Виробництво дезінфікуючих засобів для рук за допомогою промислових ультразвукових змішувачів

Для виробництва дезінфікуючих засобів для рук і розчинів для дезінфекції потрібна потужна технологія змішування, щоб отримати однорідну суміш. Ультразвукові змішувачі та агітатори є найбільш надійною та ефективною технологією змішування для змішування та емульгування двох або більше фаз з метою отримання гомогенної, стабільної формули дезінфікуючого засобу для рук.

Дезінфікуючі засоби для рук

Дезінфікуючий засіб для рук, також відомий під альтернативними назвами антисептик для рук, засіб для розтирання рук або засіб для рук, – це рідкий агент, який наноситься на руки для видалення або інактивації поширених патогенів, які можуть спричиняти захворювання (наприклад, вірус SARS-CoV-2 спричиняє захворювання COVID-19). Дезінфікуючі засоби для рук зазвичай доступні у вигляді рідини, піни, гелю або спрею.
Дезінфікуючі засоби для рук можуть бути виготовлені з використанням різних інгредієнтів і складів. Наприклад, дезінфікуючі засоби для рук можуть бути на спиртовій основі або без спирту. Засоби для дезінфекції рук на спиртовій основі зазвичай містять від 60 до 95% спирту. Як спирти найчастіше використовуються етанол (етиловий спирт), ізопропанол або н-пропанол. Високосконцентрований спирт (тобто 60% і вище) руйнує білки. Денатуруючи білки, багато патогенів (мікроорганізми, що спричиняють захворювання) інактивуються або гинуть. Дезінфікуючі засоби для рук без спирту є альтернативним продуктом, у якому дезінфектанти, такі як бензалконію хлорид (BAC), або антимікробні агенти, такі як триклозан, використовуються як активний інгредієнт для інактивації або знищення мікроорганізмів. В обох випадках, у засобах на спиртовій основі та без спирту, активні інгредієнти проти патогенів можуть пересушувати шкіру, руйнуючи природний шкірний бар’єр. Тому більшість формул дезінфікуючих засобів для рук містять добавки для живлення шкіри, такі як пом’якшувальні засоби (наприклад, гліцерин, олії), для повторної гідратації шкіри. Інші інгредієнти, такі як загусники, ароматизатори, барвники тощо, можуть додаватися для зміни текстури, запаху та зовнішнього вигляду засобів для дезінфекції рук.

Ультразвукове змішування та суміщення дезінфікуючих засобів для рук

Ультразвукові агітатори є найбільш ефективною технологією змішування для виробництва дезінфікуючих засобів для рук (також відомих як антисептики для рук, засоби для розтирання рук або засоби для рук) у формі рідин, гелів, спреїв або лосьйонів.
Оскільки ультразвукові змішувачі створюють високі зсувні сили, вони забезпечують необхідне перемішування для змішування інгредієнтів у когезивну суміш. Таке потужне та надійне змішування необхідне для виробництва ефективних і надійних дезінфікуючих агентів, таких як засоби для дезінфекції рук, а також агентів для дезінфекції поверхонь.

Як працює ультразвукове змішування?

Ультразвукові змішувачі та агітатори створюють акустичну кавітацію, що призводить до виникнення надзвичайно інтенсивних зсувних сил. Тому ультразвукові системи змішування широко використовуються для емульгування двох або більше рідких фаз, які за звичайних умов є незмішуваними, а також для диспергування твердих частинок у рідинах та суспензіях. Ультразвукове змішування та гомогенізація досягаються за рахунок передачі високочастотних ультразвукових хвиль високої потужності в рідину або суспензію. Ультразвукові хвилі передаються через високотензивний ультразвуковий зонд у реакторний бак або в проточну комірку. Лише ультразвукові системи зондового типу можуть генерувати інтенсивні кавітаційні сили, необхідні для приготування гомогенних та довготривало стабільних сумішей. Ультразвуковий зонд коливається в рідині з дуже високою частотою (наприклад, 20kHz) і створює інтенсивну акустичну / ультразвукову кавітацію в рідині.
У полі кавітації, що генерується ультразвуком, колапс кавітаційних бульбашок створює потужні зсувні сили, які руйнують краплі, агломерати та навіть тверді частинки. Крім того, ультразвукова кавітація створює потоки рідини зі швидкістю до 1000km/h. Кавітаційні струмені рідини вдаряються об агломерати частинок, руйнують краплі, покращують масоперенос у рідинах та суспензіях і диспергують тверді речовини по всьому середовищу. У полі ультразвукової кавітації тиск швидко та багаторазово змінюється від вакууму до 1000bar. Роторний змішувач із 4 лопатями мав би працювати на неймовірних 300 000 RPM, щоб досягти такої ж частоти циклів змінного тиску. Звичайні роторні змішувачі та роторно-статорні змішувачі не створюють значної кількості кавітації через обмеження їхньої швидкості.

Формуляції антисептиків для рук за допомогою ультразвукового змішування

Формуляція засобу для дезінфекції рук визначає ефективність антисептика та спектр його дії на мікроорганізми (тобто антибактеріальну, антигрибкову, противірусну активність, ефективність проти вірусів із оболонкою та без неї, інцистованих паразитів тощо).
Оскільки часте використання спирту та спиртовмісних антисептиків на шкірі (наприклад, рук) зневоднює її, що може призвести до запалення та подразнення, сучасні антисептики для рук містять доглядаючі компоненти для шкіри, наприклад, алое вера, гліцерин, олію жожоба, олію шипшини тощо.). Ефект ультразвукового емульгування змішує різні фази спирту, добавок, олій та води в стабільний та однорідний продукт антисептика для рук.

Ультразвукове приготування емульсії (червона вода / жовта олія). Кілька секунд ультразвукової обробки перетворюють окремі фази води/олії на дрібнодисперсну емульсію.

Типові інгредієнти для антисептиків для рук

v65% (або вищий %) спирту (для ефективності проти широкого спектру вірусів та бактерій)
• компоненти для догляду за шкірою, такі як олії, алое вера, гліцерин тощо
• вода (наприклад, дистильована або стерильна вода)
• емульгатор / поверхнево-активна речовина
• за бажанням, загусник (наприклад, ксантанова камедь), піноутворювачі, ароматизатори, спороциди (наприклад, пероксиди водню для знищення бактеріальних спор)

Ефективні антисептики для рук проти COVID-19

Гігієна, і особливо гігієна рук, є важливим фактором для запобігання поширенню коронавірусу тяжкого гострого респіраторного синдрому 2 (SARS-CoV-2), вірусу, що спричиняє захворювання COVID-19. Хоча ретельне миття рук водою та милом рекомендується, коли це можливо, антисептики для рук є надійною альтернативою, особливо коли миття рук водою та милом недоступне.
Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) рекомендує дві формуляції спиртовмісних антисептиків, які були протестовані та визнані ефективними проти коронавірусу SARS-CoV-2. Вчені з Німеччини та Швейцарії протестували та підтвердили ефективність формуляцій антисептиків проти SARS-CoV-2.
Формуляція антисептика № 1:

• етанол – 80% за об’ємом (об/об)
• гліцерин (також відомий як гліцерол) – 1,45% об/об
• пероксид водню – 0,125% об/об

Формуляція антисептика № 2:

• ізопропанол (також відомий як 2-пропанол або ізопропіловий спирт) – 75% об./об.
• гліцерин – 1,45% об./об.
• перекис водню – 0,125% об./об.

Обидві наведені вище рецептури антисептиків для рук достатньо інактивують вірус після 30 секунд експозиції, якщо їх ретельно нанести. Змішування наведених вище рецептур можна виконувати за допомогою ультразвукової партійної або проточної системи.

Високопродуктивні ультразвукові системи

Hielscher Ultrasonics – досвідчений виробник високоефективних ультразвукових систем для застосувань, що включають змішування, гомогенізацію та перемішування різних рідких/рідких або рідких/твердих сумішей.
Для обробки антисептиків для рук харчового/фармацевтичного класу на промисловому рівні необхідне високоефективне ультразвукове обладнання для обробки великих об’ємів у ультразвуковій партійній установці або в системі безперервного потоку. Hielscher Ultrasonics – досвідчений і надійний постачальник високоефективного ультразвукового обладнання для змішування, яке інтегроване у виробничі підприємства по всьому світу в харчовій, фармацевтичній, косметичній та індустрії засобів особистої гігієни.
Складні ультразвукові системи Hielscher Ultrasonics можуть точно контролюватися та надають оператору повний контроль над важливими параметрами процесу, такими як амплітуда, тиск, температура та час ультразвукової обробки. Це дозволяє оптимізувати процес ультразвукової обробки, роблячи його найбільш ефективним та економічним.
Широкий асортимент аксесуарів, таких як сонотроди (зонди), підсилювачі амплітуди, проточні комірки та додаткові компоненти, дозволяє налаштувати систему ультразвукового змішування спеціально для оброблених інгредієнтів та цільового результату.

Моніторинг ультразвукового процесу

Усі цифрові ультразвукові системи Hielscher – від лабораторних до промислових – оснащені інтелектуальним програмним забезпеченням, яке дозволяє легко точно контролювати, моніторити та переглядати ультразвуковий процес. Амплітуду, обмеження введення енергії, імпульсні цикли та час ультразвукової обробки можна попередньо встановити через зручне програмне забезпечення. Через кольоровий сенсорний дисплей меню легко доступне та інтуїтивно зрозуміле в управлінні. Дистанційне керування через браузер дозволяє оператору керувати та моніторити ультразвукову систему віддалено.
Усі важливі дані ультразвукового процесу (такі як амплітуда, температура, тиск, чиста енергія, загальна енергія, час і дата) автоматично зберігаються на вбудованій SD-картці. Автоматичне протоколювання даних високо цінується в харчовій та фармацевтичній промисловості, оскільки воно дозволяє виробнику харчових продуктів переглядати умови обробки будь-якої обробленої партії. Це забезпечує стандартизацію процесу, постійно високу якість продукції та впровадження належної виробничої практики (GMP).

Промислові ультразвукові системи

Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200µm можна легко підтримувати в режимі 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати в режимі 24/7 при важких навантаженнях та у складних умовах.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових систем: