КОМПОЗИЦИИ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ СИНЕРГИЮ ПРИ КОНТРОЛЕ БИОПЛЕНОК Российский патент 2022 года по МПК A01N25/30 A01N33/02 A01N33/04 A01N33/14 C02F1/50 A61L2/16 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

В настоящей заявке испрашивается приоритет в связи с предварительной заявкой на патент №62/573928, поданной 18 октября 2017 г., содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к контролю микроорганизмов в водной окружающей среде.

Предпосылки создания настоящего изобретения

Микробные биопленки в промышленных, коммерческих и административных системах и структурах оказывают существенное негативное влияние на функционирование и эксплуатацию этих систем и структур, включая снижение теплообмена, закупорку труб и линий, служащих резервуаром для патогенов, которые вызывают механические и конструкционные повреждения (отказ), ускорение коррозии, загрязнение и деградацию продуктов, питьевой и рекреационной воды, а также снижение эстетических ценностей.

В контексте настоящего изобретения биопленки определяются как микроорганизмы, которые оседают, прикрепляются и затем растут или существуют на поверхностях. Они могут состоять из одного вида или быть полиспецифичными и могут состоять из бактерий, вирусов, грибков, водорослей и микро- или макроэукариотических организмов, таких как амеба, диатомовые водоросли, нематоды и черви. Биопленки могут существовать при погружении в жидкость, в зонах заплеска, во влажной окружающей среде и даже в сухой окружающей среде, например, обнаруживаемые на поверхности скульптур и зданий. В структурном отношении биопленки состоят из микробных клеток, заключенных в молекулярно разнородную полимерную матрицу, состоящую из полисахаридов, белка, ДНК и множества небольших молекул. В естественной окружающей среде они также могут захватывать грязь, почву, растительные вещества и другие компоненты окружающей среды. Этот материал часто называют слизью. На анатомию биопленки сильно влияет состав окружающей среды и сила сдвига, создаваемая движением матрицы над пленкой.

Последствия, связанные с микроорганизмами, живущими в фиксированной среде, в отличие от свободноплавающих в объеме жидкости, являются значительными, поскольку микробы в ходе дифференциации экспрессируют свой геном в интервале от нескольких генов до почти 50% их генома. Эти изменения оказывают огромное влияние на восприимчивость биопленочных клеток к бактериоцидным агентам, антибиотикам и другим стрессовым факторам окружающей среды. Кроме широко распространенных физиологических изменений, биопленочные клетки существуют в полимерной матрице, которая может препятствовать доступу биоцидов или антибиотиков к клеткам, еще больше снижая их восприимчивость. Были зарегистрированы более чем тысячекратные изменения восприимчивости к биоцидам и антибиотикам.

Наиболее распространенный подход для контроля биопленок заключается в применении химических биоцидов, включая окисляющие, реакционноспособные и мембранно-активные биоциды. Независимо от механистического класса биоцидов, было доказано, что биопленки проявляют более высокую эволюционную стабильность к их ингибирующему и бактерицидному действию по причинам, которые были обсуждены в предыдущем абзаце, что обусловило необходимость применения высоких концентраций биоцидов для достижения желаемого эффекта.

Окисляющие биоциды обычно используют в качестве контролирующих биопленки агентов на самых разных промышленных, коммерческих и общественных территориях, поскольку они являются недорогостоящими и проявляют эффективность против планктонных микроорганизмов. Их можно использовать для эффективного противомикробного контроля, но высокие нормы внесения, затраты на обработку и коррозийное воздействие окислителей на конструкционные материалы, а также нормативные ограничения в некоторых случаях часто затрудняют их применение в количестве, эффективном для долгосрочного контроля биопленок.

Окисляющие биоциды, хотя и убивают значительную часть популяции биопленок, являются неэффективными при удалении биопленок с поверхности. Это свойство является неудовлетворительным, поскольку некоторые негативные эффекты биопленок обусловлены их физическим присутствием на поверхности.

Например, биопленки являются отличными изоляторами и в значительной степени препятствуют теплообмену в градирнях и холодильных установках, и хотя обработанная биопленка может быть практически мертвой, она все равно будет изолировать поверхность. Кроме того, большое количество мертвых клеток обеспечивает выживший фрагмент обработанной популяции готовым источником питательных веществ, и биопленки, как правило, быстро восстанавливают свою первоначальную плотность.

В сочетании с биоцидами вводили вспомогательные препараты в форме разрушающих биопленку материалов для повышения эффективности как в уничтожении микроорганизмов, так и в удалении их с поверхности. В большинстве случаев такие разрушающие биопленки агенты представляют собой анионные, катионные или неионогенные ПАВ, предполагаемый механизм действия которых заключается во взаимодействии со структурой биопленки, что обеспечивает как более эффективную проницаемость бактерицида в биопленку, так и удаление биопленки за счет их поверхностно-активных свойств.

Несмотря на долгосрочное присутствие этих разрушающих биопленки агентов на рынке, они чаще всего недоиспользуются, вероятно, из-за эффективности программ обработки с использованием как окисляющих, так и неокисляющих биоцидов. Однако из-за проблем, связанных с рынком, стоимостью и окружающей средой, возникла необходимость сократить использование биоцидов без снижения эффективности программ борьбы с микроорганизмами, и интерес к диспергирующим агентам растет на многих рынках, особенно в промышленных охлаждающих водных системах. Как и следовало ожидать, относительная способность этих разрушающих биопленки агентов изменяется от низкой до высокой, и их эффективность может зависеть от состава основной матрицы. Следует также ожидать, что некоторые комбинации окисляющих биоцидов и разрушающих биопленки агентов будут проявлять большую эффективность, чем другие комбинации, основанные на их химическом взаимодействии и воздействии на структуру биопленки.

Подробное описание настоящего изобретения

Следующее подробное описание по своей природе является лишь иллюстративным и не ограничивает изобретение или его использование и применение на практике. Более того, нет намерения ограничиваться какой-либо теорией, представленной в разделе Предпосылки создания изобретения или в следующем подробном описании.

Неожиданно было установлено, что некоторые комбинации биоцидов, предпочтительно окисляющих биоцидов и разрушающих биопленки агентов обеспечивают синергетический контроль биопленок с точки зрения как их уничтожения, так и удаления их с поверхности. Общий эффект комбинации биоцидов и разрушающих биопленки агентов в значительной степени превышает просто аддитивный эффект двух химических реагентов, то есть можно в значительной степени снизить количество одного или обоих химических реагентов и при этом обеспечивать требуемый конечный уровень контроля биопленок. Такое синергетическое взаимодействие не выявлено как для всех комбинаций химических реагентов, так и для всех соотношений химических реагентов.

Раскрыт способ осуществления контроля и удаления биопленок с поверхностей при контактировании с водной промышленной системой, включающий стадию добавления эффективного количества разрушающего биопленки агента и добавления биоцида в водную систему, предназначенную для обработки, с целью снижения и удаления микроорганизмов, формирующих биопленки, с поверхности при контактировании с водной системой.

В изобретении предлагается также синергетическая композиция, включающая разрушающий биопленки агент и биоцид.

Окисляющие биоциды, использованные в изобретении, включают гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и другие соли хлорноватистой кислоты, хлорноватистую кислоту, бромноватистую кислоту, биоциды на основе моногалогенамина, полученные из гидроксида аммония, хлорида аммония, сульфата аммония, ацетата аммония, бикарбоната аммония, бромида аммония, карбоната аммония, кабамата аммония, сульфамата аммония, нитрата аммония, оксалата аммония, персульфата аммония, фосфата аммония, сульфида аммония, мочевину и производные мочевины, и другие азотсодержащие соединения, образующие ион аммония при взаимодействии с остатком хлора или брома в составе соединений, таких как хлорированный или бромированный окислитель, предпочтительно хлорноватистая кислота или гипохлорит, предпочтительно гипохлорит, и смеси производных аммония и хлорамина, таких как монохлорамин и дихлорамин. Такие биоциды на основе галогенаминов известны в области техники, например, описаны в патентах US 7285224, US 7052614, US 7837883, US 7820060. Другие окисляющие биоциды включают дибромнитрилопропионамид, бромхлордиметилгидантоин и другие галогенированные гидантоины и трихлоризоциануровая кислота. Неокисляющие биоциды, использованные для контроля биопленок и, как ожидалось, проявляющие активность совместно с диспергирующим агентом, включают биоциды на основе изотиазолона, глутарового альдегида, формальдегид и высвобождающие формальдегид соединения, тетракис-гидроксифосфоний хлорид, а также другие не-катионные биоциды.

В настоящем изобретении предлагается способ контроля микробиологической биопленки на поверхностях при контактировании с системами, включающими, но не ограничиваясь только водными системами, и указанный способ включает добавление в систему синергетической комбинации окисляющего биоцида и разрушающего биопленки агента или диспергирующего агента, включающего ПАВ на основе полиэтиленимина. Полиэтиленимин представляет собой аминополимер с высокой плотностью заряда, которая позволяет прочно абсорбироваться на отрицательно заряженные субстраты.

Плотность заряда может находиться в интервале от 8 до 20 мэкв./г материала, предпочтительно от 10 до 20 мэкв./г материала и наиболее предпочтительно от 14 до 20 мэкв./г. Этот полимер является водорастворимым полимером, который получают в основном полимеризацией этиленимина. Он может содержать первичные, вторичные и третичные амины. Типичные полиэтиленимины выпускаются под торговым названием Lupasol™ (BASF, Florham Park, NJ).

Разрушающим биопленки агентом, использованным в изобретении, является полиэтиленимин (PEI), низкомолекулярный сополимер этиленимина. Среднемассовая молекулярная масса полиэтиленимина составляет менее 750000 Да, предпочтительно менее 100000 и более 500 Да. Среднемассовая молекулярная масса в основном находится в интервале от 750 до 25000, предпочтительно от 800 до 4000, более предпочтительно от приблизительно 1000 до приблизительно 3000. Примеры ПАВ-полиэтиленимина включают, но не ограничиваясь только перечисленным, продукты BASF Lupasols (фирмы BASF Corporation, Florham Park, N.J.). Диспергирующий агент включает от приблизительно 20 до приблизительно 98 мас. % полиэтиленимина и остальное количество составляет диспергирующий агент, включающий воду, которая может присутствовать в количестве от приблизительно 2 до приблизительно 80 мас. %. Дополнительные компоненты могут включать растворители, такие как низкомолекулярные спирты, например, этанол, метанол и бутанол.

Один вариант полиэтиленимина включает от приблизительно 40% до приблизительно 50% воды и от приблизительно 40% до приблизительно 50% полимера PEI, содержащего азиридин. В настоящем изобретении предлагается только концентрация полимера - полиэтиленимина, и никакой другой компонент или растворитель коммерчески доступного продукта PEI не рассматривается как часть диапазона доз. Например, 50 г продукта, содержащего 50% PEI, представляет собой дозу 25 г PEL

В изобретении предлагается также синергетическая композиция, включающая разрушающий биопленки агент и биоцид, где разрушающий биопленки агент представляет собой полиэтиленимин, а биоцид представляет собой галогенамин, предпочтительно выбранный из моногалогенамина, дигалогенамина и их комбинаций. Галогенамином может являться хлорамин. Предпочтительно массовое соотношение разрушающего биопленки агента и окисляющего биоцида составляет от 1 части биоцида до по меньшей мере 1 части разрушающего биопленки агента. Массовое соотношение биоцида и разрушающего биопленки агента может находиться в диапазоне от 1:1 до 1:80, или от 1:1 до 1:40 или от 1:1 до 1:20, более предпочтительно от 1:1 до 1:8.

Взаимодействие двух химических реагентов в композиции может происходить тремя возможными способами. В первом случае в результате взаимодействия двух химических веществ достигается отрицательный результат, то есть эффект композиции снижается таким образом, что достигается более низкий результат по сравнению с ожидаемым суммарным результатом их объединенных активностей. Таким образом, если активность одного агента самого по себе достигает значения 50 в единицах измеряемой переменной, а активность второго агента самого по себе достигает значения 50 в единицах измеряемой переменной, то при отрицательном взаимодействии общая сниженная величина для двух реагентов будет составлять менее 100. Во втором случае, когда они могут взаимодействовать с аддитивным результатом, то есть, когда конечный результат представляет собой просто сумму двух значений. Таким образом, в результате взаимодействия двух агентов, активность каждого из которых достигает значения 50, достигается суммарное объединенное значение, равное 100. В третьем случае, который является наиболее желательным в отношении микробного контроля, в результате объединения двух агентов, активность каждого из которых может достигать значения 50, будет достигаться определенное значение, равное более 100.

Исследователями была разработана формула для измерения природы и степени взаимодействия двух компонентов в композиции. В области микробного контроля используемое в большинстве случае уравнение описано в статье Kull и др. (Kull и др., J. Appl. Microbiology 9:538 (1961)), которая включена в настоящее описание в качестве ссылки. Недавние примеры применения этого уравнения представлены в патенте US #9555018 (Синергетические комбинации органических кислот, используемых для контроля микроорганизмов в промышленном процессе) и в патенте US #8778646 (Способ обработки микроорганизмов во время размножения, кондиционирования и ферментации с использованием экстрактов хмеля и органической кислоты. В исходном уравнении Кулла в качестве конечного параметра определения использовали минимальную ингибирующую концентрацию антимикробных агентов (MIC). Величины MIC означают самую низкую измеренную концентрацию антимикробного агента, которая приводит к ингибированию микробной культуры. Ингибирование можно определять визуально по помутнению микробной культуры, а также с помощью подсчета жизнеспособных клеток в культуре или микроскопическими методами, или некоторыми методами определения метаболической активности. Уравнение представлено ниже:

Индекс синергизма + (конечный параметр а/конечный параметр А)+(конечный параметр в/конечный параметр В), где конечный параметр А означает агент А сам по себе, конечный параметр а означает агент А в комбинации с агентом В, конечный параметр В означает агент В сам по себе, конечный параметр в означает агент В в комбинации с агентом А.

В этой работе эффективность агентов каждого в отдельности и в комбинации определяли при подсчете жизнеспособных клеток в модельных биопленках после обработки. Минимальную величину концентрацию уничтожения биопленки (МВЕС) определяли как 95%-ное снижение числа жизнеспособных клеток по сравнению с необработанным контролем. Относительно нетоксичные диспергирующие агенты не могут обеспечивать такого уровня уничтожения при физически возможных концентрациях, таким образом МВЕС для таких агентов рассматривали как самое высокое исследованное значение.

Поскольку эта величина используется в качестве делителя в уравнении индекса синергизма, эта самая высокая исследованная величина фактически является недооцененной величиной МВЕС, и, следовательно, величины индекса синергизма также являются недооцененными.

Настоящее изобретение в основном предназначено для применения в промышленных технологических водах, прежде всего в градирнях, испарителях, холодильных установках и конденсаторах, целлюлозно-бумажных комбинатах, бойлерах, сточных водах, регенерированных сточных водах, минеральных суспензиях, крахмальных суспензиях, глиняных суспензиях, сточных водах после биологической переработки, шламе, коллоидных суспензиях, оросительных водах, пластовых водах нефтегазовых месторождений и их комбинациях, но его можно использовать в любом промышленном процессе, где биопленки формируются в водных матрицах, оказывая отрицательное действие на процесс. Следует отметить, что изобретение также можно использовать при обработке геотермальных жидкостей, добыче нефти и газа и в процессах с использованием систем очистки оборудования без демонтажа.

Концентрация разрушающего биопленки агента, предпочтительно PEI, должна находиться в диапазоне от 1 до 200 мг/л (част./млн) воды в предназначенной для обработки водной системе или предпочтительно от 1 до 100 мг/л (част./млн) воды, или 1-50 мг/л, от 1 до 15 мг/л, более предпочтительно от 1 до 10 мг/л.

Биоцид в расчете на активный Cl₂ обычно добавляют в количестве по меньшей мере от 1,0 (мг/л) част./млн в виде Cl₂, или по меньшей мере 1,5 част./млн в виде Cl₂, или предпочтительно по меньшей мере 2 част./млн в виде Cl₂ или более, или по меньшей мере 2,5 част./млн в виде Cl₂ или более, или вплоть до 15 част./млн в виде Cl₂ или более предпочтительно вплоть до 10 част./млн в виде Cl₂ в расчете на количество биоцида в миллиграммах на литр обрабатываемой воды. Предпочтительно дозировка биоцида находится в диапазоне от 1,5 мг до 10 мг биоцида на литр обрабатываемой воды.

Предпочтительно массовое соотношение разрушающего биопленки агента и биоцида, предпочтительно окисляющего биоцида и, составляет 1 часть биоцида:по меньшей мере 1 часть разрушающего биопленки агента. Массовое соотношение биоцида и разрушающего биопленки агента может составлять от 1:1 до 1:80 или от 1:1 до 1:40, предпочтительно от 1:1 до 1:20, более предпочтительно от 1:1 до 1:8. Каждый компонент измеряли в расчете на массу.

Специалист в данной области техники способен определить наилучшую ий участок для дозировки, но как правило, предпочтительным является расположение непосредственно выше по потоку от загрязненного участком. Например, изобретение можно использовать в сборнике градирни или непосредственно в распределительной коробке градирни или в напорном ящике градирни, и тем самым обрабатывать систему охлаждающей воды.

Разрушающий биопленки агент и окисляющий биоцид можно добавлять последовательно или одновременно или компоненты можно сначала смешивать, а затем добавлять в виде единой композиции.

Пример 1

Синергетическое действие монохлорамина и PEI

Для определения минимальной концентрации уничтожения биопленки (МВЕС) монохлорамина и PEI каждого в отдельности проводили исследование кривых зависимости ответной реакции от дозы. МВЕС определяли как концентрацию агента, при которой жизнеспособная популяция биопленки снижается на 95% по сравнению с необработанным контрольным образцом методом посева на чашках Петри. Эксперименты проводили для оценки результата объединения двух агентов, окисляющего биоцида монохлормина, и диспергирующего агента PEI, каждого в отдельности, на популяцию биопленки. В экспериментах исследовали три концентрации монохлорамина и четыре концентрации PEI для каждого в отдельности. В примерах в качестве PEI использовали продукт Lupasol™ G20 фирмы BASF.

Среды M9YG представляют собой простую минимальную солевую среду, дополненную глюкозой 500 мг/л и дрожжевым экстрактом 0,01%. Солевая композиция предназначена для имитации типичной водной композиции градирни. Композицию среды получали с использованием следующей процедуры: солевую композицию 5ХМ9 смешивали с использованием 64 г Na₂HPO₄.7H₂O, 15 г KH₂PO₄, 2,5 г NaCl и 5 г NH₄CI в 1 л воды. Полученную среду разделяли на аликвотные части объемом 200 мл и стерилизовали в автоклаве. В 750 мл стерильной деионизированной воды при перемешивании добавляли стерильные дополненные растворы. При добавлении CaCl₂ наблюдали образование осадка белого цвета, который растворялся при перемешивании.

Дополненный раствор содержал следующие компоненты: 200 мл композиции 5ХМ9, 2 мл 1М MgSO₄, 0,1 мл 1М CaCl₂, 20 мл 20% глюкозы, 1 мл 10% дрожжевого экстракта, и воду до 1000 мл раствора. См. инструкцию для проведения лабораторных работ: Molecular Cloning - A Laboratory Manual (второе изд.). J. Sambrook & Т. Maniatis. Cold Spring Harbor Press (1989).

Инокулят, использованный в примерах, представлял собой ночные культуры Pseudomonas putida. Псевдомонады являются распространенными загрязнителями охлаждающей воды и, хотя популяции бактерий в охлаждающей воде являются полимикробными, псевдомонады часто используются в таких исследованиях как типичные члены популяции в целом.

Краткое описание методики: биопленки выращивали на пластинах из нержавеющей стали 316 в реакторе CDC для получения биопленок с использованием минимальных солевых питательных сред M9YG в течение 24 ч. В лунки 12-луночного культурального планшета добавляли PEI в отдельности, монохлорамин в отдельности и композиции окисляющего агента и диспергирующего агента. В качестве контроля использовали среды M9YG. После выращивания биопленок каждую пластину выкручивали из стержней реактора CDC и помещали в лунку планшета. Затем планшеты инкубировали в течение 2 ч при 28°С при встряхивании. После инкубации пластины извлекали из лунок и помещали в 5 мл фосфатно-солевого буферного раствора (PBS) и озвучивали в течение 6 мин. Затем число высвободившихся в жидкость жизнеспособных клеток подсчитывали методом посева на чашках Петри.

Индексы синергизма рассчитывали методом, описанным в статье Kull и др. Согласно методу, рассчитывали конечный параметр ингибирующих концентраций для каждого противомикробного агента самого по себе, затем определяли уровни ингибирующей концентрации для комбинаций двух агентов. Уравнение, описанное Куллом, и выраженное для значения МВЕС, представлено ниже:

Индекс синергизма (SI)=МВЕС а/МВЕС А + МВЕС b/МВЕС В. где "МВЕС а" означает значение МВЕС для соединения А в комбинации, "МВЕС А" означает значение МВЕС для соединения А самого по себе, "МВЕС b" означает значение МВЕС для соединения "В" в комбинации, и "МВЕС В" означает значение МВЕС для соединения В самого по себе.

Индекс синергизма, равный 1, указывает на отсутствие взаимодействия двух агентов, например, величины являются просто аддитивными. Значение SI более 1 означает, что два соединения взаимодействуют антагонистическим способом, в то время как значение SI менее 1 означает, что два соединения взаимодействуют синергетическим способом.

В приведенной ниже таблице 1 показано, что для снижения жизнеспособной популяции биопленок более, чем на 90% требуется концентрация монохлорамина в отдельности 20 мг/л, а для достижения снижения на 71,4% требуется концентрация PEI 800 мг/л. Тем не менее, многие соотношения двух исследованных агентов проявляли большую активность, чем можно было ожидать от простого суммирования активностей двух агентов, каждого в отдельности. Например, с использованием комбинации 2,5 мг/л МСА (1/8 часть от значения для МСА в отдельности) и 25 мг/л PEI (1/32 часть от значения для PEI в отдельности) достигается снижение заданной величины МВЕС на 95% в жизнеспособных клетках биопленок. Этот синергетический эффект наблюдался для соотношений МСА и PEI в диапазоне от 1:1,25 до 1:20.

Пример 32

Синергетическое действие смеси монохлорамин/дихлорамин и PEI Исследование кривых зависимости ответной реакции от дозы проводили для определения минимальной концентрации уничтожения биопленки (МВЕС) смеси монохлорамин/дихлорамин (MCA/DCA) и PEI и PEI в отдельности. Смесь MCA/DCA состояла из 9 частей МСА и 1 части DCA. МВЕС определяли как концентрацию агента, при которой достигается снижение жизнеспособной популяции биопленки на 95% по сравнению с контрольным значением по данным метода посева на чашки Петри. Затем проводили эксперименты для определения результата объединения двух агентов, окисляющего биоцида MCA/DCA и диспергирующего агента в отдельности, на популяции биопленок. В ходе экспериментов исследовали три концентрации MCA/DCA и четыре концентрации PEI в отдельности.

Краткое описание методики: биопленки выращивали на пластинах из нержавеющей стали 316 в реакторе CDC для получения биопленок с использованием минимальных солевых питательных сред M9YG в течение 24 ч. В лунки 12-луночного культурального планшета добавляли PEI в отдельности, смесь MCA/DCA в отдельности и композиции окисляющего агента и диспергирующего агента. В качестве контроля использовали среды M9YG. После выращивания биопленок каждую пластину выкручивали из стержней реактора CDC и помещали в лунку планшета.

Затем планшеты инкубировали в течение 2 ч при 28°С при встряхивании. После инкубации пластины извлекали из лунок и помещали в 5 мл фосфатно-солевого буферного раствора (PBS) и озвучивали в течение 6 мин. Затем число высвободившихся в жидкость жизнеспособных клеток подсчитывали методом посева на чашках Петри.

Индексы синергизма рассчитывали методом Кулла, как описано в примере 1.

В приведенной ниже таблице 2 показано, что для снижения жизнеспособной популяции биопленок более, чем на 90% требуется концентрация MCA/DCA в отдельности 10 мг/л, а для достижения снижения на 71,4% требуется концентрация PEI 800 мг/л. Тем не менее, многие соотношения двух исследованных агентов проявляли большую активность, чем можно было ожидать от простого суммирования активностей двух агентов, каждого в отдельности. Например, с использованием комбинации 2,5 мг/л MCA/DCA (1/4 часть от значения для MCA/DCA в отдельности) и 25 мг/л PEI (1/32 часть от значения для PEI в отдельности) достигается снижение заданной величины МВЕС на 95% в жизнеспособных клетках биопленок. Этот синергетический эффект наблюдался для соотношений MCA/DCA и PEI в диапазоне от 1:1,25 до 1:20.

Хотя в вышеприведенном подробном описании был представлен по меньшей мере один типичный вариант осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что существует огромное количество вариантов. Также следует понимать, что типичный вариант осуществления или типичные варианты осуществления являются только примерами и не предназначены для ограничения каким-либо образом объема, применимости или конфигурации изобретения. Скорее, вышеприведенное подробное описание предоставит специалистам в данной области техники приемлемую принципиальную схему для реализации типичного варианта осуществления, при этом следует понимать, что возможны различные изменения функционирования и расположения элементов, описанных в типичном варианте осуществления, не выходя за пределы объема изобретения, как изложено в прилагаемой формуле изобретения и ее правовых эквивалентах.

Группа изобретений относится к контролю микроорганизмов в промышленных технологических водах и может быть использована для контроля и удаления биопленки с поверхности при контактировании с водной промышленной системой. Предложен способ контроля и удаления биопленки с поверхности, контактирующей с промышленными технологическими водами, включающий получение композиции, состоящей из полиэтиленимина (PEI), биоцида, который выбирают из группы, состоящей из монохлорамина, дихлорамина или их комбинации, и воды, и добавление указанной композиции в промышленные технологические воды. При этом концентрация PEI находиться в интервале от 1 до 200 мг/л в расчете на количество воды, предназначенной для обработки, а концентрация биоцида находится в интервале от 1,0 до 15 мг/л в виде Cl₂ в расчете на миллиграмм биоцида в литре воды, предназначенной для обработки. Массовое соотношение биоцида и PEI в составе композиции составляет от 1:1 до 1:80. Предложена также композиция для контроля и удаления биопленки с поверхности, контактирующей с промышленными технологическими водами, содержащая полиэтиленимин (PEI) и биоцид, выбранный из группы, состоящей из монохлорамина, дихлорамина и их комбинации. Обеспечивается синергетический контроль биопленок с точки зрения как их уничтожения, так и удаления их с поверхности, что позволяет снизить количество одного или обоих химических реагентов и при этом обеспечивать требуемый конечный уровень контроля биопленок. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

1. Способ контроля и удаления биопленки с поверхности, контактирующей с промышленными технологическими водами, состоящий из:

получения композиции, состоящей из полиэтиленимина (PEI), биоцида, который выбирают из группы, состоящей из монохлорамина, дихлорамина или их комбинации, и воды; при этом концентрация PEI находиться в интервале от 1 до 200 мг/л в расчете на количество воды, предназначенной для обработки; при этом концентрация биоцида находится в интервале от 1,0 до 15 мг/л в виде Cl₂ в расчете на миллиграмм биоцида в литре воды, предназначенной для обработки; и при этом массовое соотношение биоцида и PEI составляет от 1:1 до 1:80; и добавления в промышленные технологические воды указанной композиции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что среднемассовая молекулярная масса PEI находится в интервале от 500 до 750000 Да, или от 500 до 100000 Да, или от 1000 до 3000 Да.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество добавляемого PEI в композицию составляет от 1 до 50 мг/л или от 1 до 15 мг/л в расчете на объем воды, предназначенной для обработки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промышленные технологические воды выбирают из группы, состоящей из градирен, испарителей, холодильных установок, конденсаторов, целлюлозно-бумажных комбинатов, бойлеров, сточных вод, регенерированных сточных вод, минеральных суспензий, крахмальных суспензий, глиняных суспензий, сточных вод после биологической переработки, шлама, коллоидных суспензий, оросительных вод, пластовых вод нефтегазовых месторождений и их комбинаций.

5. Композиция для контроля и удаления биопленки с поверхности, контактирующей с промышленными технологическими водами, состоящая из PEI и биоцида, причем биоцидом является монохлорамин, дихлорамин и их комбинация; при этом концентрация PEI находится в интервале от 1 до 200 мг/л в расчете на количество воды, предназначенной для обработки; при этом концентрация биоцида находится в интервале от 1,0 до 15 мг/л в виде Cl₂ в расчете на миллиграмм биоцида в литре воды, предназначенной для обработки; и при этом массовое соотношение биоцида и PEI составляет от 1:1 до 1:80.