ВОДОРАСТВОРИМОЕ СМАЗОЧНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОНВЕЙЕРНЫХ ЛЕНТ Российский патент 2010 года по МПК C10M173/02 C10M133/08 C10M133/16 C10M125/26 

Изобретение относится к области смазочных средств, в частности к водорастворимому смазочному средству для обработки цепных ленточных транспортеров, и может быть использовано в пищевой промышленности при розливе соков, вина, пива, воды и др. в стеклянную, металлическую и пластиковую тару, а также тару типа ТЕТРА-ПАК, для обеспечения устойчивой и бесперебойной работы технологических конвейерных лент путем предотвращения падения упакованной пищевой продукции.

Известно водорастворимое смазочное средство, содержащее водный раствор от 1,0 до 10 мас.% жирного алкилпропилентетрамина, от 1,0 до 10 мас.% жирного эфира полигликоля и, по меньшей мере, одну кислоту для обеспечения значения рН 5,0-7,0, US 5900392 (А).

Недостатком этого смазочного средства является интенсивное пенообразование, что затрудняет процесс розлива напитков и может ухудшать товарный вид продукции, а в отдельных случаях смазка может попадать в тару при розливе.

Известно смазочное средство для обработки ленточных транспортеров, содержащих водный раствор сложного эфира фосфорной кислоты этоксилата олеилового спирта и водорастворимое амфотерное соединение, выбранное из группы, включающей производное имидазолина формулы А

где М означает водород или солеобразующий катион, a R - алкил, содержащий, примерно, 7-18 атомов углерода,

и соединение формулы R¹CH₂NHCH₂CH₂COOM или R¹CH₂N(CH₂CH₂COOM)₂,

где М имеет вышеуказанное значение и R¹ означает жирный радикал, содержащий примерно 8-18 атомов углерода, US 3574100.

Недостаток данного смазочного средства заключается в том, что его растворимость в воде и показатель пенообразования не являются удовлетворительными.

Известно также смазочное средство для обработки конвейерных лент, содержащее, по меньшей мере, одно амфотерное, азотосодержащее вещество и дополнительный компонент; в качестве амфотерного вещества средство содержит соединение общей формулы

где R¹ - насыщенный или одно- или многократно ненасыщенный, линейный или разветвленный алкил с 6-22 атомами углерода, незамещенный или замещенный гидроксилом, амино, имино, карбонилом, галогеном или карбоксилом,

R² - карбоксил с 2-7 атомами углерода,

М - водород, щелочной металл, аммоний, алкил с 1-4 атомами углерода или бензил,

а в качестве дополнительного компонента, по меньшей мере, одну органическую карбоновую кислоту, выбранную из группы, включающей одно- или многоосновные, насыщенные карбоновые кислоты, RU 94041745 А1.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Средство-прототип обеспечивает некоторое уменьшение пенообразования (показатель пенообразования до 4), однако в недостаточной степени; при повышенной температуре пена образуется в избыточном количестве.

При приготовлении состава обязательно использование деионизированной воды, в ином случае происходит выпадение солей, забивающих форсунки средства подачи смазки. Коэффициент трения данного смазочного средства слишком большой, особенно при взаимодействии с упаковкой «Тетра-Пак».

Смазочное средство по RU 94041745 А1 теряет эксплуатационные свойства при замораживании и последующем размораживании, что исключает его транспортировку и хранение в условиях отрицательных температур. Кроме того, средство-прототип имеет сложный и дорогостоящий компонентный состав.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение сохранения свойств смазочного средства при его замораживании и последующем размораживании, уменьшение коэффициента трения, уменьшение и практически полное предотвращение пенообразования, а также упрощение и удешевление состава.

Согласно изобретению водорастворимое смазочное средство для обработки конвейерных лент содержит следующие компоненты, мас.%:

Олеат этаноламина 1,5-12 Алкилдиметилкарбоксибетаин 2,0-20 Борная кислота 0,12-3,0 Вода Остальное

дополнительно состав может содержать водную эмульсию полидиметилсилоксана в количестве 7-12 мас.%.

Олеат этаноламина является стабилизатором системы и обеспечивает сохранение физико-химических свойств смазки при изменении агрегатного состояния.

Введение борной кислоты в комплексе с олеатом этаноламина обеспечивает существенное снижение коэффициента µ трения, а также придает бактерицидные свойства смазке.

Алкилдиметилкарбоксилобетаин является диспергатором и обеспечивает возможность использования не деионизированной, жесткой воды.

Композиция обеспечивает значительное уменьшение образования пены, а при реализации п.2 формулы изобретения - добавлении водной эмульсии полидиметилсилоксана пенообразование практически полностью подавляется.

Реализация способа иллюстрируется приводимыми ниже примерами.

Пример 1. В реакторе с тихоходной мешалкой при температуре 20°С к 96,4 массовым частям воды добавляли 1,5 массовые части олеата этаноламина и перемешивали в течение 1,5-2 часов до получения однородного прозрачного раствора. Затем к полученному раствору добавляли 0,10 массовых частей борной кислоты и продолжали перемешивание до ее полного растворения, после чего добавили 2,0 массовых части алкилдиметилкарбоксибетаина и перемешивали в течение 1-1,5 часов до получения желто-розовой прозрачной жидкости. Полученное смазочное средство испытывали на стенде, включающем поворотную плоскость, выполненную из материала, служащего для изготовления конвейерных лент: стали или тефлона.

В ходе испытаний на поворотную плоскость, непрерывно орошаемую смазочным средством, устанавливали различные виды тары с содержимым: стеклянные бутылки, пластиковые бутылки, упаковки «Тетра-Пак». Меняя угол наклона поворотной плоскости, определяли коэффициент трения тары относительно поверхности поворотной плоскости стальным или тефлоновым покрытием. Коэффициент трения µ определялся с использованием известного соотношения

,

где f_n - сила трения, N - нормальная нагрузка от веса тары.

Примеры 2-5 осуществлялись аналогично примеру 1.

Пример 6. К смазочному средству по примеру 1 добавлено при перемешивании 10 массовых частей водной эмульсии полидиметилсилоксана.

Пример 7. К смазочному средству по примеру 5 добавлено при перемешивании 7 массовых частей водной эмульсии полидиметилсилоксана.

Полученный согласно примерам 6 и 7 продукт представляет собой жидкость молочного цвета.

Пример 8. По приведенной выше методике исследованы свойства смазочного средства-прототипа. Пенообразование веществ оценивалось по известной балльной системе.

В таблице 1 приведены сведения о составах по примерам 1-7 согласно настоящему изобретению.

В таблице 2 приведены сведения о свойствах составов по примерам 1-7 в сопоставлении с прототипом (пример 8).

Как видно из таблиц, свойства заявленной композиции практически не изменяются после трехкратного замораживания, коэффициент трения меньше 1,3-2,5 раза в сравнении с прототипом, пенообразование или незначительно (1 балл), или отсутствует (0 баллов).

Опытная партия смазочного средства изготовлена на предприятии ООО «АКВА-Кемикал», г.Санкт-Петербург.

Испытания заявленной смазки проведены в апреле 2009 г.на линии розлива виноматериалов в стеклянные бутылки объемом 0,75, в ходе испытаний не зарегистрировано падения бутылок и аварийных остановок конвейера.

С 20.05.2009 г. по 25.05.2009 г. на ООО «Санкт-Петербургский молочный завод «Пискаревский» были произведены испытания смазки на линии розлива молока в упаковку объемом 1 л типа TETRA-PAK; линия розлива имеет пластиковый транспортер (конвейер). Падения или повреждения тары, внеплановых остановок конвейера не наблюдалось.

С 24.06.2009 г. по 27.06.2009 г. на фирме ООО «Пола+» (цех №2), г.Санкт-Петербург, были произведены испытания смазки на линии производства Италии «OFFICINE AVE 60-60-12» для розлива безалкогольных напитков. Испытания проводились при розливе в полиэтиленовую тару - бутылки объемом 0,7 литра («Байкал») и 0,25 литра (минеральная вода). Падения бутылок и внеплановых остановок конвейера не зарегистрировано.

При изготовлении смазки используются недорогие и недефицитные компоненты в сравнении с представленными в настоящее время на российском рынке смазками известных европейских и отечественных производителей: Henkel-Ecolab - «Р3-любоклар GP», JohnsonDiversy - «Decalube», Асана ТМ - «ТМ-Асептодин», «ТМ-РемСкал М» и др.

Указанное выше позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «Промышленная применимость».

Использование: в пищевой промышленности при розливе соков, вина, пива, воды и др. в стеклянную, металлическую и пластиковую тару, а также тару типа ТЕТРА-ПАК. Сущность: средство содержит в мас.%: олеат этаноламина 1,5-12, алкилдиметилкарбоксибетаин 2-20, борная кислота 0,12-3,0, вода - остальное. Средство может дополнительно содержать водную эмульсию полидиметилсилоксана в количестве 7-12 мас.%. Технический результат - снижение коэффициента трения, предотвращение пенообразования, сохранение свойств смазочного средства при его замораживании и последующем размораживании. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Водорастворимое смазочное средство для обработки конвейерных лент, отличающееся тем, что содержит следующие компоненты, мас.%:
олеат этаноламина 1,5-12 алкилдиметилкарбоксибетаин 2-20 борная кислота 0,12-3,0 вода остальное

2. Смазочное средство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит водную эмульсию полидиметилсилоксана в количестве 7-12 мас.%.