Производство антисептиков для рук с помощью промышленных ультразвуковых смесителей

Для производства антисептиков для рук и дезинфицирующих растворов необходима мощная технология смешивания, позволяющая получить однородную смесь. Ультразвуковые смесители и мешалки представляют собой наиболее надежную и эффективную технологию смешивания и эмульгирования двух или более фаз для получения однородного, стабильного состава антисептика для рук.

Антисептики для рук

Антисептик для рук, также называемый дезинфицирующим средством для рук или средством для антисептического втирания в кожу рук, представляет собой жидкое средство, наносимое на руки для удаления или инактивации распространенных патогенов, способных вызывать заболевания (например, вирус SARS-CoV-2 вызывает заболевание COVID-19). Антисептики для рук обычно выпускаются в виде жидкости, пены, геля или спрея.
Антисептики для рук могут изготавливаться с использованием различных ингредиентов и составов. Например, антисептики для рук могут быть спиртосодержащими или бесспиртовыми. Спиртосодержащие средства для антисептической обработки рук обычно содержат от 60 до 95% спирта. Из спиртов наиболее часто используются этанол (этиловый спирт), изопропанол или n-пропанол. Высококонцентрированный спирт (то есть 60% и выше) разрушает белки. Благодаря денатурации белков многие патогены (болезнетворные микроорганизмы) инактивируются или погибают. Бесспиртовые антисептики для рук являются альтернативными средствами, в которых в качестве действующего вещества для инактивации или уничтожения микроорганизмов используются дезинфицирующие вещества, такие как хлорид бензалкония (BAC), или противомикробные вещества, такие как триклозан. Как в спиртосодержащих, так и в бесспиртовых антисептиках для рук действующие вещества, направленные против патогенов, могут сушить кожу, разрушая ее естественный барьер. Поэтому большинство составов антисептиков для рук содержат питающие кожу добавки, такие как смягчающие вещества (например, глицерин, масла), для восстановления увлажненности кожи. Для изменения текстуры, запаха и внешнего вида средств для антисептической обработки рук могут добавляться другие ингредиенты, такие как загустители, отдушки, красители и т. д.

Ультразвуковое смешивание компонентов антисептиков для рук

Ультразвуковые мешалки представляют собой наиболее эффективную технологию смешивания для производства антисептиков для рук (также называемых дезинфицирующими средствами для рук или средствами для антисептического втирания в кожу рук) в виде жидкостей, гелей, спреев или лосьонов.
Поскольку ультразвуковые смесители создают высокие силы сдвига, они обеспечивают необходимое перемешивание для объединения ингредиентов в однородную смесь. Такое мощное и надежное смешивание необходимо для производства действенных и надежных дезинфицирующих средств, таких как антисептики для рук, а также средства для дезинфекции поверхностей.

Как работает ультразвуковое смешивание?

Ультразвуковые смесители и мешалки создают акустическую кавитацию, которая приводит к возникновению чрезвычайно интенсивных сил сдвига. Поэтому ультразвуковые системы смешивания широко используются для эмульгирования двух или более жидкостей, которые иначе не смешиваются, и для диспергирования твердых частиц в жидкостях и суспензиях. Ультразвуковое смешивание осуществляется путем передачи мощных ультразвуковых волн в жидкость или суспензию. Ультразвуковые волны передаются через высокоинтенсивный ультразвуковой зонд в емкость для периодической обработки или в реактор с проточной ячейкой, встроенный в линию. Только ультразвуковые аппараты зондового типа могут создавать интенсивные кавитационные силы, необходимые для получения однородных смесей, сохраняющих стабильность в течение длительного времени. Ультразвуковой зонд колеблется в жидкости с очень высокой частотой (например, 20kHz) и создает в ней интенсивную акустическую / ультразвуковую кавитацию.
В кавитационном поле, создаваемом ультразвуком, схлопывание кавитационных пузырьков порождает мощные силы сдвига, которые разрушают капли, агломераты и даже твердые частицы. Кроме того, ультразвуковая кавитация создает высокоскоростные потоки жидкости со скоростью до 1000km/h. Кавитационные струи жидкости ударяют по агломератам частиц, разрушают капли, улучшают массоперенос в жидкостях и суспензиях и диспергируют твердые вещества по всему объему среды. В поле ультразвуковой кавитации давление быстро и многократно изменяется от вакуума до значений, достигающих 1000bar. Роторному смесителю с 4 лопастями потребовалось бы работать с поразительной скоростью 300 000 об/мин, чтобы достичь той же частоты циклов изменения давления. Обычные роторные смесители и смесители типа ротор–статор не создают значительной кавитации из-за ограничений скорости.

Составы антисептиков для рук с ультразвуковым смешиванием

Состав средства для антисептической обработки рук определяет его эффективность и спектр уничтожаемых микроорганизмов (то есть антибактериальное, противогрибковое, противовирусное действие, эффективность против оболочечных и безоболочечных вирусов, инцистированных паразитов и т. д.).
Поскольку частое применение спирта и спиртосодержащих антисептиков на коже (например, рук) обезвоживает ее, что может приводить к воспалению и раздражению, усовершенствованные антисептики для рук содержат ухаживающие за кожей ингредиенты, например алоэ вера, глицерин, масло жожоба, масло шиповника и т. д. Эффект ультразвукового эмульгирования объединяет различные фазы спирта, добавок, масел и воды в стабильное и однородное средство для антисептической обработки рук.

Ультразвуковое приготовление эмульсии (красная вода / желтое масло). Несколько секунд обработки ультразвуком превращают отдельные водную и масляную фазы в мелкодисперсную эмульсию.

Распространенные ингредиенты антисептиков для рук

v65% (или более высокий %) спирта (для эффективности против широкого спектра вирусов и бактерий)
• ингредиенты для ухода за кожей, такие как масла, алоэ вера, глицерин и т. д.
• вода (например, дистиллированная или стерильная вода)
• эмульгатор / поверхностно-активное вещество
• при необходимости – загуститель (например, ксантановая камедь), пенообразователи, отдушка, спороциды (например, пероксиды водорода для уничтожения бактериальных спор)

Эффективные антисептики для рук против COVID-19

Гигиена, особенно гигиена рук, является важным фактором предотвращения распространения коронавируса 2, вызывающего тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV-2), – вируса, вызывающего заболевание COVID-19. Хотя при любой возможности рекомендуется тщательно мыть руки водой с мылом, антисептики для рук являются надежной альтернативой, особенно когда мытье рук водой с мылом недоступно.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует два состава спиртосодержащих антисептиков, эффективность которых против коронавируса SARS-CoV-2 подтверждена испытаниями. Ученые из Германии и Швейцарии испытали и подтвердили эффективность этих составов антисептиков против SARS-CoV-2.
Состав антисептика № 1:

• этанол – 80% по объему (об/об)
• глицерин (также известный как глицерол) – 1,45% об/об
• пероксид водорода – 0,125% об/об

Состав антисептика № 2:

• изопропанол (также известный как 2-propanol или изопропиловый спирт) – 75% об/об
• глицерин – 1,45% об/об
• пероксид водорода – 0,125% об/об

Оба приведенных выше состава антисептиков для рук при тщательном нанесении обеспечивают достаточную инактивацию вируса после 30 секунд воздействия. Смешивание приведенных выше составов можно выполнять с помощью ультразвуковой системы периодической обработки или системы, встроенной в линию.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты

Hielscher Ultrasonics – производитель мощных ультразвуковых аппаратов с многолетним опытом для применений, включающих смешивание компонентов и перемешивание различных смесей жидкость/жидкость или жидкость/твердое вещество.
Для обработки антисептиков для рук в промышленных масштабах в соответствии с требованиями пищевого и фармацевтического производства необходимо высокопроизводительное ультразвуковое оборудование, позволяющее обрабатывать большие объемы в ультразвуковой установке периодической обработки или в непрерывной проточной системе. Hielscher Ultrasonics – надежный поставщик высокопроизводительного ультразвукового оборудования для смешивания с многолетним опытом; это оборудование интегрировано в производственные предприятия пищевой, фармацевтической, косметической промышленности и отрасли средств личной гигиены по всему миру.
Усовершенствованные ультразвуковые аппараты Hielscher Ultrasonics позволяют точно регулировать параметры и предоставляют оператору полный контроль над важными параметрами процесса, такими как амплитуда, давление, температура и время обработки ультразвуком. Это позволяет оптимизировать процесс обработки ультразвуком, делая его максимально эффективным и экономичным.
Обширный ассортимент принадлежностей, таких как сонотроды (зонды), усиливающие рупоры, реакторы с проточными ячейками и другие дополнительные компоненты, позволяет настроить ультразвуковую систему смешивания специально под обрабатываемые ингредиенты и требуемый результат.

Мониторинг ультразвукового процесса

Все цифровые ультразвуковые аппараты Hielscher – от лабораторных до промышленных – оснащены интеллектуальным программным обеспечением, которое позволяет легко и точно управлять ультразвуковым процессом, отслеживать и пересматривать его. Амплитуду, предел подводимой энергии, импульсные циклы и время обработки ультразвуком можно заранее задавать с помощью удобного программного обеспечения. Цветной сенсорный дисплей обеспечивает легкий доступ к меню и интуитивно понятное управление. Дистанционное управление через браузер позволяет оператору управлять ультразвуковой системой и отслеживать ее работу удаленно.
Все важные данные ультразвукового процесса (такие как амплитуда, температура, давление, полезная энергия, общая энергия, время и дата) автоматически сохраняются на встроенной SD-карте. Автоматическое протоколирование данных высоко ценится в пищевой и фармацевтической промышленности, поскольку позволяет производителю пищевой продукции проверять условия обработки любой партии, обработанной ультразвуком. Это обеспечивает стандартизацию процесса, стабильно высокое качество продукции и внедрение надлежащей производственной практики (GMP).

Ультразвуковые аппараты промышленного класса

Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics могут обеспечивать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200µm легко поддерживаются непрерывно в режиме работы 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу. Прочность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 при высоких нагрузках и в сложных условиях.
Приведенная ниже таблица дает представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых аппаратов: