Технология дезинфекции холодной плазмой

Плазма-это четвертое состояние материи. Впервые он была открыта У. Круксом в 1879 году. При сильном нагревании вещества атомные связи разрываются, и положительные ионы вместе с электронами образуют смесь ионизированного газа, которая называется плазмой. Температура плазмы, как и любого вещества, определяется средней энергией составляющих ее частиц, и плазму можно представить в виде двух разновидностей: равновесной и неравновесной.

В равновесной плазме энергия всех частиц примерно одинакова и составляет тысячи и миллионы градусов. Именно равновесная плазма возникает, когда вещество нагревается до сверхвысоких температур. Примечателен, однако, тот факт, что для того, чтобы ионизировать газ, вовсе не обязательно нагревать его до тысячи градусов. Атомные связи могут быть разорваны, например, сильным электромагнитным полем. В этом случае тяжелые ионы вещества не получают значительной энергии, поэтому общая температура плазмы может составлять всего несколько десятков градусов Цельсия. Если энергия легких электронов и тяжелых ионов существенно отличается друг от друга, то такая плазма называется неравновесной. Вся низкотемпературная плазма является неравновесной.

Низкотемпературная плазма используется в неоновых лампах и плазменных телевизорах. В последнее время низкотемпературная плазма нашла новое применение в медицине, дезинфекции, пищевой промышленности и очистке воды. Оказывается, коктейль из активных частиц плазмы обладает выраженным антибактериальным действием. Кроме того, плазма может ускорять многие химические реакции.

Однако здесь ученые и инженеры столкнулись со значительными трудностями. При работе с живыми тканями предъявляются жесткие требования к температуре (не более 30-45 ° С) и плотности (эффект достигается только при использовании достаточно плотной газовой струи). Легко получить низкотемпературную плазму низкой плотности или плотную плазму с температурой в несколько сотен градусов (как при плазменной сварке), но очень трудно контролировать оба параметра одновременно.

Специалистам компании IPLASMA удалось решить эту сложнейшую инженерную задачу, благодаря разработке уникальных портативных наносекундных высоковольтных генераторов низкотемператрной плазмы (NsHV-generator), что открывает принципиально новые возможности для масштабного внедрения холодноплазменных технологий в повседневную жизнь.

Технология обеззараживания холодной плазмой

Низкотемпературная плазменная дезинфекция является эффективной альтернативой существующим методам дезинфекции. Технология позволяет уничтожать до 99,9% патогенных микроорганизмов, в том числе вирусы, бактерии, грибы, и другие вредные микроорганизмы. Он эффективен в отношении мультирезистентных микробов MRSA, аденовирусов, норовирусов и коронавирусов, обладая бактерицидным, фунгицидным и противовирусным действием.

Применение технологии

Использование холодной плазмы для обеззараживания повышает уровень биобезопасности и позволяет снизить затраты при обеззараживании воды, воздуха, пищи и различных поверхностей. Технология универсальна, она широко используется:

для обеззараживания воды, воздуха и поверхностей в частных домах и квартирах;
для обеззараживания воды, воздуха и поверхностей в общественных местах (транспорт, торговые точки, офисы, рестораны, гостиницы и другие учреждения);
для обеззараживания воздуха, воды, поверхностей и продуктов в пищевой промышленности (пастеризация, стерилизация и др.);
для дезинфекции воздуха, поверхностей и инструментов в медицинских учреждениях
в лечении широкого спектра заболеваний (онкология, хирургия, дерматология, стоматология, косметология, ветеринария).

Заряженные частицы, образующиеся в холодной плазме, разрушают ДНК микроорганизмов

Низкотемпературная плазменная дезинфекция: сущность технологии

Холодная атмосферная плазма - это ионизированный газ комнатной температуры (рабочая температура около 30-40 ° С). Дезинфицирующий эффект достигается за счет действия электронов, ионов, возбужденных молекул и атомов, УФ-излучения и реакционноспособных веществ (NO2, NO, O3 и др.) в плазме, а также в тепловых и электромагнитных полях. Эффективность холодной плазмы связана с химическими и физическими процессами.

Гидроксильные радикалы, активные окислители и другие заряженные частицы, образующиеся в холодной плазме, разрушают оболочки микроорганизмов, проникая в них через мембраны.. По этой причине холодная плазма эффективна даже против устойчивых к антибиотикам патогенов.

Важно: для клеток человека и других млекопитающих плазма безопасна даже при целенаправленном воздействии, например, в медицинских целях, так как клетки млекопитающих являются эукариотами, их оболочка существенно прочнее чем прокариоты.

Как это работает

Как это работает в различных отраслях промышленности:

Обеззараживание воздуха: используются переносные, настенные и напольные установки
Обеззараживание воды: вода очищается за счет воздействия плазмохимических реакций, за счет реакций окисления - органические примеси разлагаются на углекислый газ и воду, а неорганические соединения окисляются до нейтральных солей и выпадают в осадок. Пищевая промышленность: устройства для обеззараживания продуктов размещаются над конвейерными лентами; воздух можно обеззараживать переносными, настенными или напольными устройствами
Медицина: как правило, применяются устройства с точечным воздействием на внешние ткани человека, раны и т.д.; портативные или настенные / напольные установки используются для дезинфекции поверхностей, инструментов и воздуха.

Технология холодной плазменной дезинфекции универсальна, имеет широкий спектр применения и совместима с другими методами дезинфекции. Также обеззараживание ионизированным газом имеет ряд существенных преимуществ, независимо от сферы применения и назначения применения:

Холодная плазма уничтожает 99,9% микробов, грибков, бактерий и вирусов без прогрессирующей резистентности, в отличие от антибиотиков и химикатов, используемых для дезинфекции. Кроме того, ионизированный газ способен также очищать воду и воздух от фенолов, тяжелых металлов, красителей, анилинов, пестицидов и молекул других вредных веществ.
Технология эффективна при комнатной температуре и атмосферном давлении. Холодная плазменная дезинфекция не требует высоких температур и применения химических веществ, вредных для человека и окружающей среды.
Плазма абсолютно безопасна для человека, эвакуация жителей, посетителей или сотрудников во время дезинфекции ионизированным газом не требуется.
Низкотемпературная плазма не оставляет следов или запаха, не изменяет характеристики, структуру, цвет или химический состав обрабатываемых объектов. После завершения реакции плазма просто испаряется.
Обработка происходит тщательно и занимает от нескольких секунд до нескольких минут - ионы и активные частицы равномерно распределяются по пространству, поверхностям и в воде. Средняя скорость обеззараживания составляет до5 м2 в минуту, мощность и диапазон обработки можно регулировать (эти характеристики зависят от условий, назначения использования и используемого оборудования).
Оборудование, работающее на основе холодной плазмы, компактно, эргономично, не выделяет избыточного тепла, шума и снижает расход воды и энергии на дезинфекцию по сравнению с аналогами. Он также легко интегрируется в существующие системы дезинфекции. Эксплуатационные расходы ниже по сравнению с озоновыми очистителями.

Низкотемпературная плазменная дезинфекция эффективна везде, где необходимо повысить биобезопасность.