Proizvodnja sredstava za dezinfekciju ruku industrijskim ultrazvučnim mikserima

Za proizvodnju sredstava za dezinfekciju ruku i dezinfekcijskih otopina potrebna je snažna tehnologija miješanja kako bi se dobila ujednačena smjesa. Ultrazvučni mikseri i miješalice najpouzdanija su i najučinkovitija tehnologija miješanja za sjedinjavanje i emulgiranje dviju ili više faza radi dobivanja homogene, stabilne formulacije sredstva za dezinfekciju ruku.

Sredstva za dezinfekciju ruku

Sredstvo za dezinfekciju ruku, poznato i pod alternativnim nazivima antiseptik za ruke ili sredstvo za utrljavanje u ruke, tekuće je sredstvo koje se nanosi na ruke radi uklanjanja ili inaktivacije uobičajenih patogena koji mogu uzrokovati bolesti (npr. virus SARS-CoV-2 uzrokuje bolest COVID-19). Sredstva za dezinfekciju ruku obično su dostupna u obliku tekućine, pjene, gela ili spreja.
Sredstva za dezinfekciju ruku mogu se formulirati s različitim sastojcima i u različitim sastavima. Primjerice, sredstva za dezinfekciju ruku mogu biti na bazi alkohola ili bez alkohola. Proizvodi za dezinfekciju ruku na bazi alkohola obično sadržavaju između 60 i 95% alkohola. Od alkohola najčešće se upotrebljavaju etanol (etilni alkohol), izopropanol ili n-propanol. Visokokoncentrirani alkohol (tj. 60% i više) uništava proteine. Denaturacijom proteina mnogi se patogeni (mikroorganizmi koji uzrokuju bolesti) inaktiviraju ili ubijaju. Sredstva za dezinfekciju ruku bez alkohola alternativni su proizvodi u kojima se dezinficijensi, poput benzalkonijeva klorida (BAC), ili antimikrobne tvari, poput triklosana, upotrebljavaju kao djelatni sastojci za inaktivaciju ili ubijanje mikroorganizama. I u sredstvima za dezinfekciju ruku na bazi alkohola i u onima bez alkohola djelatni sastojci koji djeluju protiv patogena mogu isušiti kožu uništavanjem prirodne kožne barijere. Stoga većina formulacija sredstava za dezinfekciju ruku sadržava dodatke za njegu kože, poput emolijensa (npr. glicerina, ulja), radi ponovne hidratacije kože. Ostali sastojci, poput zgušnjivača, mirisa, bojila itd., mogu se dodati radi promjene teksture, mirisa i izgleda proizvoda za dezinfekciju ruku.

Ultrazvučno miješanje i sjedinjavanje sastojaka sredstava za dezinfekciju ruku

Ultrazvučne miješalice najučinkovitija su tehnologija miješanja za proizvodnju sredstava za dezinfekciju ruku (poznatih i kao antiseptici za ruke ili sredstva za utrljavanje u ruke) u obliku tekućina, gelova, sprejeva ili losiona.
Budući da ultrazvučni mikseri stvaraju velike smične sile, osiguravaju potrebno miješanje za sjedinjavanje sastojaka u povezanu smjesu. Takvo snažno i pouzdano miješanje potrebno je za proizvodnju djelotvornih i pouzdanih dezinfekcijskih sredstava, poput sredstava za dezinfekciju ruku i sredstava za dezinfekciju površina.

Kako funkcionira ultrazvučno miješanje?

Ultrazvučne miješalice i agitatori stvaraju akustičnu kavitaciju, koja rezultira izrazito intenzivnim smičnim silama. Stoga se sustavi za ultrazvučno miješanje široko upotrebljavaju za emulgiranje dviju ili više inače nemješljivih tekućina te za dispergiranje čvrstih čestica u tekućinama i suspenzijama. Ultrazvučno miješanje postiže se uvođenjem ultrazvučnih valova velike snage u tekućinu ili suspenziju. Ultrazvučni valovi prenose se ultrazvučnom sondom visokog intenziteta u spremnik za šaržnu obradu ili u reaktor s protočnom ćelijom ugrađen u procesnu liniju. Samo ultrazvučni uređaji sa sondom mogu stvoriti intenzivne kavitacijske sile koje su potrebne za formuliranje homogenih i dugotrajno stabilnih smjesa. Ultrazvučna sonda vibrira u tekućini vrlo visokom frekvencijom (npr. 20kHz) i stvara intenzivnu akustičnu / ultrazvučnu kavitaciju u tekućini.
U ultrazvučno stvorenom kavitacijskom polju implozija kavitacijskih mjehurića stvara snažne smične sile koje razbijaju kapljice, aglomerate, pa čak i čvrste čestice. Ultrazvučna kavitacija također stvara brze tokove tekućine s brzinama do 1000km/h. Kavitacijski mlazovi tekućine udaraju u aglomerate čestica, razbijaju kapljice, poboljšavaju prijenos tvari unutar tekućina i suspenzija te dispergiraju čvrste tvari po cijelom mediju. U ultrazvučnom kavitacijskom polju tlakovi se brzo i opetovano izmjenjuju između vakuuma i vrijednosti do 1000bar. Rotacijska miješalica s 4 lopatice morala bi raditi pri nevjerojatnih 300.000 okretaja u minuti kako bi postigla istu frekvenciju ciklusa izmjenjivanja tlaka. Konvencionalne rotacijske miješalice i rotorsko-statorske miješalice ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog ograničene brzine.

Formulacije sredstava za dezinfekciju ruku uz ultrazvučno miješanje

Formulacija proizvoda za dezinfekciju ruku određuje njegovu učinkovitost i spektar uništavanja mikroorganizama (tj. antibakterijsko, protugljivično i antivirusno djelovanje, učinkovitost protiv virusa s ovojnicom i bez ovojnice, parazita u obliku cista itd.)
Budući da česta primjena alkohola i sredstava za dezinfekciju koja sadržavaju alkohol na koži (npr. na rukama) isušuje kožu, što može dovesti do upale i nadraženosti, napredna sredstva za dezinfekciju ruku sadržavaju sastojke za njegu kože, npr. aloe veru, glicerin, ulje jojobe, ulje šipka itd.). Učinak ultrazvučnog emulgiranja miješa različite faze alkohola, aditiva, ulja i vode u stabilan i ujednačen proizvod za dezinfekciju ruku.

Ultrazvučna priprema emulzije (crvena voda / žuto ulje). Nekoliko sekundi sonikacije pretvara odvojene faze vode i ulja u finu emulziju.

Uobičajeni sastojci sredstava za dezinfekciju ruku

v65% (ili viši %) alkohola (za učinkovitost protiv širokog raspona virusa i bakterija)
• sastojci za njegu kože poput ulja, aloe vere, glicerina itd.
• voda (npr. destilirana ili sterilna voda)
• emulgator / površinski aktivna tvar
• po izboru, zgušnjivač (npr. ksantanska guma), sredstva za pjenjenje, miris, sporicidi (npr. vodikovi peroksidi za uklanjanje bakterijskih spora)

Učinkovita sredstva za dezinfekciju ruku protiv bolesti COVID-19

Higijena, a osobito higijena ruku, važan je čimbenik u sprječavanju širenja koronavirusa teškog akutnog respiratornog sindroma 2 (SARS-CoV-2), virusa koji uzrokuje bolest COVID-19. Iako se temeljito pranje ruku vodom i sapunom preporučuje kad god je to moguće, sredstva za dezinfekciju ruku pouzdana su alternativa, osobito kada pranje ruku vodom i sapunom nije moguće.
Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) preporučuje dvije formulacije sredstava za dezinfekciju na bazi alkohola čija je učinkovitost protiv koronavirusa SARS-CoV-2 potvrđena ispitivanjima. Znanstvenici iz Njemačke i Švicarske ispitali su i potvrdili učinkovitost tih formulacija sredstava za dezinfekciju protiv virusa SARS-CoV-2.
Formulacija sredstva za dezinfekciju br. 1:

• etanol – 80% volumenski (vol/vol)
• glicerin (poznat i kao glicerol) – 1,45% vol/vol
• vodikov peroksid – 0,125% vol/vol

Formulacija sredstva za dezinfekciju br. 2:

• izopropanol (poznat i kao 2-propanol ili izopropilni alkohol) – 75% vol/vol
• glicerin – 1,45% vol/vol
• vodikov peroksid – 0,125% vol/vol

Obje prethodno navedene formulacije sredstava za dezinfekciju ruku dovoljno inaktiviraju virus nakon 30 sekundi izlaganja ako se temeljito nanesu. Miješanje prethodno navedenih formulacija može se provesti ultrazvučnim sustavom za šaržnu ili linijsku obradu.

Visokoučinkoviti ultrazvučni uređaji

Hielscher Ultrasonics proizvođač je ultrazvučnih uređaja velike snage s dugogodišnjim iskustvom u primjenama koje uključuju miješanje, sjedinjavanje i intenzivno miješanje različitih smjesa tekućina/tekućina ili tekućina/krutina.
Za obradu sredstava za dezinfekciju ruku u industrijskom mjerilu prema prehrambenim i farmaceutskim standardima potrebna je visokoučinkovita ultrazvučna oprema za obradu velikih volumena u ultrazvučnom sustavu za šaržnu obradu ili u sustavu s kontinuiranim protokom. Hielscher Ultrasonics pouzdan je dobavljač visokoučinkovite opreme za ultrazvučno miješanje s dugogodišnjim iskustvom, čija je oprema integrirana u proizvodne pogone diljem svijeta u prehrambenoj, farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji te industriji proizvoda za osobnu njegu.
Naprednim ultrazvučnim uređajima tvrtke Hielscher Ultrasonics može se precizno upravljati, a rukovatelju pružaju potpunu kontrolu nad važnim procesnim parametrima kao što su amplituda, tlak, temperatura i vrijeme sonikacije. To omogućuje optimizaciju procesa sonikacije, čineći ga najučinkovitijim i najekonomičnijim.
Širok raspon pribora, kao što su sonotrode (sonde), pojačivači amplitude, reaktori s protočnim ćelijama i dodatna oprema, omogućuje konfiguriranje sustava za ultrazvučno miješanje posebno za sastojke koji se obrađuju i željeni proizvodni učinak.

Praćenje ultrazvučnog procesa

Svi digitalni ultrazvučni uređaji Hielscher – od laboratorijskih do industrijskih – opremljeni su inteligentnim softverom koji olakšava precizno upravljanje ultrazvučnim procesom, njegovo praćenje i pregled. Amplituda, granica unosa energije, pulsni ciklusi i vrijeme sonikacije mogu se unaprijed postaviti putem softvera jednostavnog za uporabu. Zaslon u boji osjetljiv na dodir omogućuje jednostavan pristup izborniku i intuitivno rukovanje. Daljinsko upravljanje putem preglednika omogućuje rukovatelju upravljanje ultrazvučnim sustavom i njegovo praćenje na daljinu.
Svi važni podaci o ultrazvučnom procesu (kao što su amplituda, temperatura, tlak, neto energija, ukupna energija, vrijeme i datum) automatski se pohranjuju na ugrađenu SD karticu. Automatsko bilježenje podataka vrlo je cijenjeno u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji jer proizvođaču hrane omogućuje pregled uvjeta obrade bilo koje sonikirane serije. To omogućuje standardizaciju procesa, kontinuirano visoku kvalitetu proizvoda i primjenu dobre proizvođačke prakse (GMP).

Ultrazvučni uređaji za industrijsku primjenu

Industrijski ultrazvučni procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics mogu postići vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm lako se mogu kontinuirano održavati tijekom rada 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost ultrazvučne opreme Hielscher omogućuje rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: