Produzione di disinfettanti per le mani con miscelatori industriali a ultrasuoni

Per produrre disinfettanti per le mani e soluzioni disinfettanti, è necessaria una potente tecnologia di miscelazione che consenta di ottenere una miscela uniforme. I miscelatori e gli agitatori a ultrasuoni rappresentano la tecnologia di miscelazione più affidabile ed efficiente per miscelare ed emulsionare due o più fasi, al fine di ottenere una formulazione disinfettante per le mani omogenea e stabile.

Disinfettanti per le mani

Il disinfettante per le mani, noto anche come antisettico per le mani o prodotto per la frizione delle mani, è un agente liquido applicato sulle mani per rimuovere o inattivare i comuni agenti patogeni che possono causare malattie (ad esempio, il virus SARS-CoV-2 causa la malattia COVID-19). I disinfettanti per le mani sono generalmente disponibili sotto forma di liquido, schiuma, gel o spray.
I disinfettanti per le mani possono essere formulati utilizzando ingredienti e composizioni differenti. Ad esempio, possono essere a base di alcol oppure privi di alcol. I prodotti disinfettanti per le mani a base di alcol contengono normalmente tra il 60 e il 95% di alcol. Gli alcoli più comunemente utilizzati sono l’etanolo (alcol etilico), l’isopropanolo o l’n-propanolo. L’alcol ad alta concentrazione (ossia al 60% e oltre) distrugge le proteine. La denaturazione delle proteine inattiva o uccide molti agenti patogeni (microrganismi che causano malattie). I disinfettanti per le mani privi di alcol costituiscono un prodotto alternativo, nel quale vengono utilizzati come principi attivi disinfettanti, come il cloruro di benzalconio (BAC), oppure agenti antimicrobici, come il triclosan, per inattivare o uccidere i microrganismi. Sia nei disinfettanti per le mani a base di alcol sia in quelli privi di alcol, i principi attivi contro gli agenti patogeni possono seccare la pelle distruggendone la barriera naturale. Pertanto, la maggior parte delle formulazioni disinfettanti per le mani contiene additivi nutrienti per la pelle, come gli emollienti (ad esempio glicerina e oli), per reidratarla. Altri ingredienti, come addensanti, profumi, coloranti ecc., possono essere aggiunti per modificare la consistenza, l’odore e l’aspetto dei prodotti disinfettanti per le mani.

Miscelazione a ultrasuoni dei disinfettanti per le mani

Gli agitatori a ultrasuoni rappresentano la tecnologia di miscelazione più efficace per produrre disinfettanti per le mani (noti anche come antisettici per le mani o prodotti per la frizione delle mani) sotto forma di liquidi, gel, spray o lozioni.
Poiché i miscelatori a ultrasuoni generano elevate forze di taglio, forniscono l’agitazione necessaria per amalgamare gli ingredienti in una miscela coesa. Una miscelazione così potente e affidabile è necessaria per produrre agenti disinfettanti efficaci e affidabili, come i disinfettanti per le mani e quelli per le superfici.

Come funziona la miscelazione a ultrasuoni?

I miscelatori e gli agitatori a ultrasuoni generano cavitazione acustica, che produce forze di taglio estremamente intense. Pertanto, i sistemi di miscelazione a ultrasuoni sono ampiamente utilizzati per emulsionare due o più liquidi altrimenti immiscibili e per disperdere particelle solide in liquidi e sospensioni. La miscelazione a ultrasuoni si ottiene mediante l’accoppiamento di onde ultrasoniche ad alta potenza in un liquido o in una sospensione. Le onde ultrasoniche vengono trasmesse tramite una sonda a ultrasuoni ad alta intensità in un serbatoio per il trattamento in batch o in un reattore con cella di flusso in linea. Soltanto i sonicatori a sonda possono generare le intense forze di cavitazione necessarie per formulare miscele omogenee e stabili nel tempo. La sonda a ultrasuoni vibra nel liquido a una frequenza molto elevata (ad esempio 20kHz) e genera un’intensa cavitazione acustica / ultrasonica nel liquido.
Nel campo di cavitazione generato dagli ultrasuoni, il collasso delle bolle di cavitazione produce potenti forze di taglio che disgregano goccioline, agglomerati e persino particelle solide. Inoltre, la cavitazione ultrasonica produce flussi di liquido ad alta velocità, fino a 1000km/h. I getti di liquido generati dalla cavitazione colpiscono gli agglomerati di particelle, disgregano le goccioline, migliorano il trasferimento di materia all’interno di liquidi e sospensioni e disperdono i solidi in tutto il mezzo. Nel campo di cavitazione ultrasonica, le pressioni si alternano rapidamente e ripetutamente tra il vuoto e valori fino a 1000bar. Un miscelatore rotativo con 4 pale dovrebbe funzionare all’impressionante velocità di 300.000 RPM per ottenere la stessa frequenza dei cicli di pressione alternata. I miscelatori rotativi convenzionali e i miscelatori rotore-statore non generano una quantità significativa di cavitazione a causa dei loro limiti di velocità.

Formulazioni di disinfettanti per le mani mediante miscelazione a ultrasuoni

La formulazione di un prodotto disinfettante per le mani ne determina l’efficacia e lo spettro di eliminazione dei germi (ossia attività antibatterica, antifungina, antivirale, efficacia contro virus con e senza involucro, parassiti incistati ecc.).
Poiché l’uso frequente di alcol e disinfettanti contenenti alcol sulla pelle (ad esempio sulle mani) la disidrata, con possibili infiammazioni e irritazioni, i disinfettanti per le mani con formulazioni avanzate contengono ingredienti per la cura della pelle, ad esempio aloe vera, glicerina, olio di jojoba, olio di rosa mosqueta ecc. L’effetto di emulsificazione a ultrasuoni miscela le diverse fasi di alcol, additivi, oli e acqua in un prodotto disinfettante per le mani stabile e uniforme.

Preparazione a ultrasuoni di un’emulsione (acqua rossa / olio giallo). Pochi secondi di sonicazione trasformano le fasi separate di acqua/olio in un’emulsione fine.

Ingredienti comuni dei disinfettanti per le mani

v65% (o una % superiore) di alcol (per essere efficace contro un’ampia varietà di virus e batteri)
• ingredienti per la cura della pelle, come oli, aloe vera, glicerina ecc.
• acqua (ad esempio acqua distillata o sterile)
• emulsionante / tensioattivo
• facoltativamente, addensante (ad esempio gomma di xantano), agenti schiumogeni, profumo, sporicidi (ad esempio perossidi di idrogeno per eliminare le spore batteriche)

Disinfettanti per le mani efficaci contro COVID-19

L’igiene, e in particolare l’igiene delle mani, è un fattore importante per prevenire la diffusione del coronavirus 2 della sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV-2), il virus che causa la malattia COVID-19. Sebbene si raccomandi di lavare accuratamente le mani con acqua e sapone ogni volta che sia possibile, i disinfettanti per le mani rappresentano un’alternativa affidabile, soprattutto quando non è possibile lavarsi le mani con acqua e sapone.
L’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) raccomanda due formulazioni di disinfettanti a base di alcol, la cui efficacia contro il coronavirus SARS-CoV-2 è stata verificata mediante test. Scienziati tedeschi e svizzeri hanno testato e confermato l’efficacia delle formulazioni disinfettanti contro SARS-CoV-2.
Formulazione disinfettante n. 1:

• etanolo – 80% in volume (vol/vol)
• glicerina (nota anche come glicerolo) – 1,45% vol/vol
• perossido di idrogeno – 0,125% vol/vol

Formulazione disinfettante n. 2:

• isopropanolo (noto anche come 2-propanolo o alcol isopropilico) – 75% vol/vol
• glicerina – 1,45% vol/vol
• perossido di idrogeno – 0,125% vol/vol

Entrambe le formulazioni disinfettanti per le mani sopra riportate inattivano sufficientemente il virus dopo 30 secondi di esposizione, se applicate accuratamente. La miscelazione delle formulazioni sopra riportate può essere eseguita utilizzando un sistema a ultrasuoni in batch o in linea.

Sonicatori ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics è un produttore con una lunga esperienza nella realizzazione di sonicatori ad alta potenza per applicazioni che prevedono la miscelazione, l’amalgamazione e l’agitazione di varie miscele liquido/liquido o liquido/solido.
Per il trattamento dei disinfettanti per le mani su scala industriale secondo standard alimentari/farmaceutici, sono necessarie apparecchiature a ultrasuoni ad alte prestazioni per trattare grandi volumi in un sistema a ultrasuoni in batch o in un sistema a flusso continuo. Hielscher Ultrasonics è un fornitore affidabile e con una lunga esperienza nelle apparecchiature di miscelazione a ultrasuoni ad alte prestazioni, integrate in impianti produttivi in tutto il mondo nei settori alimentare, farmaceutico, cosmetico e della cura della persona.
I sofisticati sonicatori di Hielscher Ultrasonics possono essere controllati con precisione e offrono all’operatore il pieno controllo su importanti parametri di processo, quali ampiezza, pressione, temperatura e tempo di sonicazione. Ciò consente di ottimizzare il processo di sonicazione, rendendolo estremamente efficiente ed economico.
L’ampia gamma di accessori, come sonotrodi (sonde), amplificatori meccanici di ampiezza, reattori con cella di flusso e ulteriori componenti aggiuntivi, consente di configurare il sistema di miscelazione a ultrasuoni specificamente per gli ingredienti trattati e il risultato desiderato.

Monitoraggio del processo a ultrasuoni

Tutti i sonicatori digitali Hielscher – dai modelli da laboratorio a quelli industriali – sono dotati di un software intelligente che consente di controllare, monitorare e riesaminare con facilità e precisione il processo a ultrasuoni. L’ampiezza, il limite dell’energia immessa, i cicli di impulso e il tempo di sonicazione possono essere preimpostati tramite il software di facile utilizzo. Il display touch a colori consente di accedere facilmente al menu e di utilizzarlo in modo intuitivo. Il controllo remoto tramite browser permette all’operatore di azionare e monitorare il sistema a ultrasuoni a distanza.
Tutti i dati importanti del processo a ultrasuoni (come ampiezza, temperatura, pressione, energia netta, energia totale, ora e data) vengono memorizzati automaticamente su una scheda SD integrata. La registrazione automatica dei dati è molto apprezzata nell’industria alimentare e farmaceutica, poiché consente al produttore alimentare di riesaminare le condizioni di trattamento di qualsiasi lotto sottoposto a sonicazione. Ciò permette la standardizzazione del processo, una produzione costantemente di alta qualità e l’attuazione delle buone pratiche di fabbricazione (GMP).

Sonicatori di classe industriale

I processori industriali a ultrasuoni di Hielscher Ultrasonics possono fornire ampiezze molto elevate. È possibile mantenere facilmente ampiezze fino a 200µm in funzionamento continuo 24/7. Per ampiezze ancora più elevate, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni Hielscher consente il funzionamento 24/7 in condizioni di lavoro gravose e in ambienti impegnativi.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: