1. Порошки

Добавил:

Nemo_Nemorino Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара

Предмет:

Микробиология и иммунология

Файл:

Дезинфектология / Цетлин В.М., Вилькович В.А. Физико-химические факторы дезинфекции.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.10.2020

Размер:

17.02 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 135 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

r n 111 1 ё1 ПОРО Ш КИ, СУСПЕНЗИИ, ЭМУЛ ЬСИИ


1 .	ПОРОШКИ
	Твердое		тело,		измельченное	до высокодисперсноrо
состояния,			в газообразной среде приобретает новые фи
зико-химические свойства. Размеры элементарных час
тиц порошков				в зависимости от		путей,	которыми они
были получены, колеблются в широких пределах. Опре
деляющей в свойствах порошков, как и ранее рассмот
ренных		систем, является степень дисперсности частиц.
Так, уменьшение					размеров частиц резко повышает сум
марную		поверхность дисперсной				фазы,	что вызывает
увеличение			количества дисперсионной среды, адсорби
рованной на поверхности частиц.						Следует также учесть
то	обстоятельство, что частицы					некоторых порошков,
в	частности угля, имеют. пористую структуру.
	У порошков,				когда дисперсионной средой является
газ, агреrативная устойчивость системы зависит только
от размеров частиц. При соприкосновении частиц, если
их	линейные размеры больше критического значения, они
могут разъединяться, в противном случае с уменьшением
размеров ниже				критического они		слипаются. -· В опреде

ленных условиях порошкообразная масса может слипать ся, образуя гранулы.

Гранулирование порошков является самопроизволь ным процессом, обусловленным изменением свободной энергии системы. Однако для того, чтобы процесс гра нулирования шел успешно, необходимо известное опти мальное смачивание поверхности частиц небольшим ко личеством жидкости, которая создает пограничный слой с увеличенной вязкостью и тем самым способствует склеиванию частиц.

Размер образующихся гранул зависит

от

:r<оличества

смачивающей

жидк сти: при недостатке

ее

получаются

мелкие

гQ_анулы, часть порошка остается несвязанным,

при избытке - образуются крупные комья

различной

величины. Следует иметь в

·виду, что возможна грануля

ция и совершенно сухих материалов.

Порошки отличаются один от другого рядом свойств:

размерами частиц, формой, химическим составом, элект

рическими свойствами и т. д. Порошки обычно класси

фицируются по размерам частиц. При рассмотрении

воп

роса

об этих размерах следует различать частицы толь

ко

что полученного

порошка и

порошка,

собранного

в виде сыпучего материала. Аналогией

в данном случае

являются снежинки, летящие в воздухе,

и хлопья снега,

образующие сугроб. Таким образом, говоря о размере

частиц порошка, следует различать: первичные образова

ния и вторичные - в виде хлопьев, лежащих в осадке.

Частицы, получаемые

в результате

механического

воздействия, обычно не имеют правильной формы. Они

представляют собой

большей частью осколки различных

размеров, имеющие разнообразную неправильную фор

му. Порошки же, получаемые конденсационным путем,

наряду с частицами неправильной формы часто состоят

из большого количества частиц с оплавленными ребрами

и подчас в виде шариков.

При оценке порошков по их удельному весу следует

различать две величины : 1)

истинный удельный вес твер

дой массы, обусловленный в основном химическим со

ставом порошка, и 2)

насыпной

вес, т. е. вес порошк8'

в единице объема. Этот

вес изменяется в

зависимости от

способа

заполнения объема порошком, от его уплотне

ния и т. д.

крупные

частицы,

на

Для

порошков, содержащих

сыпной

вес примерно в

2-:--2 1/2

раза меньше,

чем удель

ный вес. Для порошков, имеющих мелкие частицы,

это

отношение бывает значительно большим,

иногда доходя

до десяти-, двенадцатикратного

уменьшения

насыпного

веса

по сравнению с удельным весом. Это объясняется

тем,

что мелкие частицы неплотно соприкасаются между

собой и образуют цепочки,

своды (группы) с большими

промежутками

между

ними.

Наиболее

мелкие части

цы

отделены

одна

от

другой

тонкими

газовыми

сло

ями

(29].


	В ряде случаев в результате трения частиц порошков
друг о друга, о стенки трубопровода частицы порошков
приобретают			электрический заряд, знак				которого в			пер
вую очередь			зависит от химической природы						порошка.
2.	СУСПЕНЗИИ
	Суспензии представляют собой грубодисперсные си
стемы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной
средой. При повышении степени дисперсности, т. е. при
уменьшении размеров частиц суспензии							до 0,2 мм и ме
нее, каждая частица постепенно перестает быть массив
ным твердым телом: все большее число молекул, обра
зующих		частицу, nереходит из объемного						(трехмерного)
в	поверхностное			(двухмерное) - активированное						со
стояние		с повышенной свободной энергией, кристалличе
ская решетка постепенно · нарушается.						При		этом дисперс
ная система переходит в коллоидно-дисперсное состоя
ние, понятие об агрегатном состоянии дисперсной фазы
постепенно теряется, система в случае достаточной лио
фильности становится золем или гелем.									их части
	Суспензии		седиментационно неустойчивы:
цы быстро оседают под действием силы тяжести - се
диментируют.			При этом седиментационно неустойчивая
система может быть как агрегативно устойчивой										(ее
частицы могут оседать каждая в отдельности), так и аг
регативно неустойчивой					(в процессе	оседания частицы
сцепляются под действием молекулярных сил,									образуя
.хлопьевидные агрегаты, что ускоряет седиментацию).
	Агрегативно устойчивы суспензии полярных порош
ков в полярных жидкостях и неполярных порошков в не
полярных жидкостях. В этих случаях частицы суспензии
покрыты		сольватными			оболочками,	т.	е.	оболочками.
состоящими из молекул					дисперсионной		среды.		Эти	обо
лочки препятствуют сцеплению частиц и для разбавлен
ных суспензий являются фактором стабилизации.
	Для	образования сольватной оболочки на							частицах
суспензии необходимо, чтобы дисперсионная среда хоро
шо смачивала поверхность частиц дисперсной фазы.										При
плохом смачивании сольватная оболочка не образуется
и имеет место коагуляция частиц. Отсюда следует, что
для стабилизации				суспензий в различных				средах необ

ходимо ввести в дисперсионную среду растворимое в ней

поверхностно-активное вещество. Последнее, адсорби
руясь на частицах, делает возможным образование соль
ватной оболочки вокруг частиц дисперсной фазы. Наряду
с этим стабилизация суспензий может быть достигнута
за счет создания на поверхности частиц студнеобразной
пленки из мыла или высокополимера.
Как			и для всех дисперсных систем, основной харак
теристикой суспензий является степень дисперсности их
частиц. Наряду с этим суспензии								характеризуются отно
шением			количес11ва			дисперсной фазы			и дисперсионной
среды,		называемым в технике 011ношением твердого к жид
кому (т : ж).					Последнее характеризует концентрацию
или плотность суспензии.
Густые концентрированные суспензии, называемые
также пастами, при высоком отношении т : ж могут быть
пластичны и даже текучи, если паста агрегативно устой
чива. Осадки неустойчивых суспензий, в которых имела
место коагуляция, структурированы, твердообразны и
хрупки.
При изготовлении суспензий особое внимание долж
но быть			обращено на достижение большей ее устойчиво
сти	и повышение степени дисперсности образующих ее
частиц.
Устойчивость суспензии зависит от свойств твердых
нерастворимых веществ, степени их дисперсности и элект
рического заряда, а также от соотношения плотностей
веществ, образующих дисперсную фазу и дисперсионную
среду, и вязкости последней [92].
Главным				фактором устойчивости суспензий является
электрический					заряд взвешенных частиц. Суспензии по
рошков			в жидкостях			(например,		в воде) при недоста
точности электрических зарядов у частиц не могут быть
устойчивыми.
Для			предохранения первичных частиц суспензии, по
лучаемой при помоле, от слипания необходимо введение
стабилизатора					или	«защитного		средства»		(защиты).
При этом молекулы						или ионы стабилизатора,				адсорби
руясь		на частицах суспензии, предохраняют их от слипа
ния	друг с другом.					СтабиJ1изатор может оказывать за
щитное			действие одного из следующих						трех видов:
·	1.	Ионная			стабилизация		обусловливается			повыше
нием		заряда		частиц суспензии при адсорбции ими ионов
электролита,				вводимых в дисперсионную среду.
64

2. Адсорбционная стабилизация прочными пленками.


Поверхностно-активные вещества, дающие адсорбцион
ные пленки с	достаточной прочностью на разрыв, предо
храняют частицы дисперсной фазы от коагуляции.		Ад
3. Адсорбционно-диэлектрическая стабилизация.
сорбционный	слой по;верхностно активных молекул вы
зывает резкое	изменение диэлектрической постоянной
в пограничном слое, влекущее за собой изменение заря
да частиц [85].

При прочих равных условиях устойчивость суспензий повышается с увеличением степени дисперсности взве

шенных частиц,		повышением вязкости дисперсионной
среды и	уменьшением		разницы	в плотностях веществ
дисперсной фазы и дисперсионной среды.
Мы хотели бы отметить, что понятие «суспензии» не
редко среди бактериологов употребляется недостаточно
строго,	например,	для	обозначения	системы, образован

ной бактериальными телами, смытыми с агара и взбол танными в физиологическом растворе.

Такие системы		отличаются	от обычных	суспензий,
с одной стороны, тем, что дисперсная фаза				(бактерии)
имеет, как правило,		значительно меньший удельный вес
и меньший	размер	частиц по	сравнению	с твердыми
«неживыми»	телами, а потому		седиментация бактерий

в физиологическом растворе или в воде протекает зна чительно медленнее, чем в обычных суспензиях.

С другой стороны, следует учитывать, что микроорга низмы, обладая большим или меньшим осмотическим давлением, в зависимости от величины солевого состава

среды	будут поглощать	или выделять воду. Последнее
в свою	очередь определяет состояние		взвешенности
в дисперсионной среде.		Такого явления	не происходит
в обычных суспензиях.

Отметим и то, что многие виды бактерий в отличие от обычных твердых частиц, обладая подвижностью,

способны самостоятельно активно перемещаться в дис персионной среде. При этом скорость движения бакте рий определяется особенностями их аппарата движения

и свойствами среды, в которой они находятся, в частно сти вязкостью, температурой, рН, осмотическим давле нием и др. При этом, например! при прочих равных ус ловиях извитые бактерии обладают большей скоростью

движения по сравнению с другими формами.

Наблюдения показывают,	что бактериальные тела,
находясь в физиологическом растворе, как правило, обра·

зуют более стабильные системы, чем обычные суспензии.

3. ЭМУJIЬСИИ

Эмульсиями называются дисперсные системы, у ко торых и дисперсная фаза, и дисперсионная среда - жидко ти. Таким образом, эмульсии представляют собой дисперсные системы с жидкой поверхностью раздела, образуемые капельками одной жидкости, например мас ла, распределенными в среде другой жидкости, например воды. Обычно одна из фаз эмульсии - вода. Другой фазой может быть любая органическая жидкость, не смешивающаяся с водой: масло, керосин и пр. Эту дру· rую жидкость независимо от ее химической природы принято называть маслом. l(роме воды и масла, всякая устойчивая эмульсия обязательно содержит еще третий компонент, придающий ей агреrативную устойчивость и называемый обычно эмульгатором. Для того чтобы такая система могла быть равновесной, необходимо, что· бы жидкости были несмешиваемыми. l(апельки жидко сти, находящиеся в другой жидкости, принимают всегда такую форму, при которой их поверхность минимальна; поэтому при малых концентрациях, когда капельки на·

ходятся в жидкости на достаточном расстоянии друг от друга, они имеют сферическую форму. В концентриро

ванных эмульсиях форма капель искажается, из шари·

ков они превращаются в многогранники, ибо последние могут быть упакованы плотнее, чем шарики.

Из геометрических соображений следует, что для

монодисперсных капель максимальное уплотнение без де· формации сферических частиц независимо от их размера

соответствует объемной концентрации около 74 % . Одна ко, если эмульсия полидисперсна и если будет достигну та деформация частиц до возникновения пенообразной структуры, то в случаях, когда эффективность слипания или слияния частиц при встрече достаточно мала, ее

концентрация может быть очень большой. В концентри· рованных устойчивых эмульсиях (пасты и пр.) объем

ная концентрация диспергированного вещест.ва может

быть

ной 66

близка к 100 % . Эмульсии с концентрацией дисперс фазы более 741%; называются желатинированными.

От обычных они отличаются своими физическими свой
ствами. Подобно гелям и студням, они твердообразны
и обладают предельным	напряжением сдвига, т. е. для
них существует предел	упругости - наименьшее напря
жение, вызывающее остаточную деформацию (не исче

зающую со временем).
Концентрация эмульсии может быть изменена за счет
изменения	доли	дисперсионной среды в			смеси,	ибо
эмульсия смешивается только с			веществом, являющимся
в данном случае		дисперсионной	средой.			при
Важной особенностью эмульсий является то, что
перемешивании двух взаимно нерастворимых жидкостей,
обладающих близкими механическими свойствами, воз
можно получение эмульсий двух типов. При					диспергиро
вании масла (М) в воде (В) образуется эмульсия масла
в воде (М/В), или эмульсия первого рода					(прямая).
Наоборот,	при диспергировании		воды в масле образуется,
эмульсия	воды в масле (В/М),			или эмульсия второго
рода (обратная).		Эти два типа эмульсий отличаются по
своим свойствам.		В сО<УГВетствии		с оmеченным выше

эмульсия типа М/В смешивается с водой и не смешива

ется с маслом; эмульсия типа В/М, наоборот, не смеши вается с водой и смешивается с маслом. Тип образую щейся эмульсии определяется рядом причин: соотноше

нием объемов жидких фаз, условиями эмульгирования
и др.	Однако основным фактором является природа
эмульгатора.		одной сторо
Эмульгаторами называются вещества, с
ны,	облегчающие эмульгирование, т. е.	образование
эмульсий, с другой - повышающие их устойчивость, яв


ляющиеся стабилизаторами эмульсий, препятствующими
их расслаиванию.		Эмульгаторы			оказывают			свое дейст
вие, сосредоточиваясь на вновь					образуемой			поверхности
раздела двух фаз, образующих эмульсию,							объемная кон
В концентрированных эмульсиях,						где
центрация дисперсной фазы выше 1 % ,							эмульгаторами·
могут быть	только вещества,			образующие			на		капельках·
эмульгированной		жидкости	прочную			пленку,			не разры
вающуюся	при столкновениях.			Это высокомолекулярные·
соединения:	желатин, каучук,			смолы,		а также полукол
лоиды ...:..._ мыла. Указанные			вещества,			и в первую очередь
мыла, обладают		известной	поверхностной активностью,
адсорбируются на поверхности капель. Вследст.вие этого

свойства концентрация их в поверхностном

слое может

быть

довольно значительной, поэтому на частицах обра

зуется структурированная, студнеобразная прочная обо

лочка.

уже указано, тип образующейся концентриро

Как

ванной эмульсии зависит в первую очередь от природы

эмульгатора.

При

этом

руководствуются

следующим

правилом:

эмульгатор

должен

иметь

большее

сродство

с той

жидкостью, которая является дисперсионной сре

дой.

Так,

эмульсии типа М/В

можно стабилизировать

воднорастворимыми высокомолекулярными соединениями

(например, белками) или гидрофильными мылами (мы

лами щелочных металлов). Эмульсии второго типа В/М

стабилизируют веществами, растворимыми в углеводо

родах: высокомолекулярными соединениями (например,

каучуком),

олеофильными смолами или мылами с по

ливалентными катионами.

соединений

мыл,

Кроме

высокомолекулярных

эмульгаторами для эмульсий обоих типов могут служить

твердые

эмульгаторы: например, гидрофильные порошки

(мел, окись железа, глина) для стабилизации эмульсий

типа М/В, сажа для стабилизации эмульсий типа В/М.

При выборе твердого эмульгатора необходимо, чтобы он

лучше смачивался той

жидкостью, которая должна стать

дисперсионной средой. Твердые эмульгаторы должны

применяться

в виде порошков

с размерами

частиц по

крайней

мере в 1О раз меньшими, чем капли эмульсии.

Следует иметь в виду, что твердые эмульгаторы менее

эффективны,

чем мыла и высокополимеры.

Иногда

при изготовлении эмульсий используют смесь

из двух или более эмульгаторов.

При этом подчас удает

ся достигать повышения дисперсности и стойкости

эмульсий в

результате

синергизма эмульгаторов.

Следует

иметь

в виду, что в зависимости от свойств или

взятых

количеств

эмульгатора

может,

наоборот, происходить

разрушение

эмульсий

вследствие антагонизма

эмульга

торов.

эмульсий

характерна

возможность обращения

Для

фаз,

т.

е.

эмульсию

одного

типа

можно

превратить

в эмульсию другого типа.

Это достигается путем

введе

ния

эмульгатора

противоположной

природы.

Это же

может иметь

место

при увеличении количества

дисперс

ной фазы.

Применение эмульсий в дезинфекционной практике дает возможность расширить спектр используемых пре паратов за счет приготовления эмульсий из ограничен но растворимых химикатов.

Важнейшей прикладной проблемой в дезинфекцион

ной практике является вопрос об устойчивости эмульсий.
Стабильность	эмульсий зависит от характера взятого
эмульгатора.	Однако наряду с этим стойкость эмульсий

повышается с увеличением степени дисперсности частиц

дисперсной фазы. Устойч-ивость эмульсии зависит также от разницы в плотностях дисперсной фазы и дисперси онной среды: чем ближе друг к другу значения плотно стей обоих компонентов эмульсии, тем она более устой чива. Стойкость эмульсии будет повышаться с пониже нием величины поверхностного натяжения на границе фаз. Наконец, отметим, что устойчивость эмульсии бу дет возрастать с ростом вязкости вещества, образующего дисперсионную среду.

Однако все же в ряде случаев стабильность эмуль сии может нарушаться. При этом могут иметь место различные процессы, ведущие к разрушению эмульсии. Например, в результате различия в плотностях веществ, образующих эмульсию, может происходить отстаивание эмульсии с образованием того, что называют «сливками». При этом происходит лишь скопление частиц дисперсной фазы в верхней части сосуда, где повышается концен трация эмульсии. Частицы дисперсной фазы в этом слу чае не сливаются, не коалесцируют. Качество эмульсии


может быть восстановлено за счет энергичного переме
шивания. Однако если расслоение эмульсии обусловлено
слиянием		коалесценцией	частиц	дисперсной	фазы,	то
восстановление такой эмульсии				сопряжено с	большими
трудностями и обычно не достигается.					легко	раз
Некоторые эмульсии после замораживания
рушаются, другие же при оттаивании вновь эмульгируют
ся. Разрушение эмульсий			связано с действием низких
температур на изменение свойств эмульгатора. Исследо
вание	влияния процесса		замораживания на		состояние
эмульсий		показало, что разрушение эмульсий			типа	М/В
замораживанием связано с рядом явлений :
1 .	При замораживании имеет место удаление свобод
ной и	связанной воды из		поверхностных слоев между

соприкасающимися капельками жира	вследствие	кри
сталлизации с образованием льда или	вследствие	повы
ения конце1tтрации присутствующих растворов.
ш 2. Установление истинного контакта	между смежны
ми слоями эмульгатора с потерей	ориентирующего
влияния воды.

3.Диффузия эмульгатора в поверхностных слоях от этих концентрированных участков.

4.Уменьшение площади поверхностных слоев и коа· лесценция капелек при таянии льда [ 132].

. 1

в. .

V I

МЕТОДЫ П ОЛ УЧ Е Н ИЯ

ДИ С П ЕРС Н ЫХ С И СТЕМ

Из самого

понятия

о дисперсных системах

вытекают

дв

е возможные группы

мето ов

их получения.

Первая

(измель

группа методов - диспергирование

чение).

Можно различать

всестороннее

(хрупкое)

дис

пергирование,

когда

частица

дробится

в направлении

трех измерений,

одностороннее

(

ластичное)

дис

в е

пергирование,

например, при превращении куска

вещ

ства

в нить или ленту, с уменьшением

линейных

размеров

по

одному или

двум измерениям и при сохранении преж

них размеров по третьему измерению.

Вторая группа

методов

основана на процессах агре

гирования

(конденсации),

которых

молекулы

под

де

йствием

сил

сцепления,

объединяясь,

дают

сначала

зародыш

новой

фазы,

а затем

частицы завершенной

но

вой

фазы,

которые

могут и

далее укрупняться

в резуль

т-ате

коалесценции

капелек

или

пузырьков и собиратель

ной рекристаллизации кристалликов.

k ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВ,

СУСПЕНЗИЯ, ЭМУЛЬСИЯ

Порошки,

суспензии и

эмульсии

образуются

ре

зультате

тонкого измельчения

твердых или жидких

тел.

Для осуществления диспергирования

необходима затра·

та

работы,

связанной

образованием

новой поверхности.

Эта

работа будет тем

больше, чем больше величина

вновь

образующейся поверхности, т. е. чем тоньше произво

дится

измельчение. Кроме.

того, поскольку диспергиро

вание

всегда

происходит

в той или

иной окружающей

среде, а затрачиваемая на диспергирование работа, в ча

стности,

превращается

в поверхностную

энергию на гра-

нице дисперrированных частиц с окружающей их средой, условия диспергирования определяются как структурой и составом подвергающегося измельчению тела, так и физико-химическими особенностями окружающей среды.

В процессе диспергирования твердых тел, по мере того как идет процесс измельчения, образуются все более мелкие частицы. Существенным моментом в данном процессе является возрастание прочности малых частиц. Поэтому на практике наблюдается резкое снижение эф фективности диспергирования при достижении частицами размеров в 170, 1 мм_, что, по-видимому, является уже пределом для обычнdrо механического способа измель чения. Для получения частиц меньшего размера исполь зуется эффект ударного действия на больших скоростях или сравнительно высокочастотного вибрационного воз действия. В процессах тонкого измельчения по достиже нии значительной степени раздробления частицы начи нают слипаться между собой и по существу дальнейшее их измельчение прекращается. Введение небольших добавок поверхностно-активных веществ в ряде случаев препятствует описанному слипанию мелких частиц. Это связано, с одной стороны, с тем, что образующиеся· структурированные адсорбционные слои с повышенной вязкостью и упругостью затрудняют коагуляцию частиц и оказывают ста,билизующее действие на частицы, удер живая их в состоянии высокодисперсной суспензии или эмульсии. С другой стороны, введение подобных доба вок облегчает процессы диспергирования и снижает удельные энергетические затраты на измельчение [90).

Процессы измельчения имеют различное аппаратур ное оформление. При выборе способа измельчения твер

дых тел (дробления) главную роль играют физические свойства материала и прежде всего его твердость [13 1).

Вторым важным свойством материала является его со

противление раздавливанию.

числу важных

в данном

случае свойств

материала

относится также сопротивление

удару. Эти три

свойства материала связаны друг с

дру

гом:

чем

мягче материал,

тем

менее прочным

является

он

при

раздавливании

чем

больше

твердость,

тем

меньше

сопротивление

удару.

Большое

значение имеет

также

структура

материала,

его влажность.

Так

для

дробления

кристаллических,

пористых,

аморфных,

во

локнистых

материалов требуются различные машины.

Др..9бление твердых тел может быть произведено не сколькими способами: раздавливанием, разрывом, сре зыванием, разломом, истиранием, ударом, раскалыва нием. Чаще других в машинах для дробления и измель чения применяются способы раздавливания, удара и ис тирания, а также комбинации приведенных способов. Для твердых материалов лучшим способом будет удар или раскалывание, для мягких - истирание. Материалы больших размеров лучше измельчать путем раздавли

вания или раскалывания, очень мелкие материалы - путем истирания или удара. Для измельчения волокни

стых материалов лучше использовать машины, · действие которых основано на разрыве или срезе.

Грубое дробление кусков размером 100 ...:.. 6 см про

изводится в щековых		и конусных дробилках, среднее
дробление кусков	от 3	до 6 см		на частицы размером
0,5 + 10 мм осуществляется в			валковых дробилках. Ма
териал, подвергаемый тонкому			измельчению, имеет обыч
но зерна величиной 0,5		+ 1 см.	В этом случае измельче
ние производится	на шаровых мельницах, где получают
ся частицы размером 100 -i- 10			мк.	Вибрационные, вибро

кавитационные и струйные мельницы используются для получения частиц размером до 10+ 1 мк. На коллоид

ных мельницах получаются еще более мелкие частицы.

Вибрационные мельницы основаны на принципе механи

ческого измельчения с одновременным наложением

упругих колебаний звукового диапазона частот: 25 7 50 ru. Эмульсии образуются в результате перемешивания

несмешивающихся жидкостей. В процессах перемешива


ния жидкостей определяющим процесс свойством являет
ся	вязкость компонентов.		Так, в случае	пластичной
жидкости перемешивание более экономично при большом
числе		оборотов ротора мешалки, тогда как		для	жидко
стей	с	инверсионной пластичностью применение			скоро

стных мешалок нецелесообразно, ибо в этом случае вяз кость, а следовательно, и расход мощности могут силь но увеличиваться при большом числе оборотов.

Для перемешивания жидкостей используются: 1) ло пастные мешалки с укрепленными на валу одной или несколькими горизонтальными плоскими лопастями; 2) пропеллерные мешалки, где перемешивающими эле ментами являются либо пропеллер, либо двухили трехло пастные винты; 3) турбинные мешалки, в которых на


конце вертикального вала закрепляется ротор по типу
центробежного насоса.
При использовании эмульсий в технике важную роль
играет	метод их получения. Для образования эмульсий
рационально добавлять эмульгируемую жидкость с ма
лой постоянной скоростью в небольшой					объем энергично
размешиваемой дисперсионной				среды,
					содержащей зна
чительный		избыток	эмульгатора [89).		При этом	дости
гается	образование		весьма	концентрированной		струк
турированной пенообразной эмульсии,					содержащей до
80-90 %		эмульгированной фазы. После этого механи
ческое	д'Испергирование вследствие структурированности

(твердообразности) всей системы идет особенно эффек тивно. Затем готовая концентрированная эмульсия мо жет быть разбавлена раствором того же эмульгатора. Интенсивное диспергирование веществ с образовани ем суспензий и эмульсий может быть произведено также с помощью упругих колебаний ультразвукового диапа


зона частот. Использование ультразвука дает возмож
ность	интенсифицировать				процессы диспергирования,
повысить		степень		дисперсности,			получить более одно
родные по размерам частицы,						а также более стабильные
во времени системы. Наиболее благоприятными часто
тами для ультразвукового эмульгирования являются
колебания с частотой в диапазоне 5								740 кгц [54). С уве
личением		интенсивности колебаний						повышается степень
дисперсности,			стабильность		эмульсий и предельная их
-концентрация.
Для получения эмульсий ультразвуковым способом
применяют жидкостный свисток							[9 n	В ванну,	в которой
изготовляется эмульсия, наливают жидкость,									используе
мую в	качестве дисперсионной					среды. Вторую			жидкость,
эмульсию которой хотят получить,								прогоняют под дав
лением через			свисток. При		этом		создаются особо благо
приятные условия				и процесс образования эмульсии идет
быстро.		Иногда полученную				таким образом			эмульсию
вторично		пропускают через			свисток.

Дисперсные системы, как уже отмечалось выше, мо гут быть получены за счет использования процессов, противоположных диспергированию, а именно путем конденсации. Так, в основе конденсационных методов получения порошков JJ жидкой фазе лежат химические реакции, в результате которых растворимые соединения

превращаются в практически нерастворимые. В других

случаях порошки могут быть получены путем осаждения из растворов в результате коагуляции золей коллоидов. По.лучить данное вещеqво в виде мелких нераствори мых частиц можно также путем замены растворителя. Например, ряд веществ плохо растворяется в воде и хо

рошо в этаноле. Если небольшое количество спиртового раствора подобных веществ влить в воду, то при этом образуется дисперсная система.

2. ПОЛУЧЕНИЕ АЗРОЗОЛЕR (РАСПЫЛЕНИЕ)

Если диспергирование веществ осуществляется в га зовой фазе, то оно носит название распыления. При этом образуются аэрозоли - туманы или дымы и пыль. Соот ветствующие аппараты называются генераторами аэро золей. Наиболее полная классификация и анализ физи ческих принципов работы генераторов аэрозолей данq В. Ф. Дунским. По характеру методов получения аэро золей аппараты делятся на генераторы, создающие аэродисперсные системы дисперсионного происхождения, и аппараты для создания аэрозолей конденсационным методом. В зависимости от агрегатного состояния рас пыляемого вещества различают опрыскиватели - аппа раты для превращения в аэрозольное состояние жидко стей и опыливатели - для перевода в аэрозольное со ст.ояние порошков.

· · Принципиальное отличие рассматриваемых ниже ап паратов от ряда уже разобранных обусловлено в первую о редь тем, что упругие свойства капли жидкости не

дают возможности измельчать ее приложением внешних
механических воздействий, как это достигается при дроб
лении твердых тел.	l(апля жидкости вследствие этого

может быть разорвана только под действием внутренних сил, направленных в разные стороны [74). Подобное приложение сил осуществляется: 1 ) в механических форсунках, в которых распыление достигается под дей

ствием центробежных сил, возникающих при вращении
струи жидкости; 2) в пневматических форсунках,	в	ко
торых распыление достигается за счет сил трения,	в	воз
никающих на поверхности раздела жидкость - газ	в	ре
зультате большой относительной скорости газа и	жид-

кости; 3) в центробежных распылителях, где распыление

происходит под действием центробежных сил, возникаю щих в результате кругового движения жидкости при

быстром вращении распылителя.

А. Получ.ение грубодисперсных аэрозолей

Грубодисперсные аэрозоли с жидкой дисперсной фа зой большей частью получают при помощи следующих аппаратов:

1. Пневматические и гидравлические опрыскиватели

В этих генераторах осуществляется распыление жид костей под давлением воздуха в резервуаре над жидко стью, поддерживаемым компрессором, либо под давле нием, создаваемым при помощи насоса. Значительная

скорость движения жидкости относительно неподвижного воздуха достигается истечением жидкости под сравни тельно высоким давлением.

Примером пневматического опрыскивателя является аппарат типа «Автомакс», где жидкость распыливается под давлением, создаваемым в резервуаре над ней при помощи ручного насоса (рис. 6) .

В качестве примера гидравлических опрыскивателей укажем на гидропульт (рис. 7) и автомобильный опрыс

киватель Московской городской дезинфекционной стан ции [22]. Подача жидкости на распыл в этом опрыскива

теле производится при помощи шестеренчатого насоса (рис. 8) , ось которого и ось коробки ОТ'бора мощности соединены путем мягкого сочленения. Рабочий раствор

заливается в стандартную бочку, помещаемую в кузове автомобиля.

2. Воздухоструйно-rидравлические опрыскиватели

В данных аппаратах жидкость распыливается под давлением и образовавшиеся частицы дополнительно дис перrируются в воздушном потоке, транспортирующем их к обрабатываемым объектам. Данные генераторы от

личаются тем, что создаваемая при помощи распылива ющеrо устройства струя распыленного вещества направ-

л а

яется не непосредственно на обрабатываемые		объекты,
в мощную .•воздушную струю, образуемую либо осевым,
ибо	центробежным вентилятором низкого	давления.

Рис. 6. Автомакс.

/ -корп ус; 2-н асос ; 3-шта н r а ; 4-распылнтель ; · 5-резнновый шл а н г ; 6-предохран нтеп ьный кл а п а н ; 7-м а нометр ; В-плечевой р е м е н ь ; 9-ру коятка ; /О-подножка, 11-кр а н ; 12-крышка н асос а ; 13-r айка ; 14-спуск-

ной ( контрольн ы й ) кран .

Таким образом, в отличие от рассмотренных генераторов
у данных	аппаратов имеется вентилятор, в выпускном
патрубке	которого установлено распыливающее устрой-

ство. Эти аппараты в конструктивном

отношении

и с

точ·

ки

зрения эксплуатационных качеств выгодно

отличаются

от

генераторов

предыдущего

типа.

воздухоструйно

гидравлических

аппаратах легче удается

повысить

дис

персность

получаемых

аэрозолей. Повышение же

дисперсности

пневма

тических

гидравличе

ских опрыскивателей

со

пряжено

повышением

давления,

под

которым

осуществляется

распыле

ние, и уменьшением

раз

меров

выходных

отвер

стий,

что

осложняет

кон

струкцию

эксплуатацию

аппаратов.

случаев

цри

ряде

использовании

генерато

ров

аэрозолей

возникает

задача повышения шири

ны

захвата

обрабатыва

мого

участка.

различ

ных аппаратах

эту задачу

можно решить

по-разно

му.

Исходным

положени

''\

ем

является то, что даль

ность

полета

частиц

JJPИ

обработке

определяется

в первую очередь

той

ки

нетической

энергией,

ко

торая

им сообщается

ап

паратом

процессе

рас

пыления.

Как

известно.

кинетическая

энергия

дви

жущего

тела

пропорцио

нальна его

массе

и квад

рату

Поэтому

Рис. 7. Шланговый

гидропульт

скорости

гид-

в пневматических и

ГШ-2.

равлических

опрыскива-

/-рукав фипьтра;

2-тройиик; 3-па·

телях повышение кинетиs

трубок нижний; 4-ушко; 5-прожектор;

ЧеСКО

энерГИИ

ЧаСТИЦ

6-кпапаи; 7-поршеиь;

В-шток; 9-муф·

трубок верхний; /2-упор; /3-рукоятка.

идет

за

счет

увеличения

та;

/0-иаrиетатепьный

шпанr; //-па·

Рис . 8. Автом обильный опрыс киватель Мос ковс кой городс кой ·дезинфекционной станции.

/-бочка емкостью 200-250 п д11я рабочего раствора ; 2-шестеренчатый насос, укреп11енный на допо11ннте11ьном траверсе рамы автомобн11я (2а) ; 3-соедннн· теnьные резиновые wпанrн; 4-распредеnнтеnьная гребенка; S-вентн11ь; 6-раз даточный w.naнr к распы11нтеnю; 7-r11ушнтеnь; В-отвод в нижнюю часть бочки ДIIЯ перемеш ивания рабочего раствора ; 9-коробка отбора мощности ; /О-трехкры11ые ф11анцы; /1-мяrкая шайба; /2-распредеnнте.. ьная коробка; /З-дроссе11ьская заспонка и ручка управ11ення ею ( !За) на щитке приборов кабины воднте11я; 14-отвод в нижнюю часть бочки д11я перемешивания суспен зий; /5-отвод д11я выпуска вых11опных газов; /6-подмадкн под бочку; 17-по-

яс ДIIЯ укреп11ення бочки.

их размеров. Однако снижение дисперсности	аэрозолей
неизбежно влечет за собой повышение норм расхода пре
паратов при обработке. В воздухоструйно-rидравличе
ских опрыскивателях наличие мощной воздушной струи,
сообщающей частицам необходимую скорость	и тем са
мым повышающей их кинетическую энергию,	дает воз

можность легче получить мелкие частицы и добиться их распространения на значительное расстояние.

3.Воздухоструйные опрыскиватели

Вэтих аппаратах распыление жидкости осущест вляется при помощи движущейся с большой скоростью струи воздуха или какого-либо иного газа. Особенностью

данного типа аппаратов является то, что подача жидко сти в воздушную струю осуществляется под небольшим давлением. Аппараты конструктивно просты, однако

удельные энергетические затраты для них сравнительно велики, а получаемые аэрозоли имеют высокую степень полидисперсности. Примером данного типа аппаратов является используемый в сельскохозяйственной практи ке генератор аэрозолей АГ-Л6, работающий в данном случае без включения камеры сгорания.

Мы рассмотрели три типа аппаратов для механиче ского распыления, где диспергирование происходит под

.действием сил трения, возникающих на поверхности раздела препарат - газ. Величина этих сил, а следова тельно качество распыла, определяются относительной скоростью газа и жидкости. Таким образом, безразлично, будет ли в движении воздух, а жидкость практически неподвижна, как это имеет место в воздухоструйных опрыскивателях, или жидкость будет иметь значитель ную скорость и направляться в неподвижный воздух, как это происходит в пневматических распылителях. Пневма тические и воздухоструйные распылители представляют собой аппараты, работающие на одном и том же прин ципе. С точки зрения конструктивной схемы эти аппара ты противоположны. Воздухоструйно-rидравлические <>прыскиватели представляют собой комбинацию первых и вторых аппаратов.

Механизм диспергирования в описанных устройствах ·сводится к тому, что на поверхности струи жидкости,

обтекаемой газом, возникают силы трения, срывающие поверхностную пленку жидкости. Они превращают струи в тонкостенный цилиндр, края которого затем обрывают ся в виде мелких частиц под действием этих сил. Отрыв

частиц может произойти тогда,

когда наступит равенст

во сил трения и сил поверхностного натяжения.

В рациональной конструкции рассмотренных распы

лителей	должно быть предусмотрено достижение наи
большей	относительной скорости жидкости и воздуха.

Так, для воздухоструйных опрыскивателей необходимо,

чтобы в месте	распыления жидкости	была обеспечена
максимальная	скорость струи воздуха	и	минимальная

скорость струи жидкости. Кроме того, в месте распыле ния жидкости должна быть максимальная поверхность

сечения ее струи.

4. Центробежные распылители

центробежных

распылителях жидкость распыляется

под

действием

центробежных сил,

которые

возникают

в жидкости при

быстром ее

вращении.

В этих

аппаратах

жидкость

направляется

на поверхность

быстро

вращаю

щегося диска

или

барабана

и образует

пленку.

Послед

няя

под

действием

центробежных

сил

сбрасывается

с периферии

вращающегося

тела и

дробится

на

капли

[ 149].

Отрыв

капель происходит

при

равенстве

центро

бежных сил силам поверхностного натяжения, удержи

вающим капли у края кромки диска. Осрбенностью

центробежных распылителей является то, что по сравне

нию с гидравлическими

или

воздухоструйными генерато

рами

они

дают

аэрозоль с

меньшей

степенью

полидис

персности. Степень полидиаперсности понижается с умень

шением расхода

распыляемой

жидкости.

При малых

расходах жидкости

образующиеся частицы имеют почти

одни и те же размеры. По-видимому, вращающийся диск

образует одинаковые капли только при индивидуальном

формировании и отрыве капель с кромки диска при ма

лом расходе жидкости, т. е. при

условиях, когда дейст

вующие

на образующуюся·

каплю

центробежные силы

и силы поверхностного натяжения близки к равновесию

вплоть до момента отрыва. При больших расходах при

обретают

значение

силы инерции,

жидкость

сходит

с кромки диска в виде тонкой пленки,

распадающейся

на капли

различных размеров, как у

обычных

форсунок.

Размер получаемых капель регулируется изменением

скорости

вращения

диска,

причем

наименьший

дости

жимый диаметр

капель

определяется

максимально воз

можной

для

данного

аппарата

скоростью

вращения

диска. Примером

данного типа

аппаратов

являются ге

нераторы

фирмы

«Микрозоль»,

[

где

использованы рас

пылители

многодискового типа

1 27].

получения

аэро

Мы кратко рассмотрели

принципы

золей

из растворов либо дисперсных

систем,

которых

жидкость

является

дисперсионной

средой.

возду

Для распыления

порошков обычно

применяют

хоструйные опыливатели, в

которых химикат распыли

вается струей воздуха.

По типу

питательного механизма

опыливатели

бывают

шнековые,

лопастные,

плоскоте

рочные, дисковые и

пневматические [94].

ол

учение вь,

со

1'оди

сп

рс

ых

аэрозол

Б. П

Рассмотренные

аппараты

создают

аэрозоли,

содер

жащие

крупные частицы и дающие

возможность

полу

чить

значительные отложения

химикатов

на поверхно

стях.

Однако в ряде

случаев

возникает

необходимость

в получении высокодисперсных

седиментационно

устой

чивых аэрозолей. Для данных целей, в ·частности, поль

зуются

конденсационными методами.

Конденсационные

аэрозоли образуются при объемной конденсации пересы

щенных

паров и в

результате химических

реакций

в га

зовой фазе, ведущих к образованию нелетучих продуктов.

Образование высокодисперсных туманов часто осу ществляется при помощи термомеханических генерато ров аэрозолей. Термомеханическое образование туманов представляет собой сложный процесс [40]. В потоке на гретого газа происходит механическое дробление жид кости, а образующиеся при этом так называемые «пер вичные» капли, будучи взвешенными в горячем газе, полностью или частично испаряются. Смесь паров жид кости и газа, в которой взвешены неполностью испарив шиеся капли, выходя из сопла в атмосферу, образует турбулентную свободную струю, в которой происходит перемешивание паров жидкости и газа с воздухом, сопро вождающееся охлаждением паров. Охлаждаясь, пары становятся пересыщенными и конденсируются, образуя большое число так называемых «вторичных» капель ма лого размера. Следовательно, в результате дробления и конденсации возникает термомеханический аэрозоль, представляющий собой смесь «первичных» и «вторич ных» капель. Обычно капли конденсационного происхож дения имеют средний диаметр не более 3 мк. Основной возможный метод регулирования дисперсности термоме ханических аэрозолей состоит в регулировании весового отношения «первичных» и «вторичных» фракций капель, что может быть достигнуто за счет варьирования степени испарения диспергируемой жидкости. При изменении степени испарения изменяется доля «вторичных» мелких капель в образуемом аэрозоле и тогда аэрозоль стано

вится иным по степени дисперсности. Степень испарения частиц будет расти с увеличением температуры горячих газов, с уменьшением удельного расхода распыляемой жидкости.

используемых активно действую

Источниками горячих газов могут служить газовые турбины, двигатели внутренноrо сгорания, турбореак тивные и реактивные двигатели.

Особое внимание должно быть обращено на терми ческую устойчивость щих веществ.

Для полученияаэрозолей в качестве растворителей препаратов, применяемых для целей дезинсекции, следу ет использовать малолетучие вещества с температурой кипения в пределах от 1 50 до 500°. В противном случае, если температура кипения растворителя будет слишком низкой, может не наступить пересыщения. Наоборот, если температура кипения будет слишком высока, то испарить достаточное для образования аэрозоля количе ство вещества представляет известные трудности.

Основными элементами генераторов термомеханиче· ских аэрозолей являются камера сгорания, предназна ченная для получения горячих газов, испарительная ка


мера,	служащая		для	испарения	туманообразующего
вещества, и сопло.			Примером данного типа аппаратов
являются		генераторы		аэрозолей	АГ-Лб,	АГ-УД-2
(рис. 9) . Генератор АГ-Лб состоит из бензинового дви
гателя, соединенного с воздушным нагнетателем, камеры
сгорания с бензиновой горелкой, жаровой трубы и рабо
чего	сопла	[ 1 26]. В рабочем сопле			расположена трубка
для подвода жидкости.
При образовании аэрозоля термомеханическим спо
собом воздушный			нагнетатель, приводимый в			действие
при	помощи двигателя			внутреннего сгорания,		подает

сжатый воздух в камеру сгорания. Часть поступающего

воздуха направляется в бензиновую горелку и распыляет
бензин, остальной воздух проходит							в камеру сгорания
через кольцевую щель,						образуемую диффузором горелки
и входной		горловиной				камеры. Образовавшаяся		горю
чая	,смесь,	содержащая				распыленный бензин, его		пары
и воздух,		поджигается				запальной свечой от магнето,
соединенного			с	валом	нагнетателя.		Продукты сгорания
смешиваются			с	избытком воздуха и используются					для
получения		аэрозоля препарата.					жидкости к камере
Для механического					раздробления
сгорания (вместо жаровой трубы)							присоединяют	угло
вой	насадок-колено с					дозирующим	краном. Жидкость
при	этом дробится без				включения камеры сгорания.				83

Рис.

Рабочая

схема

аэрозольного

генератора

АГ-Лб.

/-бензиновый двигатель;

2-краи, регулирующий пода·

чу бензин а ;

3-компеисатор;

4-регулятор

температуры;

5-разъемиое

кольцо; 6-бачок для бензина; 7-отстойиик

бензина;

В-горловина

бачка

крышкой

фильтром ;

9-приемник

рабочей жидкости

фильтром

резиновым

шлангом;

/О-тяга

дистанционного управления

краном,

регулирующим подачу

рабочей

жидкости,

-запальная

злектросвеч а ;

12-камера

сгорания ;

13-дозирующн й

кран;

14-жаровая

труба;

15-воэдушный

н агнетатель;

16-напориый

воздуховод;

17-р

аспылитель

рабочей

жид

кости ;

/В-рабочее

сопло;

19-станина

с поручнями

для

переноска..

Помимо описанного типа машин, в последнее время получили распространение бескомпрессорные, безмотор ные термомеханические rенераторы аэрозолей пульси

рующего типа, работающие по принципу пульсирующих
реактивных двигателей. Эти					аппараты	отличаются	про
стотой конструкции,				малым весом и относительно			·
							высо-
кой производительностью. Генератор образует термоме
ханический аэрозоль за счет испарения						в потоке горячих
газов	и	последующей конденсации туманообразующего
вещества,		а также		путем	дробления	диспергируемой
жидкости		за счет энергии го_рячих газов. Аппарат состоит
из камеры сгорания с испарителем, являющейся источ
ником пульсирующего потока горячих газов, в котором
происходит дробление жидкости и ее						испарение	(про
цесс испарения			имеет место в испарителе, являющемся
продолжением			выхлопной трубы камеры сгорания) , си
стем подачи топлива и диспергируемой жидкости, зажи
гания.
Рабочий процесс пульсирующего реактивного двига
теля	протекает следующим образом (10]. Поступающее
через	форсунки горючее смешивается в камере сгорания
с · атмосферным			воздухом, поступающим через всасываю
щее сопло и проходящим в					камеру сгорания через кла

паны. Образовавшаяся топливо-воздушная смесь поджи гается электрической искрой запальной свечи. В момент

взрыва в результате резкого увеличения давления в ка


мере сгорания клапаны закрываются, а продукты горе
ния - газы с большой скоростью движутся к соплу. Во
время	выхода газов				из сопла			в атмосферу			в камере
сгорания создается разрежение, в									результате		чего кла
паны	открываются.		Новая порция						топлива и		атмосфер
ного воздуха, поступая					в камеру сгорания, вновь образу
ет топливо-воздушную					смесь, которая воспламеняется от
искры или за счет			высокой				температуры стенок камеры
сгорания.		Таким образом,				рабочий цикл повторяется.
Число		взрывов	равно			частоте колебаний				выхлопных
газов	в резонансной трубке.						Клапаны открываются в со·
ответствии с этой частотой,							в результате чего				создается
пульсирующий поток				засасываемого воздуха						и газов.
Необходимое для				подачи и				распыления		горючего и
раствора		препарата избыточное						давление в		резервуарах
создается		за счет	давления газов						в камере		сгорания
в момент взрыва.


Из всех		типов тепловых двигателей				пульсирующие
реактивные		двигатели являются наиболее				простыми по
устройству.		Отсутствие	движущихся		и	вращающихся
частей	(шатунно-поршневая			группа, турбины, валы, воз
душные	нагнетатели и др.)			делает эти двигатели весьма
перспективными для целей дезинфекции и дезинсекции.
Примером		пульсирующего		генератора	аэрозолей может
служить аппарат «Микрон»				(рис. 10)	(1 17].

J
	-
	-
	-

····Ф 6t1нJин - 6oзilv.z

·······

- -parm6op -.проtJ,р,ты Сlорони11

Рис . 10. Техничес кая с хема аэрозольного	генератора
«Микрон».

1-форсунка рабочего раствора; 2-реэонансное соппо; 3-кожух; 4-пне вм атнческнй насос; 5-кпапанный затвор ; 6-кпапан; 7-напорный га зовый кпапан; 8-коппектор ; 9-кран, /О-резервуар; /1-кран.

Для получения высокодисперсных аэрозолей в неко торых случаях применяются аэрозольные шашки. Прин цип действия аэрозольных шашек состоит в использова нии теплоты экз<УГермичес mх реакций пиротехнической смеси для возгонки химиката, который при последующем смешении с воздухом образует конденсационный аэро золь (135].

При получении аэрозолей посредством шашек нет необходимости в употреблении растворителей, ибо поро шкообразные реагенты смешаны внутри шашек с инсек тицидом, составляющим до 60 °/о' смеси.

,86

Многие из ранее применявшихся шашек были пиро технического типа. В них применялись горючие материа лы с примесью сильных окислителей. Значительное вы деление тепла и вследствие этого большой подъем тем пературы в процессе работы шашек ограничивали ассор тимент инсектицидов, которые могли помещаться в них, ввиду недостаточной термической стойкости ряда ядохи микатов. В связи с этим сравнительно недавно для получения инсектицидных аэрозолей были предложены низкотем пературные шашки, в которых экзотермическое разло жение реагентов используется для образования водяного пара и других газов, служащих носителями для инсек тицида. В процессе работы шашек подобного типа подъ ем температуры значительно меньше, нежели в пиротех нических шашках, ибо здесь нет процессов горения. Большое количество водяного пара и газов обеспечивает испарение инсектицида и смешивание его с атмосфер ным воздухом.

Аэрозольная шашка представляет собой металличе ский или картонный цилиндр, снабженный диафрагмой и крышкой. Зажигание шашки производится с помощью запального приспособления, действующего по типу спички. После зажигания шашки инсектицид вначал размягчае'Гся, а затем выбрасывается вместе с образую щимся паром и другими газами. Большое количество образующегося водяного пара предохраняет инсектици ды от разложения.

В последние десятилетия нашел довольно широкое распространение метод получения высокодисперсных

аэрозолей при помощи перегретой жидкости. Соответст
вующие	устройства				имеют различные названия - аэро
зольные	баллоны,			аэрозольные			упаковки,		упаковки		под
давлением		и, наконец,				просто «	аэрозоли» [ 1 1 5].				за
Аэрозольная			упаковка состоит					из герметически
крытого	сосуда,		снабженного сифонной трубкой, и								уст
ройства	для регулирования выхода							препарата (рис.			1 1 ).
Принцип действия				аэрозольной			упаковки,		обусловливаю
щий получение препарата в аэрозольном									состоянии,		за
ключается		в том,	что			интересующий нас			химикат		при
помещении		в баллон			смешивается с			эвакуирующей		жид
костью,	обладающей				тем свойством,			что давление		насы
щенного	пара ее		в	интервале температур,					при которых
											87

эксплуатируется

упаковка,

выше

атмосферного давле

ния.

При

открытии

клапана,

когда

смесь

выпускается

в атмосферу, что происходИ'I'

за счет давления ее насы

щенного

пара, находящегося

баллоне

над

жидкостью,

последняя

становится

перегретой и

результате

бурного

вскипания

распадается на

:м:елкие

капли.

Далее проис

ходит

испарение

эвакуирующего

вещества,

химикат

образует

аэрозоль дисперси

онного происхождения. Сле

Д.овательно, основное,

что

обеспечивает

возможность

nолучения препарата в виде

высокодисперсного

аэрозо

.rtя, состоит в том, что в упа-

ковке

должна

быть

заклю

чена жидкость,

давление на

съ щенного пара которой вы-

utе атмосферного. При этом

а «тивнодействующее

веще

С'tво

должно

либо

раство

Р s ться

этой

жидкости, ли

бо

образовывать

ней

дис

рсную

систему

- эмуль

Сlfю или суспензию.

При

выходе

перегретой

жидкости в

атмосферу

она

Ри с.

1 .

Аэрозол ьный

аллон

Распадается

на

мелкие

кап

(схема) .

трубка ; З

Лlf

без каких-либо специаль

/-корпус;

2-сифоииая

ь1

насадок

(форсунок

смесь

химиката с звакуирующеА

жидкостью;

4-иасыщеииыА

пар;

р.).

При этом

имеет место

5-клапаи;

6-распы.пивающая ro•

урное

вскипание

жид

JIOBK8o1

кости - образование в струе

жидкости пузырей пара. Пузъ1ри пара в свою очередь

растягивают жидкость на тонк11

е пленки, разрушение ко

торых

приводит к образованиl()

капель.

на капли

Процессы, которые идут в

распадающейся

струе

перегретой

жидкости,

отличаются

от процессов,

идущих

при распаде

с-труи

жидкости,

давление

насыщен

ных

паров которой ниже атмосферного [108].

Процесс дробления струи перегретой жидкости на

чинается сразу по выходе

жидкости из сосуда и

продол

жается по мере удаления

от

выходного

отверстия. Осо

бенностью

данного

метода

д11сперrирования

жидкости

явля тся возможность диспергировать в единицу време

ни

количество ее

получением при

этом

капе trачительное

JJ:ь сравнительно малого размера, для чего в случае

другlfх

способов создания аэрозолей потребовался бы

больt.1.юй

расход

энергии. При данном способе дисперги

рова1rия наблюдается независимость

степени

дисперсно

сти

получаемого аэрозоля от формы

выходного

отвер

стия.

Однако

размер частиц

будет

тем меньше,

чем

меньше диаметр выходного отверстия. При одном

и том

же

поперечном

сечении

выходного

отверстия

среднее

знач ние радиуса капель убывает с увеличением пру

гост1t

насыщенного

пара по гиперболическому закону.

процессе диспергирования химикатов с помощью

переtретой

жидкости могут быть

получены

высокодис

перс1rые аэрозоли

с частицами, размеры которых обычно,

характерны

для

конденсационных

аэрозолей.

Это, по

видимому, связано с тем, что, во-первых, диспергирова

ние

в данном случае идет во всем объеме вытекающей·

из

Qтверстия струи и,

во-вторых,

за счет

торможения

коагуляции образующихся капель вследствие

действия

сил

диффузионного

отталкивания, обусловленных испа

реняем.

регу

Размер частиц в получаемых аэрозолях можно

лировать также путем

изменения

соотношения

между

хим tкатом и эвакуирующей жидкостью. Так, для получе

ния

мелкодисперсных седиментационно устойчивых аэро

золеti: доля химиката обычно составляет

1 0 - + - 20 % ,

тогда

как

в случае, когда осуществляется нанесение препарата

на какую-либо поверхность и важно быстрое и равномер

ное осаждение его, содержание химиката повышается до

20·+ . 50 % , причем соответственно возрастает размер ча

стиц

[ 1 1 4).

снижение процентного содержания эва

Дальнейшее

куир

жидкости

может привести

к образованию

ующей

сист м. в которых газ станет дисперсной фазой, а жид

кость - дисперсионной средой. В этом случае образуется

пена - своеобразная дисперсная система, рбразованная

кар1<асом из тонких жидких пленок, отделяющих друг от

друга ячейки, заполненные газом.

метода

дис

Таким образом,

важной особенностью

пергирования при помощи перегретой жидкости являет

ся

возможность получать аэразоли с заданной степенью

дис

персности.

Регулирование

степени

дисперсности


может быть осуществлено одним из следующих трех спо
собов:		l)	путем	варьирования размеров выходного от
верстия,			2) за	счет изменения		давления		насыщенного
пара эвакуирующей жидкости и 3) при помощи пере
менного соотношения между количествами химиката и
эвакуирующей жидкости.
Как указывалось выше, выброс смеси из аэрозольного
баллона происходит под действием давления насыщенно
го пара, находящегося над жидкостью. Давление насы
щенного пара каждого стабильного химического вещест
ва определяется				только температурой и не зависит от
Qбъема. Поэтому во все время работы упаковки, до тех
пор пока из нее не будет удалена последняя									порция
смеси		химиката		и эвакуирующей жидкости, давление
в ней будет оставаться постоянным. В результате этого
дальность			полета частиц и угол при вершине						конуса,
Qбразуемоrо струей при выходе из баллона, в течение
всего времени его работы остаются неизменными. Надо
сказать, что и дисперсность получаемых аэрозолей										будет
практически постоянной. Некоторое изменение ее связа
но с тем, что по мере выхода смеси из баллона часть
эвакуирующего				вещества переходит в газовую фазу в
связи с увеличением ее объема по мере работы баллона,
однако изменение соотношения между химикатом										и эва
куирующей жидкостью в выбрасываемой								в атмосферу
смеси не столь значительно. Стабильность режима тума
нообразования является также						существенным			преиму
ществом аэрозольных упаковок.
Наконец, отметим еще одно преимущество аэрозоль
ных	баллонов, заключающееся				в	том, что	генерируемые
ими	дисперсионные аэрозоли в				отличие от		систем,			полу
чаемых при механическом или термомеханическом ме
тодах распыления, имеют частицы, размеры которых ле
жат	в сравнительно узком интервале.
В	качестве эвакуирующей жидкости, которая должна
быть		негорючей и нетоксичной,				обладать		химической
инертностью по				отношению к смешиваемым				с ней		хими
катам,		не	вызывать коррозию		стенок баллона,				а	также
не обладать неприятным запахом, более всего подходят
·Фреоны - фторхлорпроизводные						углеводородов.			Выгод
ной	особенностью фреонов является также							то,	что они
Qбладают			сравнительно невысокой величиной упругости

насыщенных паров в интервале температур, при которых

обычно употребляются аэрозольные упаковки. Это дает
возможность	использовать для	упаковок легкие тонко
стенные конструкции корпусов		баллонов. Идя по пути
снижения веса аэрозольных баллонов путем регулирова
ния давления в них, применяют смеси фреонов. Наибо
лее ширркое	распространение в мировой практике
получила смесь равных весовых количеств фреонов 1 1 и
12, а также смесь 40 % фреона		12 и 6Q%1 фреона 1 14.
В зависимости от характера взаимодействия химиката

(или его раствора) с эвакуирующей жидкостью и агре

гатного состояния химиката в аэрозольной упаковке бу дут заключены системы, состоящие из различного числа фаз. В результате соприкосновения химиката (или его раствора) с эвакуирующей жидкостью может иметь мес то растворение с образованием гомогенной системы,


возникновение	микрогетерогенной		системы - эмульсии
или суспензии и,	наконец, гетерогенной системы, когда,
химикат и эвакуирующая жидкость			образуют макроско
пически неоднородную систему, части которой разделены
поверхностью раздела.		вещество растворяется
К:огда активно действующее
в эвакуирующей	жидкости, то в	аэрозольной упаковке
находится двухфазная система - жидкость и насыщен
ный пар. Этот случай, по-видимому,			наилучший с точки

зрения образования аэрозолей. Он более всего соответ ствует, так сказать, идее данного метода получения аэро золей. Возникающие при этом явления были разобраны нами выше.

Если химикат и эвакуирующая жидкость представля


ют собой		две несмешивающиеся (или ограниченно сме
шивающиеся) жидкости, одна из которых								диспергирова
на в	другой в		виде мелких		капелек,		образуется эмуль
сия.	Характер		образующейся		системы		при		выходе про
дукта из		упаковки		в атмосферу зависит				от	того, какая
из жидкостей является дисперсной						фазой		(или дисперси
онной средой).			Если дисперсной фазой				является химикат
(эмульсия		второго		типа или	обратная),			то	образуются
аэрозоли.		Если	же	дисперсной фазой является эвакуи
рующая жидкость				(эмульсия	первого типа или прямая) ,
то в	этом	случае образуется			пена.	заключены две несме
-к:огда		в аэрозольной упаковке
шивающиеся жидкости - химикат						и эвакуирующая жид
кость, то система явля&ся трехфазной.

Аэрозольные

упаковки имеют

ряд

принципиальных

преимуществ перед всеми другими видами упаковок, ос

новное

из

которых состоит

в возможности

получения

препарата

в мелкодисперсном состоянии за счет

потен

циальной энергии сжиженного пара, заключенного

в са

мой упаковке, т. е. диспергирование вещества

осущест

яе

ся

без каких

либо пос

оронних ус

тройств

ома

тически закрывающаяся аэрозольная упаковка исключа

ет

возможность потери (проливание или испарение)

той

части продукта,

которая

не была

еще

использована.

Аэрозольная

упаковка всегда готова

употреблению,

что

исключает

затрату времени на заполнение дисперги

рующих устройств или на их очистку после эксплуатации.

Таким образом,

преимущества аэрозольных упаковок

состоят

в их экономичности

и компактности,

постоян

ной

готовности

к работе,

в отсутствии

необходимости

в закупоривании после каждого применения и в наличии

собственного источника

давления.

Достаточно одного

нажатия кнопки,

чтобы

привести

аэрозольный

баллон

в действие.

Являясь малогабаритным автономным периодически действующим устройством, аэрозольный баллон особен но удобен в походных условиях, обеспечивая, в частно сти, защиту человека и жив<УГНых от ·насекомых. По-ви димому, в связи с этим аэрозольные баллоны получили столь широкое распространение в странах всех конти нентов мира, особенно в Африке, Латинской Америке, Скандинавии, I(анаде, где в труднодоступных районах трудненамассовая. обработка местности в целях дезинсекции за

r	n а . а	ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
	n а . а	ОСОБЕННОСТИ ФОРМ
	V I I	ДЕЗИНФЕКЦИОННЫХ
		ПРЕПАРАТО В

t . ОПРЕДЕЛ ЕНИЯ

Дезинфекционным

(дезинсекционным) препаратом

называется

одно или

несколько

химических

вещест

езинфектантов

(инсектиц

ов),

подвергшихся

с ециаль

ид

ной

обработке, в результате которой им придана удобная

для

применения

форма.

способ

его приготовления

не

Форма

препарата и

только имеют техническое значение, но играют сущест

венную роль

в дезинфекционном действии

химических

средств.

Способ

приготовления формы может

существен

но

влиять

на характер действия

входящи: f в

ее состав

компонентов, вызывая изменение их физико-химических

свойств.

форму препарата, разли

Среди веществ, образующих

чают

основной,

или

главный,

химикат (активно действу

ющее

вещество

- АДВ)

вспомогательные

вещества,

которые

либо

усиливают,

либо продлевают

действие

ос

новного

вещества,

либо

придают

препарату

требуемую

данном конкретном случае форму.

2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯ ЮЩИЕ

ВЫБОР ФОРМ ПРЕПАРАТОВ

Формы препаратов опредляются рядом биологических

физико-химических

факторов.

ним в первую очередь

относится

характер

биологического объекта,

подлежа

щего

воздействию препарата.

При этом следует разгра

ничить

препараты,

предназначаемые для

уничтожения

возбудителя

(бактерициды) и для борьбы

переносчи

ми инфекций - чл

нистоногими

(инсектицид

ы).

Для

эффективного воздействия

на бактериальную

клетку

бактерициды

могут применяться

только

двух

формах - в виде растворов и

газов.

Такое ограниченное

число

форм объясняется тем

обстоятельством,

что

для

обеспечения необходимого контакта

препарата

микро

организмом требуется максимально

возможная степень

дисперсности. Последней является

молекулярная,

атом

ная и ионная степень дисперсности, достигаемая только

растворах, представляющих собой молекулярные

атомные смеси нескольких веществ, гомогенные по

от

ношению к своим макроскопическим

свойствам.

Таким

образом,

подвергающаяся воздействию

бактерицида

микробная клетка соприкасается в этих

случаях с препа

ратами всей своей поверхностью. Аналогичное положе

ние имеет место

и при применении веществ, находящих

ся в газовой фазе.

Применение

газов в дезинфекционной практике бла

годаря самопроизвольным процессам их диффузии в труд

нодоступные для растворов места обеспечивает

при

со

ответствующей

концентрации большую

эффективность.

С другой стороны, из-за трудностей, связанных с созда

нием и поддержанием необходимых концентраций, а так

же с мерами по

технике безопасности, применение газов

в известной мере

ограничено.

обеззараживания

других

Применение

для

целей

форм,

частности дустов, невозможно, так как послед

ние

не

обеспечивают

контакта между микроорганизмом

и молекулами АДВ, находящимися в твердой фазе.

Если

бы создавались содержащие бактерициды дусты, то они

бы не

обеспечивали полного обеззараживания из-за не

возможности равномерного

покрытия бактерицидами

дезинфицируемых поверхностей.

ви у

то

обстоятельство,

Необходимо

иметь

также

что

микроорганизмы

пассивны.

Они

во внешней среде

практически неподвижны на поверхностях и

лишь под

воздействием внешних сил могут быть перенесены

од··

ного места на другое.

В противоположность

этому взрос

лые и некоторые предимагинальные стадии членистоно

гих ак11Ивны в части передвижения

пространстве

или

на поверхностях,

оэтому им легче встретиться с ин

сектицидом в той или иной форме.

чт

В дезинфекционной практике мы сталкиваемся с тем,

пр

азнооб

азии

токсикантов

число

возмоЖ

JJ:ЬI

форм

их применения ограничено. Эта особенность харак

терна, но в меньшей степени, и для дезинсекции.

Раз

личие

при

воздействии

на

членистоногих

и микробную

клетку объясняется отмеченным выше обстоятельством,

характеризующим

различие

в подвижности,

а также,

в частности, тем, что размеры микроорганизмов в сотни

раз

меньше, чем даже самые

малые членистоногие.

Доминирующее значение при выборе форм инсекти

цидов

имеют морфологические и экологические особен

ности соответствующих видов членистоногих в различных

стадиях их развития, а

также пути проникновения

яда

в организм переносчика.

дусты,

как

Например,

при истреблении тараканов

правило,

обеспечивают

более высокую эффективность,

чем растворы и эмульсии, при равном содержании АДВ

на

единицу поверхности.

Такое явление

объясняется

особенностями тараканов. При ползании они имеют от

носительно небольшую площадь контакта с поверхно

стями. Это обусловлено анатомией их лапок.

В то же

время тараканы при движении почти постоянно -шевелят

усиками, которые движутся на некотором рассrоянии от

поверхностей.

Усики,

покрытые мелкими

щетинками,

снимают частицы дуста вместе с АДВ более легко, чем

АДВ

с поверхностей,

обработанных

растворами

или

эмульсиями. Это объясняется тем, что в последнем слу

чае АДВ расположено очень тонким слоем в виде мало

выступающих кристаллов. Прилипшие к усикам частицы

дустов побуждают тараканов чаще очищать усики, что

производится с помощью ротового аппарата. Тем самым

инсектицид контактируется не только с кутикулой тара

канов, но

и вносится в

пищеварительный

тракт, усили

вая инсектицидное

действие.

Мухи также легко контактируют с частицами дустов_

Ноги

мух

заканчиваются относительно

широкими пяти

члениковыми лапками с подушечками (пульвиллами),

которые служат присосками и помогают насекомым при

ползании даже по вертикальным стеклянным поверхно

стям. Захватыванию частиц препаратов также способст

вуют

волоски,

имеющиеся

на подушечках,

особенно

в связи с тем,

что волоски

покрыты

клейкой массой.

Расположенные

на лапках

органы осязания

и вкуса

[31] принуждают мух постоянно «ощупывать» относитель

но

большие плоскости

поверхностей,

на

которых

они


находятся. Поэтому на мух высокое инсектицидное дей
-ствие также оказывают поверхности, орошенные раство
рами или эмульсиями.							первую
Комары соприкасаются с поверхностями в
очередь через лапки. На последнем - пятом членике -
лапок имеются два			коготка. Под коготками			расположены
присоски,		хорошо	развитые	у Culex	и рудиментарные
у Aёdes [8]. Эти морфологические особенности позволяют
комарам, как и мухам, легко соприкасаться						с АДВ, оста
ющимся		на поверхностях		после нанесения различных
форм инсектицидов, в том числе растворов и эмульсий.
Приведенные примеры показывают, какими частями
тела насекомые в первую очередь соприкасаются с по
верхностями. Это так называемый контактный путь про
никновения инсектицидов.
Существуют еще два пути проникновения токсикантов
в организм членистоногих.
Кишечный путь - это когда яд попадает в организм
через кишечник, чаще всего вместе с отравленной при
манкой. Этот путь используется в медицинской дезин
секции лишь для уничтожения мух, тараканов и рыжих
домовых муравьев.			Вполне понятно,		что	«кишечный»
способ борьбы не может быть применен для уничтоже
ния насекомых-кровососов				(блохи, вши, комары, клопы
и др.). Впрочем Мазер, Линденман и					Вейер [141] случай
но обнаружили, что паразолидиновые препараты, широ
ко	применяемые в лечебной практике, сообщают крови
человека инсектицидные свойства в отношении платяных
вшей. В. Т. Осипян, В. Б. Каждан, И. Д.						Дунаева		[72],
Г. С. Мосинг [65], а также Л. А. Фаворова с соавторами
{106, 107] показали, что отечественный препарат бутадион
и зарубежные антуран и тандерил могут применяться
в борьбе с педикулезом в противоэпидемической практи
ке.	Таким образом, в этом случае				делается		попытка
использовать для борьбы с				кровососами кишечный путь
проникновения инсектицида.
Наконец, есть еще один путь: инсектициды проникают
через трахейную систему, попадая в нее в жидком виде
в силу капиллярности или вместе с воздухом при дыха
нии	[9]. Такой дыхательный, или фумигационный, способ
пригоден		для уничтожения		любых членистоногих.				При
этом способе используются инсектициды в газовой								фазе
и в виде		высокодисперсных аэрозолей.

На выбор форм препаратов также оказывает опреде ленное мияние степень токсичности избранного препа рата. Высокотоксичные вещества удобнее всего исполь зовать в газовой фазе и труднее всего в виде дустов. Это объясняется тем, что даже малые количества высо котоксичных веществ легко и относительно равномернее распределяются в газовой фазе. В то же время добиться равномерного распределения высокотоксичного вещества


в дусте более сложно. В этом отношении промежуточное
положение занимают пасты и эмульсии.
Высокая токсичность препаратов в ряде случаев вы
зывает необходимость создания		специальных форм пре
паратов, обеспечивающих	большую безопасность		при
употреблении токсикантов.	С этой целью осущестмяют
таблетирование, подкрашивание		и мелкую расфасовку.
Существенное и во многих		случаях определяющее

значение при выборе форм дезинфекционных препаратов имеют физико-химические свойства АДВ.

Прежде всего необходимо учитывать агрегатное со

стояние

АДВ

условиях

применения,

растворимость

в воде и органических веществах,

упругость насыщен

ных

паров. Если вещество может находиться только в га

зовом состоянии в

условиях применения,

то существенно

воЗ1Можным способом использования ямяется газация.

Вещества,

находящиеся

жидком или твердом состоя

нии,

могут применяться в

различных формах.

В частно

сти,

как для обеззараживания, так

и для . дезинсекции

могут быть использованы

растворы.

Наибольший инте

рес

как растворитель

(в

первую очередь для обеззара

живания)

предстамяет

вода.

Это

связано, во-первых,

с ее высокой

диэлектрической

проницаемостью, обуслов

ливающей

хорошую диссоциирующую

способность воды

и, во-вторых,

рядом

экономических

эксплуатацион

ных

качеств.

водой в

дезинсекции широко применяются

Наряду с

органические

растворители,

имеющие

сравнительно низ

кую

упругость

насыщенных

паров

при температурах

в пределах до 40-50°.

Использование

низкокипящих растворителей привело

бы к их быстрому

испарению и выпадению в осадок АДВ

до применения препаратов.

Вместе с

тем упругость паров

_растворителя,

по-видимому,

имеет значение

для актив

ности инсектицидов. Так,

по

данным

Ламера

и Хохберга

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 135 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Дезинфектология

ПОРОШКИ

СУСПЕНЗИИ