Ультрафиолет и немного Того

Российская компания «Клеофас инжиниринг» поставила в африканскую страну Того свою инновационную установку для бактерицидной обработки воды, воздуха и поверхностей.

Пока это опытный коммерческий образец, и работает он в деморежиме, но компания готовится наладить регулярные поставки в эту западноафриканскую страну и планирует уже в ближайшее время выйти со своим оборудованием на рынок ЮАР, Индии и Вьетнама.

Действие установки, разработанной коллективом «Клеофас инжиниринг» (резидент «Сколково»), основано на бактерицидном воздействии ультрафиолетовых ламп. Что же здесь инновационного, возможно, спросите вы, ведь о способности ультрафиолета оказывать разрушительное действие на бактерии и грибки известно давно, а кварцевыми лампами стерилизуют помещения с XIX века. Системы для обеззараживания воды в домах и квартирах тоже продаются.

Такой метод уничтожения микробов основан на способности ультрафиолетовых квантов разрушать биологические молекулы, в частности, ДНК и белки. «Наше солнце — вот главная ультрафиолетовая "лампа"; считается, что, пока не образовался озоновый слой, поглощающий значительную часть ультрафиолета, бактерии не могли выйти из воды и заселить сушу, потому что солнце достаточно жестко облучало землю»,— говорит гендиректор «Клеофас инжиниринг» Андрей Цыбульский.

Достижение команды «Клеофас инжиниринг» — в создании инновационных ультрафиолетовых ламп. Ученые-физики Игорь Коссый, Эдуард Бархударов и Мамикон Мисакян, участвующие в проекте, предложили получать ультрафиолет при помощи специальных безэлектродных ламп, то есть просто стеклянных колб, наполненных парами ртути и инертного газа. Лампы низкого давления, их излучение сосредоточено на длине волны 254 нм. Для обеззараживания микроорганизмов именно такое излучение наиболее эффективно.

«Безэлектродные лампы работают в поле микроволн, которые генерирует магнетрон, известный нам по СВЧ-печи, то есть привычной всем микроволновке. Внутри наших ламп возникает разряд, который служит источником ультрафиолета»,— объясняет Мамикон Мисакян.

Мамикон Мисакян, создатель системы бактерицидной обработки воды ультрафиолетом компании «Клеофас Инжиниринг»

Фото: Предоставлено «Клеофас Инжиниринг»

Как возникла идея

«Мы много лет занимались изучением СВЧ-разряда в Институте общей физики Российской академии наук,— рассказывает Мамикон Мисакян,— и о коммерческой стороне даже не думали. Нам было интересно, насколько эффективно ультрафиолетовое излучение работает, например, по обеззараживанию воды. Чтобы бактерии в воде погибли, ее нужно вскипятить или хотя бы нагреть до +60°С. А тут вы можете обеззараживать в холодной воде! И механизм совершенно другой, очень интересный: ультрафиолет разрушает ДНК вирусов и бактерий, и они не могут размножаться. На плесневые грибы ультрафиолет тоже действует. Когда в наш коллектив пришел Андрей Цыбульский, тогда аспирант, он сразу оценил коммерческие перспективы нашей работы, и мы создали компанию».

Вода, а заодно и воздух

Мамикон и Андрей вспоминают, как несколько лет назад посетили станцию аэрации. Там для обеззараживания воды использовались электродные ультрафиолетовые лампы, которые приходилось каждый год менять. «В обычных ультрафиолетовых лампах с электродами примерно через год работы электроды разрушаются, и на внутренней стенке лампы образуется пленка, которая значительно сокращает выход ультрафиолета,— рассказывает Мамикон.— Невооруженным глазом это не видно, но необходимого бактерицидного эффекта лампа уже не дает. Безэлектродные лампы лишены этого недостатка и могут непрерывно работать достаточно долго. Стоит отметить также широкие возможности в изменении параметров, таких как диаметр лампы, рабочее давление и заполняемая среда. Это позволяет оптимизировать излучение на определенных длинах волн».

Цена вопроса

«Американский роботизированный комплекс по очистке воздуха, точнее, одна установка стоила, насколько мне известно, $50 тыс.,— говорит Андрей Цыбульский.— Установка по очистке воды, которую мы поставили в Африку, стоит около 500 тыс. рублей, и это при том, что она обошлась очень дорого как единичный экземпляр. При серийном производстве цены должны быть на среднерыночном уровне для подобных систем. Мобильный вариант, думаю, будет иметь такой же ценник. Точнее сказать не могу, пока нет коммерческого прототипа. Но тут еще многое зависит от комплектации и объема поставок: чем больше заказ — тем меньше цена устройства. Ну, это уже обычные правила коммерции, здесь ничего нового не скажу».

Фото: Предоставлено "Клеофас Инжиниринг"

Ультрафиолетовые системы «Клеофас инжиниринг» весьма эффективные, надежные и экономичные в эксплуатации. Они потребляют около1 кВт электроэнергии (обычный электрочайник «забирает» 2,2 кВт), за час обеззараживают 30–50 кубометров воды, уменьшая концентрацию бактерий на три порядка, что соответствует 99,9%.

В приборе есть вентилятор для охлаждения ламп: наиболее эффективно лампы работают, когда их температура находится в диапазоне от +40 до +60°С. Это значит, что воздух проходит через установку, и в результате возникает вторичный эффект — обеззараживается еще и помещение. Скорость прохода воздуха через систему составляет 300–350 куб. м /ч, то есть за полчаса можно минимум два раза дезинфицировать комнату размером 5 х 5 х 3 м. Установка легко включается, быстро выходит на рабочий режим и так же просто выключается. Блок ламп снимается целиком, поэтому заменить лампу может даже человек без большого опыта. В целом система неприхотлива и способна хорошо работать в сложных климатических условиях. Для людей исходящий от ламп ультрафиолет не опасен, ведь они закрыты корпусом.

На станции аэрации очень заинтересовались разработкой ученых, но у компании тогда не было промышленного прототипа, и шанс был упущен. Коммерциализацией команда занялась лишь через несколько лет.

1 / 2

Бассейн без микробов

Существующая сейчас экспериментальная установка врезается в водопровод или устанавливается рядом с артезианской скважиной. Но в компании есть прототипы и других устройств. Например, на основе безэлектродных ламп можно сделать мобильную установку для дезинфекции воздуха и воды: лампы, установленные поверх корпуса устройства,— для обеззараживания воздуха и поверхностей, помещенные в корпус — для воды. Такие аппараты хорошо подойдут для обработки помещений в медицинских и детских учреждениях.

«Нам известно, что во время эпидемии лихорадки Эбола американская компания сделала роботизированную мобильную установку с ультрафиолетовыми лампами для больничных комплексов,— рассказывает Андрей Цыбульский.— Маленький робот заезжал в комнату, лампа включалась и обеззараживала палату, затем робот переезжал в следующее помещение. У нас есть лабораторный образец подобного устройства, и при интересе со стороны заказчиков мы можем очень быстро изготовить коммерческую установку».

Размер установки тоже можно менять. «В нашем водопроводе проходит 12 л воды в минуту — для существующего 5-лампового прибора очень мало. Чтобы он эффективно работал, есть смысл использовать его для обслуживания как минимум коттеджного поселка, бассейна, аквапарка. Для небольших объемов воды можно сделать прибор с одной лампой. Чем больше ламп в устройстве, тем выше его производительность. У нас в планах выход в сегмент B2C (Business to Consumer), ориентированный на частных потребителей, например, тех, у кого есть бассейн или иные потребности в обеззараживании больших объемов воды».

1 / 3

Чужими руками

Комплектующие для устройства «Клеофас инжиниринг» изготавливаются на основе аутсорсинга. Налаживать полностью собственное производство для компании экономически нецелесообразно. Выгоднее по собственным чертежам и под своим контролем изготавливать все необходимое под заказ на профильном производстве. «Лампы мы закупаем у определенного поставщика,— добавляет Андрей Цыбульский.— Их производят, наполняют газом и создают внутри нужное давление по нашему техническому заданию. Создавать собственное стеклодувное производство слишком накладно и имеет смысл лишь при большом серийном выпуске».

Президент чистой воды

«Все началось с того, что мы с группой физиков поехали в Великобританию ставить эксперименты с ультрафиолетом и изучать системы поверхностного разряда для очистки воды,— вспоминает Мамикон.— В университете, который нас принимал, мы познакомились с Андре — ученым из Того. Наша разработка с безэлектродными лампами настолько его заинтересовала, что он выступил нашим представителем у себя в стране».

В 2017 году проходил Тоголезский салон технологий и инноваций Kara Tech Expo 2017, на который были приглашены в том числе сотрудники «Клеофас инжиниринг». Показать установку в действии им, правда, не удалось: возникли сложности с временным вывозом лабораторного прототипа из России,— тем не менее интерес у руководства Того к ней был огромный. Мамикон даже встречался с министром водных ресурсов. В результате успешных переговоров тоголезское руководство решило закупить одну установку по обеззараживанию воды.

В 2019 году они вновь пригласили представителей компании и организовали встречу с самим президентом Того — Фором Эссозимной Гнассингбе. «Пока это пилотная поставка, но в ближайшее время мы будем обсуждать оптовый заказ,— уверен Андрей Цыбульский.— Тоголезское правительство планирует ставить наши установки на артезианские скважины в труднодоступных районах, где особенно остро стоит проблема питьевой воды. Многие компании избрали стратегию поставки туда бутилированной воды, а не дезинфекции имеющейся. Конечно, им так выгоднее. Мы со своей установкой для очистки воды можем кардинально изменить ситуацию».

Испытано в Того

Пока речь идет о госзаказе, но в будущем «Клеофас инжиниринг» планирует взаимодействовать с частными компаниями. Сейчас идут переговоры с Южной Африкой, есть контакты в Южном Судане, Танзании, Индии и Вьетнаме. Но пока все ждут успешного запуска в Того. «Того для нас тестовая площадка,— говорит Цыбульский.— Мы хотим обкатать установку, проанализировать все плюсы и минусы наших инженерных решений, продумать оптимизацию. Там суровый климат и большое количество разнообразных бактерий и вирусов — идеальные условия для тестовых испытаний».

Такой прибор будет дезинфицировать воду в труднодоступных районах Того

Фото: Предоставлено «Клеофас Инжиниринг»

«Многие потенциальные заказчики опасаются покупать продукт, который еще не испытан в реальных условиях и не снабжен всевозможными сертификатами. Вот когда мы все это получим, можно будет говорить о крупных оптовых поставках,— считает Цыбульский.— Потом собираемся усовершенствовать прибор, а дальше уже масштабировать бизнес. На прибыль можно будет рассчитывать, когда мы выйдем на производство 50–100 установок в год».

Если оптовый заказ будет получен, «Клеофас инжиниринг» собирается открыть в Того сервисные центры, ведь, несмотря на всю ее надежность, установку придется ремонтировать, менять комплектующие. И конечно, необходимо обучить местный персонал. В XXI веке это можно сделать дистанционно — хотя бы через скайп. Есть даже планы со временем наладить на месте «отверточное» производство. Местные власти тоже в этом заинтересованы, ведь это не только повысит качество воды, но и откроет новые рабочие места.