Производња средстава за дезинфекцију руку помоћу индустријских ултразвучних мешалица

За производњу средстава за дезинфекцију руку и дезинфекционих раствора потребна је снажна технологија мешања како би се добила уједначена смеша. Ултразвучни миксери и мешалице представљају најпоузданију и најефикаснију технологију мешања за сједињавање и емулговање двеју или више фаза ради добијања хомогене, стабилне формулације средства за дезинфекцију руку.

Средства за дезинфекцију руку

Средство за дезинфекцију руку, познато и под називима антисептик за руке, средство за утрљавање у руке или препарат за утрљавање у руке, јесте течно средство које се наноси на руке ради уклањања или инактивације уобичајених патогена који могу изазвати болести (нпр. вирус SARS-CoV-2 изазива болест COVID-19). Средства за дезинфекцију руку обично су доступна у облику течности, пене, гела или спреја.
Средства за дезинфекцију руку могу се формулисати уз употребу различитих састојака и у различитим саставима. На пример, средства за дезинфекцију руку могу бити на бази алкохола или без алкохола. Производи за дезинфекцију руку на бази алкохола обично садрже између 60 и 95% алкохола. Од алкохола се најчешће користе етанол (етил-алкохол), изопропанол или н-пропанол. Висококонцентровани алкохол (тј. 60% и више) уништава протеине. Денатурацијом протеина многи патогени (микроорганизми који изазивају болести) инактивирају се или уништавају. Средства за дезинфекцију руку без алкохола представљају алтернативни производ у којем се дезинфицијенси, као што је бензалконијум-хлорид (BAC), или антимикробна средства, као што је триклосан, користе као активни састојци за инактивацију или уништавање микроорганизама. И у средствима за дезинфекцију руку на бази алкохола и у онима без алкохола, активни састојци који делују против патогена могу исушити кожу уништавањем њене природне баријере. Зато већина формулација средстава за дезинфекцију руку садржи додатке за негу коже, као што су емолијенси (нпр. глицерин, уља), ради поновне хидратације коже. Други састојци, као што су средства за згушњавање, мириси, боје итд., могу се додати ради измене текстуре, мириса и изгледа производа за дезинфекцију руку.

Ултразвучно мешање и сједињавање састојака средстава за дезинфекцију руку

Ултразвучне мешалице представљају најефикаснију технологију мешања за производњу средстава за дезинфекцију руку (познатих и као антисептици за руке, средства за утрљавање у руке или препарати за утрљавање у руке) у облику течности, гелова, спрејева или лосиона.
Пошто ултразвучни миксери стварају велике силе смицања, они обезбеђују потребно мешање како би се састојци сјединили у повезану смешу. Такво снажно и поуздано мешање неопходно је за производњу делотворних и поузданих дезинфекционих средстава, као што су средства за дезинфекцију руку и средства за дезинфекцију површина.

Како функционише ултразвучно мешање?

Ултразвучни миксери и мешалице стварају акустичну кавитацију, која доводи до веома интензивних сила смицања. Зато се системи за ултразвучно мешање широко користе за емулговање двеју или више течности које се иначе не мешају и за дисперговање чврстих честица у течностима и суспензијама. Ултразвучно мешање и уједначавање смеше постижу се увођењем ултразвучних таласа велике снаге у течност или суспензију. Ултразвучни таласи се преносе ултразвучном сондом високог интензитета у резервоар за шаржну обраду или у реактор са проточном ћелијом уграђен у процесну линију. Само ултразвучни уређаји са сондом могу да генеришу интензивне кавитационе силе које су неопходне за формулисање хомогених и дуготрајно стабилних смеша. Ултразвучна сонда вибрира у течности на веома високој фреквенцији (нпр. 20kHz) и ствара интензивну акустичну / ултразвучну кавитацију у течности.
У кавитационом пољу створеном ултразвуком, колапс кавитационих мехурића ствара снажне силе смицања које разбијају капљице, агломерате, па чак и чврсте честице. Ултразвучна кавитација такође ствара струје течности велике брзине, до 1000km/h. Кавитациони млазеви течности ударају у агломерате честица, разбијају капљице, побољшавају пренос материје у течностима и суспензијама и диспергују чврсте материје по целом медијуму. У ултразвучном кавитационом пољу притисак се брзо и узастопно смењује између вакуума и вредности до 1000bar. Ротациони миксер са 4 лопатице морао би да ради на запањујућих 300.000 RPM да би постигао исту фреквенцију циклуса наизменичне промене притиска. Конвенционални ротациони миксери и роторско-статорски миксери не стварају значајну кавитацију због ограничене брзине рада.

Формулације средстава за дезинфекцију руку уз ултразвучно мешање

Формулација средства за дезинфекцију руку одређује његову ефикасност и спектар уништавања микроорганизама (тј. антибактеријско, антифунгално и антивирусно дејство, ефикасност против вируса са омотачем и без омотача, паразита у облику циста итд.)
Пошто честа примена алкохола и дезинфекционих средстава која садрже алкохол на кожи (нпр. руку) исушује кожу, што може довести до упале и иритације, напредна средства за дезинфекцију руку садрже састојке за негу коже, нпр. алоју веру, глицерин, уље јојобе, уље шипурка итд. Ефекат ултразвучног емулговања спаја различите фазе алкохола, адитива, уља и воде у стабилно и уједначено средство за дезинфекцију руку.

Ултразвучна припрема емулзије (црвена вода / жуто уље). Неколико секунди соникације претвара одвојене фазе воде и уља у фину емулзију.

Уобичајени састојци средстава за дезинфекцију руку

v65% (или већи %) алкохола (ради ефикасности против широког спектра вируса и бактерија)
• састојци за негу коже као што су уља, алоја вера, глицерин итд.
• вода (нпр. дестилована или стерилна вода)
• емулгатор / површински активна материја
• опционо, згушњивач (нпр. ксантан гума), средства за стварање пене, мирис, спороциди (нпр. пероксиди водоника за елиминисање бактеријских спора)

Ефикасна средства за дезинфекцију руку против COVID-19

Хигијена, а посебно хигијена руку, важан је фактор у спречавању ширења коронавируса 2 тешког акутног респираторног синдрома (SARS-CoV-2), вируса који изазива болест COVID-19. Иако се темељно прање руку водом и сапуном препоручује кад год је то могуће, средства за дезинфекцију руку су поуздана алтернатива, посебно када прање руку водом и сапуном није доступно.
Светска здравствена организација (СЗО) препоручује две формулације дезинфекционих средстава на бази алкохола, за које је испитивањима утврђено да су ефикасне против коронавируса SARS-CoV-2. Научници из Немачке и Швајцарске испитали су и потврдили ефикасност ових формулација дезинфекционих средстава против SARS-CoV-2.
Формулација дезинфекционог средства бр. 1:

• етанол – 80% запремински (vol/vol)
• глицерин (познат и као глицерол) – 1,45% vol/vol
• водоник-пероксид – 0,125% vol/vol

Формулација дезинфекционог средства бр. 2:

• изопропанол (познат и као 2-пропанол или изопропил алкохол) – 75% vol/vol
• глицерин – 1,45% vol/vol
• водоник-пероксид – 0,125% vol/vol

Обе горенаведене формулације средстава за дезинфекцију руку у довољној мери инактивирају вирус након 30 секунди излагања, када се темељно нанесу. Мешање горенаведених формулација може се обавити помоћу ултразвучног шаржног или проточног система.

Ултразвучни уређаји високих перформанси

Hielscher Ultrasonics је произвођач ултразвучних уређаја велике снаге са дугогодишњим искуством у применама које обухватају мешање, сједињавање и интензивно мешање различитих смеша течност/течност или течност/чврста материја.
За прераду средстава за дезинфекцију руку у индустријским размерама, у складу са захтевима прехрамбене и фармацеутске производње, потребна је ултразвучна опрема високих перформанси за обраду великих запремина у ултразвучном шаржном постројењу или у систему са континуираним протоком. Hielscher Ultrasonics је поуздан добављач ултразвучне опреме за мешање високих перформанси са дугогодишњим искуством, чија је опрема уграђена у производна постројења широм света у прехрамбеној, фармацеутској и козметичкој индустрији, као и у индустрији производа за личну негу.
Напредни ултразвучни уређаји компаније Hielscher Ultrasonics могу се прецизно контролисати и оператеру пружају потпуну контролу над важним процесним параметрима, као што су амплитуда, притисак, температура и време соникације. То омогућава оптимизацију процеса соникације, чиме се постижу највећа ефикасност и економичност процеса.
Широк асортиман додатне опреме, као што су сонотроде (сонде), појачивачи амплитуде, реактори са проточним ћелијама и други додаци, омогућава конфигурисање ултразвучног система за мешање посебно према састојцима који се обрађују и циљаном производном учинку.

Праћење ултразвучног процеса

Сви дигитални ултразвучни уређаји компаније Hielscher – од лабораторијских до индустријских – опремљени су интелигентним софтвером који олакшава прецизну контролу, праћење и проверу ултразвучног процеса. Амплитуда, ограничење уноса енергије, импулсни циклуси и време соникације могу се унапред подесити помоћу софтвера једноставног за употребу. Менију се лако приступа преко екрана у боји осетљивог на додир, а руковање је интуитивно. Даљинско управљање преко прегледача омогућава оператеру да управља ултразвучним системом и прати га на даљину.
Сви важни подаци о ултразвучном процесу (као што су амплитуда, температура, притисак, нето енергија, укупна енергија, време и датум) аутоматски се чувају на уграђеној SD картици. Аутоматско бележење података веома је цењено у прехрамбеној и фармацеутској индустрији, јер произвођачу хране омогућава да провери услове обраде било које сонициране серије. То омогућава стандардизацију процеса, доследно висок квалитет производа и примену добре произвођачке праксе (GMP).

Ултразвучни уређаји за индустријску примену

Индустријски ултразвучни процесори компаније Hielscher Ultrasonics могу да остваре веома високе амплитуде. Амплитуде до 200µm лако се могу одржавати непрекидно током рада 24/7. За још више амплитуде доступне су ултразвучне сонотроде израђене по мери. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: