Produksi Pembersih Tangan dengan Pencampur Ultrasonik Industri

Untuk memproduksi pembersih tangan dan larutan disinfektan, diperlukan teknologi pencampuran yang kuat untuk memperoleh campuran yang konsisten. Pencampur dan pengaduk ultrasonik merupakan teknologi pencampuran yang paling andal dan efisien untuk mencampur dan mengemulsikan dua fase atau lebih guna memperoleh formulasi pembersih tangan yang homogen dan stabil.

Pembersih Tangan

Pembersih tangan, yang juga dikenal dengan istilah antiseptik tangan atau cairan gosok tangan, adalah bahan cair yang diaplikasikan pada tangan untuk menghilangkan atau menonaktifkan patogen umum yang dapat menyebabkan penyakit (misalnya, virus SARS-CoV-2 menyebabkan penyakit COVID-19). Pembersih tangan biasanya tersedia dalam bentuk cairan, busa, gel, atau semprotan.
Pembersih tangan dapat diformulasikan menggunakan berbagai bahan dan komposisi. Misalnya, pembersih tangan dapat berbahan dasar alkohol atau bebas alkohol. Produk pembersih tangan berbahan dasar alkohol biasanya mengandung antara 60 dan 95% alkohol. Jenis alkohol yang paling umum digunakan adalah etanol (etil alkohol), isopropanol, atau n-propanol. Alkohol berkonsentrasi tinggi (yaitu 60% atau lebih) merusak protein. Melalui denaturasi protein, banyak patogen (mikroorganisme penyebab penyakit) dinonaktifkan atau dibunuh. Pembersih tangan bebas alkohol merupakan produk alternatif yang menggunakan disinfektan, seperti benzalkonium klorida (BAC), atau agen antimikroba, seperti triklosan, sebagai bahan aktif untuk menonaktifkan atau membunuh mikroorganisme. Pada pembersih tangan berbahan dasar alkohol maupun bebas alkohol, bahan aktif yang melawan patogen dapat mengeringkan kulit dengan merusak lapisan pelindung alami kulit. Oleh karena itu, sebagian besar formulasi pembersih tangan mengandung bahan tambahan yang menutrisi kulit, seperti emolien (misalnya gliserin dan minyak), untuk menghidrasi kembali kulit. Bahan lain seperti pengental, pewangi, pewarna, dan sebagainya dapat ditambahkan untuk mengubah tekstur, aroma, dan tampilan produk pembersih tangan.

Pencampuran dan Pemaduan Pembersih Tangan secara Ultrasonik

Pengaduk ultrasonik merupakan teknologi pencampuran yang paling efektif untuk memproduksi pembersih tangan (juga dikenal sebagai antiseptik tangan atau cairan gosok tangan) dalam bentuk cairan, gel, semprotan, atau losion.
Karena pencampur ultrasonik menghasilkan gaya geser yang tinggi, alat ini menyediakan pengadukan yang diperlukan untuk memadukan bahan-bahan menjadi campuran yang menyatu. Pencampuran yang kuat dan andal ini diperlukan untuk memproduksi bahan disinfektan yang ampuh dan andal, seperti pembersih tangan serta bahan disinfeksi permukaan.

Bagaimana Cara Kerja Pencampuran Ultrasonik?

Pencampur dan pengaduk ultrasonik menghasilkan kavitasi akustik yang menimbulkan gaya geser berintensitas sangat tinggi. Oleh karena itu, sistem pencampuran ultrasonik banyak digunakan untuk mengemulsikan dua cairan atau lebih yang biasanya tidak saling bercampur dan untuk mendispersikan partikel padat dalam cairan serta bubur suspensi. Pencampuran dan pemaduan ultrasonik dicapai dengan mengopel gelombang ultrasonik berdaya tinggi ke dalam cairan atau bubur suspensi. Gelombang ultrasonik ditransmisikan melalui probe ultrasonik berintensitas tinggi ke dalam tangki batch atau reaktor sel alir inline. Hanya sonikator tipe probe yang dapat menghasilkan gaya kavitasi intens yang diperlukan untuk memformulasikan campuran yang homogen dan stabil dalam jangka panjang. Probe ultrasonik bergetar di dalam cairan pada frekuensi yang sangat tinggi (misalnya 20kHz) dan menghasilkan kavitasi akustik / ultrasonik yang intens di dalam cairan.
Dalam medan kavitasi yang dihasilkan secara ultrasonik, runtuhnya gelembung kavitasi menghasilkan gaya geser kuat yang memecah tetesan, aglomerat, dan bahkan partikel padat. Kavitasi ultrasonik juga menghasilkan aliran cairan berkecepatan tinggi hingga 1000km/h. Pancaran cairan akibat kavitasi menghantam aglomerat partikel, memecah tetesan, meningkatkan perpindahan material dalam cairan dan bubur suspensi, serta mendispersikan padatan ke seluruh medium. Dalam medan kavitasi ultrasonik, tekanan berganti dengan cepat dan berulang antara kondisi vakum dan tekanan hingga 1000bar. Pencampur putar dengan 4 bilah pencampur harus beroperasi pada kecepatan luar biasa sebesar 300.000 RPM untuk mencapai frekuensi siklus perubahan tekanan yang sama. Pencampur putar konvensional dan pencampur rotor-stator tidak menghasilkan kavitasi dalam jumlah yang signifikan karena keterbatasan kecepatannya.

Formulasi Pembersih Tangan dengan Pencampuran Ultrasonik

Formulasi produk pembersih tangan menentukan efektivitas dan spektrum pembasmian kumannya (yaitu antibakteri, antijamur, antivirus, efektivitas terhadap virus berselubung dan tanpa selubung, parasit dalam bentuk kista, dan sebagainya).
Karena penggunaan alkohol dan pembersih yang mengandung alkohol secara sering pada kulit (misalnya tangan) menyebabkan dehidrasi kulit yang dapat mengakibatkan peradangan dan iritasi, pembersih tangan dengan formulasi canggih mengandung bahan perawatan kulit, misalnya lidah buaya, gliserin, minyak jojoba, minyak buah mawar, dan sebagainya. Efek emulsifikasi ultrasonik memadukan berbagai fase alkohol, bahan tambahan, minyak, dan air menjadi produk pembersih tangan yang stabil dan seragam.

Pembuatan emulsi secara ultrasonik (air merah / minyak kuning). Sonikasi selama beberapa detik mengubah fase air/minyak yang terpisah menjadi emulsi halus.

Bahan Umum untuk Pembersih Tangan

• alkohol v65% (atau % yang lebih tinggi) (agar efektif terhadap berbagai jenis virus dan bakteri)
• bahan perawatan kulit seperti minyak, lidah buaya, gliserin, dan sebagainya
• air (misalnya air suling atau air steril)
• pengemulsi / surfaktan
• secara opsional, pengental (misalnya gom xanthan), bahan pembusa, pewangi, sporisida (misalnya hidrogen peroksida untuk menghilangkan spora bakteri)

Pembersih Tangan yang Efektif terhadap COVID-19

Kebersihan, khususnya kebersihan tangan, merupakan faktor penting untuk mencegah penyebaran koronavirus sindrom pernapasan akut berat 2 (SARS-CoV-2), virus penyebab penyakit COVID-19. Meskipun mencuci tangan secara menyeluruh dengan air dan sabun dianjurkan setiap kali memungkinkan, pembersih tangan merupakan alternatif yang andal, terutama ketika mencuci tangan dengan air dan sabun tidak memungkinkan.
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) merekomendasikan dua formulasi pembersih berbahan dasar alkohol yang telah diuji efektif terhadap koronavirus SARS-CoV-2. Para ilmuwan dari Jerman dan Swiss telah menguji dan mengonfirmasi efektivitas formulasi pembersih tersebut terhadap SARS-CoV-2.
Formulasi Pembersih No. 1:

• etanol – 80% berdasarkan volume (vol/vol)
• gliserin (juga dikenal sebagai gliserol) – 1,45% vol/vol
• hidrogen peroksida – 0,125% vol/vol

Formulasi Pembersih No. 2:

• isopropanol (juga dikenal sebagai 2-propanol atau isopropil alkohol) – 75% vol/vol
• gliserin – 1,45% vol/vol
• hidrogen peroksida – 0,125% vol/vol

Kedua formulasi pembersih tangan di atas menonaktifkan virus secara memadai setelah paparan selama 30 detik jika diaplikasikan secara menyeluruh. Pencampuran formulasi di atas dapat dilakukan menggunakan sistem ultrasonik batch atau inline.

Sonikator Berkinerja Tinggi

Hielscher Ultrasonics adalah produsen sonikator berdaya tinggi dengan pengalaman panjang untuk aplikasi yang melibatkan pencampuran, pemaduan, dan pengadukan berbagai campuran cair/cair atau cair/padat.
Untuk pemrosesan pembersih tangan yang memenuhi standar pangan/farmasi pada skala industri, diperlukan peralatan ultrasonik berkinerja tinggi untuk memproses volume besar dalam sistem ultrasonik batch atau sistem aliran kontinu. Hielscher Ultrasonics adalah pemasok peralatan pencampuran ultrasonik berkinerja tinggi yang berpengalaman panjang dan tepercaya, yang peralatannya diintegrasikan ke dalam fasilitas produksi di seluruh dunia dalam industri pangan, farmasi, kosmetik, dan perawatan pribadi.
Sonikator canggih dari Hielscher Ultrasonics dapat dikendalikan secara presisi dan memberikan kendali penuh kepada operator atas parameter proses penting seperti amplitudo, tekanan, suhu, dan waktu sonikasi. Hal ini memungkinkan optimalisasi proses sonikasi sehingga proses menjadi paling efisien dan ekonomis.
Beragam aksesori seperti sonotrode (probe), horn penguat, reaktor sel alir, dan perlengkapan tambahan lainnya memungkinkan konfigurasi sistem pencampuran ultrasonik secara khusus sesuai dengan bahan yang diproses dan keluaran yang ditargetkan.

Pemantauan Proses Ultrasonik

Semua sonikator digital Hielscher – dari ukuran laboratorium hingga industri – dilengkapi perangkat lunak cerdas yang memudahkan pengendalian, pemantauan, dan peninjauan proses ultrasonik secara presisi. Amplitudo, batas masukan energi, siklus pulsa, dan waktu sonikasi dapat diatur sebelumnya melalui perangkat lunak yang mudah digunakan. Menu dapat diakses dengan mudah melalui layar sentuh berwarna dan dioperasikan secara intuitif. Kendali jarak jauh melalui peramban memungkinkan operator mengoperasikan dan memantau sistem ultrasonik dari jarak jauh.
Semua data proses ultrasonik yang penting (seperti amplitudo, suhu, tekanan, energi bersih, energi total, waktu, dan tanggal) disimpan secara otomatis pada kartu SD terintegrasi. Pencatatan data otomatis sangat dihargai dalam industri pangan dan farmasi karena memungkinkan produsen pangan meninjau kondisi pemrosesan setiap lot yang telah disonikasi. Hal ini memungkinkan standardisasi proses, keluaran berkualitas tinggi secara konsisten, dan penerapan Praktik Manufaktur yang Baik (GMP).

Sonikator Kelas Industri

Prosesor ultrasonik industri dari Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang dibuat sesuai kebutuhan. Ketangguhan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan operasi 24/7 dengan beban kerja berat dan dalam lingkungan yang menuntut.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami: