औद्योगिक अल्ट्रासोनिक मिक्सरों से हैंड सैनिटाइज़र का उत्पादन
हैंड सैनिटाइज़र और कीटाणुशोधन घोलों के उत्पादन में एकसमान मिश्रण प्राप्त करने के लिए शक्तिशाली मिश्रण तकनीक की आवश्यकता होती है। एक समांगी, स्थिर हैंड सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशन प्राप्त करने के लिए दो या अधिक प्रावस्थाओं को मिलाने और उनका पायसीकरण करने हेतु अल्ट्रासोनिक मिक्सर और विलोडक सबसे विश्वसनीय और कुशल मिश्रण तकनीक हैं।
हैंड सैनिटाइज़र
हैंड सैनिटाइज़र, जिसे हैंड एंटीसेप्टिक, हैंडरब या हैंड रब जैसे वैकल्पिक नामों से भी जाना जाता है, हाथों पर लगाया जाने वाला एक तरल पदार्थ है। इसका उपयोग उन सामान्य रोगजनकों को हटाने या निष्क्रिय करने के लिए किया जाता है, जो बीमारियाँ पैदा कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, SARS-CoV-2 वायरस COVID-19 रोग का कारण बनता है)। हैंड सैनिटाइज़र आमतौर पर तरल, फोम, जेल या स्प्रे के रूप में उपलब्ध होते हैं।
हैंड सैनिटाइज़र विभिन्न सामग्रियों और संघटनों का उपयोग करके तैयार किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, हैंड सैनिटाइज़र अल्कोहल-आधारित या अल्कोहल-मुक्त हो सकते हैं। अल्कोहल-आधारित हैंड सैनिटाइज़र उत्पादों में सामान्यतः 60 से 95% के बीच अल्कोहल होता है। अल्कोहल के रूप में एथेनॉल (एथिल अल्कोहल), आइसोप्रोपेनॉल या n-प्रोपेनॉल का उपयोग सबसे आम है। अत्यधिक सांद्र अल्कोहल (अर्थात 60% और उससे अधिक) प्रोटीन को नष्ट करता है। प्रोटीन के विकृतीकरण से कई रोगजनक (रोग पैदा करने वाले सूक्ष्मजीव) निष्क्रिय हो जाते हैं या मर जाते हैं। अल्कोहल-मुक्त हैंड सैनिटाइज़र एक वैकल्पिक उत्पाद हैं, जिनमें सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय करने या मारने के लिए बेंज़ाल्कोनियम क्लोराइड (BAC) जैसे कीटाणुनाशकों या ट्राइक्लोसान जैसे रोगाणुरोधी पदार्थों का उपयोग सक्रिय घटक के रूप में किया जाता है। अल्कोहल-आधारित और अल्कोहल-मुक्त, दोनों प्रकार के हैंड सैनिटाइज़र में रोगजनकों के विरुद्ध काम करने वाले सक्रिय घटक त्वचा के प्राकृतिक सुरक्षात्मक अवरोध को नष्ट करके त्वचा को शुष्क कर सकते हैं। इसलिए, अधिकांश हैंड सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशनों में त्वचा को फिर से नमी प्रदान करने के लिए त्वचा को पोषण देने वाले योजक, जैसे त्वचा को मुलायम बनाने वाले पदार्थ (उदाहरण के लिए, ग्लिसरीन, तेल), होते हैं। हैंड सैनिटाइज़र उत्पादों की बनावट, गंध और दिखावट को बदलने के लिए गाढ़ा करने वाले पदार्थ, सुगंध, रंगद्रव्य आदि अन्य सामग्रियाँ मिलाई जा सकती हैं।
हैंड सैनिटाइज़र का अल्ट्रासोनिक मिश्रण और सम्मिश्रण
तरल, जेल, स्प्रे या लोशन के रूप में हैंड सैनिटाइज़र (जिन्हें हैंड एंटीसेप्टिक, हैंडरब या हैंड रब भी कहा जाता है) के उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक विलोडक सबसे प्रभावी मिश्रण तकनीक हैं।
चूँकि अल्ट्रासोनिक मिक्सर उच्च अपरूपण बल उत्पन्न करते हैं, इसलिए वे सामग्रियों को एक सुसंगत मिश्रण में मिलाने के लिए आवश्यक विलोडन प्रदान करते हैं। हैंड सैनिटाइज़र और सतहों के कीटाणुशोधन के लिए प्रयुक्त पदार्थों जैसे प्रबल और विश्वसनीय कीटाणुशोधक पदार्थों के उत्पादन हेतु ऐसा शक्तिशाली और विश्वसनीय मिश्रण आवश्यक है।
अल्ट्रासोनिक मिक्सर और विलोडक हैंड सैनिटाइज़र उत्पादों के घटकों को मिलाने में अत्यधिक कुशल हैं।
अल्ट्रासोनिक मिश्रण कैसे काम करता है?
अल्ट्रासोनिक मिक्सर और विलोडक ध्वनिक कैविटेशन उत्पन्न करते हैं, जिससे अत्यंत तीव्र अपरूपण बल पैदा होते हैं। इसलिए, अल्ट्रासोनिक मिश्रण प्रणालियों का व्यापक रूप से उपयोग दो या अधिक ऐसे द्रवों का पायसीकरण करने के लिए किया जाता है जो अन्यथा आपस में नहीं मिलते, और द्रवों तथा स्लरी में ठोस कणों को परिक्षेपित करने के लिए किया जाता है। अल्ट्रासोनिक मिश्रण और सम्मिश्रण के लिए उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों की ऊर्जा को किसी द्रव या स्लरी में संचारित किया जाता है। अल्ट्रासोनिक तरंगों को उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासोनिक प्रोब के माध्यम से बैच टैंक में या इनलाइन प्रवाह सेल रिएक्टर में संचारित किया जाता है। केवल प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर ही वे तीव्र कैविटेशन बल उत्पन्न कर सकते हैं, जो समांगी और लंबे समय तक स्थिर रहने वाले मिश्रणों के फ़ॉर्मूलेशन के लिए आवश्यक हैं। अल्ट्रासोनिक प्रोब द्रव में बहुत उच्च आवृत्ति (जैसे 20kHz) पर कंपन करता है और द्रव में तीव्र ध्वनिक / अल्ट्रासोनिक कैविटेशन उत्पन्न करता है।
अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पन्न कैविटेशन क्षेत्र में, कैविटेशन बुलबुलों के ढहने से शक्तिशाली अपरूपण बल उत्पन्न होते हैं, जो बूंदों, कणसमूहों और यहाँ तक कि ठोस कणों को भी तोड़ देते हैं। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक कैविटेशन 1000km/h तक की गति वाली द्रव धाराएँ उत्पन्न करता है। कैविटेशन से उत्पन्न द्रव जेट कणसमूहों से टकराते हैं, बूंदों को तोड़ते हैं, द्रवों और स्लरी के भीतर पदार्थ स्थानांतरण में सुधार करते हैं और पूरे माध्यम में ठोस पदार्थों को परिक्षेपित करते हैं। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन क्षेत्र में, दाब निर्वात और 1000bar तक के दाब के बीच तेजी से और बार-बार बदलता है। बारी-बारी से बदलने वाले दाब चक्रों की यही आवृत्ति प्राप्त करने के लिए 4 मिक्सर ब्लेड वाले रोटरी मिक्सर को आश्चर्यजनक रूप से उच्च 3,00,000 RPM पर चलाना पड़ेगा। पारंपरिक रोटरी मिक्सर और रोटर-स्टेटर मिक्सर अपनी गति की सीमा के कारण उल्लेखनीय मात्रा में कैविटेशन उत्पन्न नहीं करते।
अल्ट्रासोनिक सम्मिश्रण से हैंड सैनिटाइज़र के फ़ॉर्मूलेशन
हाथों को सैनिटाइज़ करने वाले उत्पाद का फ़ॉर्मूलेशन सैनिटाइज़र की प्रभावशीलता और रोगाणुओं को नष्ट करने की उसकी कार्य-सीमा निर्धारित करता है (अर्थात जीवाणुरोधी, कवकरोधी, विषाणुरोधी प्रभावशीलता, आवरणयुक्त और आवरणरहित विषाणुओं, पुटीबद्ध परजीवियों आदि के विरुद्ध प्रभावशीलता)
चूँकि त्वचा (जैसे हाथों) पर अल्कोहल और अल्कोहल युक्त सैनिटाइज़र का बार-बार उपयोग त्वचा को निर्जलित करता है, जिससे सूजन और जलन हो सकती है, इसलिए उन्नत हैंड सैनिटाइज़र में त्वचा की देखभाल करने वाले घटक होते हैं, जैसे एलोवेरा, ग्लिसरीन, जोजोबा तेल, रोज़ हिप तेल आदि)। अल्ट्रासोनिक पायसीकरण प्रभाव अल्कोहल, योजकों, तेलों और पानी की विभिन्न प्रावस्थाओं को मिलाकर एक स्थिर और एकसमान हैंड सैनिटाइज़र उत्पाद बनाता है।
अल्ट्रासोनिक विधि से इमल्शन तैयार करना (लाल पानी / पीला तेल)। कुछ सेकंड का सोनिकेशन पानी/तेल की अलग-अलग प्रावस्थाओं को एक महीन इमल्शन में बदल देता है।
हैंड सैनिटाइज़र के सामान्य घटक
- v65% (या इससे अधिक %) अल्कोहल (विभिन्न प्रकार के विषाणुओं और जीवाणुओं के विरुद्ध प्रभावी होने के लिए)
- त्वचा की देखभाल करने वाले घटक जैसे तेल, एलोवेरा, ग्लिसरीन आदि
- पानी (जैसे आसुत या निर्जीवाणु पानी)
- पायसीकारक / पृष्ठसक्रियकारक
- वैकल्पिक रूप से, गाढ़ा करने वाला पदार्थ (जैसे ज़ैंथन गम), झाग बनाने वाले पदार्थ, सुगंध, बीजाणुनाशक (जैसे जीवाणु बीजाणुओं को समाप्त करने के लिए हाइड्रोजन पेरॉक्साइडों का उपयोग)
SonoStation – एक संपूर्ण अल्ट्रासोनिक टैंक सेटअप, जिसमें प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर (यहाँ 2x UIP2000hdT), विलोडक और पंप शामिल हैं
COVID-19 के विरुद्ध प्रभावी हैंड सैनिटाइज़र
स्वच्छता और विशेष रूप से हाथों की स्वच्छता, सीवियर एक्यूट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) के प्रसार को रोकने में एक महत्वपूर्ण कारक है। यह विषाणु COVID-19 रोग का कारण बनता है। जब भी संभव हो, पानी और साबुन से अच्छी तरह हाथ धोने की सलाह दी जाती है, लेकिन हैंड सैनिटाइज़र एक विश्वसनीय विकल्प हैं, विशेषकर जब पानी और साबुन से हाथ धोने की सुविधा उपलब्ध न हो।
विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) अल्कोहल आधारित सैनिटाइज़र के दो फ़ॉर्मूलेशन की अनुशंसा करता है, जिन्हें परीक्षणों में कोरोनावायरस SARS-CoV-2 के विरुद्ध प्रभावी पाया गया है। जर्मनी और स्विट्ज़रलैंड के वैज्ञानिकों ने SARS-CoV-2 के विरुद्ध इन सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशन की प्रभावशीलता का परीक्षण करके इसकी पुष्टि की है।
सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशन संख्या 1:
- एथेनॉल – आयतन के अनुसार 80% (vol/vol)
- ग्लिसरीन (जिसे ग्लिसरॉल भी कहा जाता है) – 1.45% vol/vol
- हाइड्रोजन पेरॉक्साइड – 0.125% vol/vol
सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशन संख्या 2:
- आइसोप्रोपेनॉल (जिसे 2-propanol या आइसोप्रोपिल अल्कोहल भी कहते हैं) – 75% vol/vol
- ग्लिसरीन – 1.45% vol/vol
- हाइड्रोजन पेरॉक्साइड – 0.125% vol/vol
ऊपर दिए गए दोनों हैंड सैनिटाइज़र फ़ॉर्मूलेशन, अच्छी तरह लगाए जाने पर, 30 सेकंड के संपर्क के बाद वायरस को पर्याप्त रूप से निष्क्रिय कर देते हैं। ऊपर दिए गए फ़ॉर्मूलेशनों का मिश्रण अल्ट्रासोनिक बैच या इनलाइन प्रणाली का उपयोग करके किया जा सकता है।
उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिकेटरों का एक दीर्घ अनुभवी निर्माता है, जिनका उपयोग विभिन्न द्रव/द्रव या द्रव/ठोस मिश्रणों को मिलाने, मिश्रित करने और हिलाने वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।
औद्योगिक स्तर पर हैंड सैनिटाइज़रों के खाद्य/औषधि श्रेणी के प्रसंस्करण के लिए, अल्ट्रासोनिक बैच व्यवस्था या निरंतर प्रवाह प्रणाली में बड़ी मात्रा को संसाधित करने हेतु उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक उपकरणों की आवश्यकता होती है। Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक मिश्रण उपकरणों का एक दीर्घ अनुभवी और विश्वसनीय आपूर्तिकर्ता है। इन उपकरणों को दुनिया भर में खाद्य, औषधि, सौंदर्य प्रसाधन और व्यक्तिगत देखभाल उद्योगों के विनिर्माण संयंत्रों में एकीकृत किया गया है।
Hielscher Ultrasonics के परिष्कृत अल्ट्रासोनिकेटरों को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है और ये ऑपरेटर को आयाम, दाब, तापमान और सोनिकेशन समय जैसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया मापदंडों पर पूर्ण नियंत्रण देते हैं। इससे सोनिकेशन प्रक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे प्रक्रिया सर्वाधिक कुशल और किफ़ायती बनती है।
सोनोट्रोड (प्रोब), बूस्टर हॉर्न, प्रवाह सेल रिएक्टर और अन्य अतिरिक्त घटकों जैसे सहायक उपकरणों की विस्तृत श्रृंखला, संसाधित किए जाने वाले अवयवों और लक्षित उत्पादन के अनुरूप अल्ट्रासोनिक मिश्रण प्रणाली को विशेष रूप से कॉन्फ़िगर करना संभव बनाती है।
अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया की निगरानी
प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक आकार तक के सभी Hielscher डिजिटल अल्ट्रासोनिकेटर एक बुद्धिमान सॉफ़्टवेयर से सुसज्जित हैं, जो अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया को सटीक रूप से नियंत्रित करना, उसकी निगरानी करना और उसकी समीक्षा करना आसान बनाता है। उपयोग में आसान इस सॉफ़्टवेयर के माध्यम से आयाम, ऊर्जा इनपुट सीमा, पल्स चक्र और सोनिकेशन समय पहले से निर्धारित किए जा सकते हैं। रंगीन टच डिस्प्ले के माध्यम से मेनू को आसानी से खोला जा सकता है और उसका संचालन सहज है। ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल ऑपरेटर को दूर से अल्ट्रासोनिक प्रणाली का संचालन और उसकी निगरानी करने में सक्षम बनाता है।
अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया के सभी महत्वपूर्ण डेटा (जैसे आयाम, तापमान, दाब, शुद्ध ऊर्जा, कुल ऊर्जा, समय और तारीख) एक एकीकृत SD-कार्ड पर स्वचालित रूप से संग्रहीत होते हैं। खाद्य और औषधि उद्योग में स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग को अत्यधिक महत्व दिया जाता है, क्योंकि इससे खाद्य निर्माता सोनिकेशन से संसाधित किसी भी लॉट की प्रसंस्करण स्थितियों की समीक्षा कर सकता है। इससे प्रक्रिया का मानकीकरण, निरंतर उच्च गुणवत्ता वाला उत्पादन और अच्छी विनिर्माण पद्धतियों (GMP) का कार्यान्वयन संभव होता है।
औद्योगिक श्रेणी के अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200µm तक के आयामों पर 24/7 संचालन आसानी से लगातार किया जा सकता है। इससे भी उच्च आयामों के लिए, आवश्यकतानुसार अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की मज़बूती, भारी कार्यभार और कठिन परिस्थितियों में 24/7 संचालन की अनुमति देती है।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच का आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | समूहबद्ध UIP16000 |
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उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने तक।
साहित्य / संदर्भ
- 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.