Výroba dezinfekčných prostriedkov na ruky pomocou priemyselných ultrazvukových mixérov

Na výrobu dezinfekčných prostriedkov na ruky a dezinfekčných roztokov je potrebná výkonná technológia miešania, ktorá zabezpečí rovnomernú zmes. Ultrazvukové mixéry a miešadlá predstavujú najspoľahlivejšiu a najúčinnejšiu technológiu miešania na premiešavanie a emulgovanie dvoch alebo viacerých fáz s cieľom získať homogénny a stabilný dezinfekčný prípravok na ruky.

Dezinfekčné prostriedky na ruky

Dezinfekčný prostriedok na ruky, známy aj pod alternatívnymi názvami antiseptikum na ruky, dezinfekčný prípravok na vtieranie do rúk alebo prípravok na dezinfekciu rúk vtieraním, je kvapalný prípravok nanášaný na ruky s cieľom odstrániť alebo inaktivovať bežné patogény, ktoré môžu spôsobovať ochorenia (napr. vírus SARS-CoV-2 spôsobuje ochorenie COVID-19). Dezinfekčné prostriedky na ruky sú zvyčajne dostupné vo forme kvapaliny, peny, gélu alebo spreja.
Dezinfekčné prostriedky na ruky možno pripravovať s použitím rôznych zložiek a v rôznom zložení. Môžu byť napríklad na báze alkoholu alebo bez alkoholu. Dezinfekčné prípravky na ruky na báze alkoholu bežne obsahujú 60 až 95% alkoholu. Z alkoholov sa najčastejšie používa etanol (etylalkohol), izopropanol alebo n-propanol. Vysoko koncentrovaný alkohol (t. j. s koncentráciou 60% a vyššou) ničí bielkoviny. Denaturáciou bielkovín sa mnohé patogény (mikroorganizmy spôsobujúce ochorenia) inaktivujú alebo usmrcujú. Bezalkoholové dezinfekčné prostriedky na ruky predstavujú alternatívny prípravok, v ktorom sa ako účinná látka na inaktiváciu alebo usmrtenie mikroorganizmov používajú dezinfekčné látky, ako je benzalkóniumchlorid (BAC), alebo antimikrobiálne látky, ako je triklozán. V dezinfekčných prostriedkoch na ruky na báze alkoholu aj bez alkoholu môžu účinné látky pôsobiace proti patogénom vysušovať pokožku tým, že narúšajú jej prirodzenú bariéru. Preto väčšina dezinfekčných prípravkov na ruky obsahuje prísady vyživujúce pokožku, ako sú emolienciá (napr. glycerín, oleje), ktoré obnovujú jej hydratáciu. Na úpravu textúry, vône a vzhľadu dezinfekčných prípravkov na ruky sa môžu pridávať ďalšie zložky, ako sú zahusťovadlá, parfumácia, farbivá atď.

Ultrazvukové miešanie a premiešavanie dezinfekčných prostriedkov na ruky

Ultrazvukové miešadlá predstavujú najúčinnejšiu technológiu miešania na výrobu dezinfekčných prostriedkov na ruky (známych aj ako antiseptiká na ruky, dezinfekčné prípravky na vtieranie do rúk alebo prípravky na dezinfekciu rúk vtieraním) vo forme kvapalín, gélov, sprejov alebo mliek.
Keďže ultrazvukové mixéry vytvárajú vysoké šmykové sily, zabezpečujú potrebné miešanie na spojenie zložiek do súdržnej zmesi. Takéto výkonné a spoľahlivé miešanie je nevyhnutné na výrobu účinných a spoľahlivých dezinfekčných prípravkov, ako sú dezinfekčné prostriedky na ruky aj prostriedky na dezinfekciu povrchov.

Ako funguje ultrazvukové miešanie?

Ultrazvukové mixéry a miešadlá vytvárajú akustickú kavitáciu, ktorá vedie k vzniku veľmi intenzívnych šmykových síl. Preto sa ultrazvukové miešacie systémy vo veľkej miere používajú na emulgovanie dvoch alebo viacerých inak nemiešateľných kvapalín a na dispergovanie pevných častíc v kvapalinách a suspenziách. Ultrazvukové miešanie a zmiešavanie sa dosahuje prenosom vysokovýkonných ultrazvukových vĺn do kvapaliny alebo suspenzie. Ultrazvukové vlny sa prenášajú prostredníctvom vysokointenzívnej ultrazvukovej sondy do vsádzkovej nádrže alebo do prietokového reaktora zaradeného priamo do procesnej linky. Iba sondové ultrazvukové prístroje dokážu vytvárať intenzívne kavitačné sily, ktoré sú potrebné na prípravu homogénnych a dlhodobo stabilných zmesí. Ultrazvuková sonda kmitá v kvapaline pri veľmi vysokej frekvencii (napr. 20kHz) a vytvára v nej intenzívnu akustickú / ultrazvukovú kavitáciu.
V ultrazvukom vytvorenom kavitačnom poli vznikajú pri kolapse kavitačných bublín silné šmykové sily, ktoré rozrušujú kvapôčky, aglomeráty a dokonca aj pevné častice. Ultrazvuková kavitácia tiež vytvára vysokorýchlostné prúdy kvapaliny s rýchlosťou až 1000km/h. Kavitačné kvapalinové mikroprúdy narážajú na aglomeráty častíc, rozrušujú kvapôčky, zlepšujú prenos látok v kvapalinách a suspenziách a dispergujú pevné látky v celom médiu. V ultrazvukovom kavitačnom poli sa tlak rýchlo a opakovane mení medzi vákuom a hodnotami až 1000bar. Rotačný mixér so 4 miešacími lopatkami by musel pracovať pri ohromujúcich 300 000 RPM, aby dosiahol rovnakú frekvenciu striedavých tlakových cyklov. Bežné rotačné mixéry a rotorovo-statorové mixéry nevytvárajú významné množstvo kavitácie pre obmedzenie svojich otáčok.

Receptúry dezinfekčných prípravkov na ruky s ultrazvukovým miešaním

Receptúra dezinfekčného prípravku na ruky určuje jeho účinnosť a spektrum ničenia choroboplodných zárodkov (t. j. antibakteriálnu, antimykotickú a antivírusovú účinnosť, účinnosť proti obaleným a neobaleným vírusom, encystovaným parazitom atď.)
Keďže časté používanie alkoholu a dezinfekčných prípravkov s obsahom alkoholu na pokožku (napr. na rukách) pokožku vysušuje, čo môže viesť k zápalu a podráždeniu, prepracované dezinfekčné prípravky na ruky obsahujú zložky na starostlivosť o pokožku, napr. aloe vera, glycerín, jojobový olej, šípkový olej atď. Ultrazvukový emulgačný účinok zmiešava jednotlivé fázy alkoholu, prísad, olejov a vody do stabilného a rovnomerného dezinfekčného prípravku na ruky.

Ultrazvuková príprava emulzie (červená voda / žltý olej). Niekoľko sekúnd sonikácie premení oddelené fázy vody a oleja na jemnú emulziu.

Bežné zložky dezinfekčných prípravkov na ruky

v65% (alebo vyššie %) alkoholu (na zabezpečenie účinnosti proti širokému spektru vírusov a baktérií)
• zložky na starostlivosť o pokožku, ako sú oleje, aloe vera, glycerín atď.
• voda (napr. destilovaná alebo sterilná voda)
• emulgátor / povrchovo aktívna látka
• voliteľne zahusťovadlo (napr. xantánová guma), penidlá, parfumácia, sporicídy (napr. peroxidy vodíka na odstránenie bakteriálnych spór)

Účinné dezinfekčné prípravky na ruky proti COVID-19

Hygiena a najmä hygiena rúk je dôležitým faktorom pri predchádzaní šíreniu koronavírusu 2 spôsobujúceho ťažký akútny respiračný syndróm (SARS-CoV-2), vírusu, ktorý spôsobuje ochorenie COVID-19. Hoci sa dôkladné umývanie rúk vodou a mydlom odporúča vždy, keď je to možné, dezinfekčné prípravky na ruky sú spoľahlivou alternatívou, najmä ak umývanie rúk vodou a mydlom nie je dostupné.
Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) odporúča dve receptúry dezinfekčných prípravkov na báze alkoholu, ktorých účinnosť proti koronavírusu SARS-CoV-2 bola overená testovaním. Vedci z Nemecka a Švajčiarska otestovali a potvrdili účinnosť týchto receptúr dezinfekčných prípravkov proti SARS-CoV-2.
Receptúra dezinfekčného prípravku č. 1:

• etanol – 80% objemových (vol/vol)
• glycerín (známy aj ako glycerol) – 1,45% vol/vol
• peroxid vodíka – 0,125% vol/vol

Receptúra dezinfekčného prípravku č. 2:

• izopropanol (známy aj ako 2-propanol alebo izopropylalkohol) – 75% vol/vol
• glycerín – 1,45% vol/vol
• peroxid vodíka – 0,125% vol/vol

Obe vyššie uvedené formulácie dezinfekčných prípravkov na ruky pri dôkladnej aplikácii dostatočne inaktivujú vírus po 30 sekundách pôsobenia. Miešanie vyššie uvedených formulácií možno vykonávať pomocou ultrazvukového vsádzkového alebo prietokového systému.

Vysokovýkonné ultrazvukové procesory

Hielscher Ultrasonics je výrobca vysokovýkonných ultrazvukových procesorov s dlhoročnými skúsenosťami v aplikáciách zahŕňajúcich miešanie, zmiešavanie a premiešavanie rôznych zmesí kvapalina/kvapalina alebo kvapalina/tuhá látka.
Na priemyselné spracovanie dezinfekčných prípravkov na ruky v potravinárskej alebo farmaceutickej kvalite sú potrebné vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia na spracovanie veľkých objemov v ultrazvukovej vsádzkovej zostave alebo v kontinuálnom prietokovom systéme. Hielscher Ultrasonics je dôveryhodný dodávateľ vysokovýkonných ultrazvukových miešacích zariadení s dlhoročnými skúsenosťami. Tieto zariadenia sú integrované do výrobných závodov po celom svete v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle aj v priemysle výrobkov osobnej starostlivosti.
Pokročilé ultrazvukové procesory spoločnosti Hielscher Ultrasonics možno presne riadiť a obsluhe poskytujú úplnú kontrolu nad dôležitými parametrami procesu, ako sú amplitúda, tlak, teplota a čas sonikácie. To umožňuje optimalizovať proces sonikácie tak, aby bol čo najefektívnejší a najhospodárnejší.
Rozsiahla ponuka príslušenstva, ako sú sonotródy (sondy), zosilňovače amplitúdy, prietokové reaktory a ďalšie doplnky, umožňuje nakonfigurovať ultrazvukový miešací systém presne podľa spracúvaných zložiek a požadovaného výstupu.

Monitorovanie ultrazvukového procesu

Všetky digitálne ultrazvukové procesory Hielscher – od laboratórnych až po priemyselné zariadenia – sú vybavené inteligentným softvérom, ktorý uľahčuje presné riadenie, monitorovanie a kontrolu ultrazvukového procesu. Amplitúdu, limit dodanej energie, pulzné cykly a čas sonikácie možno vopred nastaviť prostredníctvom používateľsky prívetivého softvéru. Farebný dotykový displej umožňuje jednoduchý prístup k ponuke a intuitívne ovládanie. Diaľkové ovládanie cez prehliadač umožňuje obsluhe ovládať a monitorovať ultrazvukový systém na diaľku.
Všetky dôležité údaje o ultrazvukovom procese (ako sú amplitúda, teplota, tlak, čistá energia, celková energia, čas a dátum) sa automaticky ukladajú na integrovanú kartu SD. Automatické zaznamenávanie údajov je v potravinárskom a farmaceutickom priemysle vysoko cenené, pretože umožňuje výrobcovi potravín skontrolovať podmienky spracovania ktorejkoľvek sonikovanej šarže. To umožňuje štandardizáciu procesu, trvalo vysokú kvalitu produkcie a zavedenie správnej výrobnej praxe (GMP).

Ultrazvukové procesory na priemyselné použitie

Priemyselné ultrazvukové procesory spoločnosti Hielscher Ultrasonics dokážu dosahovať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200µm možno bez problémov nepretržite udržiavať v prevádzke 24/7. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii ultrazvukové sonotródy vyrobené na mieru. Robustnosť ultrazvukových zariadení Hielscher umožňuje prevádzku 24/7 pri vysokom zaťažení a v náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukových procesorov: