СПОСОБ ОЦЕНКИ КОНЦЕНТРАЦИИ СМОЛОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ В СУСПЕНЗИИ
METHOD OF ESTIMATING CONCENTRATION OF RESIN-LIKE SUBSTANCES IN SUSPENSION

Изобретение предназначено для использования в экспериментальной и промышленной биотехнологии, в частности для оценки концентрации смолоподобного вещества в суспензии, предназначенной, в том числе и для снижения микробной обсемененности кормовых и пищевых продуктов, а также воздуха аэрозолями, полученными распылением суспензий. Цель достигается титрованием водной суспензии одним из полярных растворителей смолоподобного вещества, например этиловым, метиловым, изопропиловым спиртом, ацетоном и др., до растворения суспендированных частиц, что фиксируется по переходу среды из мутного в прозрачное состояние (по снижению светорассеяния за счет растворения рассеивающих свет частиц). Переход фиксируют либо зрительно, без применения измерительных средств, либо с использованием оптических приборов (нефелометров, колориметров), позволяющих измерять количество света, прошедшего через суспензию (раствор).
Суспензии натуральных смолоподобных веществ в последнее время находят все более широкое применение для снижения бактериальной обсемененности пищевых и кормовых жировых эмульсий, рабочих поверхностей и воздуха в помещениях промышленных производств, а также в помещениях медицинского, ветеринарного и сельскохозяйственного назначения, в офисных и жилых помещениях [1, 2, 3].
Получают суспензии смолоподобных веществ, экстрагированных из натуральных продуктов [4], с применением, например, ультразвука [5], причем во всех случаях концентрация суспендированного вещества определяется весьма приблизительно, что зависит от широко варьирующих свойств исходного продукта (например, смолы, сосны [5], прополиса [6] и др.). Несомненно, однако, что измерение концентрации смолоподобных веществ в суспензии имеет существенное значение для дозирования их действия на микрофлору и организмы человека и животных.
Существует множество различных способов измерения концентрации суспендированных веществ [7].
Нефелометрия, например, основанная на способности коллоидных систем рассеивать свет, дает возможность определять концентрацию коллоидной системы и средний размер коллоидных частиц. Действие нефелометра основано на сравнении интенсивности света, рассеянного исследуемым золем, с интенсивностью света, рассеянного стандартным золем. О содержании вещества в исследуемой пробе судят либо по интенсивности светорассеяния, определяемого числом светорассеивающих частиц (нефелометрический метод анализа), либо по ослаблению светового потока образовавшейся суспензией (турбидиметрический метод анализа). Методы нефелометрии позволяют лишь приблизительно оценить содержание вещества в суспензии, поскольку учитывается лишь количество частиц, но не их размеры.
Ряд способов используют относительные измерения, как правило, для автоматического регулирования для производственных процессов и не позволяют определить абсолютное содержание суспендированного вещества [8, 9]. Существуют способы ограниченного применения, например, для частиц с выраженными магнитными свойствами [10], очевидно не пригодные для измерения суспензий смолоподобных веществ.
Существуют также методы титриметрии - анализа, основанные на измерении количества реагента, необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом в растворе в соответствии со стехиометрией химических реакций между ними. Наибольшее распространение получила титриметрия для экспрессного определения высоких и средних концентраций веществ в растворах [11].
Каждый из вышеприведенных методов, малопригодных для измерения концентрации смолоподобных веществ в суспензии, содержит элемент, совокупность которых позволяет определить количество суспендированного вещества.
Настоящее изобретение направлено на реализацию экспресс-оценки количества суспендированного смолоподобного вещества с использованием простейшего лабораторного оборудования.
Заявленный нами результат - повышение эффективности анализа за счет проведения экспресс-оценки количества суспендированного смолоподобного вещества в воде - достигается титрованием, например этиловым спиртом или ацетоном водной суспензии смолоподобного вещества, до ее трансформации в прозрачный раствор. Поскольку эффект обратим, то способ может быть прокалиброван титрованием, например, спиртовых растворов водой, до образования суспензии за счет понижения растворимости смолы в водно-спиртовом растворе.
Пример реализации изобретения
Водную суспензию смолы лиственницы титруют этиловым спиртом до исчезновения мути, встряхивая пробу после добавления очередной порции растворителя, Рис.1, либо спиртовой раствор титруют водой, встряхивая пробу после добавления очередной порции воды до появления мути, Рис.2. Концентрацию смолы определяют по калибровочной кривой, Рис.3, построенной с учетом обратимости эффекта, т.е. добавляя в спиртовой раствор смолы воду, до помутнения раствора. Мутность раствора определяют визуально с использованием или без использования оптических приборов для определения мутности жидких сред.
Калибровка метода возможна с использованием обратного эффекта, т.е. сравнением результатов, полученных заявленным методом, с результатами титрования водой спиртовых растворов смолоподобных веществ с известной концентрацией.
Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого метода обеспечивает достижение указанного результата.
В результате проведенного анализа уровня техники оценки содержания смолоподобных веществ в ультразвуковых водных суспензиях источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Простота решения, не реализованного до сегодняшнего дня, свидетельствует о соответствии предлагаемого устройства условию "изобретательский уровень".
Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что заявленное изобретение, предназначенное для использования в экспериментальной и промышленной биотехнологии, в частности для оценки концентрации смолоподобного вещества в суспензии, обладает заявленными выше свойствами. Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, нет препятствий его осуществления на практике с использованием распространенных и доступных средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Литература.
1. Акопян В.Б., Бамбура М.В., Рухман А.А., Ступин А.Ю., Филатова В.Б. Ультразвук в формировании водных суспензий тугоплавких биологически активных веществ // Сборник трудов XXII сессии Российского акустического общества и сессии научного совета по акустики РАН. - М., 2010. - Т.3. - С.125-127.
2. Ступин А.Ю., Грузинов Е.В., Никитина Э.С., Чубатова О.Ю. Использование прополиса в пищевых эмульсиях, полученных с применением ультразвука. Пищевая промышленность, 2010, 2, с.54-56.
3. Ступин А.Ю., Бамбура М.В., Браславец В.Р., Призенко А.В., Кропачев Г.В. Аэрозоль экстракционной смолы сосновой древесины. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет), 2010,4, с.32-39.
4. Акопян В.Б., Давидов Е.Р., Свешников И.Н., Пашинин А.Е., Ступин А.Ю. Экстракция смолы из сосновых опилок. Биотехнология, 2010, №2, с.65-69.
5. Бамбура М.В., Акопян В.Б., Соколова Ю.В. Распылительный способ получения наночастиц. // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2009, №2, с.13.
6. Ступин А.Ю. Суспензии природных смол и смолоподобных веществ. М. ФГНУ «Росинформагротех». 2010, 67 с.
7. Лопатин В.Н., Приезжев А.В., Апонасенко А.Д., Шепелевич Н. В., Лопатин В.В., Пожиленкова П.В., Простакова И.В. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических систем. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004, 384 с.
8. Озеров Е.Д., Афанасьев М.М. Способ непрерывного измерения концентрации целлюлозного волокна в суспензии и устройство для его осуществления. Патент №2067638. Дата публикации 10.10.1996.
9. Трифонов О.Н., Панин М.Г., Еникеев Т.Ч., Бакулин В.П., Электронно-гидравлический регулятор концентрации дрожжевой суспензии в винном растворе Патент №2089882. Дата публикации 10.09.1997.
10. Анализатор концентрации суспензии магнитный. МА-2, http://www.promspravka.com/catalog/D/DL/33/2/20/5/53/prochieanaliz/anpr/anpr_3785.ht ml?regcus=1&1=0
11. Мейтис Я. Введение в курс химического равновесия и кинетики. М., 1984,486 с.