СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ НАКИПИ
METHOD OF DESCALING HEAT ENGINEERING EQUIPMENT

Изобретение относится к биотехнологии, применяемой в отраслях промышленности, энергетического комплекса, сельского хозяйства и в отраслях, перерабатывающих продукты питания. Изобретение может быть использовано для удаления накипи и других загрязнений с поверхности теплотехнического и теплообменного оборудования (котлов, бойлеров, охладителей, отопительных батарей, систем отопления и водоснабжения и т.п.).
В современных условиях очень важной является проблема повышения надежности и экономичности теплотехнического и промышленного оборудования, а также систем ЖКХ. Надежная и экономичная работа основных узлов во многом зависит от состояния внутренних поверхностей пароводяных трактов и может быть повышена при своевременном и качественном проведении мероприятий по их очистке от отложений и защите от коррозии.
На протяжении уже долгого времени основным способом очистки оборудования и трубопроводов является химический метод, основанный на использовании водных растворов различных кислот и щелочей, позволяющий без вскрытия промыть всю внутреннюю поверхность. Однако этот метод имеет существенные недостатки, к которым, в первую очередь, относятся необходимость обязательного применения ингибиторов, специальная нейтрализации и утилизации отработанных растворов, а также повышенный риск получения химических ожогов и повреждения оборудования.
Наряду с химическим методом очистки широкое распространение получили безреагентные методы. К ним относятся: электроимпульсный, механический, ультразвуковой, гидродинамический и прочие, которые, не смотря на низкую стоимость, малоэффективны в замкнутых разветвлённых системах, а некоторые (например, механический способ) могут нанести значительный вред элементам оборудования.
Биотехнология очистки, основанная на использовании биокомпозиции «БОНАКА-Пром», позволяет эффективно и безопасно очистить оборудование и системы от продуктов коррозии, солеотложений, накипи, шлама, масляного налета и некоторых видов органических отложений, улучшить гидравлические характеристики пароводяных трактов, а также способствует общему повышению КПД рабочего цикла.
Основными преимуществами использования биотехнологии перед другими методами очистки являются:
– высокая эффективность (степень очистки до 98 %);
– воздействие на широкий спектр отложений (минеральных и органических);
– возможность очистки труднодоступных участков, разветвленных трубопроводов и трубопроводов малого диаметра;
– замкнутая схема, без разбора оборудования;
– пассивность к материалам очищаемых поверхностей, уплотнителей, пластику, резине;
– экологическая безопасность и отсутствие вредного воздействия на человека;
– отсутствие токсического воздействия;
– возможность утилизации в общую систему водоотведения без предварительной обработки;
– повышение теплоотдачи до 30 %;
– снижение термических напряжений в металлах, вызванных перегревом;
– увеличение срока службы оборудования и трубопроводов в 2-3 раза;
– значительное снижение затрат на топливо;
– отсрочка для капитального ремонта оборудования.
Для очистки загрязненных поверхностей теплотехнического оборудования применяют химические средства (RU 2109244 C1, F 28 G 9/00, 20.04.1998), чистые органические средства (RU 2153644 C1, F 28 G 9/00, 27.07.2000), органические средства с бактериями (биотехнологии с биологически активными жидкостями RU 2036250 C1, C 23 G 5/00, 27.05.1995), гидравлические и механические технологии (RU 2177594 C1, F 28 G 9/00, 27.12.2001). Все эти средства и технологии, за исключением биотехнологии с биологически активными жидкостями, не позволяют получать совершенно чистые и неповрежденные при очистке металлические поверхности.
3
4
2
3
2
3
Известен способ очистки паровых котлов от накипи, который заключается в щелочении водным раствором, содержащим 5% NаРO и 5% NaCO, при 90°С 5 ч, отмывки демводой, промывки раствором, включающим 5% хлористого аммония и 5% соляной кислоты с ингибиторами коррозии при 50°С 5 ч, отмывки демводой, пассивации 1%-ным раствором NаСО при 50°С 4 ч (RU 2150645 C1, F 28 G 9/00, 10.06.2000).
Этот способ по своей физической сущности пластифицирования (разрыхления) накипи близок к предлагаемому способу очистки внутренних поверхностей трубных пространств теплотехнического оборудования.
Недостатками указанного способа являются: большой набор реагентов и операций технологического процесса очистки; агрессивность растворов по отношению к металлу; необходимость подогрева растворов.
Наиболее близким аналогом является способ очистки теплотехнического оборудования от накипи путем воздействия на рабочую поверхность разрыхляющей смесью (патент RU 2213922, опубл.: 10.10.2003.), отмывки водой и пассивации, отличающийся тем, что предварительно заквашивают 2-3 л пастеризованного охлажденного до 20-33°С молока с использованием штаммов молочнокислых бактерий, сквашивают и перемешивают полученную закваску, добавляют свежую охлажденную сыворотку, доводя объем закваски до 100 л, сквашивают полученный объем при 20-33°С в течение 2-3 суток с перемешиванием через каждые 3-4 ч по 5 мин, полученную закваску и свежую охлажденную молочную сыворотку при соотношении 10:90 мас.% заливают во внутренний объем очищаемого оборудования, накипь разрыхляют в течение 4-5 суток, периодически прокачивая смесь со скоростью 0,5-1,0 м/с через 2-2,5 ч по 10-15 мин, при достижении кислотности смеси 3,5-2,5 рН ее прокачивают со скоростью 2-2,5 м/с, пассивируют внутренний объем очищаемого оборудования 0,5% раствором соды при 20-25°С в течение 1 ч. Молоко заквашивают, используя чистую культуру высокопродуктивных штаммов молочнокислых бактерий вида Lactobacillus plantarum.
Технической проблемой прототипа является наличие в растворе большого количества белка в молоке, который при очистки оборудования сворачивается и прилипает к поверхностям нагрева, что полностью исключает возможность применения данного метода в промышленном масштабе. Кроме того потребность в предварительном заквашивании пастеризованного охлажденного до 20-33°С молока с использованием штаммов молочнокислых бактерий, перемешивании полученной закваски, добавлении сыворотки, сквашивании в течение 2-3 суток с потребностью в перемешивании через каждые 3-4 ч по 5 мин. также является технологической проблемой, особенно на крупных объектах.
Таким образом, нужно тратить энергоресурсы и использовать перемешивающее оборудование с автоматическим циклом работы для подготовки очищающей жидкости, длительное время (до 3-4 суток) ждать ее приготовления, чтобы затем ее только залить во внутренний объем очищаемого оборудования. После чего еще нужно ждать несколько суток самой очистки и главное после тщательно промыть от белка очищаемое оборудование.
Задачей изобретения является устранение указанных технических проблем.
Техническим результатом является упрощение процесса очистки оборудования от накипи, уход от белковой составляющей питательной среды и ускорение процесса очистки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена биоорганическая композиция для очистки теплотехнического оборудования от накипи, представляющая собой микробную композицию живых культур термофильных, анаэробных и микроаэрофильных кислотообразующих молочнокислых бактерий, выращенных на углеводно-белковом субстрате, содержащая пассивирующие добавки, а также неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), ингибитор коррозии и воду, подобранная при соотношении компонентов в композиции, в мас.%:
микробная суспензия
8,0-10,0
метаболиты
80,0-84,0
пассивирующие добавки
4,0-4,5
неионогенные ПАВ
1,0-1,2
ингибитор коррозии
0,1
вода
остальное
Допустимо, что биоорганическая композиция выполнена в жидкой форме и представляет собой биомассу живых клеток микроорганизмов, ресуспендированных в культуральной жидкости, содержащей компоненты питательной среды и метаболиты, выделенные микроорганизмами в процессе культивирования.
Допустимо, что биоорганическая композиция выполнена в сухой форме в виде смеси высушенной биомассы микроорганизмов и высокоактивных соединений, полученных путем лиофилизации или кристаллизации компонентов культуральной жидкости.
Также заявлен способ очистки теплотехнического оборудования от накипи, характеризующийся тем, что воздействием на рабочую поверхность разрыхляющей смесью, разрыхлением накипи, пассивацией, отмывкой водой, отличающийся тем, что после монтажа оборудования производят заполнение промывочного контура исходной чистой технической водой, затем осуществляют её постепенный подогрев до температуры 25-50°С, и по мере нагревания воды, в циркуляционную емкость порционно в количестве 1/10 от общего объема добавляют готовую вышеуказанную биоорганическую композицию до получения необходимой концентрации рабочего раствора 3-10 мас.%, причем добавление биоорганической композиции осуществляют с перерывами в 5-10 минут, накипь разрыхляют в течение 4-48 часов, периодически прокачивая смесь со скоростью не менее 0,1 м/с, меняя при этом периодически направление течения промывочной жидкости на реверсивное.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже показан пример реализации способа в виде схемы подключения циркуляционного контура с подогревом рабочего раствора, где 1 - очищаемое оборудование, 2 - циркуляционная емкость, 3 - нагревательный элемент, 4 - термоманометр, 5 - канал подпитки, 6 - фильтр, 7 - обратный клапан, 8 - насос, 9 - воздушный клапан, 10 - соединительные трубы, 11-22 - запорная арматура.
Осуществление изобретения
Заявленная в изобретении биоорганическая композиция (концентрат) представляет собой экосредство для очистки оборудования на промышленных объектах, объектах теплогенерации и теплоснабжения. Основным её компонентом является микробная суспензия чистых культур любых видов высокопродуктивных кислотообразующих молочнокислых бактерий, выращенных на углеводно-белковом субстрате и способных выживать в условиях высоких температур (термофильные) и ограниченного доступа кислорода (факультативные анаэробы, микроэрофиллы).
В качестве примеров такого рода бактерий (см. [https://elib.pnzgu.ru/files/eb/doc/B45XqogJAjhm.pdf#]) можно указать, например, следующие.
Гомоферментативные молочнокислые бактерии являются факультативными анаэробами. Они включают в себя разные по морфологии группы – кокки, представленные родами Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus и палочковидные формы рода Lactobacillus.
Гетероферментативными молочнокислыми бактериями являются представители кокков – род Leuconostoc, некоторые палочковидные лактобациллы из родов Streptobacterium и Lactobacillus.
Семейство Streptococcаceae объединяет шаровидные молочнокислые бактерии, которые представлены родами – Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus.
Представители рода Lactococcus представляют собой сферические или овальные клетки диаметром 0,5-1,5 мкм, располагающиеся в виде отдельных одиночных клеток, попарно или короткими цепочками. Все представители этого рода являются мезофилами, для которых оптимальная температура прорастания составляет 30 °C, а минимальная температура –10°C.
Типичные представители рода Lactococcus:
– Lac. lactis subsp. lactis (молочный лактококк), клетки больше в длину, чем в ширину, в молочном сгустке преобладает сочетания в виде диплококков,
– Lac. lactis subsp. cremoris (сливочный лактококк) образует длинные цепочки,
– Laс.lactis subsp. lactis biovar diacetilactis (биовариант молочного лактококка, образующий диацетил), может образовывать глубинные колонии в виде кусочков ваты.
2
Представители рода Leuconostoc вызывают гетероферментативные брожение, образуя, кроме молочной кислоты, этанол, ацетоин, диацетил, бутиленгликоль, CO. Являются мезофильными микроорганизмами. В молоке по форме – сферические, образуют пары или цепочки. Рост осуществляется благодаря добавлению в среду витаминов, аминокислот, глюкозы.
Типичным представителем рода Streptococcus является Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (термофильный стрептококк). Его шарообразные клетки располагаются в виде длинных цепочек. Является термофильным видом, рост осуществляется в температурном пределе – 38-43°С. На плотных средах представлен мелкими колониями с зернистой структурой.
Палочковидные молочнокислые бактерии относят к семейству Lactobacillaceae, роду Lactobacillus, который включает три подрода: Thermobacterium, Streptobacterium и Betabacterium.
Термобактерии представляют собой облигатно – гомоферментативные молочнокислые палочки. Длина клетки составляет 3-8 мкм, могут образовывать цепочки. Растут при температуре 20-55°С, оптимальная температура – 37-45°С. Глубинные колонии могут быть темными, желтовато-бурыми, иногда с короткими отходящими нитями. Поверхностные колонии более крупные и зернистые.
Наибольшего применения в промышленности достигли следующие виды: Lactobacillus helveticus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricum, Lactobacillus lactis.
Стрептобактерии являются факультативно гетероферментативными палочками. Палочки располагаются цепочками и растут при температуре 15-38°С. Глубинные колонии стрептобактерий имеют лодочкообразную форму.
Чаще применяются в молочной промышленности следующие виды: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei subsp.casei.
Клетки стрептобактерии мельче, чем клетки термобактерий, и часто располагаются в виде цепочек.
Бетабактерии являются облигатно гетероферментативными палочками.
Клетки очень мелки, объединенные в цепочки. Наиболее известны Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus kefir.
препаратом на основе микробной суспензии
Для приготовления субстратов могут использоваться любые виды данных бактерий в любых комбинациях, поскольку технический результат от применения биоорганической композиции достигается за счёт обработки внутренних поверхностей оборудования  с пассивирующими добавками, которые предотвращают коррозию оборудования в процессе его очистки и обладают протекторным действием образования накипи, а неионогенные ПАВ повышают способность препарата растворять отложения. При этом, функция биоорганики в композиции - это формирование кислотной среды, которая разрыхляет накипь. По этой причине для достижения заявленного результата возможно использование микробной суспензии культур любых видов высокопродуктивных кислотообразующих молочнокислых бактерий, выращенных на углеводно-белковом субстрате и способных выживать в условиях высоких температур (термофильные) и ограниченного доступа кислорода (факультативные анаэробы, микроэрофиллы).
Биоорганическая композиция содержит пассивирующие добавки, в качестве которых могут использоваться, например: пассиватор FUTUR PASS ADF GEL [https://forstex.ru/production/sredstva-dlya-travleniya-i-passivaczii/sredstva-dlya-travleniya-i-passivaczii-nerzhaveyushhej-stali/passivator-futur-pass-adf-gel.html], раствор для травления LIGHT INOX DEK L PLUS [https://forstex.ru/production/sredstva-dlya-travleniya-i-passivaczii/sredstva-dlya-travleniya-i-passivaczii-nerzhaveyushhej-stali/light-inox-dek-l-plus.html].
Биоорганическая композиция также содержит неионогенные ПАВ, в качестве которых могут использоваться, например: Неонол, Ноноксинол-9, Полоксамеры (Плюроники), Полисорбаты Tween-20, Tween-80, Синтанол (ОС-20, Brij 35, Ukanil), Triton X-100 и другие.
Биоорганическая композиция также содержит ингибитор коррозии, в качестве которого могут использоваться, например: Ингибитор коррозии металла Краско Ингибирит, Ингибитор коррозии, Галан, Протектор, Ингибитор коррозии радиатора, Abro, Radiator Rust Inhibitor, Ингибирит - ингибитор коррозии консервирующий и другие (см. [https://www.stroyportal.ru/catalog/price-ingibitor-korrozii-58269/]).
Биоорганическая композиция также содержит воду, которой доводят композиционную смесь до 100%.
метаболиты - 80,0-84,0 (органические кислоты, ферменты и продукты жизнедеятельности микроорганизмов)
Соотношение компонентов в композиции составляет, в мас.%: микробная суспензия - 8,0-10,0; ; пассивирующие добавки 4,0-4,5; неионогенные ПАВ - 1,0-1,2; ингибитор коррозии – 0,1, вода – остальное.
Примеры приготовления композиционных смесей согласно изобретению показаны в таблице 1.
Таблица 1
Компоненты композиционной смеси
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
микробная суспензия
10
9
9
8
метаболиты
80
81
83
84
пассивирующие добавки
4,0
4,1
4,3
4,5
неионогенные ПАВ
1,0
1,1
1,1
1,2
ингибитор коррозии
0,1
0,1
0,1
0,1
вода
остальное до 100%
остальное до 100%
остальное до 100%
остальное до 100%
Получаемая композиция не горюча, пожаро-взрывобезопасна.
Биоорганическая композиция (концентрат) может выпускаться в двух формах: жидкой и сухой.
Жидкая представляет собой биомассу живых клеток микроорганизмов, ресуспендированных в культуральной жидкости, содержащей компоненты питательной среды и метаболиты, выделенные микроорганизмами в процессе культивирования. При низких температурах у жидкой формы возможно выпадение осадка, очищающая способность при этом сохраняется.
Сухая форма – это смесь высушенной биомассы микроорганизмов и высокоактивных соединений, полученных путем лиофилизации или кристаллизации компонентов культуральной жидкости.
Биоорганическую композицию (концентрат) используют на теплоэнергетическом, теплообменном и охлаждающем оборудовании теплогенерирующих и теплоснабжающих организаций, оборудовании промышленных производств, в сфере жилищно-коммунального хозяйства.
Периодичность очистки зависит от скорости образования и вида отложений, работы производятся в ремонтный период или при технологических паузах.
Способ очистки с помощью заявленной биоорганической композиции заключается в разрыхлении и растворении накипи щадящим промывочным раствором в сочетании с заданным гидродинамическим режимом его циркуляции через загрязненное оборудование.
До начала монтажа и подключения промывочного оборудования производится осмотр очищаемого оборудования на предмет готовности к работам. Определяются точки подключения для создания промывочного циркуляционного контура, устанавливаются заглушки на подводящих и отводящих трубопроводах для отсекания оборудования, производятся иные подготовительные работы.
После выполнения указанных мероприятий производится монтаж циркуляционного контура по схеме, отраженной на чертеже (см. Фигуру).
В верхней точке очищаемого оборудования 1 устанавливают воздушный клапан 9. Ко входу и выходу очищаемого оборудования 1 подводят соединительные трубы 10 замкнутой системы, проходящей через фильтр 6 очистки, за которым расположена циркуляционная емкость 2 с нагревательным элементом 3 внутри. Нагрев промывочного раствора в емкости 2 может происходить, например, путем подачи через нагревательный элемент пара или горячей воды.
На выходе из циркуляционной емкости 2 устанавливают термоманометр 4 для определения температуры и давления выходящей жидкости. Заполнение системы водой, а также подпитка при утечках, осуществляются через подводящий к замкнутой системе канал подпитки 5 путем открытия вентиля 11.
На выходе из циркуляционной емкости 2 устанавливают обратный клапан 7, располагающийся перед каналом подпитки 5. Обратный клапан 7 устанавливается в целях предотвращения возвратного движения рабочего раствора в емкость при плановой или аварийной остановке насоса (при его отсутствии возможно переполнение емкости и потеря рабочего раствора). Типоразмер обратного клапана 7 подбирается по диаметру трубопровода, на который его устанавливают. Значение максимального рабочего давления в месте установки обратного клапана должно быть ниже значения его номинального давления при предельной для этого давления температуре.
Движение промывочной жидкости в замкнутой системе осуществляется под действием циркуляционного насоса 8. Воздушный клапан 9 используется для выпуска воздуха и других выделяющихся газов из системы.
Для смены потока на реверсивный используют автоматические или ручные вентили запорной арматуры 11-22, открытием/закрытием которых меняют направление потока в системе. Для реализации такой возможности соединительные трубы 10 содержат два байпасных узла, подключенные перед входом и выходом в очищаемое оборудование 1.
Так, согласно Фигуры, при открытии всех вентилей, за исключением вентилей 17 и 18, движение промывочной жидкости происходит от насоса 8 через вентиль 15, 16 на вход очищаемого оборудования 1, а на его выходе идет через открытый вентиль 19, затем 20 и далее через фильтр 6 в циркуляционную емкость 2, затем снова в насос 8.
При создании реверсивного движения вентили 17, 18 открывают, при этом закрывая вентили 15, 20. Остальные элементы запорной арматуры используются в технических целях или для слива избытка воды в дренаж (например, через вентиль 21). Термоманометр 4 позволяет фиксировать изменение перепада давления в очищаемом оборудовании, соответственно сигнализируя о ходе удаления отложений.
При монтаже схемы для очистки может использоваться различное оборудование.
Так, циркуляционная емкость 2 должна иметь:
- возможность засыпки сыпучей биокомпозиции и залива жидкой;
- рекомендуемая вместимость не менее 1/5 объема очищаемого оборудования (допускается 1/10).
Выбор насоса 8 производится исходя из специфики объекта, не привязан к конкретному производителю и основывается на обеспечении требуемой производительности для создания скорости потока рабочего раствора не менее 0,1 м/с и достижении напора, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления контура очистки.
Могут использоваться вспомогательные насосы (на чертеже не показаны), которые служат для циркуляции греющего теплоносителя по контуру нагревателя 3 рабочего раствора в циркуляционной емкости 2 и подбираются исходя из требований к нагреваемому объему.
Для сборки промывочного контура используются соединительные трубы 10 из ПНД, устойчивые к создаваемому давлению в циркуляционной системе и температуре рабочего раствора. Также возможно использование резинового армированного шланга, полипропиленовых и стальных труб. Трубопроводы, предназначенные для организации прокачки рабочих растворов по замкнутому контуру, должны иметь диаметры не менее диаметров соответственно всасывающих и напорных патрубков применяемых циркуляционных насосов.
Соединения выполняются с использованием компрессионных ПНД, полипропиленовых фитингов или фитингов из нержавеющей стали соответствующих диаметров (углы, переходы, соединительные муфты, тройники).
В качестве запорной арматуры 11-22 используются краны и задвижки из нержавеющей стали.
Возможные методы нагрева:
- нагрев стационарным оборудованием (греющий контур теплообменника, горелка котла, пар, горячая вода и др.);
- использование портативного водогрейного электрокотла и пр. совместно с гофрированной трубой из нержавеющей стали.
В целях обеспечения нагрева рабочего раствора с помощью портативного водогрейного электрокотла необходимо собрать отдельный нагревательный контур. Для этого посредством трубопроводов и запорной арматуры к электрокотлу присоединяется гофрированная труба из нержавеющей стали, формируемая в виде спирального нагревательного элемента, имеющего развитую поверхность. Гофрированная труба из нержавеющей стали помещается в циркуляционную емкость. После заполнения нагревательного контура чистой водой включается электрокотел. Нагреваемая в баке электрокотла вода, прогоняемая дополнительным насосом по гофрированной трубе из нержавеющей стали, отдает свое тепло рабочему раствору и снова возвращается в бак нагреваемого контура котла. Таким образом производится нагрев рабочего раствора в очищаемой системе и поддержание постоянной температуры в процессе очистки.
Для контроля температуры и давления в контуре промывки используются термоманометры.
Для контроля температуры очищаемых поверхностей и трубопроводов до и после очистки, в случае отсутствия термометров на присоединительных трубопроводах, а также для контроля температуры поверхности радиаторов используется пирометр с минимальным диапазоном измеряемых температур от 0 до 350°С.
Для контроля значения pH исходной воды, рабочего раствора и отработавшего раствора должен применяться pH-индикатор.
После монтажа оборудования согласно схеме на Фигуре производится заполнение промывочного контура исходной чистой технической водой. Осуществляется её постепенный подогрев до температуры 25-50°С в зависимости от технической инструкции.
Далее выполняется подготовка рабочего раствора. Для этого, по мере нагревания воды, в циркуляционную емкость порционно (в количестве 1/10 от общего объема) добавляется заявленная биоорганическая композиция для получения необходимой концентрации рабочего раствора (3-10%). Биоорганическая композиция (концентрат) добавляется в виде жидкости или сухой смеси.
Пример приготовления 5%-ного рабочего раствора.
На каждый литр заполняемого пространства (включает объем очищаемого пространства, подводящих трубопроводов и емкости установки): 950 мл воды и 50 г заявленной биоорганической композиции. Добавление биоорганической композиции происходит с перерывами в 5-10 минут, необходимыми для перемещения полученного в емкости рабочего раствора по контуру очистки, а также во избежание обильного газовыделения на начальной стадии взаимодействия с отложениями.
входящего в состав авторских питательных сред
В основе работы биоорганической композиции лежат процессы ферментации углеводного и белкового субстрата,  для культивирования симбиотических молочнокислых микроорганизмов, в результате которых может генерироваться свыше 30 органических кислот. Средство действует по двум направлениям. С одной стороны, микроорганизмы поглощают элементы, из которых состоят отложения, с другой, продукты их жизнедеятельности (метаболиты) избирательно вступают в реакции с соединениями, разрушают их, а продукты распада в последующем вымываются водой.
Это объясняется накоплением биомассы молочнокислых бактерий, обладающих дегидрогеназной (редуктазной) активностью.
Также в процессе ферментации компонентов питательных сред происходит снижение окислительно-восстановительного потенциала и увеличение восстанавливающей способности системы.  Коферментами дегидрогеназ (редуктаз) являются НАД (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат).
При окислении какого-либо вещества под действием дегидрогеназы НАД или НАДФ принимают атомы водорода (электроны) от окисляемого субстрата и переходят в восстановленную форму (НАДН и НАДФН). Например, при окислении глюкозы под действием глюкозодегидрогеназы: β-D-глюкоза + НАД(Ф)+ ↔ D-глюконо-1,5-лактон + НАД(Ф)Н + Н.
Восстановленные НАДН и НАДФН способны передавать водород (электрон) другим соединениям, например, железу Fe(III), и таким образом участвовать в восстановительных процессах.
На протяжении всего процесса очистки рабочий раствор имеет различный состав кислот, микроэлементов, ферментов.
Очистка поверхностей от отложений осуществляется в условиях циркуляции рабочего раствора по созданному замкнутому контуру в течение 4-48 часов.
В целях обеспечения подпора перед всасывающим патрубком насоса забор рабочего раствора осуществляется из нижней части емкости с отступом от её основания, обеспечивающим минимальное попадание в насос мелкодисперсного осадка, оседающего на дно в ходе очистки оборудования.
Первоначальное направление циркуляция рабочего раствора в контуре очистки выбирается произвольно, однако, рекомендуемым является направление обратное движению при стандартной работе оборудования или системы. В процессе очистки производится регулярное изменение направления движения рабочего раствора.
Контроль за технологическим процессом очистки осуществляется путем визуального осмотра и фиксации данных контрольно-измерительных приборов. Для контроля теплотехнических параметров (температура и давление рабочего раствора), во время очистки на трубопроводах устанавливаются контрольно-измерительные устройства – термоманометры, также визуально контролируется уровень рабочего раствора в циркуляционной емкости. В процессе работ осуществляется регулярный контроль pH-рабочего раствора с помощью индикаторных приборов.
По мере протекания процесса очистки эффективность взаимодействия биокомпозиции с отложениями снижается, поэтому для полного удаления может потребоваться проведение очистки в несколько этапов с заполнением системы новой порцией рабочего раствора требуемой концентрации.
После окончания процесса очистки производится слив отработанного раствора в систему водоотведения через вентиль 21 или, при необходимости, в систему очистки сточных вод. Биоорганическая композиция является экологически безопасным и биоразлагаемым веществом, что положительно сказывается на процессе её утилизации.
В случае, если в процессе очистки pH рабочего раствора не достиг минимального значения, удовлетворяющего требованиям утилизации, производится нейтрализация раствора путем добавления щелочного реагента, например, каустической соды, в количестве, требуемом для достижения нормативных показателей. Также в целях достижения требуемых показателей по параметрам отработавшего раствора, допускается разбавление его большим количеством воды.
Выполняется промывка оборудования чистой технической водой для максимального удаления рабочего раствора и отслоившихся отложений. Критерием завершения процесса промывки служит слив чистой, без взвеси и остатков, прозрачной воды.
После окончания промывки производится демонтаж промывочного оборудования и восстановление технологической схемы очищенного оборудования.
Заявленный способ и биоорганическая композиция проходили испытания для удаления накипи и других загрязнений с поверхности 45 котлов, 27 бойлеров, 33 охладителей, 37 отопительных батарей.
Перед испытаниями каждое оборудование было пронумеровано и в каждом оборудовании проводили фотосъемку с помощью эндоскопических камер для труб, фиксируя с их помощью степень загрязнений.
В ходе испытаний биоорганическая композиция и заявленный способ очистки с ее помощью показали хорошие результаты очистки от накипи и других загрязнений, которые контролировались затем повторной фотосъемкой.
Результаты исследований отражены в таблице 2.
Таблица 2
Оборудование
Количество (штук) оборудования до очистки
Средняя степень загрязнения внутренних труб оборудования (%) / затраченное время на очистку
50% / 4 часа
60% / 24 часа
70% / 36 часов
80% / 48 часов
Котлы
26
9
7
3
Бойлеры
11
8
4
4
Охладители
20
7
3
3
Отопительные батареи
19
8
5
5
Оборудование
Количество (штук) оборудования после очистки
Средняя степень загрязнения внутренних труб того же оборудования (%) после обработки
12%
14%
16%
18%
Котлы
26
9
7
3
Бойлеры
11
8
4
4
Охладители
20
7
3
3
Отопительные батареи
19
8
5
5
Результаты показали качественную очистку, которая происходила за достаточно быстрый период времени, не превышающий 48 часов.
Таким образом, исключая потребность в предварительном заквашивании и перемешивании закваски, и длительное ожидание (до 3-4 суток) приготовления смеси, что характерно для прототипа, в заявленном изобретении использование уже готовой смеси биоорганической композиции и способа реверсивной подачи промывочной смеси по замкнутой системе очистки, обеспечивает упрощение процесса очистки оборудования от накипи и ускорение самой очистки.