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?

Ultraljudsblandare och omrörare skapar akustisk kavitation, vilket resulterar i mycket intensiva skjuvkrafter. Därför används ultraljudsblandningssystem i stor utsträckning för att emulgera två eller flera annars oblandbara vätskor och för att dispergera fasta partiklar i vätskor och uppslamningar. Ultraljudsblandning och blandning uppnås genom att koppla ultraljudsvågor med hög effekt till en vätska eller uppslamning. Ultraljudsvågorna överförs via en högintensiv ultraljudssond till en batchtank eller i en in-line flödescellsreaktor. Endast ultraljudsapparater av sondtyp kan generera de intensiva kavitationskrafter, som krävs för formulering av homogena och långsiktigt stabila blandningar. Ultraljudssonden vibrerar i vätskan med en mycket hög frekvens (t.ex. 20 kHz) och skapar intensiv akustisk / ultraljudskavitation i vätskan.
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.
Världshälsoorganisationen (WHO) rekommenderar två formuleringar av alkoholbaserade desinfektionsmedel, som har testats för att vara effektiva mot coronaviruset SARS-CoV-2. Forskare från Tyskland och Schweiz har testat och bekräftat desinfektionsmedelsformuleringarnas effektivitet mot SARS-CoV-2.
Desinfektionsmedel formulering nr 1:

• etanol – 80 volymprocent (vol/vol)
• glycerin (även känt som glycerol) - 1,45 % vol/vol
• väteperoxid — 0,125 % vol/vol

Desinfektionsmedel formulering nr 2:

• isopropanol (även känd som 2-propanol eller isopropylalkohol) – 75 % vol/vol
• Glycerin - 1,45 % vol/vol
• väteperoxid — 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 sofistikerade ultraljudsapparater kan kontrolleras exakt och ge operatören full kontroll över de viktiga processparametrarna såsom amplitud, tryck, temperatur och ultraljudsbehandling. Detta gör det möjligt att optimera ultraljudsbehandlingsprocessen, vilket gör processen mest effektiv och ekonomisk.
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: