Produktioun vun Handdesinfektiounsmëttele mat industriellen Ultraschallmëscher
Fir Handdesinfektiounsmëttelen an desinfizéierend Léisungen hierzestellen, ass eng leeschtungsstaark Mëschtechnologie néideg, fir eng eenheetlech Mëschung ze kréien. Ultraschallmëscher a Réierwierker sinn déi zouverlässegst an effizientst Mëschtechnologie fir zwou oder méi Phasen ze vermëschen an ze emulgéieren, fir eng homogen, stabil Formuléierung vun engem Handdesinfektiounsmëttel ze kréien.
Handdesinfektiounsmëttelen
En Handdesinfektiounsmëttel, och ënner den alternative Bezeechnungen Handantiseptikum, Handareiwmëttel oder Mëttel fir d’Handareiwung bekannt, ass e flëssegt Mëttel, dat op d’Hänn opgedroe gëtt, fir heefeg Krankheetserreeger ze entfernen oder ze inaktivéieren, déi Krankheete verursaache kënnen (z. B. verursaacht de Virus SARS-CoV-2 d’Krankheet COVID-19). Handdesinfektiounsmëttele sinn typescherweis als Flëssegkeet, Schaum, Gel oder Spray disponibel.
Handdesinfektiounsmëttele kënne mat verschiddenen Inhaltsstoffer an Zesummesetzunge formuléiert ginn. Zum Beispill kënnen Handdesinfektiounsmëttelen entweder op Alkoholbasis oder alkoholfräi sinn. Produkter fir d’Handdesinfektioun op Alkoholbasis enthalen normalerweis tëscht 60 an 95% Alkohol. Bei den Alkohole ginn Ethanol (Ethylalkohol), Isopropanol oder n-Propanol am heefegste benotzt. Héich konzentréierten Alkohol (d. h. 60% a méi) zerstéiert Proteinnen. Duerch d’Denaturéiere vu Proteinne gi vill Krankheetserreeger (krankheetsverursaachend Mikroorganismen) inaktivéiert oder ofgedout. Alkoholfräi Handdesinfektiounsmëttele sinn en alternativt Produkt, an deem Desinfektiounsmëttelen, wéi Benzalkoniumchlorid (BAC), oder antimikrobiell Mëttelen, wéi Triclosan, als Wierkstoff benotzt ginn, fir Mikroorganismen ze inaktivéieren oder ofzedouden. Souwuel bei Handdesinfektiounsmëttelen op Alkoholbasis wéi och bei alkoholfräien Handdesinfektiounsmëttele kënnen d’Wierkstoffer géint Krankheetserreeger d’Haut ausdréchnen, well se déi natierlech Hautbarriär zerstéieren. Dofir enthalen déi meescht Formuléierunge vun Handdesinfektiounsmëttelen hautfleegend Zousazstoffer wéi Emollientien (z. B. Glycerin, Ueleger), fir d’Haut nees mat Fiichtegkeet ze versuergen. Aner Inhaltsstoffer wéi Verdéckungsmëttelen, Doftstoffer, Faarfstoffer asw. kënne bäigesat ginn, fir d’Textur, de Geroch an d’Ausgesi vun de Produkter fir d’Handdesinfektioun ze veränneren.
Mëschen a Vermësche vun Handdesinfektiounsmëttele mat Ultraschall
Ultraschallréierwierker sinn déi effektivst Mëschtechnologie, fir Handdesinfektiounsmëttelen (och als Handantiseptikum, Handareiwmëttel oder Mëttel fir d’Handareiwung bekannt) a Form vu Flëssegkeeten, Geler, Sprayen oder Lotiounen hierzestellen.
Well Ultraschallmëscher héich Schéierkräften erzeugen, suerge si fir déi néideg Réierwierkung, fir d’Inhaltsstoffer zu enger zesummenhängender Mëschung ze vermëschen. Esou e leeschtungsstaarkt an zouverlässegt Mëschen ass néideg, fir staark wierksam an zouverlässeg Desinfektiounsmëttele wéi Handdesinfektiounsmëttelen an och Uewerflächendesinfektiounsmëttelen hierzestellen.
Ultraschallmëscher a Réierwierker si beim Vermësche vun de Bestanddeeler vu Produkter fir d’Handdesinfektioun héich effizient.
Wéi funktionéiert d’Mësche mat Ultraschall?
Ultraschallmëscher a Réierwierker erzeugen akustesch Kavitation, déi zu ganz intensive Schéierkräfte féiert. Dofir ginn Ultraschallmëschsystemer breet agesat, fir zwou oder méi Flëssegkeeten, déi soss net matenee mëschbar sinn, ze emulgéieren a fest Partikelen a Flëssegkeeten a Schlëmmen ze dispergéieren. D’Mëschen an d’Vermësche mat Ultraschall gëtt erreecht, andeems leeschtungsstaark Ultraschallwellen an eng Flëssegkeet oder e Schlamm agekoppelt ginn. D’Ultraschallwelle ginn iwwer eng héichintensiv Ultraschallsond an e Chargentank oder an en Inline-Duerchflosszellereakter iwwerdroen. Nëmmen Ultraschallapparater mat enger Sond kënnen déi intensiv Kavitatiounskräften erzeugen, déi fir d’Formuléierung vun homogenen a laangfristeg stabille Mëschungen néideg sinn. D’Ultraschallsond vibréiert an der Flëssegkeet mat enger ganz héijer Frequenz (z. B. 20kHz) an erzeugt intensiv akustesch / Ultraschallkavitation an der Flëssegkeet.
Am Kavitatiounsfeld, dat duerch Ultraschall erzeugt gëtt, entstinn duerch d’Zesummefale vu Kavitatiounsblosen staark Schéierkräften, déi Drëpsen, Agglomerater a souguer fest Partikelen zerbriechen. Ausserdeem erzeugt d’Ultraschallkavitation Flëssegkeetsstréim mat héije Vitessë vu bis zu 1000km/h. Duerch Kavitation erzeugte Flëssegkeetsstrale prallen op Partikelagglomerater, zerbriechen Drëpsen, verbesseren de Stofftransport bannent Flëssegkeeten a Schlëmmen a verdeele Feststoffer am ganze Medium. Am Ultraschallkavitatiounsfeld wiesselt den Drock séier a widderholl tëscht Vakuum a bis zu 1000bar. E Rotatiounsmëscher mat 4 Mëschblieder misst mat erstaunlechen 300.000 RPM bedriwwe ginn, fir déiselwecht Frequenz vu wiesselenden Drockzyklen z’erreechen. Konventionell Rotatiounsmëscher a Rotor-Stator-Mëscher erzeugen duerch hir begrenzte Vitess keng bedeitend Quantitéit u Kavitation.
Formuléierunge vun Handdesinfektiounsmëttele mat Ultraschallmëschung
D’Formuléierung vun engem Handdesinfektiounsprodukt bestëmmt seng Wierksamkeet a säi Spektrum fir Keimen ofzedoude (d. h. antibakteriell, antimykotesch, antiviral, Wierksamkeet géint ëmhaalt an onëmhaalt Viren, enzystéiert Parasitten asw.)
Well déi heefeg Uwendung vun Alkohol an alkoholhaltegen Desinfektiounsmëttelen op der Haut (z. B. op den Hänn) d’Haut ausdréchent, wat zu Entzündungen an Irritatioune féiere kann, enthalen ausgeräiften Handdesinfektiounsmëttelen hautfleegend Ingredienten, z. B. Aloe vera, Glycerin, Jojobaueleg, Hagebuttenueleg asw.). Den Emulsiounseffekt vum Ultraschall vermëscht déi verschidde Phase vun Alkohol, Zousazstoffer, Ueleger a Waasser zu engem stabilen an eenheetlechen Handdesinfektiounsprodukt.
Hierstellung vun enger Emulsioun mat Ultraschall (rout Waasser / gielen Ueleg). E puer Sekonne Beschallung verwandelen déi getrennte Waasser-/Uelegphasen an eng fein Emulsioun.
Heefeg Ingrediente fir Handdesinfektiounsmëttelen
-
v65% (oder e méi héije %) Alkohol (fir géint eng grouss Villfalt vu Viren a Bakterie wierksam ze sinn)
- hautfleegend Ingrediente wéi Ueleger, Aloe vera, Glycerin asw.
- Waasser (z. B. destilléiert oder sterilt Waasser)
- Emulgator / Tensid
- optional, Verdéckungsmëttel (z. B. Xanthangummi), Schaumbildner, Doftstoff, Sporiziden (z. B. Waasserstoffperoxide fir d’Eliminatioun vu Bakteriesporen)
SonoStation – eng komplett Ultraschalltankanlag, déi aus Ultraschallapparater mat Sond (hei 2x UIP2000hdT), engem Réierwierk an enger Pompel besteet
Wierksam Handdesinfektiounsmëttele géint COVID-19
Hygiène a besonnesch Handhygiène ass e wichtege Faktor, fir d’Verbreedung vum Coronavirus 2 vum schwéieren akuten Otemweeërsyndrom (SARS-CoV-2), dem Virus, deen d’Krankheet COVID-19 verursaacht, ze verhënneren. Wärend grëndlecht Hännwäsche mat Waasser a Seef recommandéiert gëtt, wann ëmmer et méiglech ass, sinn Handdesinfektiounsmëttelen eng zouverlässeg Alternativ, besonnesch wann d’Hännwäsche mat Waasser a Seef net méiglech ass.
D’Weltgesondheetsorganisatioun (WHO) recommandéiert zwou Formuléierunge vun alkoholbaséierten Desinfektiounsmëttelen, deenen hir Wierksamkeet géint de Coronavirus SARS-CoV-2 duerch Tester nogewise gouf. Wëssenschaftler aus Däitschland an der Schwäiz hunn d’Wierksamkeet vun den Desinfektiounsmëttelformuléierunge géint SARS-CoV-2 getest a bestätegt.
Desinfektiounsmëttelformuléierung Nr. 1:
- Ethanol – 80% vum Volumen (vol/vol)
- Glycerin (och als Glycerol bekannt) – 1,45% vol/vol
- Waasserstoffperoxid – 0,125% vol/vol
Desinfektiounsmëttelformuléierung Nr. 2:
- Isopropanol (och als 2-Propanol oder Isopropylalkohol bekannt) – 75% vol/vol
- Glycerin – 1,45% vol/vol
- Waasserstoffperoxid – 0,125% vol/vol
Béid uewe genannte Formuléierunge fir Handdesinfektiounsmëttel inaktivéieren de Virus no enger Awierkzäit vun 30 Sekonnen genuch, wa se grëndlech opgedroe ginn. D’Mëschung vun den uewe genannte Formuléierunge ka mat engem Ultraschallsystem fir de Chargebetrib oder engem Inline-Ultraschallsystem gemaach ginn.
Héichleeschtungs-Ultraschallapparater
Hielscher Ultrasonics ass en Hiersteller mat laangjäreger Erfarung am Beräich vun Héichleeschtungs-Ultraschallapparater fir Uwendungen, bei deene verschidde Flëssegkeet/Flëssegkeet- oder Flëssegkeet/Feststoff-Mëschunge gemëscht, vermëscht a geréiert ginn.
Fir d’Veraarbechtung vun Handdesinfektiounsmëttelen op industriellem Niveau no Liewensmëttel- a Pharmastandarde sinn héichleeschtungsfäeg Ultraschallanlagen néideg, fir grouss Volumenen an enger Ultraschallanlag fir de Chargebetrib oder an engem kontinuéierlechen Duerchflosssystem ze verschaffen. Hielscher Ultrasonics ass en zouverlässege Fournisseur mat laangjäreger Erfarung am Beräich vun héichleeschtungsfäegen Ultraschallmëschanlagen, déi weltwäit a Produktiounsanlage vun der Liewensmëttel-, Pharma-, Kosmetik- a Kierperfleegindustrie integréiert sinn.
Déi sophistikéiert Ultraschallapparater vun Hielscher Ultrasonics kënne prezis gesteiert ginn a ginn der Bedreiwerpersoun voll Kontroll iwwer déi wichteg Prozessparameter wéi Amplitud, Drock, Temperatur a Beschallungszäit. Dëst erméiglecht d’Optimiséierung vum Beschallungsprozess, sou datt de Prozess esou effizient a wirtschaftlech wéi méiglech gëtt.
Déi ëmfaassend Gamme un Zoubéier wéi Sonotroden (Sonden), Amplitudeverstäerker, Duerchflusszellreakteren a weider Ergänzungen erméiglecht et, den Ultraschallmëschsystem speziell op déi verschafften Inhaltsstoffer an dat ugestrieft Produktiounsresultat ofzestëmmen.
Iwwerwaachung vum Ultraschallprozess
All digital Ultraschallapparater vun Hielscher – vu Labo- bis Industriegréisst – si mat enger intelligenter Software ausgestatt, déi et einfach mécht, den Ultraschallprozess prezis ze steieren, ze iwwerwaachen an ze iwwerpréiwen. D’Amplitud, d’Grenz fir den Energieandrag, d’Pulszyklen an d’Beschallungszäit kënnen iwwer déi benotzerfrëndlech Software am Viraus agestallt ginn. Iwwer de faarwegen Touchdisplay ass de Menü einfach zougänglech an intuitiv ze bedéngen. D’Fernsteierung iwwer de Browser erméiglecht et der Bedreiwerpersoun, den Ultraschallsystem aus der Distanz ze bedéngen an ze iwwerwaachen.
All wichteg Ultraschallprozessdaten (wéi Amplitud, Temperatur, Drock, Nettoenergie, Gesamtenergie, Zäit an Datum) ginn automatesch op enger integréierter SD-Kaart gespäichert. Déi automatesch Dateprotokolléierung gëtt an der Liewensmëttel- a Pharmaindustrie héich geschat, well si et dem Liewensmëttelhiersteller erméiglecht, d’Veraarbechtungsbedéngunge vun all beschallter Charge ze iwwerpréiwen. Dëst erméiglecht d’Prozessstandardiséierung, eng kontinuéierlech héich Produktqualitéit an d’Ëmsetzung vu gudder Hierstellungspraxis (GMP).
Ultraschallapparater fir den industriellen Asaz
Déi industriell Ultraschallprozessoren vun Hielscher Ultrasonics kënne ganz héich Amplitudë liwweren. Amplitudë vu bis zu 200µm kënnen ouni Problem kontinuéierlech am 24/7-Betrib agesat ginn. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. D’Robustheet vun den Ultraschallanlage vun Hielscher erméiglecht en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Déi folgend Tabell gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Grupp vu UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
Héichleeschtungs-Ultraschallhomogenisateure vum Labo bis zum Pilot- an industrielle Moossstaf.
Literatur / Referenzen
- 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.