Aerosolii sunt particule solide sau lichide suspendate în aer cu dimensiuni cuprinse între 10 -7 și 10 -3 cm Particulele solide mai mari de 10 -3 cm sunt clasificate drept praf (vezi). Aerosolii din particulele solide se mai numesc și fum, iar aerosolii din particulele lichide se mai numesc și ceață. Aerosolii sunt clasificați în funcție de natura lor (organică, anorganică), toxicitatea și natura particulelor (bacteriene) și alte caracteristici. Pot avea multe eroziuni (toxice, radioactive, bacteriene etc.). influenta negativa asupra unei persoane la fel de direct (cauzând diverse boli), și indirect (reducerea transparenței, provocând moartea spațiilor verzi).

Pentru protecția personală împotriva aerosolilor nocivi, se folosesc pansamente speciale, (vezi), (vezi) și costume. Pentru curățarea aerului de aerosoli se folosesc diverse metode și dispozitive tehnice (filtre, cicloane etc.). Datorită faptului că aerosolii nocivi pătrund în organism în principal prin sistemul respirator și pot provoca boli în masă, măsurile de (a se vedea) de la poluarea industrială și de altă natură cu substanțe nocive sunt esențiale.

Aerosolii sunt utilizați pe scară largă în diverse zone medicament - aerosoliterapie (vezi), inhalare, etc. Aerosolii se obțin folosind dozatoare speciale, generatoare, bombe cu aerosoli și dame.

Aerosoli (greacă aer - aer și germană Sole, din latină solutio - dizolvare, soluție) - sisteme dispersate constând din particule mici (10 -3 -10 -7 cm) solide sau lichide suspendate în aer sau alte mediu gazos. Ele sunt împărțite în fum (suspensie de particule solide) și ceață (suspensie de particule lichide). Aerosolii se formează în conditii naturale(praf, ceata), in timpul exploziilor, macinarea, slefuirea, reactiile chimice, sublimarea, sunt create special cu ajutorul unor generatoare speciale. Aerosolii radioactivi sunt împărțiți condiționat în „activ scăzut” (activitatea particulelor mai mică de 10 -13 curii), „semi-fierbinți” (10 -13 -10 -10 curii) și „fierbinți” (mai mult de 10 -10 curii). Conform metodei de formare, ele sunt împărțite în naturale (formate în timpul dezintegrarii substanțelor radioactive naturale), bombă (în timpul explozii nucleare) și industriale (ca urmare a activităților instituțiilor și întreprinderilor care utilizează substante radioactive si surse radiatii ionizante). Aproximativ 90% dintre aerosolii din atmosferă au o dimensiune a particulelor mai mică de 0,5 microni (de obicei 0,005-0,035 microni).

Aerul spațiilor de lucru este de obicei dominat de particule de până la 10 microni (40-90% - mai puțin de 2 microni).

Alte condiții egale(grad de toxicitate etc.) valoare igienica aerosolii este determinată în primul rând de gradul de dispersie (dimensiunea particulelor) și concentrația în greutate (numărul de particule pe unitatea de volum de aer). Se determină natura și viteza de sedimentare a aerosolilor conditiile meteorologice, dimensiunea și forma particulelor, densitatea etc. Viteza de sedimentare a particulelor mai mari de 5 microni sub influența gravitației (fără a lua în considerare turbulența aerului și influența precipitațiilor) este determinată aproximativ de legea Stokes. Particulele mai mici de 5 microni se deplasează în conformitate cu legile mișcare brunianăși poate fi în aer perioadă lungă de timpîntr-o stare echilibrată. 1 cm 3 de particule de praf, al căror diametru este de 1 micron, are o suprafață totală a particulelor de ordinul a 6 m 2 . Această suprafață specifică imensă a aerosolilor foarte dispersați explică în mare măsură activitatea lor biologică ridicată. Unul dintre proprietăți importante aerosoli - prezența sarcinilor electrice (pozitive sau negative) pe particulele acestora.

Aerosoli găsi aplicare largăîn medicină (imunizare prin inhalare, aerosoliterapie, dezinfecție, dezinsecție și deratizare, igienă și studii toxicologice etc.), agricultură(aerosoli de insectifungicide etc.) și alte domenii ale științei și tehnologiei.

Pentru obținerea aerosolilor se folosesc pulverizatoare speciale, generatoare, bombe cu aerosoli și bombe cu aerosoli.

Cel mai important este efectul aerosolilor toxici asupra sistemului respirator. De regulă, aerosolii cu particule de dimensiuni semnificative (5-10 microni) sunt reținuți în bronhii, doar particulele mai mici pătrund în alveole. Particulele mai mici de 0,2 µm rețin puțin în alveole și sunt aproape complet eliminate în timpul expirației. În ciuda acestui fapt, ele pot prezenta un pericol semnificativ pentru sănătate. Aerosolii sub formă de plăci (mica, feldspat) sau fibre (fibre de sticlă sau minerale, fibre textile) pot pătrunde în alveole, având dimensiuni mari. Numărul de particule de aerosoli care rămân în plămâni depinde de caracteristicile acestora și poate atinge o magnitudine semnificativă (vezi Pneumoconioză). Intrarea în plămâni a particulelor radioactive „fierbinte” poate duce la necroza focală a celulelor. Aparent, este posibilă o degenerare malignă ulterioară a țesuturilor adiacente.

Pentru protecția împotriva aerosolilor dăunători, se folosesc aparate respiratorii speciale (vezi), măști de gaz (vezi) și costume (vezi. Îmbrăcăminte de protecție). Pentru a curăța aerul de aerosoli, un număr de metode speciale(vezi Protecția sanitară aerul atmosferic). Vezi și Praf, Deșeuri radioactive.

Lichid) particule suspendate în aer sau în orice alt mediu gazos. Totalitatea acestor particule - faza dispersată - se mișcă împreună cu mediul de dispersie a gazului. Particulele de aerosoli pot fi, de asemenea, deplasate în raport cu mediul însuși ca rezultat al mișcării browniene, mișcării dirijate sub acțiunea forțelor inerțiale, gravitației, câmp electric, presiune ușoară, sub influența diferenței de temperatură sau a concentrației de particule în diferite locuri ale sistemului.

Când particulele de aerosoli se ciocnesc, ele se coagulează cu formarea de acumulări de flocul (agregate) care se depun la suprafață. corp solid sau lichide. Cu toate acestea, particulele de aerosoli care poartă sarcini electrice cu același nume (în principal datorită adsorbției ionilor prezenți în faza gazoasă pe particulele de aerosoli) se resping reciproc și nu sunt predispuse la coagulare; un astfel de sistem este capabil să mențină stabilitatea agregativă pentru o perioadă lungă de timp. Proprietățile aerosolilor depind de dimensiunea și forma particulelor, ale acestora natura chimicași structura, mărimea și semnul sarcinii electrice, temperatura, presiunea, viteza și natura mișcării mediu gazos. Dimensiunile particulelor de aerosoli sunt aproximativ în intervalul de la 1 la 105 nm.

Aerosolii se formează prin dispersie (măcinare fină a bucăților relativ mari dintr-un corp solid, atomizare lichidă) sau prin condensarea vaporilor unei substanțe într-un mediu gazos inițial omogen (omogen).

LA ultimul caz ca urmare a acumulării spontane de molecule (fluctuații de densitate) în volumul vaporilor suprasaturați, se formează nuclee ale unei noi faze dispersate, care apoi se transformă în microparticule lichide sau solide stabile. Dispersia duce la educație praf atmosfericîn proces de intemperii stânci, eroziunea solului, erupții vulcanice; în mod similar, poluarea cu aerosoli se formează în timpul prelucrării mecanice materiale de construcții, exploatarea mineralelor solide, producerea și prelucrarea produselor sub formă de pulbere. dispersie folosind diverse mijloace pulverizare, primesc aerosoli cu o fază lichidă dispersată pentru diverse scopuri industriale și casnice. Prin condensare în condiții naturale, când aerul atmosferic este suprasaturat cu umiditate, apar nori și ceață. Cu arderea incompletă a combustibilului și în unele procese chimice se formează fum - aerosoli cu microparticule solide, în atmosfera zonelor industriale nefavorabile mediului - smog cu particule de aerosoli eterogene care sunt atât în ​​stare lichidă, cât și în stare solidă de agregare.

Aerosolii sunt larg distribuiti în natură (a se vedea, de exemplu, Aerosoli atmosferici), joacă mare rolîn diferite procese tehnologice, afectează sănătatea și viața de zi cu zi a unei persoane. Sub formă de aerosoli, vopselele și lacurile sunt folosite pentru a crea acoperiri decorative și de protecție în inginerie mecanică și construcții. Prin pulverizarea cu ajutorul duzelor, combustibilii lichizi și solizi sunt transformați într-un aerosol atunci când sunt arse în căldură. centrale electrice, motoare cu reactie. Cutiile de aerosoli cu diverse substanțe chimice de uz casnic sunt utilizate pe scară largă Viata de zi cu zi persoană. Sub formă de aerosoli se folosesc produse de uz casnic pentru combaterea insectelor și a dăunătorilor din agricultură, unele produse de parfumerie și igienă, medicamente (terapie cu aerosoli), dezinfectanți etc.. Capacitatea aerosolilor de a împrăștia și absorbi lumina este folosită în afaceri militare (mascarea fumului) și pirotehnica (fumuri colorate).

Dăunător pentru sănătate aerosoli care apar în lucrările subterane în timpul exploatării miniere carbune tareși materii prime minereu, în magazinele de fabrică ale întreprinderilor metalurgice și chimice, în timpul sabării, arderii combustibilului sau a deșeurilor organice din producție și consum. Ele poluează aerul și, acționând asupra căilor respiratorii și piele uman, poate provoca boli acute și cronice (inclusiv diverse pneumoconioze). Deosebit de nocivi pentru sănătate sunt aerosolii radioactivi (vezi articolul Particule fierbinți), precum și aerosolii care conțin agenți patogeni, substanțe chimice toxice. Un mare pericol este praful inflamabil și exploziv (de exemplu, cărbune, făină, lemn, bumbac, aluminiu), care se poate forma în minele de cărbune, precum și în măcinarea făinii, prelucrarea lemnului, textile și alte întreprinderi care prelucrează materiale vrac și praf. .

Există multe mijloace eficiente protecție împotriva aerosolilor dăunători: de la filtrele de aer industriale și diferite tipuri de absorbante (vezi Îndepărtarea prafului, Îndepărtarea ceață) la mijloace individuale protectie (mască de gaz, respirator pentru praf etc.). În lupta împotriva aerosolilor foarte dispersi, filtrul Petryanov este foarte eficient - un strat de material nețesut format din filamente subțiri de polimer care prinde particulele de aerosoli. origine diferită. in orice caz problemă majoră producție modernă, în multe cazuri rezolvată cu succes, rămâne crearea și dezvoltarea unui astfel de procese tehnologice, la care formarea poluării cu aerosoli ar fi complet exclusă.

Procesele de formare și distrugere a aerosolilor în spațiul înconjurător, inclusiv în spațiul cosmic, nu se opresc niciodată. Într-un an, aproximativ 20 de tone de diverse solide și substanțe lichide la 1 km2 suprafața pământului. Particulele de aerosoli intră în atmosferă de la suprafața pământului, corpuri de apă deschise, din spațiu. Distrugerea aerosolilor diverse origini iar compoziția apare în mod natural sau este cauzată artificial. Principalele procese care conduc la degradarea aerosolilor sunt sedimentarea particulelor de aerosoli mărite sub acțiunea forțelor gravitaționale sau centrifuge și depunerea particulelor pe suprafața unui solid sau lichid sub acțiunea forțelor atractive de natură moleculară sau electrostatică, precum si evaporarea particulelor daca sunt formate din substante volatile.

Aerosolii de un tip pot fi utilizați pentru a distruge alte tipuri de aerosoli. De exemplu, în minele de cărbune, zonele cu praf de cărbune nociv și exploziv sunt pulverizate cu un spray apos (de obicei cu aditivi surfactanți) care se obține cu ajutorul pulverizatoarelor speciale. Picăturile de apă captează particulele de cărbune și, împreună cu acestea, se depun pe cărbune spart, pereții minelor și alte suprafețe, curățind mediul. spațiu aerian. Un alt exemplu: inducerea artificială a ploii prin pulverizarea de reactivi chimici în norii atmosferici, inițierea procesului de mărire a micropicăturilor de apă.

Lit .: Green H., Lane V. Aerosoli - praf, fum, ceata. L., 1969; Rudenko KG, Kaminkov AV Desprăfuirea și colectarea prafului în prelucrarea mineralelor. a 3-a ed. M., 1987; Petryanov Sokolov I. V., Sutugin A. G. Aerosoli. M., 1989; Shchukin E.D., Pertsov A.V., Amelina E.A. chimia coloidală. M., 1992. S. 328-335; Zimon A.D. Aerosoli, sau Genie, a scăpat din sticlă. M., 1993.

Aerosolii de condensare includ și aerosolii formați în timpul reacțiilor chimice și fotochimice în faza gazoasă, de exemplu, în producerea de Si și Ti prin hidroliza lor termică într-o flacără. Cel mai important dintre acești aerosoli este smogul, care apare în atmosferă ca urmare a reacții fotochimiceîntre impurități gazoase sub lumina intensă a soarelui. O caracteristică a produselor reacțiilor chimice este posibilitatea unui efect catalitic al particulelor condensate asupra transformării. materii prime. Aerosolii de condensare se pot forma și din cauza evaporării corpurilor, inclusiv ca urmare a expunerii la radiații laser, urmată de condensarea vaporilor.

Aerosolii de dispersie cu particule solide (praf) se formează în atmosferă în condiții naturale, precum și în mine, turnarea pulberilor (făină, cretă) etc. Aerosolii cu o fază lichidă dispersată (uneori numite spray-uri) apar din dezintegrarea jeturilor sau a peliculelor de lichid, de exemplu, atunci când lichidul este pulverizat în motoare. combustie interna. Important cazuri practice formarea aerosolilor lichizi - pulverizarea sub influența unei surse de vibrații acustice situate în ea, distrugerea jeturilor atunci când sunt expuse la un câmp potențial electric.

Adesea există aerosoli amestecați, constând din particule de origine diferită. Astfel, în timpul distrugerii explozive, de regulă, substanța este dispersată și evaporată, urmată de condensarea vaporilor și formarea de aerosoli.

Principalele caracteristici. Mediul de dispersie este caracterizat compoziție chimică, temperatura, presiunea, gradul de ionizare, parametrii câmpurilor fizice externe, câmpul vitezei curgerii, prezența turbulenței și parametrii acesteia, prezența și magnitudinea gradienților de temperatură și a componentelor. Cei mai importanți parametri faza dispersată a aerosolilor - fracție de volum particulele și lor fractiune in masa, numărul de particule pe unitate de volum (concentrație de numărare) n p, dimensiunea medie particule dp si ea incarcare electrica. Parametrii fazei dispersate a aerosolilor atmosferici la temperatura si presiune normale sunt: ​​d p 5*10 8 -10 -2 cm, p p 1-10 8 cm -3 , 10 -18 -10 -1 , 10 -19 În atmosfera superioară etc\u003d 10 5 -10 14 cm -3, 10 -19 -10 -33, Alături de valorile medii, faza dispersată se caracterizează prin distribuția particulelor în funcție de dimensiune și de mărimea sarcinii electrice (aceasta din urmă chiar și pentru aerosoli monodispersi). Dacă substanța fazei dispersate este radioactivă, este de asemenea necesar să se cunoască activitatea specifică a particulelor.

Interacțiunea dintre faza dispersată și mediul de dispersie este determinată de procesele de transfer de masă, energie, impuls, sarcină electrică etc., precum și fenomene la limita de fază. Procesele de transfer sunt descrise prin ecuații, vedere de capăt care depinde de numărul Knudsen Kp = , unde este calea liberă medie a moleculelor de gaz, dp- diametrul particulelor de aerosoli La Kp 1 și, prin urmare, dp mediul de dispersie poate fi considerat continuu; în acest caz se vorbeşte de un regim continuu de procese de transfer.Dacă Kp 1, aerosolii pot fi consideraţi ca un amestec de două gaze, moleculele unuia dintre care - particulele de aerosoli - sunt mult mai grele decât mediul de dispersie. Într-un astfel de sistem, procesele de transfer sunt descrise folosind ecuațiile teoriei gaz-cinetice (așa-numitul regim molecular liber). În cele din urmă, la Kp 1 (diametrul particulei la presiune atmosferică 0,01-1,0 µm) procesele de transfer sunt calculate prin metode aproximative ale dinamicii rarefiate (mod tranzitoriu). Precizia ecuațiilor care descriu procesele de transfer în regimurile moleculare libere și continuum la limitele intervalului de mărime a particulei indicat, care determină valorile Kp, este de aproximativ 10%. Procesele de transfer în aerosoli sunt afectate de mișcarea particulelor față de mediu sub influența externă. forțe sau prin inerție; se caracterizează prin numărul Mach Ma= , unde și p-viteza particulelor fata de mediu, -viteza mișcarea termică mediu inconjurator. Când se analizează natura transferului de impuls, numărul Reynolds Re = 4Ma/Kn este adesea folosit în locul numărului Mach.

Proprietăți Cele mai importante proprietăți ale aerosolilor sunt capacitatea particulelor de a rămâne în suspensie, de a se mișca predominant. ca un întreg și se lipesc unul de celălalt sau de orice suprafață cu o probabilitate egală cu unu la ciocnire. Într-un mediu în repaus, particulele de aerosoli sunt menținute în suspensie în câmpul gravitațional datorită propriei lor. mișcarea termică, a cărei energie pentru particule de orice masă este egală cu 3/2 kT, Unde k- constanta lui Boltzmann, T - temperatura absolută, și datorită schimbului de energie cu moleculele mediului. Distribuția înălțimii particulelor este de obicei caracterizată de parametru (înălțimea Perren), unde

Accelerația datorată gravitației este masa particulei. Pentru particule suficient de mici, când H p depășește cu mult dimensiunea lor liniară, energia mișcării termice este suficientă pentru a menține particulele în suspensie chiar și în absența unui mediu de dispersie. Dacă dimensiunea particulelor este comparabilă cu HP sau mai mult decât acesta, atunci pentru a menține particulele în suspensie, este necesar energie suplimentară obţinute prin ciocniri cu moleculele mediului. Raportul dintre aceste două tipuri de energie este caracterizat de numărul Schmidt, unde este concentrația de molecule de gaz, este lungimea drumului lor liber. Pentru Sc 10 5, contează doar schimbul de energie între particule și mediu. La 10 7 D pT și mediu D T . Valoarea se numește gradul de curgere, - gradul de antrenare a particulelor. Capacitatea particulelor de aerosoli de a rămâne în suspensie fără aplicarea unui efect perturbator mediu de dispersie distinge aerosolii de un pat fluidizat (fierbe), care este, de asemenea, un sistem în două faze cu un mediu de dispersie gazoasă.

Particulele de aerosoli se pot deplasa în raport cu mediul, în principal sub influența câmpurilor externe, cum ar fi câmpul gravitațional în care se depun particulele, precum și forțele inerțiale (dacă mediul se mișcă cu o viteză accelerată), gradienții de temperatură și concentrație. Viteza particulelor este determinată de ext. forța și forța de rezistență a mediului la mișcarea particulelor. În cele mai multe cazuri, aceste forțe se echilibrează între ele, iar particulele se mișcă împreună viteza constanta; numai în medii cu turbulențe puternice și în câmpuri acustice mișcarea este accelerată. Raportul de viteză v a mișcării staționare a unei particule față de forța care acționează asupra acesteia se numește mobilitate a particulei LA.În modul continuu , unde este vâscozitatea mediului (formula Stokes). Această formulă vă permite să calculați Înăuntru cu cu o precizie de până la 10% pentru Kp\u003e 0,1 și Re A 1 Kp), unde A 1 este o constantă empirică. În modul molecular liber la Kp > 10 B = (Ai + Q/3) (formula lui Epstein), unde Q este o altă constantă empirică. Tranzitoriu de calculat LA au fost propuse o serie de formule empirice, dintre care formula Millikan este cea mai comună: , unde b - constantă empirică. Pentru picăturile de ceață de ulei, de exemplu, în formula Epstein ( A 1 + Q) = 1,154, în formula Millikan A 1 = 1,246, Q = 0,42, b = 0,87. Sens LA determină coeficientul de difuzie termică a particulelor D=kTB, numit uneori prin coeficientul de difuzie brownian.

Dacă există gradienți de temperatură în mediul de dispersie sau particulele de aerosoli se deplasează chiar și în absența mediului extern. forte; fenomenele corespunzătoare se numesc termo- şi difuzioforeză. În modul molecular liber, termoforeza este similară cu difuzia termică; în modul continuum, se datorează forței tangențiale care acționează asupra particulei din cauza apariției unui flux de gaz (alunecare termică) în apropierea suprafeței încălzite neomogen a particulei. caz special termoforeză - fotoforeză: mișcarea particulelor sub acțiunea iradierii luminii. Acest efect se datorează încălzirii neuniforme a particulelor și a mediului, în principal datorită capacității lor diferite de a reflecta și absorbi lumina. Foreza de difuzie datorată unui gradient la o presiune totală constantă are loc, de exemplu, lângă suprafețe sau condens.

Particulele de aerosoli mai mici de 1 µm aderă întotdeauna la suprafețele solide atunci când se ciocnesc de acestea. Ciocnirea particulelor între ele în timpul mișcării browniene duce la coagularea aerosolului. Pentru aerosoli monodispersi cu particule sferice, rata de coagulare dn / dt \u003d - Kp 2, unde n este numărul de particule pe unitatea de volum, La-t. numit coeficient Coagularea browniană. În modul continuu La calculat conform formulei Smoluchovsky, în greutate moleculară liberă - conform formulei , Unde și R - viteza medie mișcarea termică a particulelor de aerosoli, este un coeficient care ține cont de influența forțelor intermoleculare și pentru diverse substante având o valoare de la 1,5 la 4. Pentru modul de tranziție, formulele exacte de calcul La nu exista. Pe lângă mișcarea browniană, coagularea aerosolului poate avea și alte cauze. Așa-numita coagulare în gradient se datorează diferenței de viteze ale particulelor în fluxul de forfecare; cinematic - viteză diferită mișcarea particulelor în raport cu mediul (de exemplu, într-un câmp gravitațional); turbulent și acustic - prin faptul că particulele dimensiune diferită vin împreună și se ciocnesc, fiind înăuntru grade diferite purtat de pulsatii sau vibratii sonore mediu (ultimele două motive sunt semnificative pentru particulele inerțiale cu o dimensiune de cel puțin 10 -6 m). Viteza de coagulare este afectată de prezența unei sarcini electrice asupra particulelor și a câmpurilor electrice externe.

Particulele de aerosoli sunt capabile să dobândească o sarcină electrică dacă sunt formate prin condensare pe ioni. Particulele neîncărcate pot capta ioni de gaz care se deplasează într-o direcție către particule într-un câmp extern sau care se difuzează într-un mediu. Particulele dispersate pot dobândi, de asemenea, o sarcină în procesul de formare - atunci când lichidele sunt pulverizate (efect baloelectric) sau pulberile sunt pulverizate (efect triboelectric), când sunt iluminate (efect fotoelectric), dezintegrare radioactivă etc. În aerosolii generați de temperatura ridicata, de exemplu, în timpul evaporării și condensării ulterioare a vaporilor, sarcinile pe particule apar și ca rezultat al emisiei termoionice sau termoionice.

Aerosolii au o împrăștiere pronunțată a luminii, a cărei regularitate este determinată de intervalul de valori ale parametrului, unde este lungimea de undă a radiației. La > 1, secțiunea transversală a împrăștierii luminii crește odată cu scăderea dimensiunii particulelor. Cu o scădere, secțiunea transversală devine proporțională. Prin urmare, particulele foarte dispersate împrăștie slab radiația vizibilă și, cu atât mai mult, IR. Pentru o dimensiune fixă ​​a particulelor, secțiunea transversală de împrăștiere a luminii scade proporțional cu 0. Când lumina este împrăștiată de particule de aerosoli, starea de polarizare a radiației se schimbă. Măsurătorile împrăștierii luminii și a stării de polarizare a luminii împrăștiate sunt utilizate pentru a determina dimensiunile particulelor și distribuțiile de mărime. Vezi si

La cuvântul „aerosol” ne imaginăm de obicei un spray din care se pulverizează ceva util - fie un remediu pentru gândaci și muște, fie un medicament pentru gât. Această idee este, în principiu, adevărată, dar doar parțial.

Pentru început, să ne dăm seama ce semnificație are cuvântul „aerosol” în general. Din punct de vedere al fizicii, un aerosol este un fel de sistem dispers. Ce este un sistem dispersat? Această combinație corpuri fizice(în acest caz se numesc faze), care sunt în diferite stări de agregare (solid, lichid sau gazos) sau chiar într-una singură (cu excepția cazurilor în care ambele corpuri sunt gazoase - în acest caz, un sistem dispers nu va funcționa), dar ele fac nu se amesteca intre ele si nu intra in reactie chimica, iar una dintre ele (se numește fază dispersivă) este distribuită uniform în al doilea (mediu de dispersie). starea de agregare fiecare dintre aceste două componente determină doar tipul de aerosoli.

Deci, dacă mediul dispersat este gazos, iar faza dispersată este lichidă sau solidă distribuită în el, acesta este un aerosol. Mai exact, va fi unul dintre cele două tipuri de aerosoli și le întâlnim aproape în fiecare zi. Așadar, norii care plutesc deasupra pământului sau ceața care acoperă văile în ora dinaintea zorilor sunt, de asemenea, aerosoli. În acest caz, cele mai mici picături de lichid sunt suspendate într-un mediu de dispersie gazoasă. Ceva similar poate fi observat lângă fântâni sau cascade.

Fumul este și un aerosol, în acest caz, faza dispersată suspendată în aer este reprezentată de cele mai mici particule solide de combustibil nears. Și chiar și praful din aer este tot un aerosol! Un astfel de aerosol se numește dispersie grosieră. Polenul suspendat în aer în timpul înfloririi, bântuind pe cei care suferă de alergii, este, de asemenea, un aerosol.

Dar acesta nu este cel mai surprinzător. Aerosolii sunt... vii! Acest lucru se poate spune dacă sunt împrăștiate în aer particule solide sunt microorganisme precum bacteriile. Pentru prima dată, un fenomen similar a fost descoperit de omul de știință francez Louis Pasteur - explicând în acest fel cum boală infecțioasă poate fi transmis prin picături în aer. Un astfel de „aerosol viu” se numește altfel aeroplancton, iar aceste bacterii au fost găsite nu numai lângă suprafața pământului, ci și la o înălțime suficientă - 70 km deasupra suprafeței Pământului! Deci, ne-am dat seama mai mult sau mai puțin de aerosoli în natură, dar ce fel de aerosoli creează o persoană în beneficiul său?

În primul rând, aerosolii sunt folosiți în medicină. Chiar și în cele mai vechi timpuri, încăperile în care erau ținuți bolnavii erau fumigate cu fumul generat în timpul arderii plantelor medicinale. A adus un anumit beneficiu, dar în vremea noastră sunt mai multe moduri eficiente precum inhalarea. Soluția de medicament este fie încălzită, fie supusă unui alt efect (de exemplu, ultrasunete), în urma căruia se transformă într-un aerosol, pe care pacientul îl inhalează. Medicamentul pătrunde astfel adânc în Căile aeriene- acest lucru este indispensabil, de exemplu, în tratamentul bronșitei. O altă modalitate de a transforma un medicament într-un aerosol este atomizarea lichidului cu un atomizor, un dispozitiv care funcționează datorită unei diferențe de presiune. Un aerosol poate fi folosit pentru a trata un punct dureros „țintit” - de exemplu, un antibiotic sub formă de aerosol care este pulverizat pe gât, chiar și pentru femeile însărcinate. În același timp, nu este la fel de dureros ca lubrifierea gâtului cu medicamente.

Sub formă de aerosoli, se folosesc nu numai medicamente, ci și deodorante, otrăvuri de insecte deja menționate, vopsea și chiar arme (cartușe de gaz). Și un alt tip de aerosoli, din păcate, creat de om, este smogul.

MINISTERUL SĂNĂTĂȚII AL FEDERĂȚIA RUSĂ

AUTORIZARE FARMACOPEIANĂ GENERALĂ

Aerosoli si spray-uri OFS.1.4.1.0002.15

În loc de art. GF XI "Aerosoli"

Aerosoli - formă de dozare, care este o soluție, emulsie sau suspensie substanțe active propulsor presurizat într-un pachet sigilat (bidon de aerosoli) echipat cu un sistem de pulverizare cu supapă care eliberează medicament sub formă de dispersie de particule solide sau lichide într-un gaz, a căror dimensiune corespunde căii de administrare.

Spray-urile sunt aerosoli fără propulsor al căror conținut este eliberat de presiunea aerului generată de un atomizor mecanic de tip pompă sau prin comprimarea unui pachet de polimer. În comparație cu aerosolii, spray-urile sunt un sistem mai grosier.

Aerosolii sunt bifazici (gaz și lichid) sau trifazice (gaz, lichid și solid sau lichide). Aerosolii bifazici constau dintr-o soluție a substanței active într-un propulsor lichefiat cu adaos de solvenți pentru a asigura solubilitatea substanțelor active. Aerosolii trifazici constau dintr-o suspensie sau emulsie de ingrediente active și un propulsor.

Aerosolii trifazici includ aerosoli de spumă, care sunt emulsii care conțin ingrediente active, agenți tensioactivi, solvenți apoși sau neapoși și propulsori. Dacă propulsorul face parte din faza dispersată (emulsie ulei-în-apă), atunci când conținutul este eliberat, se formează o spumă stabilă.

Spray-urile sunt sisteme monofazate (lichid) sau bifazate (lichid și solid sau lichid).

CARACTERISTICI TEHNOLOGICE

Excipienți ca parte a aerosolilor și spray-urilor (solvenți, propulsori, agenți tensioactivi, formatori de peliculă, agenți de aromatizare, conservanți antimicrobieni, antioxidanți etc.) trebuie să fie avizați pentru uz medical, să ofere caracteristicile tehnologice optime ale formei de dozare, să fie compatibile cu alte componente ale forma de dozare și ambalajul materialului. Excipienții din compoziția aerosolilor pentru inhalare nu ar trebui să afecteze negativ funcția membranei mucoase a tractului respirator.

Solvenți: apă, alcool etilic, uleiuri grase de origine vegetală și animală, uleiuri minerale, glicerină, acetat de etil, clorură de etil, propilen glicol, dimexid (dimetil sulfoxid), polietilen oxizi cu diverse greutăți moleculare, compuși polisiloxani, etil celuloză etc.

Surfactanți: polisorbați (tweens), spume, pentol, preparat OS-20, ceară de emulsie, emulgator nr. 1, emulgator T-2, alcooli primari grași sintetici, săruri de trietanolamină acizi grași, acid oleic etc.

Formatori de film: derivați ai celulozei, acidului acrilic etc.

Corrigenți: zahăr, acid de lamaie, sorbitol, uleiuri esențiale, timol, mentol etc.

Conservanti antimicrobieni: parahidroxibenzoat de metil, parahidroxibenzoat de propil de sodiu, parahidroxibenzoat de etil, acizi sorbic și benzoic, benzoat de sodiu, etoniu, catamină AB etc.

Antioxidanți: hidroxitoluen butilat, hidroxianisol butilat, vitamina E, acid ascorbic etc.

Propulsori (utilizați în aerosoli): gaze lichefiate, cum ar fi hidrocarburile parafinice cu greutate moleculară mică, cum ar fi propanul și butanul, gazele comprimate precum azotul, protoxidul de azot, dioxidul de carbon și hidrocarburile halogenate (freoni sau freoni). Amestecuri de combustibili pot fi folosite pentru a crea caracteristici fizico-chimice optime ale aerosolului.

Aerosolii și spray-urile sunt plasate într-un pachet, care trebuie să fie dintr-un material care este inert în raport cu conținutul pachetului: metal, sticlă, plastic sau combinații ale acestora. Recipientele din sticlă cu aerosoli trebuie protejate cu un strat de plastic. Cutiile de aerosoli trebuie să reziste la o presiune internă de cel puțin 1 MPa la 20 ºС.

În funcție de tipul și scopul ambalajului, acesta trebuie să fie echipat cu un dispozitiv de pulverizare. acțiune continuă(aerosoli și spray-uri necontorizate) sau dispozitiv de pulverizare de dozare (aerosoli și spray-uri măsurate). Materialele utilizate la fabricarea dispozitivelor de pulverizare (plastic, cauciuc, metal) trebuie să fie inerte în raport cu conținutul ambalajului.

Dispozitivul de pulverizare trebuie să regleze eliberarea conținutului pachetului în timpul utilizării: viteza și caracterul complet al eliberării, dimensiunea particulelor dispersiei, uniformitatea dozării. Dispozitivul de distribuție cu supapă pentru aerosoli trebuie să asigure etanșeitatea ambalajului atunci când nu este utilizat.

TESTE

În funcție de forma de dozare, controlul calității aerosolilor și spray-urilor include o evaluare a presiunii din ambalaj, etanșeitatea ambalajului, verificarea supapei, determinarea procentului de ieșire a conținutului pachetului, greutate medie doza, numarul de doze per pachet, uniformitatea dozei, uniformitatea masei. Pentru aerosolii neinhalatori și spray-urile care conțin o suspensie de substanțe active se determină dimensiunea particulelor, pentru aerosolii de inhalare - fracția respirabilă.

Pentru aerosoli și spray-uri, care sunt emulsii și suspensii, separarea în timpul depozitării este permisă, dar acestea trebuie să fie ușor reemulsionate și resuspendate cu agitare pentru a asigura distributie uniforma ingredient activ dintr-un medicament.

Aerosolii destinați inhalării trebuie să respecte.

Presiunea de ambalare

Măsurarea presiunii se efectuează numai pentru aerosoli în care gazele comprimate sunt propulsoare.

Pachetele se pastreaza la temperatura camerei timp de 1 oră și un manometru (clasa de precizie 2,5) măsoară presiunea din interiorul ambalajului, care trebuie să îndeplinească cerințele articolului din farmacopee sau ale documentației de reglementare, dar nu trebuie să depășească 0,8 MPa (8 kgf/cm2).

Etanșeitatea ambalajului(pentru aerosoli)

Metoda 1. Cutia de aerosoli fără capac și atomizor sau duză este complet scufundată într-o baie de apă la o temperatură de (45 ± 5) ° C timp de nu mai puțin de 15 minute și nu mai mult de 30 de minute pentru un recipient de sticlă și nu mai puțin de 10 minute și nu mai mult de 20 de minute pentru metal. Stratul de apă de deasupra tijei supapei trebuie să aibă o grosime de cel puțin 1 cm. Nu trebuie observate bule de gaz.

Metoda 2. Selectați 12 pachete de aerosoli neutilizate anterior. Fiecare pachet fără capac și atomizor sau duză este cântărit cu cel mai apropiat 0,001 g ( m 0) și lăsat în poziție verticală la temperatura camerei timp de cel puțin 3 zile. Cutia de aerosoli este apoi cântărită din nou cu cea mai apropiată 0,001 g ( m 1).

Înregistrați durata testului în ore ( T).

Pachetul de aerosoli este eliberat din conținut în conformitate cu metoda specificată în monografie sau în documentația de reglementare. Se cântărește pachetul gol cu ​​cea mai apropiată 0,001 g ( m 2), calculați greutatea medie a conținutului cu cel mai apropiat 0,001 g ( m 3) conform formulei:

n– numărul de cutii de aerosoli testate.

Calculați rata de scurgere a conținutului pachetului în grame pe an ( Vm) conform formulei:

Calculați rata de scurgere a conținutului pachetului pe an ca procent din masa medie ( V%) conform formulei:

Dacă nu se prevede altfel în monografie sau în documentația normativă, rata medie anuală de scurgere pentru 12 pachete nu trebuie să depășească 3,5% din greutatea medie a conținutului pachetului și pentru niciunul dintre acestea să nu depășească 5,0%. Dacă pentru cel puțin un pachet rata de scurgere depășește 5,0% pe an, dar pentru niciunul dintre pachete nu depășește 7,0%, testul de scurgere se efectuează pe 24 de pachete suplimentare. Nu mai mult de 2 din 36 de pachete pot avea o rată de scurgere mai mare de 5,0% și niciunul dintre ele nu va avea o rată de scurgere mai mare de 7,0% pe an.

Dacă masa conținutului unui pachet este mai mică de 15 g, rata medie de scurgere pentru 12 pachete nu trebuie să depășească 525 mg/an și niciunul dintre ele nu trebuie să depășească 750 mg/an. Dacă pentru cel puțin un pachet rata de scurgere depășește 750 mg/an (dar nu mai mult de 1,1 g/an), atunci testul de scurgere se efectuează pe 24 de pachete suplimentare. Nu mai mult de 2 pachete din 36 pot avea o rată de scurgere mai mare de 750 mg/an și nicio rată de scurgere nu trebuie să depășească 1,1 g/an pentru orice pachet din 36.

Ieșire a conținutului pachetului

Testul se efectuează pentru aerosoli și spray-uri necontorizate. Pachetul este cântărit împreună cu un pulverizator sau duză cu o precizie de 0,01 g ( m 4). Prin apăsarea pulverizatorului sau a duzei, scoateți tot conținutul din ambalaj și cântăriți din nou pachetul împreună cu pulverizatorul sau duza cu o precizie de 0,01 g ( m 5).

Randament procentual de conținut ( X) se calculează prin formula:

Unde m 6 - masa conținutului indicată pe etichetă, g (sau obținută prin înmulțirea volumului nominal cu densitatea medicamentului).

Dacă în monografie sau în documentația normativă nu se specifică altfel, procentul de eliberare a conținutului ambalajului trebuie să fie de cel puțin 90%, iar rezultatul este media aritmetică obținută la determinarea procentului de eliberare a conținutului din 3 pachete.

Uniformitatea masei dozei

Testul se efectuează pentru aerosoli cu doză măsurată și spray-uri care conțin soluții. Testul pentru aerosoli de inhalare se efectuează în conformitate cu (Testul „Uniformitatea dozei eliberate”).

Se eliberează o doză și se aruncă. După cel puțin 5 secunde, agitați ambalajul timp de 5 secunde, eliberați din nou și aruncați o doză. Repetați procedura indicată de încă 3 ori, dacă nu se indică altfel în monografie sau în documentația normativă. Cântăriți pachetul. Agitați ambalajul timp de 5 secunde, eliberați și aruncați o doză, cântăriți din nou ambalajul. Masa dozei eliberate se calculează din diferență.

Testul se repetă pentru încă 9 doze specificate în monografie sau documentația normativă. Calculați doza medie de masă și abaterea valori individuale din greutatea medie a dozei.

Se consideră că medicamentul a trecut testul dacă nu mai mult de 1 din 10 mase individuale se abate de la masa medie cu mai mult de 25%, dar nu mai mult de 35%. Dacă 2 sau 3 rezultate nu se încadrează în intervalul 75-125%, testul se repetă cu alte 20 de doze. Nu mai mult de 3 din 30 de valori pot fi în afara intervalului 75 - 125%, iar toate valorile trebuie să fie între 65 și 135%.

Numărul de doze per pachet

Testul se efectuează pentru aerosoli și spray-uri cu doză măsurată.

Metoda 1 Eliberați conținutul unui pachet, eliberând doze la intervale de cel puțin 5 s. Se înregistrează numărul de doze eliberate.

Este permisă efectuarea testului concomitent cu determinarea uniformității dozării.

Metoda 2 Pachetul este cântărit împreună cu un pulverizator sau duză cu o precizie de 0,01 g ( m 2). Prin apăsarea pe pulverizator sau duză, tot conținutul este eliberat din ambalaj și pachetul este din nou cântărit împreună cu pulverizatorul sau duza cu o precizie de 0,01 g ( m 5).

Numărul mediu de doze ( n cf) într-un pachet se calculează prin formula:

Unde m cf este greutatea medie a unei doze, g.

Numărul de doze obținute în urma testului nu trebuie să fie mai mic decât cel indicat pe etichetă.

Dimensiunea particulelor

Testul se efectuează pentru aerosoli și spray-uri fără inhalare care conțin o suspensie de substanțe active. Metodele de determinare și cerințele pentru dimensiunea particulelor trebuie specificate în monografie sau în documentația normativă.

Fracție respirabilă

Testul se efectuează pentru aerosoli de inhalare în conformitate cu .

Dozare uniformă

Testul se efectuează pentru aerosoli și spray-uri cu doză măsurată care conțin emulsii sau suspensii. Testul pentru aerosoli de inhalare se efectuează în conformitate cu.

Controlul acestui indicator ar trebui efectuat nu numai pentru dozele eliberate dintr-un pachet, ci și pentru dozele primite din diferite pachete. Procedura de selectare a dozei ar trebui să includă selecția dozelor la începutul, la mijloc și la sfârșitul utilizării medicamentului.

Testul se efectuează folosind un aparat sau un aparat capabil să rețină cantitativ doza eliberată de dispozitivul de nebulizare. Agitați ambalajul timp de 5 secunde, eliberați și aruncați o doză. După cel puțin 5 secunde, agitați din nou ambalajul timp de 5 secunde, eliberați și aruncați o doză. Repetați procedura indicată de încă 3 ori, dacă nu se indică altfel în monografie sau în documentația normativă. După 5 secunde, o doză este eliberată în receptorul aparatului. Conținutul recipientului este colectat prin spălări succesive și se determină conținutul de substanță activă din spălările combinate.

Testul se repetă pentru încă 9 doze specificate în monografie sau documentația normativă.

Medicamentul trece testul dacă 9 din 10 rezultate sunt între 75% și 125% din medie, iar toate rezultatele sunt între 65% și 135%. Dacă 2 sau 3 rezultate nu se încadrează în intervalul 75-125%, testul se repetă cu alte 20 de doze. Nu mai mult de 3 din 30 de valori pot fi în afara intervalului 75 - 125%, iar toate valorile trebuie să fie între 65 și 135%.

Pentru aerosoli și spray-uri care conțin mai multe substanțe active, trebuie efectuat un test de dozare uniform pentru fiecare substanță.

PACHET

În conformitate cu cerințele.

MARCARE

În conformitate cu cerințele. Etichetarea aerosolilor ar trebui să includă etichete de avertizare: „A se ține departe de sistemul de încălzire și direct razele de soare”, „Nu deschide”, „Protejați împotriva picăturilor și loviturilor” și altele, dacă este necesar.

DEPOZITARE

În conformitate cu cerințele. Ambalat pentru a asigura stabilitatea până la data de expirare declarată medicament, într-un loc ferit de lumină la o temperatură de 8 până la 15 ° C, cu excepția cazului în care se indică altfel în monografie sau în documentația de reglementare.