ייצור חומרי חיטוי ידיים עם מיקסרים אולטראסוניים תעשייתיים

כדי לייצר חומרי חיטוי ידיים ופתרונות חיטוי, נדרשת טכנולוגיית ערבוב רבת עוצמה כדי להשיג תערובת עקבית. מערבלים ותסיסה אולטראסוניים הם טכנולוגיית הערבוב האמינה והיעילה ביותר לערבוב ותחליב של שני שלבים או יותר על מנת לקבל נוסחה הומוגנית ויציבה לחיטוי ידיים.

חומרי חיטוי ידיים

חומר לחיטוי ידיים, הידוע גם בתנאים החלופיים של חיטוי ידיים, שפשוף ידיים או שפשוף ידיים, הוא חומר נוזלי המוחל על הידיים על מנת להסיר או להשבית פתוגנים נפוצים, שעלולים לגרום למחלות (למשל נגיף SARS-CoV-2 גורם למחלת COVID-19). תכשירים לחיטוי ידיים זמינים בדרך כלל כנוזל, קצף, ג'ל או תרסיס.
ניתן להכין תכשירים לחיטוי ידיים תוך שימוש במרכיבים ובהרכבים שונים. לדוגמה, חומרי חיטוי ידיים יכולים להיות על בסיס אלכוהול או ללא אלכוהול. מוצרי חיטוי ידיים על בסיס אלכוהול מכילים בדרך כלל בין 60% ל-95% אלכוהול. כמו אלכוהולים, השימוש אתנול (אלכוהול אתילי), isopropanol, או n-propanol הוא הנפוץ ביותר. אלכוהול מרוכז מאוד (כלומר 60% ומעלה) הורס חלבונים. על ידי דנטורינג חלבונים, פתוגנים רבים (מיקרואורגניזמים גורמי מחלות) מושבתים או נהרגים. חומרי חיטוי ידיים ללא אלכוהול הם מוצר חלופי, שבו חומרי חיטוי, כגון בנזלקוניום כלוריד (BAC), או על חומרים אנטי-מיקרוביאליים, כגון טריקלוזן, משמשים כמרכיב פעיל כדי להשבית או להרוג מיקרואורגניזמים. בשניהם, חומרי חיטוי ידיים על בסיס אלכוהול וללא אלכוהול, החומרים הפעילים נגד פתוגנים יכולים לייבש את העור על ידי הרס מחסום העור הטבעי. לכן, רוב התכשירים לחיטוי ידיים מכילים תוספים להזנת העור כגון מרככים (למשל, גליצרין, שמנים) כדי להחזיר לחות לעור. ניתן להוסיף מרכיבים אחרים כגון חומרי עיבוי, חומרי ריח, צבע וכו' כדי לשנות את המרקם, הריח והמראה של מוצרי חיטוי ידיים.

ערבוב וערבוב אולטראסוני של חומרי חיטוי ידיים

תסיסה על-קולית היא טכנולוגיית הערבוב היעילה ביותר לייצור חומרי חיטוי ידיים (הידועים גם בשם חיטוי ידיים, שפשוף ידיים או שפשוף ידיים) בצורה של נוזלים, ג'לים, תרסיסים או קרמים.
מכיוון שמיקסרים על-קוליים יוצרים כוחות גזירה גבוהים, הם מספקים את התסיסה הנדרשת כדי לערבב את המרכיבים לתערובת מלוכדת. ערבוב חזק ואמין כזה נחוץ על מנת לייצר חומרי חיטוי חזקים ואמינים כגון חומרי חיטוי ידיים כמו גם חומרי חיטוי משטח.

כיצד פועל ערבוב קולי?

מערבלים ותסיסה על-קוליים יוצרים קוויטציה אקוסטית, הגורמת לכוחות גזירה אינטנסיביים ביותר. לכן, מערכות ערבוב קולי נמצאים בשימוש נרחב כדי לתחלב שני נוזלים או יותר אחרת בלתי ניתן לערבוב וכדי לפזר חלקיקים מוצקים נוזלים slurries. ערבוב וערבוב קולי מושג על ידי צימוד גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה לתוך נוזל או slurry. הגלים העל-קוליים מועברים באמצעות בדיקה על-קולית בעוצמה גבוהה לתוך מיכל אצווה או בכור תאי זרימה בשורה. רק אולטרסאונד מסוג בדיקה יכול ליצור את הכוחות cavitational אינטנסיבי, אשר נדרשים לניסוח של תערובות הומוגניות ויציבות זמן רב. הגשושית העל-קולית רוטטת בנוזל בתדר גבוה מאוד (למשל 20kHz) ויוצרת קוויטציה אקוסטית/אולטראסונית אינטנסיבית בנוזל.
בשדה הקוויטציה שנוצר באולטרסאונד, קריסת בועות קוויטציה יוצרת כוחות גזירה חזקים, המשבשים טיפות, אגרומנטים ואפילו חלקיקים מוצקים. כמו כן, קוויטציה קולית מייצרת זרמים נוזליים במהירות גבוהה עם עד 1000 קמ"ש. סילוני הנוזל הקוויטציוניים פוגעים באגלומרטים של חלקיקים, משבשים טיפות, משפרים את העברת החומר בתוך נוזלים ותרחיפים ומפזרים מוצקים ברחבי התווך. בשדה הקוויטציה העל-קולי, לחצים מתחלפים במהירות ובאופן חוזר ונשנה בין ואקום ועד 1000bar. מיקסר סיבובי עם 4 להבי מיקסר יצטרך לפעול במהירות מדהימה של 300,000 סל"ד כדי להשיג את אותה תדירות של מחזורי לחץ לסירוגין. מערבלים סיבוביים קונבנציונליים ומיקסרים רוטור-סטטור אינם יוצרים כמות משמעותית של קוויטציה בגלל מגבלתם במהירות.

פורמולציות לחיטוי ידיים עם ערבוב קולי

The formulation of a hand sanitizing product determines the sanitizer’s effectiveness and spectrum of killing germs (i.e. anti-bacterial, anti-fungal, anti-viral, efficacy against enveloped and naked viruses, encysted parasites etc.)
מכיוון שהשימוש התכוף באלכוהול ובחומרי חיטוי המכילים אלכוהול על העור (למשל ידיים) מייבש את העור, מה שעלול לגרום לדלקת ולגירוי, תכשירי חיטוי ידיים מתוחכמים מכילים מרכיבים לטיפול בעור, כגון אלוורה, גליצרין, שמן חוחובה, שמן ורד הבר וכו'). אפקט התחליב העל-קולי משלב את השלבים השונים של אלכוהול, תוספים, שמנים ומים למוצר חיטוי ידיים יציב ואחיד.

הכנה קולית של תחליב (מים אדומים? שמן צהוב). כמה שניות של סוניקציה הופכות את פאזות המים/שמן הנפרדות לתחליב עדין.

רכיבים נפוצים לחיטוי ידיים

אלכוהול V65% (ומעלה) (כדי להיות יעיל נגד מגוון רחב של וירוסים וחיידקים)
• רכיבי טיפוח עור כגון שמנים, אלוורה, גליצרין וכו '.
• מים (למשל, מים מזוקקים או סטריליים)
• מתחלב? פעילי שטח
• לחלופין, מעבה (למשל קסנטן גאם), חומרים מקציפים, חומרי ריח, קוטלי נבגים (למשל, מי חמצן לסילוק נבגי חיידקים)

חומרי חיטוי ידיים יעילים נגד COVID-19

היגיינה ובמיוחד היגיינת ידיים היא גורם חשוב למניעת התפשטות תסמונת נשימה חריפה חמורה קורונה 2 (SARS-CoV-2), הנגיף הגורם למחלה COVID-19. בעוד ששטיפת ידיים יסודית עם מים וסבון מומלצת במידת האפשר, חומרי חיטוי ידיים הם חלופה אמינה, במיוחד כאשר שטיפת ידיים עם מים וסבון אינה זמינה.
The World Health Organization (WHO) recommends two formulations of alcohol-based sanitizers, which have been tested to be effective against the coronavirus SARS-CoV-2. Scientists from Germany and Switzerland have tested and confirmed the sanitizer formulations’ effectiveness against SARS-CoV-2.
נוסחת חומר חיטוי מס' 1:

• אתנול – 80% לפי נפח (vol/vol)
• גליצרין (ידוע גם בשם גליצרול) – 1.45% vol/vol
• מי חמצן – 0.125% vol/vol

נוסחת חומר חיטוי מס' 2:

• איזופרופנול (ידוע גם בשם 2-פרופנול או איזופרופיל אלכוהול) – 75% vol/vol
• גליצרין – 1.45% vol/vol
• מי חמצן – 0.125% vol/vol

שתי הפורמולציות לחיטוי ידיים לעיל משביתות את הנגיף במידה מספקת לאחר חשיפה של 30 שניות, כאשר מורחים אותן ביסודיות. מיזוג הניסוחים לעיל יכול להתבצע באמצעות אצווה קולית או מערכת מוטבעת.

אולטרה-סאונד בעל ביצועים גבוהים

Hielscher Ultrasonics היא יצרנית מנוסה מזה זמן רב של ultrasonicators כוח גבוה עבור יישומים הכוללים ערבוב, ערבוב, ותסיסה של תערובות נוזל? נוזל או נוזל? מוצק שונים.
עבור עיבוד ברמת מזון/פארמה של חומרי חיטוי ידיים ברמה תעשייתית, נדרש ציוד על-קולי בעל ביצועים גבוהים כדי לעבד נפח גדול במערך אצווה על-קולי או במערכת זרימה רציפה. Hielscher Ultrasonics היא ספקית מנוסה ואמינה של ציוד ערבוב קולי בעל ביצועים גבוהים, המשולב ברחבי העולם במפעלי ייצור ברחבי תעשיות המזון, הפארמה, הקוסמטיקה והטיפוח האישי.
Hielscher Ultrasonics’ sophisticated ultrasonicators can be precisely controlled and give the operator full control over the important process parameters such as amplitude, pressure, temperature and sonication time. This allows for the optimisation of the sonication process, making the process most efficient and economical.
המגוון הרחב של אביזרים כגון סונוטרודים (גשושיות), קרני הגברה, כורי תאי זרימה ותוספות נוספות מאפשרים להגדיר את מערכת הערבוב העל-קולית במיוחד עבור המרכיבים המעובדים והפלט הממוקד.

ניטור תהליכים על-קוליים

כל Hielscher דיגיטלי ultrasonicators – ממעבדה לגודל תעשייתי – מצוידים בתוכנה חכמה, מה שמקל על שליטה מדויקת, ניטור ושינוי התהליך הקולי. ניתן להגדיר מראש משרעת, מגבלת קלט אנרגיה, מחזורי פולס וזמן סוניקציה באמצעות התוכנה הידידותית למשתמש. באמצעות תצוגת מגע צבעונית ניתן לגשת בקלות לתפריט והוא אינטואיטיבי לטיפול. שלט הדפדפן מאפשר למפעיל להפעיל ולנטר מרחוק את המערכת האולטרסונית.
כל נתוני התהליך העל-קולי החשובים (כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ, אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, שעה ותאריך) מאוחסנים באופן אוטומטי בכרטיס SD משולב. פרוטוקול הנתונים האוטומטי מוערך מאוד בתעשיית המזון והפארמה, שכן הוא מאפשר ליצרן המזון לשנות את מצב העיבוד של כל מגרש סוני. הדבר מאפשר סטנדרטיזציה של תהליכים, תפוקה באיכות גבוהה ברציפות ויישום תנאי ייצור נאותים (GMP).

אולטרסאונד ברמה תעשייתית

Hielscher Ultrasonics’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: