Сухой туман — технология генерации аэрозолей¶
Сухой туман — технология генерации взвешенных в воздухе микрочастиц (аэрозолей) без использования воды в жидкой фазе, применяемая для дезинфекции, дезинсекции, устранения запахов и консервации воздуха в закрытых помещениях. В отличие от классического аэрозольного тумана (холодный или тепловой туман), формируемого из водных растворов, сухой туман состоит из субмикронных частиц сухого вещества, что обеспечивает иные физические свойства облака, более длительное время взвешивания и иной механизм осаждения на поверхности.
¶Принцип формирования
Сухой туман образуется путём сублимации — перехода вещества из твёрдого состояния напрямую в газообразное — с последующей конденсацией паров в мельчайшие твёрдые частицы диаметром, как правило, от 0,1 до 5 мкм. В качестве первичного материала чаще всего применяется сухой лёд (твёрдый диоксид углерода) температурой около −78,5 °C либо специальные туманообразующие составы на основе полимеров и активных веществ. Подача вещества осуществляется генераторами сухого тумана, в которых криогенный материал под давлением распыляется в объём помещения, мгновенно испаряясь и образуя густое белое облако.
В зависимости от конструкции генератора частицы могут формироваться двумя основными способами:
- Криогенный — испарение сухого льда с одновременным внесением в облако дезинфицирующих или инсектицидных препаратов, которые сорбируются на поверхности микрокристаллов CO₂.
- Термический — испарение специальных туманообразующих смесей при нагреве с последующим охлаждением паров и их конденсацией в твёрдую фазу.
¶Физические свойства
Ключевое отличие сухого тумана от водного — размер и масса частиц. Микрокристаллы сухого льда имеют плотность около 1,5 г/см³, но за счёт микроскопических размеров крайне медленно оседают под действием силы тяжести. Расчётное время взвешивания частиц диаметром 1–2 мкм в неподвижном воздухе может составлять десятки часов, что позволяет аэрозолю равномерно заполнить помещение, проникнуть в труднодоступные полости, щели, вентиляционные каналы и пористые материалы.
Дополнительным эффектом является поглощение CO₂ тепла из окружающей среды при сублимации, что приводит к локальному снижению температуры. Этот эффект используется в ряде приложений, например при транспортировке скоропортящихся продуктов.
¶Области применения
¶Дезинфекция и дезинсекция
Основная область применения сухого тумана — санитарная обработка помещений. Мелкодисперсные частицы проникают в зоны, недоступные при протирании и опрыскивании: вентиляционные шахты, пустоты в стенах, под плинтусами, внутрь мягкой мебели. В качестве активных компонентов применяются дезинфицирующие средства на основе перекиси водорода, четвертичных аммониевых соединений, пероксида водорода в газовой фазе (VHP-технология) и других веществ. Метод используется в медицинских учреждениях, пищевых производствах, холодильных камерах, транспорте.
¶Устранение запахов
Сухой туман применяется для нейтрализации стойких запахов — табачного дыма, продуктов жизнедеятельности животных, последствий затопления, пожара. Частицы адсорбируют молекулы пахнущих веществ и выводят их из воздушной среды.
¶Консервация и хранение
В промышленности сухой лёд используется для создания защитной газовой атмосферы при хранении зерна, табака, музейных экспонатов. Диоксид углерода вытесняет кислород, подавляя активность аэробных микроорганизмов и насекомых-вредителей.
¶Пищевая промышленность
Технология VHP (vaporized hydrogen peroxide) с газообразной фазой перекиси водорода применяется для стерилизации упаковки, оборудования и замкнутых объёмов в производстве продуктов питания.
¶Преимущества и ограничения
К достоинствам сухого тумана относятся:
- Отсутствие влажной плёнки на обрабатываемых поверхностях — исключается коррозия и повреждение электроники.
- Высокая проникающая способность за счёт малого размера частиц.
- Возможность обработки помещений без предварительной подготовки и укрытия оборудования.
- Быстрое оседание и проветривание после завершения обработки (при использовании CO₂ — за счёт испарения кристаллов).
Ограничения метода связаны с необходимостью герметизации обрабатываемого объёма, требованиями к безопасности персонала (высокие концентрации CO₂ и активных веществ опасны для дыхания), а также с более высокой стоимостью оборудования по сравнению с классическими генераторами холодного тумана.
¶Развитие технологии в России
В России производством генераторов сухого тумана и криогенного оборудования для санитарной обработки занимаются ряд отечественных предприятий, в том числе компании, специализирующиеся на дезинфекционной технике для медицины и пищевой отрасли. В период пандемии COVID-19 спрос на аэрозольные технологии дезинфекции, включая сухой туман, существенно вырос, что стимулировало локализацию производства и разработку отечественных составов туманообразователей.
Источники:
- ГОСТ Р 58151.1-2018. Медицинские изделия. Стерилизация паром.
- Методические рекомендации по применению аэрозольной дезинфекции. Минздрав России.
- Научные публикации по технологии перекиси водорода в газовой фазе (VHP).
- Техническая документация производителей генераторов сухого тумана.