Kézfertőtlenítők gyártása ipari ultrahangos keverőkkel

A kézfertőtlenítők és fertőtlenítő oldatok gyártásához nagy teljesítményű keverési technológia szükséges az egyenletes keverék előállításához. Az ultrahangos keverők és keverőberendezések jelentik a legmegbízhatóbb és leghatékonyabb keverési technológiát két vagy több fázis összekeverésére és emulgeálására, homogén, stabil kézfertőtlenítő készítmény előállítása érdekében.

Kézfertőtlenítők

A kézfertőtlenítő, amelyet kézantiszeptikumnak vagy bedörzsöléses kézfertőtlenítő szernek is neveznek, a kézre felvitt folyékony szer, amely a betegségeket okozó gyakori kórokozók eltávolítására vagy inaktiválására szolgál (pl. a SARS-CoV-2 vírus okozza a COVID-19 betegséget). A kézfertőtlenítők jellemzően folyadék, hab, gél vagy spray formájában kaphatók.
A kézfertőtlenítők különböző összetevőkből és különböző összetétellel állíthatók elő. Lehetnek például alkoholalapúak vagy alkoholmentesek. Az alkoholalapú kézfertőtlenítő termékek általában 60 és 95% közötti alkoholtartalommal rendelkeznek. Az alkoholok közül leggyakrabban etanolt (etil-alkoholt), izopropanolt vagy n-propanolt használnak. A nagy koncentrációjú alkohol (azaz 60%-os vagy annál töményebb) roncsolja a fehérjéket. A fehérjék denaturálásával számos kórokozó (betegséget okozó mikroorganizmus) inaktiválódik vagy elpusztul. Az alkoholmentes kézfertőtlenítők alternatív termékek, amelyekben fertőtlenítőszereket, például benzalkónium-kloridot (BAC), vagy antimikrobiális szereket, például triklozánt használnak hatóanyagként a mikroorganizmusok inaktiválására vagy elpusztítására. Mind az alkoholalapú, mind az alkoholmentes kézfertőtlenítők esetében a kórokozók elleni hatóanyagok a bőr természetes védőrétegének roncsolásával kiszáríthatják a bőrt. Ezért a legtöbb kézfertőtlenítő készítmény bőrtápláló adalékokat, például bőrpuhító anyagokat (pl. glicerint, olajokat) tartalmaz a bőr rehidratálására. További összetevők, például sűrítőanyagok, illatanyagok, színezékek stb. adhatók hozzá a kézfertőtlenítő termékek állagának, illatának és megjelenésének módosítására.

Kézfertőtlenítők ultrahangos keverése és elegyítése

Az ultrahangos keverőberendezések jelentik a leghatékonyabb keverési technológiát folyékony, gél, spray vagy lotion formájú kézfertőtlenítők (más néven kézantiszeptikumok vagy bedörzsöléses kézfertőtlenítő szerek) előállítására.
Mivel az ultrahangos keverők nagy nyíróerőket hoznak létre, biztosítják az összetevők egységes keverékké elegyítéséhez szükséges keverőhatást. Ilyen nagy teljesítményű és megbízható keverés szükséges a hatásos és megbízható fertőtlenítőszerek, például kézfertőtlenítők és felületfertőtlenítő szerek előállításához.

Hogyan működik az ultrahangos keverés?

Az ultrahangos keverők és keverőberendezések akusztikus kavitációt hoznak létre, amely rendkívül intenzív nyíróerőket eredményez. Ezért az ultrahangos keverőrendszereket széles körben használják két vagy több, egyébként egymással nem elegyedő folyadék emulgeálására, valamint szilárd részecskék folyadékokban és zagyokban történő diszpergálására. Az ultrahangos keverés és elegyítés nagy teljesítményű ultrahanghullámok folyadékba vagy zagyba történő becsatolásával valósul meg. Az ultrahanghullámokat nagy intenzitású ultrahangos szonda továbbítja egy szakaszos üzemű tartályba vagy egy sorba kapcsolt átfolyó cellás reaktorba. Csak a szondás ultrahangos készülékek képesek létrehozni a homogén és hosszú távon stabil keverékek előállításához szükséges intenzív kavitációs erőket. Az ultrahangos szonda nagyon nagy frekvencián (pl. 20kHz) rezeg a folyadékban, és intenzív akusztikus / ultrahangos kavitációt hoz létre benne.
Az ultrahanggal létrehozott kavitációs térben a kavitációs buborékok összeomlása erőteljes nyíróerőket hoz létre, amelyek széttörik a cseppeket, az agglomerátumokat, sőt a szilárd részecskéket is. Az ultrahangos kavitáció emellett akár 1000km/h sebességű folyadékáramokat is létrehoz. A kavitációs folyadéksugarak a részecskeagglomerátumoknak ütköznek, széttörik a cseppeket, javítják az anyagátadást a folyadékokban és zagyokban, és a szilárd anyagokat a közeg egészében diszpergálják. Az ultrahangos kavitációs térben a nyomás gyorsan és ismétlődően váltakozik a vákuum és az akár 1000bar érték között. Egy 4 keverőlapáttal rendelkező forgó keverőnek elképesztő, 300 000 RPM fordulatszámon kellene működnie ahhoz, hogy elérje a váltakozó nyomásciklusok ugyanezen frekvenciáját. A hagyományos forgó keverők és rotor–sztátor keverők a fordulatszámuk korlátai miatt nem hoznak létre jelentős mértékű kavitációt.

Kézfertőtlenítő készítmények előállítása ultrahangos keveréssel

A kézfertőtlenítő termék összetétele határozza meg a fertőtlenítőszer hatékonyságát és kórokozóölő hatásspektrumát (azaz antibakteriális, gombaellenes, vírusellenes hatását, valamint a burkos és burok nélküli vírusokkal, cisztás parazitákkal stb. szembeni hatékonyságát).
Mivel az alkohol és az alkoholtartalmú fertőtlenítőszerek gyakori használata a bőrön (pl. a kézen) kiszárítja a bőrt, ami gyulladást és irritációt eredményezhet, a korszerű kézfertőtlenítők bőrápoló összetevőket tartalmaznak, pl. aloe verát, glicerint, jojobaolajat, csipkebogyóolajat stb.). Az ultrahangos emulgeáló hatás az alkohol, az adalékok, az olajok és a víz különböző fázisait stabil és egyenletes kézfertőtlenítő termékké elegyíti.

Emulzió ultrahangos előállítása (piros víz / sárga olaj). Néhány másodpercnyi ultrahangos kezelés a különálló víz-/olajfázisokat finom emulzióvá alakítja.

A kézfertőtlenítők gyakori összetevői

v65% (vagy magasabb %) alkohol (a vírusok és baktériumok széles körével szembeni hatékonyság érdekében)
• bőrápoló összetevők, például olajok, aloe vera, glicerin stb.
• víz (pl. desztillált vagy steril víz)
• emulgeálószer / felületaktív anyag
• opcionálisan sűrítőanyag (pl. xantángumi), habképző szerek, illatanyag, spóraölő szerek (pl. hidrogén-peroxidok a baktériumspórák elpusztítására)

Hatékony kézfertőtlenítők a COVID-19 ellen

A higiénia és különösen a kézhigiénia fontos tényező a súlyos akut légúti szindrómát okozó 2-es koronavírus (SARS-CoV-2), a COVID-19 betegséget okozó vírus terjedésének megelőzésében. Bár amikor csak lehetséges, alapos, szappanos kézmosás ajánlott, a kézfertőtlenítők megbízható alternatívát jelentenek, különösen akkor, ha nincs lehetőség vízzel és szappannal kezet mosni.
Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) két alkoholalapú fertőtlenítőszer-összetételt ajánl, amelyek vizsgálatok alapján hatékonyak a SARS-CoV-2 koronavírus ellen. Németországi és svájci tudósok tesztelték és megerősítették a fertőtlenítő készítmények SARS-CoV-2 elleni hatékonyságát.
1. számú fertőtlenítőszer-összetétel:

• etanol – 80% térfogatarányban (vol/vol)
• glicerin (más néven glicerol) – 1,45% vol/vol
• hidrogén-peroxid – 0,125% vol/vol

2. számú fertőtlenítőszer-összetétel:

• izopropanol (más néven 2-propanol vagy izopropil-alkohol) – 75% vol/vol
• glicerin – 1,45% vol/vol
• hidrogén-peroxid – 0,125% vol/vol

Mindkét fenti kézfertőtlenítő készítmény megfelelő mértékben inaktiválja a vírust 30 másodperces behatási idő után, alapos alkalmazás esetén. A fenti készítmények összekeverése szakaszos üzemű vagy sorba kapcsolt ultrahangos rendszerrel végezhető el.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek

A Hielscher Ultrasonics nagy tapasztalattal rendelkező gyártója a nagy teljesítményű ultrahangos készülékeknek, amelyeket különböző folyadék/folyadék vagy folyadék/szilárd keverékek keverését, elegyítését és átkeverését igénylő alkalmazásokhoz használnak.
A kézfertőtlenítők élelmiszeripari/gyógyszeripari követelményeknek megfelelő, ipari léptékű feldolgozásához nagy teljesítményű ultrahangos berendezések szükségesek, hogy nagy térfogatot lehessen feldolgozni szakaszos üzemű ultrahangos rendszerben vagy folyamatos átfolyású rendszerben. A Hielscher Ultrasonics a nagy teljesítményű ultrahangos keverőberendezések nagy tapasztalattal rendelkező, megbízható szállítója; berendezéseit világszerte beépítik az élelmiszeripar, a gyógyszeripar, a kozmetikai ipar és a testápolási termékeket gyártó ipar üzemeibe.
A Hielscher Ultrasonics korszerű ultrahangos készülékei pontosan szabályozhatók, és teljes körű ellenőrzést biztosítanak a kezelőnek a fontos folyamatparaméterek, például az amplitúdó, a nyomás, a hőmérséklet és az ultrahangos kezelés időtartama felett. Ez lehetővé teszi az ultrahangos kezelési folyamat optimalizálását, a folyamatot a lehető leghatékonyabbá és leggazdaságosabbá téve.
A tartozékok széles választéka, például a szonotródák (szondák), az amplitúdóerősítők, az átfolyó cellás reaktorok és a további kiegészítők lehetővé teszik az ultrahangos keverőrendszer kifejezetten a feldolgozandó összetevőkhöz és a megcélzott kibocsátáshoz igazított konfigurálását.

Az ultrahangos folyamat nyomon követése

Minden digitális Hielscher ultrahangos készülék – a laboratóriumi mérettől az ipari méretig – intelligens szoftverrel rendelkezik, amely megkönnyíti az ultrahangos folyamat pontos szabályozását, nyomon követését és felülvizsgálatát. Az amplitúdó, a bevitt energia határértéke, az impulzusciklusok és az ultrahangos kezelés időtartama előre beállítható a felhasználóbarát szoftverben. A menü a színes érintőkijelzőn keresztül könnyen elérhető és intuitívan kezelhető. A böngészőn keresztüli távvezérlés lehetővé teszi a kezelő számára az ultrahangos rendszer távoli működtetését és nyomon követését.
Az ultrahangos folyamat minden fontos adata (például az amplitúdó, a hőmérséklet, a nyomás, a nettó energia, az összes energia, az idő és a dátum) automatikusan egy beépített SD-kártyára kerül. Az automatikus adatnaplózást nagyra értékelik az élelmiszer- és gyógyszeriparban, mivel lehetővé teszi az élelmiszergyártó számára bármely ultrahanggal kezelt tétel feldolgozási körülményeinek felülvizsgálatát. Ez lehetővé teszi a folyamat szabványosítását, a folyamatosan magas minőségű termékek előállítását és a helyes gyártási gyakorlat (GMP) megvalósítását.

Ipari kivitelű ultrahangos készülékek

A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdók előállítására képesek. Akár 200µm amplitúdóval is könnyen működtethetők folyamatosan, 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdókhoz egyedi ultrahangos szonotródák állnak rendelkezésre. A Hielscher ultrahangos berendezéseinek robusztus kialakítása lehetővé teszi a 24/7 üzemet nagy igénybevétel mellett és megterhelő környezetben is.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról ad tájékoztatást: