Producción de desinfectantes de manos con mezcladores ultrasónicos industriales

Para producir desinfectantes de manos y soluciones desinfectantes, se requiere una potente tecnología de mezclado para obtener una mezcla homogénea. Los mezcladores y agitadores ultrasónicos son la tecnología de mezcla más fiable y eficaz para mezclar y emulsionar dos o más fases con el fin de obtener una formulación de desinfectante de manos homogénea y estable.

Desinfectantes de manos

El desinfectante de manos, también conocido bajo los términos alternativos de antiséptico de manos, exfoliante de manos o frotación de manos, es un agente líquido que se aplica en las manos con el fin de eliminar o inactivar patógenos comunes, que pueden causar enfermedades (por ejemplo, el virus SARS-CoV-2 causa la enfermedad COVID-19). Los desinfectantes de manos suelen estar disponibles en forma de líquido, espuma, gel o aerosol.
Los desinfectantes de manos pueden formularse utilizando diferentes ingredientes y composiciones. Por ejemplo, los desinfectantes de manos pueden ser a base de alcohol o sin alcohol. Los productos desinfectantes de manos a base de alcohol contienen normalmente entre un 60 y un 95% de alcohol. Como alcoholes, el uso de etanol (alcohol etílico), isopropanol o n-propanol es el más común. El alcohol muy concentrado (es decir, del 60% o más) destruye las proteínas. Al desnaturalizar las proteínas, muchos patógenos (microorganismos causantes de enfermedades) se inactivan o mueren. Los desinfectantes de manos sin alcohol son un producto alternativo, en el que se utilizan desinfectantes, como el cloruro de benzalconio (BAC), o agentes antimicrobianos, como el triclosán, como ingrediente activo para inactivar o eliminar los microorganismos. Tanto en los desinfectantes de manos con alcohol como en los sin alcohol, los ingredientes activos contra patógenos pueden resecar la piel al destruir la barrera cutánea natural. Por lo tanto, la mayoría de las fórmulas de desinfectantes de manos contienen aditivos nutritivos para la piel, como emolientes (por ejemplo, glicerina, aceites) para rehidratar la piel. Pueden añadirse otros ingredientes, como agentes espesantes, fragancias, colorantes, etc., para modificar la textura, el olor y el aspecto de los productos desinfectantes de manos.

Mezcla ultrasónica de desinfectantes de manos

Los agitadores ultrasónicos son la tecnología de mezclado más eficaz para producir desinfectantes de manos (también conocidos como antisépticos de manos, exfoliantes de manos o desinfectantes de manos) en forma de líquidos, geles, sprays o lociones.
Dado que los mezcladores ultrasónicos crean fuerzas de cizallamiento elevadas, proporcionan la agitación necesaria para mezclar los ingredientes en una mezcla cohesiva. Esta mezcla potente y fiable es necesaria para producir agentes desinfectantes potentes y fiables, como desinfectantes de manos y de superficies.

¿Cómo funciona la mezcla por ultrasonidos?

Los mezcladores y agitadores ultrasónicos crean cavitación acústica, lo que da lugar a fuerzas de cizallamiento muy intensas. Por ello, los sistemas de mezcla por ultrasonidos se utilizan ampliamente para emulsionar dos o más líquidos que, de otro modo, serían inmiscibles, y para dispersar partículas sólidas en líquidos y lodos. El mezclado por ultrasonidos se consigue acoplando ondas ultrasónicas de alta potencia a un líquido o lodo. Las ondas ultrasónicas se transmiten a través de una sonda ultrasónica de alta intensidad a un tanque discontinuo o a un reactor de celda de flujo en línea. Sólo los ultrasonidos con sonda pueden generar las intensas fuerzas de cavitación necesarias para la formulación de mezclas homogéneas y estables a largo plazo. La sonda ultrasónica vibra en el líquido a una frecuencia muy alta (por ejemplo, 20 kHz) y crea una intensa cavitación acústica / ultrasónica en el líquido.
En el campo de cavitación generado por ultrasonidos, el colapso de las burbujas de cavitación crea potentes fuerzas de cizallamiento, que desorganizan gotas, aglomerados e incluso partículas sólidas. Además, la cavitación ultrasónica produce chorros de líquido de alta velocidad de hasta 1000 km/h. Los chorros de líquido cavitados golpean los aglomerados de partículas, desorganizan las gotitas, mejoran la transferencia de materiales dentro de líquidos y lodos y dispersan los sólidos por todo el medio. En el campo de la cavitación ultrasónica, las presiones alternan rápida y repetidamente entre el vacío y hasta 1000bar. Un mezclador rotativo con 4 palas tendría que funcionar a la asombrosa velocidad de 300.000 RPM para alcanzar la misma frecuencia de ciclos de presión alterna. Los mezcladores rotativos convencionales y los mezcladores rotor-estator no crean una cantidad significativa de cavitación debido a su limitación de velocidad.

Formulaciones de desinfectantes de manos con mezcla ultrasónica

La formulación de un producto desinfectante de manos determina la eficacia del desinfectante y el espectro de eliminación de gérmenes (es decir, antibacteriano, antifúngico, antivírico, eficacia contra virus envueltos y desnudos, parásitos enquistados, etc.).
Dado que el uso frecuente de alcohol y desinfectantes que contienen alcohol en la piel (por ejemplo, las manos) deshidrata la piel, lo que puede provocar inflamación e irritación, los desinfectantes de manos sofisticados contienen ingredientes que cuidan la piel, por ejemplo, aloe vera, glicerina, aceite de jojoba, aceite de rosa mosqueta, etc.). El efecto de emulsificación ultrasónica mezcla las distintas fases de alcohol, aditivos, aceites y agua en un producto desinfectante de manos estable y uniforme.

Preparación por ultrasonidos de una emulsión (agua roja / aceite amarillo). Unos segundos de sonicación convierten las fases separadas de agua/aceite en una emulsión fina.

Ingredientes comunes de los desinfectantes de manos

v65% (o % superior) de alcohol (para ser eficaz contra una amplia variedad de virus y bacterias)
• ingredientes para el cuidado de la piel como aceites, aloe vera, glicerina, etc.
• agua (por ejemplo, agua destilada o estéril)
• emulsionante / tensioactivo
• opcionalmente, espesante (por ejemplo, goma xantana), agentes espumantes, fragancia, esporicidas (por ejemplo, peróxidos de hidrógeno para eliminar las esporas bacterianas)

Desinfectantes de manos eficaces contra el COVID-19

La higiene, y en especial la higiene de las manos, es un factor importante para prevenir la propagación del coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave 2 (SRAS-CoV-2), el virus causante de la enfermedad COVID-19. Aunque se recomienda lavarse las manos a fondo con agua y jabón siempre que sea posible, los desinfectantes de manos son una alternativa fiable, especialmente cuando no es posible lavarse las manos con agua y jabón.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda dos fórmulas de desinfectantes a base de alcohol, cuya eficacia contra el coronavirus SARS-CoV-2 ha sido probada. Científicos de Alemania y Suiza han probado y confirmado la eficacia de las formulaciones desinfectantes contra el SARS-CoV-2.
Formulación desinfectante nº 1:

• etanol - 80% en volumen (vol/vol)
• glicerina (también conocida como glicerol) - 1,45% vol/vol
• peróxido de hidrógeno - 0,125% vol/vol

Formulación desinfectante nº 2:

• isopropanol (también conocido como 2-propanol o alcohol isopropílico) - 75% vol/vol
• glicerina - 1,45% vol/vol
• peróxido de hidrógeno - 0,125% vol/vol

Ambas fórmulas de desinfectante de manos anteriores inactivan el virus lo suficiente tras 30 segundos de exposición, cuando se aplican a fondo.La mezcla de las fórmulas anteriores puede realizarse utilizando un sistema ultrasónico por lotes o en línea.

Ultrasonicadores de alto rendimiento

Hielscher Ultrasonics es un experimentado fabricante de ultrasonidos de alta potencia para aplicaciones de mezcla, combinación y agitación de diversas mezclas líquido/líquido o líquido/sólido.
Para el procesamiento de desinfectantes de manos de grado alimentario/farmacéutico a nivel industrial, se requieren equipos de ultrasonidos de alto rendimiento para procesar grandes volúmenes en una configuración por lotes de ultrasonidos o en un sistema de flujo continuo. Hielscher Ultrasonics es un proveedor experimentado y de confianza de equipos de mezcla por ultrasonidos de alto rendimiento, integrados en plantas de fabricación de todo el mundo de los sectores alimentario, farmacéutico, cosmético y de cuidado personal.
Los sofisticados ultrasonidos de Hielscher Ultrasonics pueden controlarse con precisión y ofrecen al operador un control total sobre los parámetros importantes del proceso, como la amplitud, la presión, la temperatura y el tiempo de sonicación. Esto permite optimizar el proceso de sonicación, haciéndolo más eficaz y económico.
La amplia gama de accesorios, como sonotrodos (sondas), bocinas de refuerzo, reactores de celda de flujo y otros complementos, permite configurar el sistema de mezcla por ultrasonidos específicamente para los ingredientes procesados y el rendimiento deseado.

Control de procesos por ultrasonidos

Todos los ultrasonidos digitales Hielscher – de laboratorio a tamaño industrial – están equipados con un software inteligente que facilita el control preciso, la supervisión y la revisión del proceso ultrasónico. La amplitud, el límite de entrada de energía, los ciclos de impulsos y el tiempo de sonicación pueden preajustarse mediante el software de fácil manejo. A través de la pantalla táctil en color se puede acceder fácilmente al menú y manejarlo de forma intuitiva. El mando a distancia con navegador permite al operador manejar y supervisar el sistema de ultrasonidos a distancia.
Todos los datos importantes del proceso ultrasónico (como amplitud, temperatura, presión, energía neta, energía total, hora y fecha) se almacenan automáticamente en una tarjeta SD integrada. El protocolling automático de datos es muy valorado en la industria alimentaria y farmacéutica, ya que permite al fabricante de alimentos revisar las condiciones de procesamiento de cualquier lote sonicado. Esto permite estandarizar el proceso, obtener resultados de alta calidad de forma continua y aplicar las Buenas Prácticas de Fabricación (BPF).

Ultrasonidos industriales

Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores ultrasónicos industriales pueden suministrar amplitudes muy elevadas. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos exigentes.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: