Hielscher tecnologia de ultra-som

Produção de desinfetantes manuais com misturadores ultrassônicos industriais

Para produzir desinfetantes para as mãos e soluções desinfetantes, uma poderosa tecnologia de mistura é necessária para obter uma mistura consistente. Misturadores ultrassônicos e agitadores são a tecnologia de mistura mais confiável e eficiente para misturar e emulsionar duas ou mais fases, a fim de obter uma formulação homogênea e estável desinfetante para as mãos.

Desinfetantes para as mãos

O desinfetante para as mãos, também conhecido sob os termos alternativos de antisséptico manual, handrub ou esfregão manual, é um agente líquido aplicado nas mãos a fim de remover ou inativar patógenos comuns, que podem causar doenças (por exemplo, o vírus SARS-CoV-2 causa a doença COVID-19). Desinfetantes para as mãos estão tipicamente disponíveis como líquido, espuma, gel ou spray.
Os desinfetantes para as mãos podem ser formulados usando diferentes ingredientes e composições. Por exemplo, desinfetantes para as mãos podem ser à base de álcool ou sem álcool. Os produtos de higienização manual à base de álcool normalmente contêm entre 60 e 95% de álcool. Como álcoo, o uso de etanol (álcool etílico), isopropanol ou n-propanol é mais comum. O álcool altamente concentrado (ou seja, 60% ou mais) destrói proteínas. Ao desnaturar proteínas, muitos patógenos (microrganismos causadores de doenças) são inativados ou mortos. Desinfetantes manuais sem álcool são um produto alternativo, no qual desinfetantes, como o cloreto de benzalkonium (BAC), ou em agentes antimicrobianos, como o triclosan, são usados como ingrediente ativo para inativar ou matar microrganismos. Em ambos os desinfetantes manuais à base de álcool e sem álcool, os ingredientes ativos contra patógenos podem secar a pele destruindo a barreira natural da pele. Portanto, a maioria das formulações de desinfetantes para as mãos contêm aditivos nutritivos da pele, como emolientes (por exemplo, glicerina, óleos) para reidratar a pele. Outros ingredientes como agentes de espessamento, fragrância, corante etc. podem ser adicionados para modificar a textura, olfato e aparência de produtos de higienização das mãos.

Mistura ultrassônica e mistura de desinfetantes para as mãos

Agitadores ultrassônicos são a tecnologia de mistura mais eficaz para produzir desinfetantes manuais (também conhecidos como antissépticos manuais, handrub ou esfregão manual) em forma de líquidos, géis, sprays ou loções.
Uma vez que misturadores ultrassônicos criam altas forças de cisalhamento, eles fornecem a agitação necessária para misturar os ingredientes em uma mistura coesa. Essa mistura tão poderosa e confiável é necessária para produzir agentes desinfetantes potentes e confiáveis, como desinfetantes para as mãos, bem como agentes de desinfecção de superfície.

Ultrasonic mixing and blending is used to formulate hand sanitizers.

Misturadores ultrassônicos e agitadores são altamente eficientes na mistura dos componentes dos produtos de higienização manual.

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Como funciona a mistura ultrassônica?

Misturadores ultrassônicos e agitadores criam cavitação acústica, o que resulta em forças de cisalhamento altamente intensas. Portanto, sistemas de mistura ultrassônica são amplamente utilizados para emulsionar dois ou mais líquidos immiscíveis e para dispersar partículas sólidas em líquidos e pastas. A mistura e mistura ultrassônica é alcançada acoplando ondas de ultrassom de alta potência em um líquido ou chorume. As ondas ultrassônicas são transmitidas através de uma sonda ultrassônica de alta intensidade em um tanque de lote ou em um reator de célula de fluxo em linha. Somente ultrassonicadores do tipo sonda podem gerar as intensas forças cavitacionais, que são necessárias para a formulação de misturas estáveis homogêneas e de longa data. A sonda ultrassônica vibra no líquido em uma frequência muito alta (por exemplo, 20kHz) e cria cavitação acústica/ultrassônica intensa no líquido.
No campo de cavitação ultrasonicamente gerado, o colapso das bolhas de cavitação cria poderosas forças de tesoura, que rompem gotículas, aglomerações e até partículas sólidas. Além disso, a cavitação ultrassônica produz fluxos líquidos de alta velocidade com até 1000km/h. Os jatos líquidos cavitacionais impingem aglomerações de partículas, interrompem gotículas, melhoram a transferência de material dentro de líquidos e pastas e dispersam sólidos em todo o meio. No campo de cavitação ultrassônica, as pressões alternam-se rapidamente e repetidamente entre o vácuo e até 1000bar. Uma batedeira rotativa com 4 lâminas de batedeira precisaria operar a impressionantes 300.000 RPM para alcançar a mesma frequência de ciclos de pressão alternados. Misturadores rotativos convencionais e misturadores de rotor-estator não criam nenhuma quantidade significativa de cavitação devido à sua limitação de velocidade.

Formulações de desinfetante para a mão com mistura ultrassônica

A formulação de um produto de higienização manual determina a eficácia e o espectro do desinfetante de germes eliminatórios (ou seja, antibacterianos, antifúngicos, antivirais, eficácia contra vírus envoltos e nus, parasitas enciulem etc.)
Uma vez que o uso frequente de desinfetantes contendo álcool e álcool na pele (por exemplo, mãos) desidrata a pele, o que pode resultar em inflamação e irritação, desinfetantes de mão sofisticados contêm ingredientes de cuidado da pele, por exemplo, aloe vera, glicerina, óleo de jojoba, óleo de quadril rosa etc.). O efeito de emulsificação ultrassônica mistura as diferentes fases do álcool, aditivos, óleos e água em um produto desinfetante manual estável e uniforme.

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Preparação ultra-sônica de uma emulsão (água vermelha/óleo amarelo). Alguns segundos de sonication transformar as fases separadas de água/óleo em uma emulsão fina.

Ingredientes Comuns para Desinfetantes para mãos

    v65% (ou superior%) álcool (para ser eficaz contra uma grande variedade de vírus e bactérias)
  • ingredientes de cuidados com a pele, como óleos, aloe vera, glicerina, etc.
  • água (por exemplo, água destilada ou estéril)
  • emulsificador / surfactante
  • opcionalmente, espessador (por exemplo, goma xantana), agentes de espuma, fragrância, esporicidas (por exemplo, peróxidos de hidrogênio para eliminar esporos bacterianos)
The SonoStation is a complete ultrasonic setup, which is suitable to process larger volumes of hand sanitizer.

A SonoStation – uma configuração completa de tanque ultrassônico que consiste em ultrassononicadores do tipo sonda (aqui 2x UIP2000hdT), agitador e bomba

Desinfetantes de mão eficazes contra COVID-19

A higiene e, principalmente, a higiene das mãos é um fator importante para evitar a propagação da síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2), o vírus causador da doença COVID-19. Embora a lavagem completa das mãos com água e sabão seja recomendada quando possível, os desinfetantes para as mãos são uma alternativa confiável, especialmente quando a lavagem das mãos com água e sabão não está disponível.
A Organização Mundial da Saúde (OMS) recomenda duas formulações de desinfetantes à base de álcool, que foram testados para serem eficazes contra o coronavírus SARS-CoV-2. Cientistas da Alemanha e da Suíça testaram e confirmaram a eficácia das formulações de desinfetantes contra o SARS-CoV-2.
Formulação de desinfetante nº 1:

  • etanol — 80% em volume (vol/vol)
  • glicerina (também conhecida como glicerol) — 1,45% vol/vol
  • peróxido de hidrogênio — 0,125% vol/vol

Formulação de desinfetante nº 2:

  • isopropanol (também conhecido como álcool 2-propanol ou isopropílico) — 75% vol/vol
  • glicerina — 1,45% vol/vol
  • peróxido de hidrogênio — 0,125% vol/vol

Ambas as formulações de desinfetante para as mãos acima inativam o vírus suficientemente após 30 segundos de exposição, quando aplicadas minuciosamente. A mistura das formulações acima pode ser realizada usando um lote ultrassônico ou sistema inline.

Ultrasonicators de alto desempenho

Processador ultrassônico UIP4000hdT, um reator ultrassônico poderoso de 4kWHielscher Ultrasonics é um fabricante experiente de ultrassonicadores de alta potência para aplicações que envolvem a mistura, mistura e agitação de várias misturas líquidas/líquidas ou líquidas/sólidas.
Para o processamento de desinfetantes manuais em nível industrial, é necessário equipamento ultrassônico de alto desempenho para processar grande volume em uma configuração de lote ultrassônico ou em um sistema contínuo de fluxo. A Hielscher Ultrasonics é fornecedora de equipamentos de mistura ultrassônica de alto desempenho, que é mundialmente integrada em fábricas de alimentos, farmacêuticas, cosméticos e cuidados pessoais.
Os ultrassonicadores sofisticados da Hielscher Ultrasonics podem ser precisamente controlados e dar ao operador controle total sobre os importantes parâmetros de processo, como amplitude, pressão, temperatura e tempo de sonicação. Isso permite a otimização do processo de sonicação, tornando o processo mais eficiente e econômico.
A extensa gama de acessórios como sonotrodes (sondas), chifres de reforço, reatores de células de fluxo e adicionais adicionais permitem configurar o sistema de mistura ultrassônica especificamente para os ingredientes processados e a saída direcionada.

Monitoramento de processos ultrassônicos

Controle preciso sobre os parâmetros do processo ultrassônico por Hielscher Ultrasonics' software inteligenteTodos os ultrassônicos digitais Hielscher – do laboratório para o tamanho industrial – são equipados com um software inteligente, o que facilita o controle, o monitoramento e a revisão do processo ultrassônico. Amplitude, limite de entrada de energia, ciclos de pulso e tempo de sonagem podem ser pré-definidos através do software fácil de usar. Através do touch-display colorido, o menu pode ser facilmente acessado e é intuitivamente para manusear. O controle remoto do navegador permite que o operador opere e monitore o sistema ultrassônico remotamente.
Todos os dados importantes do processo ultrassônico (como amplitude, temperatura, pressão, energia líquida, energia total, hora e data) são automaticamente armazenados em um cartão SD integrado. O protocolo automático de dados é altamente valorizado na indústria alimentícia e farmacêutica, uma vez que permite ao fabricante de alimentos revisar a condição de processamento de qualquer lote sônico. Isso permite a padronização de processos, a produção de qualidade continuamente alta e a implementação de Boas Práticas de Fabricação (GMP).

Ultrassonicadores de Grau Industrial

Hielscher Ultrasonics’ os processadores ultra-sônicos industriais podem entregar amplitudes muito elevadas. As amplitudes de até 200 μm podem facilmente ser funcionam continuamente na operação 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, os sonotrodes ultra-sônicos personalizados estão disponíveis. A robustez do equipamento ultra-sônico de Hielscher permite a operação 24/7 no serviço pesado e em ambientes de exigência.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para dispersão, emulsificação e extração celular.

Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.

Literatura / Referências

  • 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.



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