Produktion av handdesinfektionsmedel med industriella ultraljudsmixers

För att producera handdesinfektionsmedel och desinfektionslösningar krävs en kraftfull blandningsteknik för att få en konsekvent blandning. Ultraljudsblandare och omrörare är den mest pålitliga och effektiva blandningstekniken för att blanda och emulgera två eller flera faser för att få en homogen, stabil formulering av handdesinfektionsmedel.

Handdesinfektionsmedel

Handdesinfektionsmedel, även känt under de alternativa termerna handantiseptiskt medel, handdesinfektion eller handdesinfektion, är ett flytande medel som appliceras på händerna för att avlägsna eller inaktivera vanliga patogener, som kan orsaka sjukdomar (t.ex. SARS-CoV-2-viruset orsakar COVID-19-sjukdomen). Handdesinfektionsmedel finns vanligtvis som vätska, skum, gel eller spray.
Handdesinfektionsmedel kan formuleras med olika ingredienser och sammansättningar. Handdesinfektionsmedel kan till exempel vara antingen alkoholbaserade eller alkoholfria. Alkoholbaserade handdesinfektionsprodukter innehåller normalt mellan 60 och 95 % alkohol. Som alkoholer är användningen av etanol (etylalkohol), isopropanol eller n-propanol vanligast. Högkoncentrerad alkohol (d.v.s. 60 % och högre) förstör proteiner. Genom att denaturera proteiner inaktiveras eller dödas många patogener (sjukdomsframkallande mikroorganismer). Alkoholfria handdesinfektionsmedel är en alternativ produkt där desinfektionsmedel, såsom bensalkoniumklorid (BAC), eller antimikrobiella medel, såsom triklosan, används som aktiv ingrediens för att inaktivera eller döda mikroorganismer. I både alkoholbaserade och alkoholfria handdesinfektionsmedel kan de aktiva ingredienserna mot patogener torka ut huden genom att förstöra den naturliga hudbarriären. Därför innehåller de flesta formuleringar av handdesinfektionsmedel närande tillsatser som mjukgörande medel (t.ex. glycerin, oljor) för att återfukta huden. Andra ingredienser som förtjockningsmedel, doft, färgämne etc. kan tillsättas för att ändra konsistensen, lukten och utseendet på handdesinfektionsprodukter.

Ultraljudsblandning och blandning av handdesinfektionsmedel

Ultraljudsomrörare är den mest effektiva blandningstekniken för att producera handdesinfektionsmedel (även känt som handantiseptiskt medel, handsprit eller handsprit) i form av vätskor, geler, sprayer eller lotioner.
Eftersom ultraljudsblandare skapar höga skjuvkrafter, ger de den omrörning som krävs för att blanda ingredienserna till en sammanhängande blandning. En sådan kraftfull och tillförlitlig blandning är nödvändig för att producera potenta och pålitliga desinfektionsmedel som handdesinfektionsmedel och ytdesinfektionsmedel.

Hur fungerar ultraljudsblandning?

Ultrasonic mixers and agitators create acoustic cavitation, which results in highly intense shear forces. Therefore, ultrasonic mixing systems are widely used to emulsify two or more otherwise immiscible liquids and to disperse solid particles in liquids and slurries. Ultrasonic mixing and blending is achieved by coupling high-power ultrasound waves into a liquid or slurry. The ultrasonic waves are transmitted via a high-intensity ultrasonic probe into a batch tank or in an in-line flow cell reactor. Only probe-type ultrasonicators can generate the intense cavitational forces, which are required for the formulation of homogeneous and long-time stable mixtures. The ultrasonic probe vibrates in the liquid at a very high frequency (e.g. 20kHz) and creates intense acoustic / ultrasonic cavitation in the liquid.
I det ultraljudsgenererade kavitationsfältet skapar kollapsen av kavitationsbubblor kraftfulla skjuvkrafter, som stör droppar, agglomerat och till och med fasta partiklar. Dessutom producerar ultraljudskavitation vätskeströmmar med hög hastighet med upp till 1000 km/h. De kavitationella vätskestrålarna träffar partikelagglomerat, stör droppar, förbättrar materialöverföringen i vätskor och uppslamningar och sprider fasta ämnen i hela mediet. I ultraljudskavitationsfältet växlar trycken snabbt och upprepade gånger mellan vakuum och upp till 1000 bar. En roterande mixer med 4 mixerblad skulle behöva arbeta med svindlande 300 000 rpm för att uppnå samma frekvens av alternerande tryckcykler. Konventionella roterande omrörare och rotor-statorblandare skapar ingen betydande mängd kavitation på grund av deras hastighetsbegränsning.

Handdesinfektionsmedel formuleringar med ultraljudsblandning

Formuleringen av en handdesinfektionsprodukt bestämmer desinfektionsmedlets effektivitet och spektrum av dödande bakterier (dvs. antibakteriell, svampdödande, antiviral, effektivitet mot höljeförsedda och nakna virus, inkapslade parasiter etc.)
Eftersom frekvent användning av alkohol och alkoholhaltiga desinfektionsmedel på huden (t.ex. händer) torkar ut huden, vilket kan resultera i inflammation och irritation, innehåller sofistikerade handdesinfektionsmedel hudvårdande ingredienser, t.ex. aloe vera, glycerin, jojobaolja, nyponolja etc.). Den ultraljudsemulgerande effekten blandar de olika faserna av alkohol, tillsatser, oljor och vatten till en stabil och enhetlig handdesinfektionsprodukt.

Ultraljudsberedning av en emulsion (rött vatten / gul olja). Några sekunders ultraljudsbehandling förvandlar de separata vatten / olja faserna till en fin emulsion.

Vanliga ingredienser för handdesinfektionsmedel

v65 % (eller högre) alkohol (för att vara effektiv mot en mängd olika virus och bakterier)
• hudvårdsingredienser som oljor, aloe vera, glycerin etc.
• vatten (t.ex. destillerat eller sterilt vatten)
• Emulgeringsmedel / ytaktivt ämne
• eventuellt förtjockningsmedel (t.ex. xantangummi), skummedel, doft, spordödande medel (t.ex. väteperoxider för att eliminera bakteriesporer)

Effektiva handdesinfektionsmedel mot COVID-19

Hygien och särskilt handhygien är en viktig faktor för att förhindra spridning av svår akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), viruset som orsakar sjukdomen COVID-19. Även om noggrann handtvätt med tvål och vatten rekommenderas när det är möjligt, är handdesinfektionsmedel ett pålitligt alternativ, särskilt när handtvätt med tvål och vatten inte är tillgängligt.
The World Health Organization (WHO) recommends two formulations of alcohol-based sanitizers, which have been tested to be effective against the coronavirus SARS-CoV-2. Scientists from Germany and Switzerland have tested and confirmed the sanitizer formulations’ effectiveness against SARS-CoV-2.
Desinfektionsmedel formulering nr 1:

• ethanol – 80% by volume (vol/vol)
• glycerine (also known as glycerol) – 1.45% vol/vol
• hydrogen peroxide – 0.125% vol/vol

Desinfektionsmedel formulering nr 2:

• isopropanol (also known as 2-propanol or isopropyl alcohol) – 75% vol/vol
• glycerine – 1.45% vol/vol
• hydrogen peroxide – 0.125% vol/vol

Båda formuleringarna av handdesinfektionsmedel ovan inaktiverar viruset tillräckligt efter 30 sekunders exponering, när de appliceras noggrant. Blandningen av formuleringarna ovan kan utföras med hjälp av en ultraljudssats eller inline-system.

Högpresterande ultraljudsapparater

Hielscher Ultrasonics är lång erfarenhet tillverkare av högeffekts ultraljudsapparater för applikationer som involverar blandning, blandning och omrörning av olika vätska / vätska eller vätska / fasta blandningar.
För bearbetning av handdesinfektionsmedel av livsmedels-/läkemedelskvalitet på industriell nivå krävs högpresterande ultraljudsutrustning för att bearbeta stora volymer i en ultraljudssatsinställning eller i ett kontinuerligt genomströmningssystem. Hielscher Ultrasonics är en långvarig och pålitlig leverantör av högpresterande ultraljudsblandningsutrustning, som är världsomspännande integrerad i tillverkningsanläggningar inom livsmedels-, läkemedels-, kosmetik- och personlig vårdindustrin.
Hielscher Ultrasonics’ sophisticated ultrasonicators can be precisely controlled and give the operator full control over the important process parameters such as amplitude, pressure, temperature and sonication time. This allows for the optimisation of the sonication process, making the process most efficient and economical.
Det omfattande utbudet av tillbehör som sonotroder (sonder), boosterhorn, flödescellsreaktorer och ytterligare tillägg gör det möjligt att konfigurera ultraljudsblandningssystemet specifikt för de bearbetade ingredienserna och den riktade effekten.

Övervakning av ultraljudsprocesser

Alla Hielscher digitala ultraljudsapparater – Från labb till industriell storlek – är utrustade med en intelligent programvara, som gör det enkelt att exakt styra, övervaka och revidera ultraljudsprocessen. Amplitud, energiingångsgräns, pulscykler och ultraljudsbehandling tid kan förinställas via den användarvänliga programvaran. Via färgpekskärmen är menyn lätt att komma åt och är intuitiv att hantera. Webbläsarens fjärrkontroll gör det möjligt för operatören att styra och övervaka ultraljudssystemet på distans.
Alla viktiga ultraljudsprocessdata (t.ex. amplitud, temperatur, tryck, nettoenergi, total energi, tid och datum) lagras automatiskt på ett integrerat SD-kort. Den automatiska dataprotokolleringen är högt värderad inom livsmedels- och läkemedelsindustrin, eftersom den gör det möjligt för livsmedelstillverkaren att revidera bearbetningstillståndet för alla sonikerade partier. Detta möjliggör processstandardisering, kontinuerligt hög kvalitet och implementering av god tillverkningspraxis (GMP).

Ultraljudsapparater av industriell kvalitet

Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: