СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ ПОДАЧИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
COMPOSITION FOR CLEANING AND PROTECTING SURFACE OF WATER SUPPLY PIPELINES

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к области очистки оборудования для получения и транспортировки жидких продуктов, и может быть использовано для очистки внутренней поверхности оборудования, применяемого для получения, транспортировки и расфасовки питьевой воды.
Известно, что в процессе эксплуатации трубопроводов питьевой воды на их внутренней поверхности образуется слой загрязнения, состоящего из солей и оксидов магния, кальция, железа, а также илисты соединений. Указанные загрязнения могут служить основой для развития патогенной микрофлоры и несомненно подлежат периодическому удалению.
Известен (патент RU 1829967, опубл. 23.07.1993) состав для химической очистки металлических поверхностей, содержащий, по меньшей мере, ортофосфорную кислоту, органическую фосфоновую кислоту и воду.
Недостатком известного состава следует признать его неприменимость для очистки поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами из-за присутствия в составе токсичных соединений.
Известен (авторское свидетельство SU 283772, опубл. 01.01.1970) раствор для химической очистки оборудования водоподготовки и транспортировки воды от накипи, ржавчины, окалины, содержащий трилон Б (комплексон), лимонную кислоту, гидразингидрат, аммиак до pH 7-9 и воду.
Данный состав является достаточно эффективным, но из-за наличия в нем аммиака является достаточно токсичным, и, кроме того, при его использовании также наблюдается высокая скорость растворения стали и особенно медных сплавов в период удаления отложений.
Известно (патент US 4264463, опубл. 28.04.1981) также средство для удаления отложений на поверхности трубопроводов, представляющее собой водный раствор, по меньшей мере, одной соли азотной и некоторых органических кислот. Водный раствор содержит ионы из группы ионов алюминия, железа (II) и их смеси; и анионы кислот из группы азотной, сульфаминовой, муравьиной, уксусной, пропионовой, молочной, винной, лимонной кислот и их смесей.
Известный состав достаточно эффективен, но удаляет не все загрязнения.
Наиболее близким аналогом разработанного состава можно признать (патент KR 100808373, опубл. 27.02.2008) состав для очистки трубопроводов, содержащий лимонную, щавелевую, яблочную, ортофосфорную, соляную, аскорбиновую кислоты, а также пероксид водорода.
Однако этот раствор представляет собой сложную композицию, нестоек, недостаточно эффективен применительно к удалению карбонатных отложений и не осуществляет защиту поверхности трубопровода.
Техническая задача, решаемая посредством использования разработанного состава, состоит в оптимизации процессов очистки и защиты поверхности трубопровода.
Технический результат, достигаемый при использовании разработанного состава, состоит в повышении эффективности очистки поверхности трубопровода, выражаемой в ускорении удаления загрязнений, при одновременном упрощении состава и обеспечении защиты внутренней поверхности трубопровода.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный состав для очистки и защиты поверхности трубопроводов подачи питьевой воды, содержащий ортофосфорную, соляную, амидосульфоновую кислоты, а также водный раствор солей ортофосфорной кислоты.
Ортофосфорная и соляная кислоты выполняет функцию удаления оксидов металлов группы железа, амидосульфоновая кислота, кроме воздействия на указанные оксиды, удаляет карбонатные загрязнения, а соли ортофосфорной кислоты удаляют с поверхности органические загрязнения, преимущественно - жиры и совместно с ортофосфорной кислотой образуют защитную пленку на очищаемой поверхности.
Предпочтительно используют щелочные и щелочноземельные соли ортофосфорной кислоты, в том числе и одно- и двузамещенные.
Количественное содержание компонентов в разработанном составе различно в зависимости от области применения, а также степени загрязнения внутренней поверхности трубопровода. Обычно содержание солей ортофосфорной кислоты составляет от 4 до 16%, соляной кислоты - от 4 до 16%, ортофосфорной кислоты - от 4 до 16%, а амидосульфоновой кислоты составляет от 0,1 до 6%.
Экспериментально установлено, что исключение хотя бы одного из указанных компонентов из состава не позволяет получить указанный технический результат.
Также экспериментально установлено наличие синергетического эффекта от совместного использования указанных компонентов раствора. При раздельном использовании компонентов указанный технический результат не достигается.
Состав готовят обычным образом, смешивая ранее отмеренные компоненты с водой. Порядок смешения компонентов не имеет значения.
Не сильно загрязненные поверхности обрабатывают пропусканием подготовленного раствора по очищаемой поверхности.
В случае сильных загрязнений поверхностей их выдерживают в контакте с раствором.
В любом случае после очистки поверхность промывают водой.
В дальнейшем особенности и преимущества разработанного состава будут раскрыты с использованием примеров реализации.
Контроль качества удаления загрязнений с внутренней поверхности трубопроводов проводили с использованием в качестве тестовых образцов отрезков дюймовой водопроводной трубы, разрезанных вдоль оси. Ранее трубу использовали для подачи питьевой воды в течение 2 лет. Определение эффективности разработанного состава проводили путем измерения остаточного содержания загрязнений на внутренней поверхности трубы.
Наличие и состав загрязнения неорганических загрязнений определяли с использованием спектрального анализа, наличие органических загрязнений определяли с использованием УФ спектроскопии. Анализы проводили на стандартном аналитическом оборудовании с использованием стандартных методик.
Первоначально определили состав загрязнений на внутренней поверхности образца. Установлено, что в состав загрязнения входят оксиды и гидроксиды элементов группы железа, а также карбонаты кальция, магния и железа. Определено и наличие органических загрязнений.
После выдерживания образца при комнатной температуре в растворе, содержащем 16% ортофосфорной кислоты, 16% соляной кислоты, 6% амидосульфоновой кислоты, 16% дизамещенного ортофосфата натрия, в течение 10 минут образец промыли в проточной деминерализованной воде и насухо вытерли фильтровальной бумагой. Проведенный анализ показал отсутствие минеральных и органических загрязнений, а также наличие защитной фосфатной пленки на поверхности образца.
После выдерживания аналогичного образца при комнатной температуре в растворе, содержащем 4% ортофосфорной кислоты, 4% соляной кислоты, 0,1% амидосульфоновой кислоты, 4% однозамещенного ортофосфата натрия, в течение 80 минут образец промыли в проточной деминерализованной воде и насухо вытерли фильтровальной бумагой. Проведенный анализ показал отсутствие минеральных и органических загрязнений, а также наличие защитной фосфатной пленки на поверхности образца.
После выдерживания образца при комнатной температуре в растворе, содержащем 10% ортофосфорной кислоты, 10% соляной кислоты, 3% амидосульфоновой кислоты, 10% дизамещенного ортофосфата магния, в течение 30 минут образец промыли в проточной деминерализованной воде и насухо вытерли фильтровальной бумагой. Проведенный анализ показал отсутствие минеральных и органических загрязнений, а также наличие защитной фосфатной пленки на поверхности образца.
Время контакта загрязнений с разработанным раствором зависит от плотности отложений загрязнений на образце, а также концентрации раствора.
При использовании раствора, содержащего соляную кислоту, амидосульфоновую кислоту, а также однозамещенный ортофосфат натрия, в течение 80 минут, при аналогичном проведении эксперимента проведенный анализ показал присутствие оксидов металлов группы железа.
Аналогичный результат был получен при использовании состава, в котором отсутствовала соляная кислота.
При отсутствии в составе раствора амидосульфоновой кислоты анализ показал наличие карбонатных загрязнений.
Отсутствие солей ортофосфорной кислоты привело к отсутствию защитной пленки на поверхности образца, а также наличие органических загрязнений.