Способ обеззараживания коллоиднодисперсных систем

 

Изобретение относится к машиностроительной , металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), представляющих собой коллоидно-дисперсные системы. Целью изобретения является увеличение срока службы при одновременном снижении материальных затрат. Способ обеззараживания заключается в воздействии на СОЖ углекислым газом под давлением 98-294 кПа в течение 5-7 ч. 1 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 02 F 1/50

ГОСУДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793093/13 (22) 27.11.89 (46) 30.03.92, Бюл. N. 12 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.В. Береэуцкий, Н, П, Вершинина и

Л.M.Îçåðî ва (53) 621.892.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 791620, кл. С 02 F 1/50, опублик. 26.02.79.

Григорович М.А., Федюк В.Н. Хранение лука в газовой среде. М.: Товароведение, 1979, вып. 9., Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978.

Рэмеден Э.М. Начала современной химии. Справочник под ред, В.И,БарановскоИзобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смазочно -охлаждающих жидкостей, представляющих соЬой коллоидно-дисперсные системы.

Характерным и редставителем коллоидно-дисперсных систем на производстве являются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые при металлообработке. СОЖ поражаются микроорганизмами, в том числе сульфатвосстанавливающими, что заставляет эксплуатационщиков сливать их, хотя по реологическим характеристикам они еще могут функционировать в технологических линиях. Однако при большом количестве микроорганизмов в СОЖ создается угроза заболевания рабочих. Ы „1723049 А1 го и др. {перев. с англ.) Л.: Химия, 1989, с.

784. (54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ КОЛЛОИДНО-ДИСПЕРСНЫХ СИCTEМ (57) Изобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании.смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), представляющих собой коллоидно-дисперсные системы, Целью изобретения является увеличение срока службы при одновременном снижении материальных затрат. Способ обеззараживания заключается в воздействии на СОЖ углекислым газом под давлением 98-294 к Па в течение 5-7 ч. 1 табл., 3 ил.

Известен способ предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий путем введения химического реагента

З-третбутилтетрагидро-1,3 оксазина.

Недостатком указанного способа является применение сложного химического реагента, что обуславливает сложность его получения. Кроме того, указанный реагент как все бутиловые соединения экологически опасен и может нанести вред окружающей среде и обслуживающему персоналу.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обеззараживания жидкостей при воздействии на них газами, в частности хлорирование активным хлором. В результате реакции хлора с жидкостями образуется хлор новатистая кислота и гипохлоритонионы, при воздействии кото1723049

15

55 рых на протоплазму бактерий последние гибнут.

Недостатком способа является невозможность достижения полной стерилизации жидкостей. При этом применение хлора и его соединений способствует коррозии металла и может нанести вред окружающей вреде и небезопасно для обслуживающего персонала.

Цель изобретения — увеличение срока службы при одновременном снижении материальных затрат.

Указанная цель достигается тем, что коллоидно-дисперсные системы обрабатываются газами, подавляющими рост микроорганизмов, при этом в качестве газов используют углекислый гаэ. а обработку проводят под давлением 98-294 кПа в течение 5-7 ч.

Особенно уязвимы к поражению бактериальной и грибковой микрофлорой водо, масляные СОЖ. Поражаются эмульсии примерно 30 видами бактерий. Скорость размножения бактерий значительна. Аэробные бактерии удваиваются в течение 20-30 мин, анаэробные — в течение 4 ч, При развитии бактерий происходит биохимическое окисление базовой основы, изменяется структурно-групповой состав композиции, входящЕй в состав СОЖ.

Зависимость развития бактерий от времени согласно теории Лоджа и Хильшельвуда подчиняется логарифмическому закону.

Степень загрязнения 3 балла (являющаяся граничной для использования) достигается в течение 300-400 ч летом и 500-600 ч в зимний период, Таким образом, необходимы мероприятия, в основу которых могла бы быть положена зависимость существования бактерий от состояния окружающей среды.

Одним иэ методов изменения состояния окружающей среды является обработка газами, в данном случае углекислым газом

В атмосфере углекислого газа происходит замедление физиологических процессов роста бактэрий, причем тем активнее, чем большее количество газа растворено в жидкости. Увеличение количества растворенного углекислого газа можно добиться двояко: или увеличивая давление, или уменьшая температуру. В соответствии с законом Генри масса газа, растворенного в единице объема растворителя, при Т = const прямо пропорциональна давлению газа, Предполагается, что увеличение давления приводит к угнетению жизнедеятельности микроорганизмов. При атом внутреннее осмотическое давление в клетке противодействует внешнему воздействию. Увеличение давления (когда внешнее давление превосходит внутреннее) углекислого газа прекращает обмен веществ в клетке. В результате рост микроорганизмов останавливается.

При разрыве клеток происходит их гибель.

Кроме того, углекислый газ по удельному весу тяжелее кислорода и, растворяясь в жидкости, вытесняет его, что также препятствует развитию бактерий.

На фиг. 1 изображено устройство для проведения процесса обеззараживания; на фиг. 2 и 3 — графики зависимости. степени обеззараживания от времени соответственно при 98 и 294 кПа;

Устройство состоит из приемной емкости 1 для смазочно-охлаждающей жидкости с люком 2, оснащенным манометром 3 измерения давления в емкости 1. Емкость 1 оснащена трубопроводом 4 с вентилем 5 подачи углекислоты из баллона 6 и трубопроводом 7 с вентилем 8 для отвода отработанной углекислоты в емкость 9 с негашеной известью. Патрубок 10 емкости

1 служит для отбора слоя масел и примесей с поверхности СОЖ.

Процесс обеззараживания проводят следующим образом, В конце рабочей смены СОЖ с технологических линий металлообработки собирают в емкость 1. Люк 2 герметично задраивают. Открывают вентиль 5 трубопровода 4, и углекислый газ из баллона 6 поступает в емкость 1,.где происходит его растворение в жидкости. В результате воздействия углекислым газом на микроорганизмы последние гибнут. Отработанный газ по истечении времени через трубопровод 7 и вентиль 8 отводят в емкость 9, где он подвергается нейтрализации. Процессу обеззараживания подвергают СОЖ со степенью бакпоражения 4, 3, 2 балла при давлении 0,5; 1,0; 2,0; 2,5; 3,3 и 3,5 атм (49: 98;

196; 294 и 392 кПа соответственно) и нормальной температуре.

Данные анализов приведены в таблице 1., Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что при давлении 49 кПа (0,5 атм) на обеззараживание необходимо время более 8 ч. Это не всегда возможно осуществить при односменной работе участка обеззараживания, так как, в основном это приходится на ночное время. Работа в ночную смену допускается в крайних случаях и на оборудовании пожаро- и взрывобеэопасном, Кроме того, при таком режиме работы уменьшается производительность установки, так как на полное обеззараживание необходимо время более одной смены.

1723049

Процесс обеззараживания проводят при однократной закачке углекислого газа в емкость 1, При этом при неоднократном сливе СОЖ из емкости 1 после обеззараживания в технологическую линию часть углекислого газа теряется, уносится из емкости

1 вместе с СОЖ. Учитывая, что остаточное давление, необходимое для транспортировки СОЖ в технологических линиях без добавочных механизмов (насосов), должно быть не менее 25 кПа, можно сделать вывод, что

P = 49 кПа недостаточно для эффективного ведения процесса обеззараживания.

При проведении процесса при P = 98 кПа (1 атм) наблюдается уменьшение времени обеззараживания до 6 — 7 ч, приемлемых для полного обеззараживания жидкостей даже с пороговым значением степени заражения (4 балла). Эксплуатация емкости без дополнительной подкачки углекислого газа в течение месяца обеспечивает остаточное давление 25 кПа (фиг. 2).

Результаты обеззараживания, полученные для Р = 2,0 и 2,5 атм показывают, что скорость процесса увеличивается недостаточно. При этом существенными являются показатели состава СОЖ, а следовательно. и виды бактерий, находящихся в ней. 8 связи с тем, что заранее невозможно предусмотреть все виды СОЖ и, следовательно виды бактерий, развивающихся в них, то указанный интервал давления углекислого . газа можно рекомендовать для известных видов бактерий и составов СОЖ для обеспечения гарантированного обеззараживания, При Р = 3 атм (294 кПа).эксплуатация емкости без подкачки углекислого газа увеличивается на срок, превышающий 1 мес., ввиду того, что при многократном сливе

СОЖ в технологическую линию давление в емкости 1 снижается с 294 до 25 кПа за более длительный отрезок времени (фиг. 3).

Из таблицы видно, что увеличение давления до 3,5 атм на результат обеззараживания уже практически не оказывает влияния, можно считать P = 3 атм верхней границей обеззараживания, Увеличение давления является. также неэкономичным и материалоемким, так как требует упрочнения стенок емкостей, что требует дополнительных материальных и энергетических затрат.

Процесс обеззараживания по предлагаемому способу проводят при 13-30 С, Увеличение температуры снижает растворимость углекислого газа и приводит к увеличению роста бактерий. Кроме того, необходима организация обогрева, что вле10 чет за собой энергетические затраты. Снижение температуры способствует увеличению количества растворенного углекислого газа. Например, если при Т = 20 С и P = 1 атм в жидкости растворяется 878 мм

15 газа, то при Т - 10 С и Р = 1 атм количество растворенного газа составляет 1134 мм, т.е. увеличивается в 1;3 раза. Однако в этом случае необходима охлаждающая рубашка на емкости 1, Наличие холодильного обору20 дования также ведет к удорожанию процесса:

Таким образом, полное обеззараживание бакзараженных жидкостей в атмосфере углекислого газа происходит в пределах 5 — 7 ч при температуре, соответствующей допустимым параметрам ГОСТ, при этом изме25

Способ обеззараживания коллоиднодисперсных систем, предусматривающий обработку их газом, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы при одновременном снижении материальных затрат, при обработке коллоидно-дисперсных систем используют углекислый газ при давлении 98-294 кПа в течение 5 — 7 ч, 45

50 нение давления от 98 до 294 кПа сказывается на процессе обеззараживания

30 несущественно. Учитывая тот факт. что допускается использование на технологических линиях смазочно-охлаждающих жидкостей со степенью бактериологического поражения 3 балла, предлагаемый способ

35 является гарантом полного обеззараживания. Кроме того, в указанных выше условиях

СОЖ можно хранить сколько угодно долго без угрозы поражения ее микроорганизмами.

40 Формула изобретения

1723049

Результаты испытаний обеззараживания СОЖ типа нУкринол" углекислым газом

Р, кПа (ати) Степень бакзаражения, балл, через время, ч

1 2 3 .4 5 6 i

) 1,8 1,2

15 1,0

О 7 0,3

2,О

1,7

1,О

2,4

2,0

1,2

49(0 5) 1,0 0,5

0,5 О

О 0

98(1,0) 0 5 О

0,2 О

0 . О

196 (2, О) О

О

1,0

0 5

1 5

1,0

0,5

0,5 О

О О

О 0

245(2,5) 1,0

0,7

0,3

О 5

0 2

294(3,0)

343(3 5) 2,0 1,5 1,0

1,8 1,2 1,0

1,40602

0,4

0,2

3 / 3,5

2,7 2,4

1,8 1,5

3,5 2,5

2,5 2,0

2,0 1,5

3,0 2,5

2,4 2,0

1,5 1,0

3,0 2,0

2,5 2,0

1,5 1,О

2,5 1,8

2,0 1,2

1,5 О,/

2,0

1,5

1,0

2,0

1,6

1,7

1,5

1,0

0 5

1,0

1,О

0 5

1,0 0,5

0,5 0,2

0,2 О

О 0

О О

О О

1723049

Ф 47РlиЯ, Р

PvE 2

Время t

Редактор А.Лежнина

Заказ 1039 Тираж Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф ф с ф

Ъ Щ

Lb в

g 3

Ь

Составитель Н.Арцыбашева

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова