Ձեռքերի ախտահանիչների արտադրություն արդյունաբերական ուլտրաձայնային խառնիչներով
Ձեռքերի ախտահանիչներ և ախտահանող լուծույթներ արտադրելու համար անհրաժեշտ է խառնման հզոր տեխնոլոգիա՝ միատարր խառնուրդ ստանալու նպատակով։ Ուլտրաձայնային խառնիչներն ու խառնող սարքերը խառնման ամենահուսալի և ամենաարդյունավետ տեխնոլոգիան են երկու կամ ավելի ֆազերի միախառնման և էմուլգացման համար՝ ձեռքերի ախտահանիչի համասեռ, կայուն բաղադրակազմ ստանալու նպատակով։
Ձեռքերի ախտահանիչներ
Ձեռքերի ախտահանիչը, որը հայտնի է նաև ձեռքերի հականեխիչ, ձեռքերի շփամիջոց կամ ձեռքերը շփելով ախտահանելու միջոց անվանումներով, հեղուկ միջոց է, որը կիրառվում է ձեռքերի վրա՝ հիվանդություններ առաջացնելու ունակ տարածված ախտածինները հեռացնելու կամ ապաակտիվացնելու նպատակով (օրինակ՝ SARS-CoV-2 վիրուսն առաջացնում է COVID-19 հիվանդությունը)։ Ձեռքերի ախտահանիչները սովորաբար հասանելի են հեղուկի, փրփուրի, գելի կամ ցողանյութի տեսքով։
Ձեռքերի ախտահանիչները կարող են մշակվել տարբեր բաղադրիչներով և բաղադրություններով։ Օրինակ՝ ձեռքերի ախտահանիչները կարող են լինել սպիրտային հիմքով կամ սպիրտ չպարունակող։ Սպիրտային հիմքով ձեռքերի ախտահանման միջոցները սովորաբար պարունակում են 60-ից 95% սպիրտ։ Սպիրտներից առավել տարածված է էթանոլի (էթիլային սպիրտ), իզոպրոպանոլի կամ n-պրոպանոլի օգտագործումը։ Բարձր խտությամբ սպիրտը (այսինքն՝ 60% և ավելի) քայքայում է սպիտակուցները։ Սպիտակուցների բնափոխման միջոցով շատ ախտածիններ (հիվանդություն առաջացնող միկրոօրգանիզմներ) ապաակտիվացվում կամ ոչնչացվում են։ Սպիրտ չպարունակող ձեռքերի ախտահանիչներն այլընտրանքային արտադրանք են, որոնցում միկրոօրգանիզմներն ապաակտիվացնելու կամ ոչնչացնելու համար որպես ակտիվ բաղադրիչ օգտագործվում են ախտահանող նյութեր, օրինակ՝ բենզալկոնիումի քլորիդ (BAC), կամ հակամանրէային նյութեր, օրինակ՝ տրիկլոզան։ Թե՛ սպիրտային հիմքով, թե՛ սպիրտ չպարունակող ձեռքերի ախտահանիչներում ախտածինների դեմ գործող ակտիվ բաղադրիչները կարող են չորացնել մաշկը՝ քայքայելով մաշկի բնական պաշտպանիչ պատնեշը։ Ուստի ձեռքերի ախտահանիչների բաղադրակազմերի մեծ մասը պարունակում է մաշկը սնուցող հավելումներ, օրինակ՝ փափկեցնող նյութեր (օրինակ՝ գլիցերին, յուղեր)՝ մաշկը կրկին խոնավացնելու համար։ Այլ բաղադրիչներ, օրինակ՝ թանձրացուցիչներ, բուրավետիչներ, գունանյութեր և այլն, կարող են ավելացվել՝ ձեռքերի ախտահանման միջոցների թանձրությունը, հոտը և արտաքին տեսքը փոփոխելու համար։
Ձեռքերի ախտահանիչների ուլտրաձայնային խառնում և միախառնում
Ուլտրաձայնային խառնող սարքերը խառնման ամենաարդյունավետ տեխնոլոգիան են հեղուկների, գելերի, ցողանյութերի կամ լոսյոնների տեսքով ձեռքերի ախտահանիչներ (հայտնի են նաև որպես ձեռքերի հականեխիչ, ձեռքերի շփամիջոց կամ ձեռքերը շփելով ախտահանելու միջոց) արտադրելու համար։
Քանի որ ուլտրաձայնային խառնիչներն առաջացնում են սահքի մեծ ուժեր, դրանք ապահովում են բաղադրիչները միասնական խառնուրդի մեջ միախառնելու համար անհրաժեշտ խառնումը։ Այսպիսի հզոր և հուսալի խառնումն անհրաժեշտ է ուժեղ ազդեցությամբ և հուսալի ախտահանող միջոցներ, օրինակ՝ ձեռքերի ախտահանիչներ, ինչպես նաև մակերևույթների ախտահանման միջոցներ արտադրելու համար։
Ուլտրաձայնային խառնիչներն ու խառնող սարքերը բարձր արդյունավետություն ունեն ձեռքերի ախտահանման միջոցների բաղադրիչները միախառնելու գործում։
Ինչպե՞ս է գործում ուլտրաձայնային խառնումը։
Ուլտրաձայնային խառնիչներն ու խառնող սարքերը ստեղծում են ակուստիկ կավիտացիա, որն առաջացնում է չափազանց ինտենսիվ սահքի ուժեր։ Այդ պատճառով ուլտրաձայնային խառնման համակարգերը լայնորեն օգտագործվում են սովորական պայմաններում չխառնվող երկու կամ ավելի հեղուկներ էմուլգացնելու և պինդ մասնիկները հեղուկներում ու կախույթներում դիսպերգացնելու համար։ Ուլտրաձայնային խառնումն ու միախառնումն իրականացվում են հեղուկի կամ կախույթի մեջ բարձր հզորության ուլտրաձայնային ալիքներ ներմուծելով։ Ուլտրաձայնային ալիքները բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային զոնդի միջոցով փոխանցվում են խմբաքանակային բաքի կամ հոսքագծային հոսքային բջջով ռեակտորի մեջ։ Միայն զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերը կարող են առաջացնել ինտենսիվ կավիտացիոն ուժեր, որոնք անհրաժեշտ են համասեռ և երկարաժամկետ կայուն խառնուրդների պատրաստման համար։ Ուլտրաձայնային զոնդը հեղուկում տատանվում է շատ բարձր հաճախականությամբ (օրինակ՝ 20kHz) և հեղուկում ստեղծում է ինտենսիվ ակուստիկ / ուլտրաձայնային կավիտացիա։
Ուլտրաձայնով առաջացած կավիտացիոն դաշտում կավիտացիոն պղպջակների փլուզումն առաջացնում է հզոր սահքի ուժեր, որոնք քայքայում են կաթիլները, ագլոմերատները և նույնիսկ պինդ մասնիկները։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային կավիտացիան առաջացնում է մինչև 1000km/h արագությամբ հեղուկի հոսքեր։ Կավիտացիոն հեղուկային շիթերը հարվածում են մասնիկների ագլոմերատներին, քայքայում են կաթիլները, բարելավում են նյութափոխանցումը հեղուկների և կախույթների ներսում և դիսպերգացնում են պինդ նյութերը ամբողջ միջավայրում։ Ուլտրաձայնային կավիտացիոն դաշտում ճնշումներն արագ և բազմիցս հերթափոխվում են վակուումի և մինչև 1000bar ճնշման միջև։ Խառնման 4 թիակ ունեցող պտտական խառնիչը պետք է աշխատեր ապշեցուցիչ՝ 300 000 RPM արագությամբ՝ ճնշման հերթափոխման ցիկլերի նույն հաճախականությունն ապահովելու համար։ Սովորական պտտական խառնիչներն ու ռոտոր–ստատորային խառնիչները զգալի քանակությամբ կավիտացիա չեն առաջացնում՝ իրենց արագության սահմանափակման պատճառով։
Ձեռքերի ախտահանիչ միջոցների բաղադրակազմեր՝ ուլտրաձայնային միախառնմամբ
Ձեռքերի ախտահանիչ միջոցի բաղադրակազմը որոշում է ախտահանիչի արդյունավետությունն ու մանրէների ոչնչացման սպեկտրը (այսինքն՝ հակաբակտերիալ, հակասնկային, հակավիրուսային ազդեցությունը, արդյունավետությունը թաղանթավոր և մերկ վիրուսների, ցիստավորված մակաբույծների և այլնի դեմ)։
Քանի որ մաշկի վրա (օրինակ՝ ձեռքերին) սպիրտի և սպիրտ պարունակող ախտահանիչների հաճախակի օգտագործումը ջրազրկում է մաշկը, ինչը կարող է հանգեցնել բորբոքման և գրգռման, կատարելագործված ձեռքերի ախտահանիչ միջոցները պարունակում են մաշկը խնամող բաղադրիչներ (օրինակ՝ ալոե վերա, գլիցերին, ժոժոբայի յուղ, մասուրի յուղ և այլն)։ Ուլտրաձայնային էմուլգացման ազդեցությամբ սպիրտի, հավելումների, յուղերի և ջրի տարբեր ֆազերը միախառնվում են՝ ստանալով ձեռքերի ախտահանման կայուն և համասեռ միջոց։
Էմուլսիայի ուլտրաձայնային պատրաստում (կարմիր ջուր / դեղին յուղ)։ Մի քանի վայրկյան տևող ուլտրաձայնային մշակումը ջրի և յուղի առանձին ֆազերը վերածում է մանրադիսպերս էմուլսիայի։
Ձեռքերի ախտահանիչ միջոցների տարածված բաղադրիչները
-
v65% (կամ ավելի բարձր %) սպիրտ (վիրուսների և բակտերիաների լայն բազմազանության դեմ արդյունավետ լինելու համար)
- մաշկի խնամքի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են յուղերը, ալոե վերան, գլիցերինը և այլն
- ջուր (օրինակ՝ թորած կամ ստերիլ ջուր)
- էմուլգատոր / մակերևութային ակտիվ նյութ
- ըստ ցանկության՝ խտացուցիչ (օրինակ՝ քսանթանային խեժ), փրփրագոյացնող նյութեր, բուրավետիչ, սպորասպան նյութեր (օրինակ՝ ջրածնի պերօքսիդներ՝ բակտերիալ սպորները վերացնելու համար)
SonoStation – բաքով ամբողջական ուլտրաձայնային կայանք՝ կազմված զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերից (այստեղ՝ 2x UIP2000hdT), խառնիչից և պոմպից
COVID-19 հիվանդության դեմ արդյունավետ ձեռքերի ախտահանիչ միջոցներ
Հիգիենան և հատկապես ձեռքերի հիգիենան կարևոր գործոն են ծանր սուր շնչառական համախտանիշի կորոնավիրուս 2-ի (SARS-CoV-2)՝ COVID-19 հիվանդությունն առաջացնող վիրուսի տարածումը կանխելու համար։ Թեև հնարավորության դեպքում խորհուրդ է տրվում ձեռքերը մանրակրկիտ լվանալ ջրով և օճառով, ձեռքերի ախտահանիչ միջոցները հուսալի այլընտրանք են, հատկապես երբ ջրով և օճառով ձեռքերը լվանալու հնարավորություն չկա։
Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպությունը (ԱՀԿ) խորհուրդ է տալիս սպիրտային հիմքով ախտահանիչների երկու բաղադրակազմ, որոնց արդյունավետությունը SARS-CoV-2 կորոնավիրուսի դեմ հաստատվել է փորձարկումներով։ Գերմանիայի և Շվեյցարիայի գիտնականները փորձարկել և հաստատել են այս ախտահանիչ բաղադրակազմերի արդյունավետությունը SARS-CoV-2 կորոնավիրուսի դեմ։
Ախտահանիչի բաղադրակազմ № 1՝
- էթանոլ – 80% ըստ ծավալի (vol/vol)
- գլիցերին (հայտնի է նաև որպես գլիցերոլ) – 1,45% vol/vol
- ջրածնի պերօքսիդ – 0,125% vol/vol
Ախտահանիչի բաղադրակազմ № 2՝
- իզոպրոպանոլ (հայտնի է նաև որպես 2-propanol կամ իզոպրոպիլային սպիրտ) – 75% vol/vol
- գլիցերին – 1,45% vol/vol
- ջրածնի պերօքսիդ – 0,125% vol/vol
Վերը նշված՝ ձեռքերի ախտահանիչ միջոցների երկու բաղադրակազմերն էլ մանրակրկիտ կիրառման դեպքում վիրուսը բավարար չափով ապաակտիվացնում են 30 վայրկյան ազդեցությունից հետո։ Վերը նշված բաղադրակազմերի խառնումը կարելի է իրականացնել պարբերական կամ հոսքագծային ուլտրաձայնային համակարգի միջոցով։
Բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքեր
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը բարձր հզորության ուլտրաձայնային սարքերի արտադրության երկարամյա փորձ ունի այն կիրառությունների համար, որոնք ներառում են տարբեր հեղուկ/հեղուկ կամ հեղուկ/պինդ խառնուրդների խառնումը, միախառնումը և հարումը։
Արդյունաբերական մակարդակում ձեռքերի ախտահանիչ միջոցները սննդային և դեղագործական որակի պահանջներին համապատասխան մշակելու համար անհրաժեշտ է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքավորում՝ մեծ ծավալներ պարբերական ուլտրաձայնային կայանքում կամ անընդհատ հոսքային համակարգում մշակելու նպատակով։ Hielscher Ultrasonics ընկերությունը բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային խառնման սարքավորումների երկարամյա փորձ ունեցող և վստահելի մատակարար է․ այդ սարքավորումներն ամբողջ աշխարհում ներդրված են սննդի, դեղագործության, կոսմետիկայի և անձնական խնամքի միջոցների արդյունաբերության արտադրական ձեռնարկություններում։
Hielscher Ultrasonics ընկերության կատարելագործված ուլտրաձայնային սարքերը հնարավոր է ճշգրիտ կառավարել, և դրանք օպերատորին հնարավորություն են տալիս լիովին վերահսկելու գործընթացի կարևոր պարամետրերը, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ճնշումը, ջերմաստիճանը և ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը։ Սա թույլ է տալիս օպտիմալացնել ուլտրաձայնային մշակման գործընթացը՝ այն դարձնելով առավելագույնս արդյունավետ և տնտեսող։
Պարագաների լայն տեսականին, այդ թվում՝ սոնոտրոդները (զոնդերը), ամպլիտուդն ուժեղացնող եղջյուրաձև տարրերը, հոսքային բջջային ռեակտորները և այլ լրացուցիչ բաղադրիչները, հնարավորություն են տալիս ուլտրաձայնային խառնման համակարգը կազմաձևելու հատուկ մշակվող բաղադրիչներին և նպատակային արտադրանքին համապատասխան։
Ուլտրաձայնային գործընթացի մշտադիտարկում
Hielscher ընկերության բոլոր թվային ուլտրաձայնային սարքերը՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր, հագեցած են խելացի ծրագրային ապահովմամբ, որը հեշտացնում է ուլտրաձայնային գործընթացի ճշգրիտ կառավարումը, մշտադիտարկումը և վերանայումը։ Օգտագործման համար հարմար ծրագրային ապահովման միջոցով կարելի է նախապես սահմանել ամպլիտուդը, մուտքագրվող էներգիայի սահմանաչափը, իմպուլսային ցիկլերը և ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը։ Գունավոր սենսորային էկրանի միջոցով ընտրացանկը հեշտությամբ հասանելի է և կառավարվում է ինտուիտիվ եղանակով։ Զննարկչի միջոցով հեռակառավարումը թույլ է տալիս օպերատորին հեռակա կարգով գործարկել և մշտադիտարկել ուլտրաձայնային համակարգը։
Ուլտրաձայնային գործընթացի բոլոր կարևոր տվյալները (օրինակ՝ ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը, զուտ էներգիան, ընդհանուր էներգիան, ժամը և ամսաթիվը) ինքնաբերաբար պահվում են ներկառուցված SD քարտում։ Տվյալների ավտոմատ գրանցումը բարձր է գնահատվում սննդի և դեղագործական արդյունաբերության մեջ, քանի որ այն սննդամթերք արտադրողին թույլ է տալիս վերանայել ուլտրաձայնային մշակման ենթարկված ցանկացած խմբաքանակի մշակման պայմանները։ Սա հնարավորություն է տալիս ստանդարտացնելու գործընթացը, շարունակաբար ստանալու բարձրորակ արտադրանք և ներդնելու պատշաճ արտադրական գործելակերպը (GMP)։
Արդյունաբերական դասի ուլտրաձայնային սարքեր
Hielscher Ultrasonics ընկերության արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով կարելի է հեշտությամբ անընդհատ աշխատել 24/7 ռեժիմով։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով՝ մեծ բեռնվածության և պահանջկոտ միջավայրերի պայմաններում։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր հզորության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր մակարդակից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբ։
Գրականություն / աղբյուրներ
- 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.