Technologie des ultrasons Hielscher

Production de désinfectants pour les mains à l'aide de mélangeurs industriels à ultrasons

Pour produire des désinfectants pour les mains et des solutions désinfectantes, une technologie de mélange puissante est nécessaire pour obtenir un mélange homogène. Les mélangeurs et agitateurs ultrasoniques constituent la technologie de mélange la plus fiable et la plus efficace pour mélanger et émulsionner deux ou plusieurs phases afin d'obtenir une formulation homogène et stable de désinfectant pour les mains.

Désinfectants pour les mains

Le désinfectant pour les mains, également connu sous les termes alternatifs d'antiseptique pour les mains, de désinfectant pour les mains ou de désinfectant pour les mains, est un agent liquide appliqué sur les mains afin d'éliminer ou d'inactiver les agents pathogènes communs, qui peuvent causer des maladies (par exemple, le virus du SRAS-CoV-2 cause la maladie COVID-19). Les désinfectants pour les mains sont généralement disponibles sous forme de liquide, de mousse, de gel ou de spray.
Les désinfectants pour les mains peuvent être formulés à partir de différents ingrédients et compositions. Par exemple, les désinfectants pour les mains peuvent être à base d'alcool ou sans alcool. Les produits désinfectants pour les mains à base d'alcool contiennent normalement entre 60 et 95 % d'alcool. Comme pour les alcools, l'utilisation d'éthanol (alcool éthylique), d'isopropanol ou de n-propanol est la plus courante. L'alcool hautement concentré (c'est-à-dire 60 % et plus) détruit les protéines. En dénaturant les protéines, de nombreux pathogènes (micro-organismes pathogènes) sont inactivés ou tués. Les désinfectants pour les mains sans alcool sont un produit alternatif, dans lequel des désinfectants, tels que le chlorure de benzalkonium (BAC), ou des agents antimicrobiens, tels que le triclosan, sont utilisés comme ingrédient actif pour inactiver ou tuer les microorganismes. Dans les désinfectants pour les mains à base d'alcool comme dans ceux sans alcool, les ingrédients actifs contre les agents pathogènes peuvent assécher la peau en détruisant la barrière cutanée naturelle. C'est pourquoi la plupart des formules de désinfectants pour les mains contiennent des additifs nourrissants pour la peau tels que des émollients (par exemple, de la glycérine, des huiles) pour réhydrater la peau. D'autres ingrédients tels que des agents épaississants, des parfums, des colorants, etc. peuvent être ajoutés pour modifier la texture, l'odeur et l'apparence des produits de désinfection des mains.

Mélange de désinfectants pour les mains par ultrasons

Les agitateurs à ultrasons sont la technologie de mélange la plus efficace pour produire des désinfectants pour les mains (également appelés antiseptiques pour les mains, handdrub ou hand rub) sous forme de liquides, gels, sprays ou lotions.
Comme les mélangeurs ultrasoniques créent des forces de cisaillement élevées, ils fournissent l'agitation nécessaire pour mélanger les ingrédients en un mélange cohésif. Un mélange aussi puissant et fiable est nécessaire pour produire des agents désinfectants puissants et fiables tels que les désinfectants pour les mains et les agents de désinfection des surfaces.

Ultrasonic mixing and blending is used to formulate hand sanitizers.

Les mélangeurs et agitateurs ultrasoniques sont très efficaces pour mélanger les composants des produits de désinfection des mains.

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Comment fonctionne le mélange des ultrasons ?

Les mélangeurs et agitateurs ultrasoniques créent une cavitation acoustique, qui se traduit par des forces de cisaillement très intenses. C'est pourquoi les systèmes de mélange ultrasonique sont largement utilisés pour émulsionner deux ou plusieurs liquides autrement non miscibles et pour disperser les particules solides dans les liquides et les boues. Le mélange et l'émulsion par ultrasons sont obtenus en couplant des ondes ultrasonores de haute puissance dans un liquide ou une boue. Les ondes ultrasonores sont transmises par une sonde ultrasonore à haute intensité dans une cuve de mélange ou dans un réacteur à cellules d'écoulement en ligne. Seuls les ultrasonateurs à sonde peuvent générer les forces de cavitation intenses, nécessaires à la formulation de mélanges homogènes et stables à long terme. La sonde ultrasonore vibre dans le liquide à une très haute fréquence (par exemple 20 kHz) et crée une cavitation acoustique / ultrasonore intense dans le liquide.
Dans le champ de cavitation généré par les ultrasons, l'effondrement des bulles de cavitation crée de puissantes forces de cisaillement, qui perturbent les gouttelettes, les agglomérats et même les particules solides. De plus, la cavitation ultrasonore produit des courants liquides à grande vitesse pouvant atteindre 1000km/h. Les jets liquides cavitationnels heurtent les agglomérats de particules, perturbent les gouttelettes, améliorent le transfert de matière dans les liquides et les boues et dispersent les solides dans le milieu. Dans le domaine de la cavitation ultrasonique, les pressions alternent rapidement et de manière répétée entre le vide et jusqu'à 1000 bars. Un mélangeur rotatif à 4 pales devrait fonctionner à une vitesse stupéfiante de 300 000 tr/min pour obtenir la même fréquence de cycles de pression alternée. Les mélangeurs rotatifs et les mélangeurs rotor-stator conventionnels ne créent pas de cavitation importante en raison de leur vitesse limitée.

Formulations de désinfectant pour les mains avec mélange par ultrasons

La formulation d'un produit de désinfection des mains détermine l'efficacité du désinfectant et le spectre de destruction des germes (c'est-à-dire antibactérien, antifongique, antiviral, efficacité contre les virus enveloppés et nus, les parasites enkystés, etc.)
Étant donné que l'utilisation fréquente d'alcool et de désinfectants contenant de l'alcool sur la peau (par exemple les mains) déshydrate la peau, ce qui peut entraîner une inflammation et une irritation, les désinfectants sophistiqués pour les mains contiennent des ingrédients qui prennent soin de la peau, par exemple l'aloe vera, la glycérine, l'huile de jojoba, l'huile d'églantier, etc.) ). L'effet d'émulsification ultrasonique mélange les différentes phases de l'alcool, des additifs, des huiles et de l'eau en un produit désinfectant pour les mains stable et uniforme.

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Préparation ultrasonique d'une émulsion (eau rouge / huile jaune). Quelques secondes de sonication transforment les phases eau/huile séparées en une fine émulsion.

Ingrédients courants des désinfectants pour les mains

    v65% (ou plus) d'alcool (pour être efficace contre une grande variété de virus et de bactéries)
  • les ingrédients de soins de la peau tels que les huiles, l'aloe vera, la glycérine, etc.
  • l'eau (par exemple, l'eau distillée ou stérile)
  • émulsifiant / tensioactif
  • éventuellement, épaississant (par exemple, gomme xanthane), agents moussants, parfum, sporicides (par exemple, peroxyde d'hydrogène pour éliminer les spores bactériennes)
The SonoStation is a complete ultrasonic setup, which is suitable to process larger volumes of hand sanitizer.

SonoStation – une installation complète de réservoirs à ultrasons consistant en des ultrasonateurs à sonde (ici 2x UIP2000hdT), agitateur et pompe

Des désinfectants pour les mains efficaces contre COVID-19

L'hygiène, et en particulier l'hygiène des mains, est un facteur important pour prévenir la propagation du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), le virus qui provoque la maladie COVID-19. Bien qu'il soit recommandé de se laver soigneusement les mains à l'eau et au savon dans la mesure du possible, les désinfectants pour les mains constituent une alternative fiable, surtout lorsque le lavage des mains à l'eau et au savon n'est pas disponible.
L'Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande deux formulations de désinfectants à base d'alcool, dont l'efficacité contre le coronavirus SARS-CoV-2 a été testée. Des scientifiques allemands et suisses ont testé et confirmé l'efficacité de ces formules contre le CoV-2 du SRAS.
Formulation de l'assainissant n° 1 :

  • éthanol - 80% en volume (vol/vol)
  • glycérine (également appelée glycérol) - 1,45 % vol/vol
  • peroxyde d'hydrogène - 0,125% vol/vol

Formulation de l'assainissant n° 2 :

  • isopropanol (également appelé 2-propanol ou alcool isopropylique) - 75% vol/vol
  • glycérine - 1,45% vol/vol
  • peroxyde d'hydrogène - 0,125% vol/vol

Les deux formulations de désinfectant pour les mains ci-dessus inactivent suffisamment le virus après 30 secondes d'exposition, lorsqu'elles sont appliquées avec soin. Le mélange des formulations ci-dessus peut être effectué à l'aide d'un système à ultrasons par lots ou en ligne.

Ultrasons haute performance

Le processeur ultrasonique UIP4000hdT, un puissant réacteur ultrasonique de 4kWHielscher Ultrasonics est un fabricant expérimenté d'ultrasons de haute puissance pour des applications qui impliquent le mélange, l'agitation et l'homogénéisation de divers mélanges liquides/liquides ou liquides/solides.
Pour le traitement de qualité alimentaire/pharmaceutique des désinfectants pour les mains au niveau industriel, un équipement ultrasonique performant est nécessaire pour traiter un grand volume dans une installation à ultrasons par lots ou dans un système à flux continu. Hielscher Ultrasons est un fournisseur expérimenté et fiable d'équipements de mélange à ultrasons de haute performance, qui est intégré dans le monde entier dans des usines de fabrication dans les secteurs de l'alimentation, de la pharmacie, des cosmétiques et des soins personnels.
Les ultrasonateurs sophistiqués de Hielscher Ultrasonics peuvent être contrôlés avec précision et donnent à l'opérateur un contrôle total sur les paramètres importants du processus tels que l'amplitude, la pression, la température et le temps de sonication. Cela permet d'optimiser le processus de sonication, rendant le processus le plus efficace et le plus économique possible.
La vaste gamme d'accessoires, tels que les sonotrodes (sondes), les cornes d'amplification, les réacteurs à cellules d'écoulement et d'autres accessoires complémentaires, permet de configurer le système de mélange ultrasonique spécifiquement pour les ingrédients traités et le rendement visé.

Surveillance des processus par ultrasons

Contrôle précis des paramètres du processus ultrasonore par Hielscher Ultrasonics' logiciels intelligentsTous les ultrasonateurs numériques Hielscher – du laboratoire à la taille industrielle – sont équipés d'un logiciel intelligent, qui permet de contrôler, de surveiller et de réviser facilement et précisément le processus ultrasonore. L'amplitude, la limite d'entrée d'énergie, les cycles d'impulsion et le temps de sonication peuvent être préréglés par le logiciel convivial. L'écran tactile couleur permet d'accéder facilement au menu et sa manipulation est intuitive. La télécommande du navigateur permet à l'opérateur de faire fonctionner et de surveiller le système à ultrasons à distance.
Toutes les données importantes du processus ultrasonique (telles que l'amplitude, la température, la pression, l'énergie nette, l'énergie totale, l'heure et la date) sont automatiquement stockées sur une carte SD intégrée. L'enregistrement automatique des données est très apprécié dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique, car il permet au fabricant de produits alimentaires de réviser les conditions de traitement de tout lot soniqué. Cela permet de normaliser les processus, d'obtenir une qualité élevée et continue et de mettre en œuvre les bonnes pratiques de fabrication (BPF).

Ultrasons de qualité industrielle

Hielscher Ultrasonics’ Les processeurs ultrasoniques industriels peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement utilisées en continu 24h/24 et 7j/7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles et exigeants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

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Hielscher Ultrasons fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.

Littérature / Références

  • Aparajita Chatterjee, Giulia Bandini, Edwin Motari, John Samuelson (2015): Ethanol and Isopropanol in Concentrations Present in Hand Sanitizers Sharply Reduce Excystation of Giardia and Entamoeba and Eliminate Oral Infectivity of Giardia Cysts in Gerbils. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 59(11), Nov. 2015. 6749–6754.
  • Kiran A. Ramisetty; R. Shyamsunder (2011): Effect of Ultrasonication on Stability of Oil in Water Emulsions. International Journal of Drug Delivery 3, 2011. 133-142.
  • Shabbar Abbas, Khizar Hayat, Eric Karangwa, Mohanad Bashari, Xiaoming Zhang (2013): An Overview of Ultrasound-Assisted Food-Grade Nanoemulsions. Food Engineering Reviews 2013.
  • Ng Sook Han, Mahiran Basri, Mohd Basyaruddin Abd Rahman, Raja Noor Zaliha Raja Abd Rahman, Abu Bakar Salleh, Zahariah Ismail (2012): Preparation of emulsions by rotor–stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science 63, September/October 2012. 333–344.



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