Produzione di disinfettanti per le mani con miscelatori industriali a ultrasuoni

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

Igienizzanti per le mani

L'igienizzante per le mani, noto anche con i termini alternativi di antisettico per le mani, handrub o hand rub, è un agente liquido applicato alle mani per rimuovere o inattivare gli agenti patogeni comuni, 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 diversi ingredienti e composizioni. Ad esempio, gli igienizzanti per le mani possono essere a base di alcol o senza alcol. I prodotti igienizzanti per le mani a base di alcol contengono normalmente tra il 60 e il 95% di alcol. Come alcoli, è più comune l'uso di etanolo (alcol etilico), isopropanolo o n-propanolo. L'alcol altamente concentrato (cioè il 60% e oltre) distrugge le proteine. Denaturando le proteine, molti agenti patogeni (microrganismi che causano malattie) vengono inattivati o uccisi. I disinfettanti per le mani senza alcol sono un prodotto alternativo, in cui i disinfettanti, come il cloruro di benzalconio (BAC), o gli agenti antimicrobici, come il triclosan, sono utilizzati come ingrediente attivo per inattivare o uccidere i microrganismi. Sia nei disinfettanti per le mani a base di alcol che in quelli senza alcol, gli ingredienti attivi contro gli agenti patogeni possono seccare la pelle distruggendo la naturale barriera cutanea. Per questo motivo, la maggior parte delle formulazioni di disinfettanti per mani contiene additivi che nutrono la pelle, come gli emollienti (ad esempio, glicerina, oli) per reidratarla. Per modificare la consistenza, l'odore e l'aspetto dei prodotti igienizzanti per le mani, possono essere aggiunti altri ingredienti come agenti addensanti, profumi, coloranti, ecc.

Miscelazione ad ultrasuoni di disinfettanti per le mani

Gli agitatori a ultrasuoni sono la tecnologia di miscelazione più efficace per produrre disinfettanti per le mani (noti anche come antisettici per le mani, handrub o hand rub) sotto forma di liquidi, gel, spray o lozioni.
Poiché i miscelatori a ultrasuoni creano forze di taglio elevate, forniscono l'agitazione necessaria per miscelare gli ingredienti in una miscela coesa. Questa miscelazione potente e affidabile è necessaria per produrre agenti disinfettanti potenti e affidabili, come i disinfettanti per le mani e gli agenti per la disinfezione delle superfici.

Come funziona la miscelazione a ultrasuoni?

I miscelatori e gli agitatori a ultrasuoni creano una cavitazione acustica che genera forze di taglio molto 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 impasti. La miscelazione e il mescolamento a ultrasuoni si ottengono accoppiando onde ultrasoniche ad alta potenza in un liquido o in un impasto. Le onde ultrasoniche vengono trasmesse tramite una sonda a ultrasuoni ad alta intensità in un serbatoio batch o in un reattore a celle di flusso in linea. Solo gli ultrasuoni a sonda possono generare le intense forze cavitazionali necessarie per la formulazione di miscele omogenee e stabili nel tempo. La sonda a ultrasuoni vibra nel liquido a una frequenza molto elevata (ad es. 20 kHz) e crea un'intensa cavitazione acustica/ ultrasonica nel liquido.
Nel campo di cavitazione generato dagli ultrasuoni, il collasso delle bolle di cavitazione crea potenti forze di taglio che distruggono gocce, agglomerati e persino particelle solide. Inoltre, la cavitazione a ultrasuoni produce flussi liquidi ad alta velocità, fino a 1000 km/h. I getti di liquido in cavitazione colpiscono gli agglomerati di particelle, disgregano le goccioline, migliorano il trasferimento di materiale all'interno di liquidi e impasti e disperdono i solidi nel mezzo. Nel campo della cavitazione ultrasonica, le pressioni si alternano rapidamente e ripetutamente tra il vuoto e fino a 1000 bar. Un miscelatore rotante con 4 pale dovrebbe funzionare a ben 300.000 giri al minuto per ottenere la stessa frequenza di cicli di pressione alternati. I miscelatori rotanti convenzionali e i miscelatori rotore-statore non creano una quantità significativa di cavitazione a causa della loro limitazione di velocità.

Formulazioni di disinfettanti per le mani con miscelazione a ultrasuoni

La formulazione di un prodotto per la sanificazione delle mani ne determina l'efficacia e lo spettro di eliminazione dei germi (ad es. antibatterico, antifungino, antivirale, efficacia contro virus avvolti e nudi, parassiti incistati, ecc.)
Poiché l'uso frequente di alcool e di disinfettanti contenenti alcool sulla pelle (ad esempio sulle mani) disidrata la pelle, con conseguenti infiammazioni e irritazioni, i disinfettanti per mani più sofisticati contengono ingredienti per la cura della pelle, ad esempio aloe vera, glicerina, olio di jojoba, olio di rosa mosqueta, ecc.) L'effetto di emulsione a ultrasuoni fonde le diverse fasi di alcol, additivi, oli e acqua in un prodotto igienizzante 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 e olio in un'emulsione fine.

Ingredienti comuni dei disinfettanti per le mani

v65% (o una percentuale 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 es. gomma di xanthan), agenti schiumogeni, fragranza, sporicidi (ad es. perossidi di idrogeno per eliminare le spore batteriche)

Igienizzanti per le mani efficaci contro il COVID-19

L'igiene, e in particolare l'igiene delle mani, è un fattore importante per prevenire la diffusione del coronavirus della sindrome respiratoria acuta grave 2 (SARS-CoV-2), il virus che causa la malattia COVID-19. Sebbene si raccomandi di lavarsi accuratamente le mani con acqua e sapone quando possibile, gli igienizzanti per le mani sono un'alternativa affidabile, soprattutto quando il lavaggio con acqua e sapone non è disponibile.
L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) raccomanda due formulazioni di disinfettanti a base di alcol, che sono state testate per essere efficaci contro il coronavirus SARS-CoV-2. Scienziati tedeschi e svizzeri hanno testato e confermato l'efficacia delle formulazioni di disinfettanti contro il 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 alcool isopropilico) - 75% vol/vol.
• glicerina - 1,45% vol/vol.
• perossido di idrogeno - 0,125% vol/vol.

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

Ultrasuonatori ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics è un produttore di lunga esperienza di ultrasuonatori ad alta potenza per applicazioni che prevedono la miscelazione, il mescolamento e l'agitazione di varie miscele liquido/liquido o liquido/solido.
Per la lavorazione dei disinfettanti per le mani a livello industriale, è necessaria un'apparecchiatura a ultrasuoni ad alte prestazioni che consenta di lavorare grandi volumi in un sistema batch a ultrasuoni o in un sistema a flusso continuo. Hielscher Ultrasonics è un fornitore di lunga esperienza e fiducia di apparecchiature di miscelazione a ultrasuoni ad alte prestazioni, integrate in tutto il mondo in impianti di produzione nei settori alimentare, farmaceutico, cosmetico e della cura della persona.
I sofisticati ultrasuonatori di Hielscher Ultrasonics possono essere controllati con precisione e offrono all'operatore il pieno controllo dei parametri di processo più importanti, quali ampiezza, pressione, temperatura e tempo di sonicazione. Ciò consente di ottimizzare il processo di sonicazione, rendendolo più efficiente ed economico.
L'ampia gamma di accessori, come sonotrodi (sonde), trombe di spinta, reattori a cella di flusso e altri componenti aggiuntivi, consente di configurare il sistema di miscelazione a ultrasuoni in modo specifico per gli ingredienti lavorati e il rendimento desiderato.

Monitoraggio del processo a ultrasuoni

Tutti gli ultrasuonatori digitali Hielscher – dal laboratorio alle dimensioni industriali – sono dotati di un software intelligente che facilita il controllo, il monitoraggio e la revisione del processo a ultrasuoni. L'ampiezza, il limite di energia immessa, i cicli di impulsi 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 ed è intuitivo da gestire. Il telecomando a browser consente all'operatore di operare 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 protocollatura automatica dei dati è molto apprezzata nell'industria alimentare e farmaceutica, poiché consente al produttore di alimenti di rivedere le condizioni di lavorazione di qualsiasi lotto sonicato. Ciò consente la standardizzazione del processo, una produzione di qualità costantemente elevata e l'implementazione delle buone pratiche di fabbricazione (GMP).

Ultrasuonatori di livello industriale

Hielscher Ultrasonics’ I processori industriali a ultrasuoni possono fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in modo continuo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori: