Технология фотокаталитической очистки

Что такое фотокатализ?

Приборы TIOKRAFT построены на основе явления фотокатализа — фотохимической реакции, запускаемой катализатором в присутствии ультрафиолетового света мягкого (видимого) спектра.

Термин фотокатализ происходит от греческих слов — photos («свет») и katalysis («растворение») и означает разрушение под воздействием света.

Фотокатализ — это ускорение химической реакции под действием света в присутствии определённого вещества — фотокатализатора. Внутри фотокаталитического фильтра для очистки воздуха протекает процесс окисления, а в качестве фотокатализатора используют диоксид титана (ТiO2). Во время реакции фотокатализатор не исчезает и не меняется. Диоксид титана при поглощении света образует сильные окислители, которые разрушают загрязнители, попадающие на поверхность покрытия. Для реакции достаточно комнатной температуры. В результате вещества на поверхности разлагаются на безвредные компоненты. Такое окисление уничтожает все бактерии, вирусы, споры плесени, летучие органические соединения и иную органику, разлагая их на ничтожное количество водяного пара и углекислого газа.

 

Диоксид титана используют уже более 100 лет и ценят за стойкость к УФ-излучению и нетоксичные свойства. TiO2 — известный пигмент и основа для красок. Вещество полностью безопасно. Поэтому его активно применяют для производства многих продуктов, которые мы ежедневно используем: пластмасса, бумага, косметика, лекарственные препараты, а также для промышленной очистки воды и воздуха.

 

В современном виде фотокатализ получил широкую известность в 1972 г. после публикации научного доклада японским учёным Акирой Фуджисимой о фотокаталитическом окислении органических соединений на поверхности диоксида титана под действием ультрафиолета мягкого (длина волны 315–405 нм) спектра излучения. Продуктами окисления органики при фотокатализе являются микроскопические количества воды и углекислоты в газообразной фазе.

В приборах TIOKRAFT в качестве катализатора используется наноструктурированный анатаз диоксида титана с зерном наногранул менее 40 нм, синтезированный на собственном производстве. В результате исследований подтверждено, что данный материал показал наибольшую эффективность среди известных аналогов по степени окисления и разрушения различных органических веществ (включая вирусы, бактерии и прочие патогены). Более того, высокая удельная поверхность катализатора позволяет создавать фотокаталитические элементы в компактном форм-факторе с большой удельной фильтрующей поверхностью на единицу изделия.

 

Узнать об эффективности технологии TIOKRAFT в сравнение с другими способами очистки

 

Уникальность технологии TIOKRAFT

В качестве носителя катализатора в приборах TIOKRAFT используется элемент круглой или плоской формы из спечённых высокопористых наносфер кварцевого стекла (технология производства защищена международными патентами). Особенностью этого материала является полная инертность, что исключает его разрушение с течением времени под действием фотокатализа. Это обстоятельство позволяет сделать фотокаталитический элемент неограниченного срока действия. Данная технология многократно увеличивает эффективность окисления и степень очистки приборов TIOKRAFT по сравнению с приборами, использующими носители из пористой керамики, решёток алюминия или полупрозрачных полимеров.

 КВАРЦЕВЫЕ ШАРИКИ ДИАМЕТРОМ 1 ММ.

 

Фотокаталитическое обеззараживание

В середине 1980-х годов японские учёные впервые доказали, что клетки микроорганизмов могут быть разрушены при контакте с диоксидом титана под действием ультрафиолетового света в течение 60–120 минут.

Высокая степень пористости кварцевых наносфер, из которых состоит фильтрующий элемент (носитель катализатора) в приборах TIOKRAFT, позволяет нанести очень большое количество концентрата диоксида титана, что приводит к исключительно высокой удельной площади фильтрационного элемента — выше 3 300 кв. м. Для сравнения, удельная фильтрационная поверхность HEPA-фильтров класса H13 составляет всего порядка 20–22 кв. м на 1 кв. м фильтра. Благодаря огромной реакционной поверхности и пористости покрытия, сопоставимой с размерами микробов, а также высокой степени прозрачности материала фильтрационного элемента, стадия адсорбции микрофлоры в приборах TIOKRAFT проходит с максимальной эффективностью.

Продуктами окисления преимущественно являются пары воды и углекислый газ. Накопления органических загрязнителей воздуха на фотокатализаторе не происходит, то есть во включённом состоянии он постоянно самоочищается. Эффективность обеззараживания на пористых стеклянных фотокаталитических фильтрах слабо зависит от расхода воздуха через фильтр и интенсивности УФ-излучения. От интенсивности УФ-излучения зависит время гибели микрофлоры и время её минерализации

 

 

Технология TIOKRAFT в сравнении с другими технологиями очистки

Приборы TIOKRAFT имеют самый широкий спектр действия против всей патогенной органики и могут эффективно применяться для уничтожения частиц от 10 нанометров и больше. Для сравнения, рекомендованные и наиболее часто используемые в медицинских очистителях HEPA-фильтры класса очистки H13 не задерживают частицы менее 300 нанометров. При этом практически все вирусы и подавляющее большинство бактерий, которые передаются по воздуху и попадают напрямую в кровь из лёгких, заметно меньше.

Ни одна из популярных технологий не решает задачу по обеззараживанию воздуха на 100 %. Поэтому производители комбинируют несколько фильтров в одном приборе. Безусловно, это повышает эффективность очистителя в целом, однако одновременно возрастает начальная стоимость, а также затраты на обслуживание за счёт необходимости отслеживать и менять недешёвые расходные материалы, причём каждый по своему графику.

 

 

Особенности  технологий очистки на которые стоит обратить внимание

 

1. Угольные фильтры: накапливают в себе патогенную микрофлору узкий диапазон эффективности требуют частой замены

2. Электростатические фильтры: ограниченная инактивация микроорганизмов необходимость частого обслуживания выделение больших концентраций озона в эффективных режимах фильтрации невысокая эффективность против частиц менее 80 нм

3. Пассивные НЕРА-фильтры: прорастание микрофлоры на «чистую» сторону фильтра необходимость частой замены дорогих НЕРА-фильтров ограниченный диапазон эффективности высокая стоимость

4. Активные НЕРА-фильтры: имеют проблемы пассивных НЕРА-фильтров используют вредный для человека процесс озонирования

5. Метод плазменной очистки: неэффективен в борьбе с вирусами низкий процент очистки за один проход

6. Жесткое УФ-излучение: эффективно в борьбе с бактериями и вирусами только при очень высокой мощности выделяет значительное количество ядовитого озона нельзя использовать в присутствии людей

7. Бактерицидные рециркуляторы: мощность УФ-излучения недостаточна для эффективной инактивации патогенной микрофлоры требовательны к постоянному техническому обслуживанию устаревшая технология, практически не применяется в мире

 

 

Области применения технологии TIOKRAFT

Технология TIOKRAFT, вследствие своей эффективности, универсальности и малых эксплуатационных затрат, открывает возможности для решения экономических и социальных задач, связанных со стерилизацией и молекулярной очисткой воздуха, на принципиально более высоком уровне, чем тот, что достигнут в настоящее время.

К таким задачам могут быть отнесены:

• кардинальное снижение уровней обсеменённости в медицинских учреждениях различного профиля и назначения (подтверждено);
• борьба с особо опасными инфекциями (подтверждено);
• улучшение условий хранения сельхозпродукции за счёт удаления из воздуха плесневых грибов и этилена (подтверждено);
• выращивание сельхозпродукции методом аэропоники без применения токсичных средств борьбы с патогенной микрофлорой (подтверждено);
• увеличение сроков хранения мясо-молочной продукции пищевых предприятий и пищевых комбинатов (подтверждено);
• улучшение условий хранения архивно-музейных экспонатов (подтверждено);
• улучшение условий пребывания людей в детских учреждениях и учреждениях социально‑бытового назначения (подтверждено);
• устранение негативного влияния на микробиологическую обстановку помещений при работе кондиционеров (подтверждено);
• придание предметам интерьера (светильникам, вешалкам, шкафам) функции очистителей-обеззараживателей воздуха (подтверждено);
• обеззараживание резервуаров с питьевой водой в системах водоподготовки городов (подтверждено);
• решение проблемы микробиологической загрязнённости замкнутых объектов специального назначения (подтверждено)