Endüstriyel Ultrasonik Karıştırıcılarla El Dezenfektanı Üretimi

El dezenfektanları ve dezenfeksiyon çözeltileri üretirken tutarlı bir karışım elde etmek için güçlü bir karıştırma teknolojisi gerekir. Ultrasonik karıştırıcılar ve çalkalayıcılar, homojen ve kararlı bir el dezenfektanı formülasyonu elde etmek amacıyla iki veya daha fazla fazın harmanlanması ve emülsifiye edilmesi için en güvenilir ve en verimli karıştırma teknolojisidir.

El Dezenfektanları

El antiseptiği, el ovalama ürünü veya el ovma ürünü gibi alternatif adlarla da bilinen el dezenfektanı, hastalıklara neden olabilen yaygın patojenleri uzaklaştırmak veya etkisiz hâle getirmek amacıyla ellere uygulanan sıvı bir maddedir (örneğin SARS-CoV-2 virüsü COVID-19 hastalığına neden olur). El dezenfektanları genellikle sıvı, köpük, jel veya sprey şeklinde bulunur.
El dezenfektanları farklı bileşenler ve bileşimler kullanılarak formüle edilebilir. Örneğin el dezenfektanları alkol bazlı veya alkolsüz olabilir. Alkol bazlı el dezenfeksiyon ürünleri normalde %60–95 alkol içerir. Alkol olarak en yaygın kullanılanlar etanol (etil alkol), izopropanol veya n-propanoldür. Yüksek konsantrasyonlu alkol (yani %60 ve üzeri) proteinleri tahrip eder. Proteinlerin denatüre edilmesiyle birçok patojen (hastalığa neden olan mikroorganizmalar) etkisiz hâle getirilir veya öldürülür. Alkolsüz el dezenfektanları, mikroorganizmaları etkisiz hâle getirmek veya öldürmek için benzalkonyum klorür (BAC) gibi dezenfektanların veya triklosan gibi antimikrobiyal maddelerin etkin bileşen olarak kullanıldığı alternatif bir üründür. Hem alkol bazlı hem de alkolsüz el dezenfektanlarında patojenlere karşı etkili bileşenler, doğal cilt bariyerini tahrip ederek cildi kurutabilir. Bu nedenle çoğu el dezenfektanı formülasyonu, cildi yeniden nemlendirmek için yumuşatıcılar (örneğin gliserin, yağlar) gibi cildi besleyen katkı maddeleri içerir. El dezenfeksiyon ürünlerinin dokusunu, kokusunu ve görünümünü değiştirmek için kıvam artırıcılar, koku vericiler, renklendiriciler vb. diğer bileşenler eklenebilir.

El Dezenfektanlarının Ultrasonik Karıştırılması ve Harmanlanması

Ultrasonik çalkalayıcılar, el dezenfektanlarını (el antiseptiği, el ovalama ürünü veya el ovma ürünü olarak da bilinir) sıvı, jel, sprey veya losyon şeklinde üretmek için en etkili karıştırma teknolojisidir.
Ultrasonik karıştırıcılar yüksek kesme kuvvetleri oluşturduğundan, bileşenleri bütünlüklü bir karışım hâlinde harmanlamak için gereken çalkalamayı sağlar. El dezenfektanları ve yüzey dezenfeksiyon maddeleri gibi güçlü ve güvenilir dezenfeksiyon maddeleri üretmek için bu tür güçlü ve güvenilir bir karıştırma gereklidir.

Ultrasonik Karıştırma Nasıl Çalışır?

Ultrasonik karıştırıcılar ve çalkalayıcılar, son derece yoğun kesme kuvvetlerine yol açan akustik kavitasyon oluşturur. Bu nedenle ultrasonik karıştırma sistemleri, başka koşullarda birbiriyle karışmayan iki veya daha fazla sıvıyı emülsifiye etmek ve katı parçacıkları sıvılar ile bulamaçlar içinde disperse etmek için yaygın olarak kullanılır. Ultrasonik karıştırma ve harmanlama, yüksek güçlü ultrason dalgalarının bir sıvıya veya bulamaca aktarılmasıyla gerçekleştirilir. Ultrasonik dalgalar, yüksek şiddetli bir ultrasonik prob aracılığıyla bir kesikli işlem tankına veya hat içi akış hücresi reaktörüne iletilir. Homojen ve uzun süre kararlı kalan karışımların formülasyonu için gereken yoğun kavitasyon kuvvetlerini yalnızca prob tipi sonikatörler üretebilir. Ultrasonik prob, sıvı içinde çok yüksek bir frekansta (örneğin 20kHz) titreşir ve sıvıda yoğun akustik / ultrasonik kavitasyon oluşturur.
Ultrasonik olarak oluşturulan kavitasyon alanında, kavitasyon kabarcıklarının çökmesi damlacıkları, aglomeraları ve hatta katı parçacıkları parçalayan güçlü kesme kuvvetleri oluşturur. Ayrıca ultrasonik kavitasyon, 1000km/h değerine kadar ulaşan yüksek hızlı sıvı akımları üretir. Kavitasyon kaynaklı sıvı jetleri parçacık aglomeralarına çarpar, damlacıkları parçalar, sıvılar ve bulamaçlar içindeki madde aktarımını iyileştirir ve katıları ortamın tamamına disperse eder. Ultrasonik kavitasyon alanında basınçlar, vakum ile 1000bar değerine kadar ulaşan basınçlar arasında hızlı ve tekrarlı biçimde değişir. 4 karıştırıcı kanadına sahip döner bir karıştırıcının, aynı değişken basınç çevrimi frekansına ulaşabilmesi için şaşırtıcı bir değer olan 300.000 RPM hızında çalışması gerekirdi. Geleneksel döner karıştırıcılar ve rotor-stator karıştırıcılar, hızlarının sınırlı olması nedeniyle kayda değer miktarda kavitasyon oluşturmaz.

Ultrasonik Harmanlama ile El Dezenfektanı Formülasyonları

Bir el dezenfeksiyon ürününün formülasyonu, dezenfektanın etkinliğini ve mikrop öldürme spektrumunu belirler (yani antibakteriyel, antifungal, antiviral etkinlik; zarflı ve zarfsız virüslere, kist hâlindeki parazitlere vb. karşı etkinlik).
Alkolün ve alkol içeren dezenfektanların ciltte (örneğin ellerde) sık kullanılması cildi kuruttuğundan ve bu durum iltihaplanmaya ve tahrişe yol açabildiğinden, gelişmiş el dezenfektanları aloe vera, gliserin, jojoba yağı, kuşburnu yağı vb. cilt bakım bileşenleri içerir. Ultrasonik emülsifikasyon etkisi, alkol, katkı maddeleri, yağlar ve suyun farklı fazlarını kararlı ve tekdüze bir el dezenfektanı ürünü hâlinde harmanlar.

Bir emülsiyonun ultrasonik hazırlanması (kırmızı su / sarı yağ). Birkaç saniyelik sonikasyon, ayrı su/yağ fazlarını ince bir emülsiyona dönüştürür.

El Dezenfektanlarında Yaygın Kullanılan Bileşenler

v65% (veya daha yüksek %) alkol (çok çeşitli virüslere ve bakterilere karşı etkili olması için)
• yağlar, aloe vera, gliserin vb. cilt bakım bileşenleri
• su (örneğin damıtılmış veya steril su)
• emülgatör / yüzey aktif madde
• isteğe bağlı olarak kıvam artırıcı (örneğin ksantan gam), köpürtücü maddeler, koku verici, spor öldürücüler (örneğin bakteri sporlarını ortadan kaldırmak için hidrojen peroksitler)

COVID-19’a Karşı Etkili El Dezenfektanları

Hijyen ve özellikle el hijyeni, COVID-19 hastalığına neden olan ağır akut solunum sendromu koronavirüsü 2’nin (SARS-CoV-2) yayılmasını önlemede önemli bir etkendir. Mümkün olan her durumda ellerin su ve sabunla iyice yıkanması önerilmekle birlikte, özellikle ellerin su ve sabunla yıkanamadığı durumlarda el dezenfektanları güvenilir bir alternatiftir.
Dünya Sağlık Örgütü (WHO), SARS-CoV-2 koronavirüsüne karşı etkili olduğu test edilmiş iki alkol bazlı dezenfektan formülasyonu önermektedir. Almanya ve İsviçre’den bilim insanları, bu dezenfektan formülasyonlarının SARS-CoV-2’ye karşı etkinliğini test etmiş ve doğrulamıştır.
Dezenfektan Formülasyonu No. 1:

• etanol – hacimce %80 (vol/vol)
• gliserin (gliserol olarak da bilinir) – %1,45 vol/vol
• hidrojen peroksit – %0,125 vol/vol

Dezenfektan Formülasyonu No. 2:

• izopropanol (2-propanol veya izopropil alkol olarak da bilinir) – %75 vol/vol
• gliserin – %1,45 vol/vol
• hidrojen peroksit – %0,125 vol/vol

Yukarıdaki her iki el dezenfektanı formülasyonu da iyice uygulandığında, 30 saniyelik maruziyet sonrasında virüsü yeterli ölçüde etkisiz hâle getirir. Yukarıdaki formülasyonların harmanlanması, ultrasonik bir kesikli işlem sistemi veya hat içi sistem kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Yüksek Performanslı Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics, çeşitli sıvı/sıvı veya sıvı/katı karışımlarının karıştırılmasını, harmanlanmasını ve çalkalanmasını içeren uygulamalara yönelik yüksek güçlü sonikatörlerin üretiminde uzun yıllara dayanan deneyime sahip bir üreticidir.
El dezenfektanlarının endüstriyel düzeyde gıda ve ilaç üretimine uygun standartlarda işlenmesinde, büyük hacimleri ultrasonik bir kesikli işlem düzeneğinde veya sürekli akışlı bir sistemde işlemek için yüksek performanslı ultrasonik ekipman gerekir. Hielscher Ultrasonics, dünya genelinde gıda, ilaç, kozmetik ve kişisel bakım endüstrilerindeki üretim tesislerine entegre edilen yüksek performanslı ultrasonik karıştırma ekipmanlarının uzun yıllara dayanan deneyime sahip, güvenilir bir tedarikçisidir.
Hielscher Ultrasonics sonikatörlerinin gelişmiş yapısı, hassas biçimde kontrol edilmelerini mümkün kılar ve operatöre genlik, basınç, sıcaklık ve sonikasyon süresi gibi önemli proses parametreleri üzerinde tam kontrol sağlar. Bu, sonikasyon prosesinin optimize edilmesini ve prosesin en verimli ve en ekonomik hâle getirilmesini mümkün kılar.
Sonotrotlar (problar), genlik yükseltici boynuzlar, akış hücresi reaktörleri ve diğer ek donanımlar gibi geniş aksesuar yelpazesi, ultrasonik karıştırma sisteminin işlenen bileşenlere ve hedeflenen çıktıya özel olarak yapılandırılmasını mümkün kılar.

Ultrasonik Proses İzleme

Laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar tüm Hielscher dijital sonikatörleri, ultrasonik prosesin hassas biçimde kontrol edilmesini, izlenmesini ve gözden geçirilmesini kolaylaştıran akıllı bir yazılımla donatılmıştır. Genlik, enerji girdisi sınırı, darbe çevrimleri ve sonikasyon süresi, kullanıcı dostu yazılım üzerinden önceden ayarlanabilir. Renkli dokunmatik ekran aracılığıyla menüye kolayca erişilebilir ve menü sezgisel biçimde kullanılabilir. Tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol, operatörün ultrasonik sistemi uzaktan çalıştırmasını ve izlemesini mümkün kılar.
Tüm önemli ultrasonik proses verileri (genlik, sıcaklık, basınç, net enerji, toplam enerji, saat ve tarih gibi), entegre bir SD karta otomatik olarak kaydedilir. Otomatik veri kaydı, gıda üreticisinin sonikasyona tabi tutulmuş herhangi bir partinin işleme koşullarını gözden geçirmesine olanak tanıdığından gıda ve ilaç endüstrisinde oldukça değerlidir. Bu, proses standardizasyonunu, sürekli yüksek kaliteli çıktıyı ve İyi Üretim Uygulamalarının (GMP) uygulanmasını mümkün kılar.

Endüstriyel Sınıf Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200µm değerine kadar olan genliklerle 24/7 çalışma sırasında kolayca ve kesintisiz çalışılabilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak üretilmiş ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı, ağır hizmet koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır.
Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir: