Способ обеззараживания коллоиднодисперсных систем Советский патент 1992 года по МПК C02F1/50 

сл С

Изобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смазоч- но-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.

Изобретение относится к машиностроительной, металлообрабатывающей и другим отраслям промышленности и может найти применение при обеззараживании смазочно -охлаждающих жидкостей , представляющих собой коллоидно-дисперсные системы.

Характерным представителем 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.

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 хлорноватистая кислота и гипохлоритонионы, при воздействии котоХ|

ю со

О 4 Ю

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 греде 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 микро- организмов, при этом в качестве газов используют углекислый газ. а обработку проводят под давлением 98-294 кПа в течение 5-7 ч.

Особенно уязвимы к поражению бакте- риальной 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 Хилыиельву- да 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 поло- жена зависимость существования бактерий от состояния окружающей среды.

Одним из методов изменения состояния окружающей среды является обработка газами , в данном случае углекислым газом В атмосфере углекислого газа происходит замедление физиологических процессов роста бактзрий, причем тем активнее, чем большее количество газа растворено в жидкости. Увеличение количества растворенно- го 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 этом 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 отрабо- танной 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 взрывобезопас- ном, Кроме того, при таком режиме работы уменьшается производительность установки, так как на полное обеззараживание необходимо время более одной смены.

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 Р 49 кПа недостаточно для эффективного ведения процесса обеззараживания.

При проведении процесса при Р 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. В 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 Р 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 влечет за собой энергетические затраты. Снижение температуры способствует увеличению количества растворенного углекислого газа. Например, если при Т 20°С

и Р 1 атм в жидкости растворяется 878 мм газа, то при Т 10°С и Р 1 атм количество растворенного газа составляет 1134 мм, т.е. увеличивается в 113 раза. Однако в этом случае необходима охлаждающая рубашка

на емкости 1. Наличие холодильного оборудования 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 изменение давления от 98 до 294 кПа сказывается на процессе обеззараживания

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

является гарантом полного обеззараживания. Кроме того, в указанных выше условиях СОЖ можно хранить сколько угодно долго без угрозы поражения ее микроорганизмами.

Формула изобретения

Способ обеззараживания коллоидно- дисперсных 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.

Результаты испытаний обеззараживания СОЖ типа Укринол углекислым газом

/7///////////////////////////////////////////7777777////////////////./////////////

Фиг.1