СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ НАКИПИ Российский патент 2003 года по МПК F28G9/00 

Изобретение относится к биотехнологии, применяемой в отраслях промышленности, сельского хозяйства и в отраслях, перерабатывающих продукты питания. Изобретение может быть использовано для удаления накипи и других загрязнений с поверхности теплотехнического оборудования (котлов, бойлеров, охладителей, отопительных батарей и т.п.).

Для очистки загрязненных поверхностей теплотехнического оборудования применяют химические средства (RU 2109244 C1, F 28 G 9/00, 20.04.1998), чистые органические средства (RU 2153644 C1, F 28 G 9/00, 27.07.2000), органические средства с бактериями (биотехнологии с биологически активными жидкостями RU 2036250 C1, C 23 G 5/00, 27.05.1995), гидравлические и механические технологии (RU 2177594 C1, F 28 G 9/00, 27.12.2001). Все эти средства и технологии, за исключением биотехнологии с биологически активными жидкостями, не позволяют получать совершенно чистые и неповрежденные при очистке металлические поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки паровых котлов от накипи, который заключается в щелочении водным раствором, содержащим 5% Nа₃РO₄ и 5% Na₂CO₃, при 90^oС 5 ч, отмывки демводой, промывки раствором, включающим 5% хлористого аммония и 5% соляной кислоты с ингибиторами коррозии при 50^oС 5 ч, отмывки демводой, пассивации 1%-ным раствором Nа₂СО₃ при 50^oС 4 ч (RU 2150645 C1, F 28 G 9/00, 10.06.2000).

Этот способ по своей физической сущности пластифицирования (разрыхления) накипи близок к предлагаемому способу очистки внутренних поверхностей трубных пространств теплотехнического оборудования.

Недостатками указанного способа являются: большой набор реагентов и операций технологического процесса очистки; агрессивность растворов по отношению к металлу; необходимость подогрева растворов.

Задачей изобретения является разработка способа очистки рабочей поверхности теплотехнического оборудования от накипи, не вызывающего коррозии металла и не наносящего вреда окружающей среде.

Поставленная задача решается тем, что 2-3 литра цельного молока пастеризуют кипячением 5-6 минут, охлаждают до 20-33^oС, заквашивают молочнокислыми бактериями Lactobacillus plantarum, молоко сквашивают. Наращивают объем закваски до 100 литров, добавляя свежую охлажденную молочную сыворотку. Сквашивают полученный объем 2-3 суток, перемешивая через каждые 3-4 часа по 5 минут. Полученную закваску и свежую сыворотку в соотношении 10:90 мас.% заливают в теплотехнический объект. Накипь разрыхляют в течение 4-5 суток, периодически прокачивая смесь со скоростью 0,5-1,0 м/с через 2-2,5 ч по 10-15 минут. Пластифицируют таким образом накипь продуцируемыми органическими кислотами. При достижении кислотности смеси 3,5-2,5 рН смывают разрыхленную накипь, прокачивая смесь со скоростью 2-2,5 м/с. Затем смесь сливают, объект промывают демводой, пассивируют внутренние поверхности 0,5%-ным раствором соды при 20-25^oС в течение 1 ч. Контролируют качество очистки.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Цельное молоко (2-3 л) кипятят 5-6 минут, пастеризуя его. Молоко охлаждают до 20-33^oС.

Приготавливают закваску, вводя в молоко чистую культуру высокопродуктивных штаммов молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum. Молоко сквашивают, закрыв посуду плотно крышкой. Закваску считают готовой, когда белково-жировая фракция молока скоагулирует и отделится от его водно-солевой фракции.

Полученную закваску перемешивают.

Наращивают объем закваски до 100 л, добавляя свежую охлажденную молочную сыворотку. Сквашивают полученный объем в плотно закрытой емкости при 20-33^oС в течение 2-3 суток при периодическом перемешивании (через 3-4 ч) по 5 минут.

Полученную закваску и свежую сыворотку в соотношении 10:90 мас.% заливают в теплотехнический объект.

Выдерживают смесь в объекте без подогрева 4-5 суток, периодически (через 2-2,5 ч по 10-15 мин) прокачивают ее со скоростью 0,5-1,0 м/с, доводят кислотность смеси до 3,5-2,5 рН. Пластифицируют накипь в объекте образующимися в процессе метаболизма бактериями (при сквашивании), активными органическими кислотами (щавелевой, муравьиной и др.).

Прокачивают сквашенную в объекте сыворотку со скоростью 2-2,5 м/с и смывают пластифицированный слой накипи. Затем смесь сливают. Систему промывают демводой.

Пассивируют внутренние поверхности объекта 0,5%-ным раствором соды при 20-25^oС в течение 1 ч, прокачивая его.

Контролируют качество очистки визуально, пропуском шарика или приборами.

Применение предлагаемого состава в качестве активной биотехнологической моющей жидкости для накипи стало возможным после обнаружения авторами эффекта пластифицирования ее этим составом, в отношении кислотности состава наиболее эффективным с точки зрения пластифицирования накипи установлены значения 3,5-2,5 рН.

Характеристика отмывающего действия, т. е. пластифицирования накипи, приведена в таблице. При этом для лабораторных исследований были подготовлены образцы латунных труб с отложениями карбонатной аморфной накипи толщиной 1,5 мм. Образцы были подвергнуты пассивной очистке в моечном составе (метод травления).

После исследований поверхности очищенных образцов установили, что следов воздействия состава на металл нет. Органические кислоты не вступают в химические реакции с металлами, благодаря чему сохраняется ресурс теплотехнического оборудования.

Подтвердить полученный результат позволили специальные исследования, выполненные в Кубанском госуниверситете. Химический износ стали в сквашенной молочной сыворотке за сутки составил 0,001 мГ, меди 0,0013, цинка 0,0015 мГ. Продолжение экспериментов не привело к изменениям - зависимость износа металлов от времени представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс, т.е. износ отсутствует.

Предложение использовать сквашенную сыворотку для очистки технологического водогреющего оборудования от накипи с предварительным пластифицированием ее имеет преимущества перед известными составами, так как предлагаемый состав прост в отношении набора компонентов и подготовки его к работе. Он дешев, так как используются такие отходы молокоперерабатывающих предприятий как молочная сыворотка. Состав прошел успешные производственные испытания на водогрейных котлах, бойлерах, системах отопления, системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

В стоимостном выражении очистка, например, бойлеров в 1,5-2 раза дешевле по сравнению с традиционной технологией, когда используются кислоты, ингибиторы, щелочи.

Изобретение относится к области очистки поверхностей от накипи и других загрязнений и может быть использовано, в частности, для очистки теплотехнического оборудования, а именно котлов, бойлеров, отопительных батарей и т.п. Способ включает воздействие на рабочую поверхность разрыхляющей смесью, отмывку водой и пассивацию, при этом предварительно заквашивают 2-3 л пастеризованного, охлажденного до 20-33^oС молока с использованием штаммов молочнокислых бактерий, сквашивают и перемешивают полученную закваску, добавляют свежую охлажденную сыворотку, доводя объем закваски до 100 л, сквашивают полученный объем при 20-33^oС в течение 2-3 суток с перемешиванием через каждые 3-4 ч по 5 мин. Полученную закваску и свежую охлажденную молочную сыворотку при соотношении 10:90 мас.% заливают во внутренний объем очищаемого оборудования, накипь разрыхляют в течение 4-5 суток, периодически прокачивая смесь со скоростью 0,5-1,0 м/с через 2-2,5 ч по 10-15 мин, при достижении кислотности смеси 3,5-2,5 рН ее прокачивают со скоростью 2-2,5 м/с и пассивируют внутренний объем очищаемого оборудования 0,5%-ным раствором соды при 20-25^oС в течение 1 ч. Способ обеспечивает очистку поверхности от накипи и других загрязнений, не вызывая коррозии металла и не нанося вреда окружающей среде. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки теплотехнического оборудования от накипи путем воздействия на рабочую поверхность разрыхляющей смесью, отмывки водой и пассивации, отличающийся тем, что предварительно заквашивают 2-3 л пастеризованного охлажденного до 20-33^oС молока с использованием штаммов молочнокислых бактерий, сквашивают и перемешивают полученную закваску, добавляют свежую охлажденную сыворотку, доводя объем закваски до 100 л, сквашивают полученный объем при 20-33^oС в течение 2-3 суток с перемешиванием через каждые 3-4 ч по 5 мин, полученную закваску и свежую охлажденную молочную сыворотку при соотношении 10:90 мас.% заливают во внутренний объем очищаемого оборудования, накипь разрыхляют в течение 4-5 суток, периодически прокачивая смесь со скоростью 0,5-1,0 м/с через 2-2,5 ч по 10-15 мин, при достижении кислотности смеси 3,5-2,5 рН ее прокачивают со скоростью 2-2,5 м/с, пассивируют внутренний объем очищаемого оборудования 0,5% раствором соды при 20-25^oС в течение 1 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что молоко заквашивают, используя чистую культуру высокопродуктивных штаммов молочнокислых бактерий вида Lactobacillus plantarum. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сквашивание цельного молока и сквашивание смеси закваски с сывороткой осуществляют при плотно закрытых крышках емкостей и теплотехнического оборудования. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пастеризуют цельное молоко кипячением в течение 5-6 мин.