СПОСОБ КОНТРОЛЯ МИКРОБНОГО ЗАРАЖЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ СУСПЕНЗИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
METHOD OF MICROBIAL CONTAMINATION CONTROL, PREPARED MINERAL SUSPENSIONS AND APPLICATION THEREOF

тм
Изобретение, прежде всего, относится к способу дезинфекции, и/или сохранения, и/или уменьшения, и/или контроля микробного заражения водных дисперсий и/или водных суспензий минеральных веществ и обеспечивает высокую стабильность вязкости по Брукфильду указанных водных дисперсий и/или водных суспензий минеральных веществ.
тм
Другим объектом изобретения являются водные дисперсии и/или водные суспензии минеральных веществ, обладающие высокой стабильностью вязкости по Брукфильду, с очень низким содержанием микробов и/или содержание микробов в которых можно контролировать посредством способа по изобретению.
Другим объектом изобретения является применение указанных водных дисперсий и/или водных суспензий минеральных веществ в минеральном производстве, целлюлозно-бумажной промышленности, предпочтительно при производстве бумаги и/или мелования бумаги, а также в области производства красок на водной основе и, в частности, различных лаков.
Последним объектом изобретения являются минеральные составы, составы для производства бумаги и, в частности, листы бумаги и эмульсии для мелования бумаги, краски на водной основе и лаки, отличающиеся тем, что они содержат указанные водные дисперсии и/или водные суспензии минеральных веществ по изобретению.
Таким образом, первым объектом изобретения является способ дезинфекции, и/или сохранения, и/или уменьшения, и/или контроля микробного заражения водных суспензий, и/или дисперсий минеральных веществ, и/или наполнителей, и/или пигментов в целях защиты от микробного заражения и/или контроля за ростом микроорганизма во время получения указанных дисперсий и/или суспензий, их хранения, их транспортировки и модификации и/или обработки в течение времени, регулируемого пользователем. Предпочтительно способ используют в шахтах, в бумажной промышленности, а также при производстве лаков и красок.
Способ главным образом нацелен на сокращение содержания и/или устранение обычных биоцидов, таких как, например, “XXXVI Empfehlung” vom BgVV (Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Vartrinärmedizin, Deutchland) in “Kunststoffe im Lebensmittelverkehr” Carl Heymanns Verlag kg, Köln, Berlin, Bonn, München и в Федеральном Кодексе 21, параграф 176.300, с изменениями от 1 апреля 2001 г. Способ, таким образом, уменьшает опасность заражения и отравления людей и загрязнения окружающей среды, если такие биоциды использовали в известном уровне техники отдельно и в довольно высоких концентрациях.
Другая цель заключается в том, что способ позволяет свободно выбирать временной интервал, в течение которого система должна действовать.
Другая важная цель изобретения заключается в том, чтобы не оказывать воздействия или, если таковое имеет место, воздействовать позитивно на свойства продуктов, прошедших обработку, и/или на их дальнейшее использование.
Другая цель заключается в том, чтобы сочетать такую обработку с обычными стадиями производства минеральных веществ, и/или пигментов, и/или наполнителей, таких, в частности, как общие стадии диспергирования и/или измельчения указанных наполнителей в воде.
тм
Последняя цель заключается в способе, который не изменяет стабильность вязкости по Брукфильду полученных таким образом водных суспензий и дисперсий минеральных веществ.
В настоящей заявке термином «микробы» обозначают любой организм и/или микроорганизм, аэробный или анаэробный, бактериального характера, такой как бактерия, и более конкретно аэробная мезофильная бактерия, такая как pseudomonas aeruginosa, salmonella еnteritidis и escherichia coli, в качестве грамотрицательных представителей, и bacillus sbtilis, staphylococсus aureus, listeria monocytogenes и micrococcus luteus в качестве грамположительных представителей, а также анаэробные бактерии и анаэробные бактерии-восстановители сульфатов, такие как desulfovibrio desulfuricans, а также грибы, в частности, aspergillus niger, и дрожжи, в частности, saccharomyces cerevisiae.
Выражение «дезинфекция и/или сохранение» обозначает, что вода, и/или водные растворы, и/или водные суспензии, и/или водные дисперсии, содержащие минеральные вещества, предварительно обработаны для защиты от микробной атаки и/или защищены от риска микробного заражения, главным образом, путем предотвращения роста и/или путем уничтожения указанных микробов.
Таким образом эти понятия дезинфекции и сохранения охватывают вместе защитное действие, направленное за защиту указанных водных суспензий и/или дисперсий минеральных веществ от микробного заражения.
Наконец, в настоящей заявке термины «дисперсии» и «суспензии» минеральных веществ относятся к композиции, содержащей воду, минеральные вещества, концентрация которых по массе в сухом состоянии превышает или равна 0,1% по отношению к общей массе указанных дисперсий и суспензий, а также возможно другие добавки, такие, в частности, как диспергаторы, агенты, способствующие измельчению, и противопенные агенты.
В настоящее время для осуществления дезинфекции и защиты воды, и/или водных растворов, и/или водных суспензий, и/или водных дисперсий, содержащих минеральные вещества, у специалиста есть два пути, которые он может использовать отдельно или в сочетании: применение химических органических продуктов, называемых биоцидами, или использование способов обработки без этих биоцидов. Далее заявителем предлагается описание уровня техники, в котором он указывает недостатки, которые имеют известные в настоящее время решения.
Водные дисперсии и суспензии минералов, и/или наполнителей, и/или пигментов в настоящее время сохраняют при помощи биоцидов, которые можно использовать индивидуально или в сочетании. Обычно в водных суспензиях или дисперсиях минеральных веществ, а также в технических водах используют вещества с биоцидным действием, которые среди прочих перечислены в Code of Federal Regulation 21, §170-199, с изменениями от апреля 2000, параграф 176.300, Slimicides. Такие вещества также упомянуты в “Praxis der sterilisation, Desinfection-Konservierung” Karl Heinz Wallhäusser, 5 издание, полностью переработанное, издание Georg Thieme Verlag, Stuttgart и в документе “Мicrobicides for the protection of materials, a handbook by Wilgried Paulus” first edition 1993, издательство Chapman&Hall, 2-6 Boundary Row, London SE1 8HN. Кроме того, в Code of Federal Regulation 21, §170-199, с изменениями от апреля 2001, такие вещества с биоцидным действием описаны в параграфах 176.170 и 176.300.
В состав некоторых широко применяемых биоцидов входит 1,2-бензизотиазолин-3-он. Недостатком таких составов является то, что называют «окном pseudomonas», т.е. вещество обладает биоцидным действием в отношении большого числа бактерий, но является менее эффективным против некоторых бактерий, в данном случае, pseudomonas. Кроме того, это вещество вызывает сенсабилизацию кожи и поэтому является опасным для пользователя. Другой недостаток заключается в устойчивости этого продукта, т.е. при дальнейшем использовании бактерицидное действие 1,2-бензизотиазолин-3-она продолжается и может распространяться на пищевые продукты через упаковочные материалы таких продуктов и/или предметы, используемые для пищевых продуктов. С другой стороны, плохая разлагаемость этого соединения и его высокая токсичность оказывают вредное воздействие на экологию в случае миграции указанного продукта через упаковки, которые его содержат, или в случае разложения таких упаковок.
Кроме того, специалист может также использовать смеси 5-хлор-2-метил-4-изотиазолинона и 2-метил-4-изотиазолинона. В этом случае недостаток заключается в том, что отдельно взятый 5-хлор-2-метил-4-изотиазолинон проявляет достаточную эффективность в отношении бактерий; таким образом, это вещество обладает очень низкой стабильностью при щелочных значениях рН и при нагревании и поэтому быстро теряет свою эффективность при использовании в условиях щелочного рН и/или при температурах выше 40°С. Кроме того, эти вещества оказывают также сенсабилизирующее действие на кожу.
тм
Можно также использовать вещества, содержащие бром, и в более широком смысле комбинации галогенированных продуктов. Однако во многих случаях такие комбинации являются нежелательными, т.к. они могут также оказывать нежелательное воздействие на экологию, в частности загрязнять воду. В связи с их неустойчивостью при нейтральном или щелочном рН такие биоциды обязательно стабилизируют до кислого значения рН и используют как таковые. При однократном или многократном дозировании могут возникнуть проблемы совместимости с пигментами с установленным нейтральным и/или щелочным значением рН. Стабильность таких растворов может быть нарушена в том, что касается вязкости по Брукфильду. Более конкретно в водных дисперсиях или суспензиях с высокой концентрацией минеральных веществ, в частности карбоната кальция и/или каолина, можно наблюдать повышение вязкости и образование агломератов.
Известно также использование глутардиальдегида. Глутардиальдегид является неустойчивым при температуре ниже 40-45°С, и разлагается или образует кольцевые структуры, и теряет таким образом свою эффективность. Более того, глутардиальдегид является в настоящее время предметом многочисленных токсикологических исследований, касающихся, в частности, его канцерогенного характера: действительно, не установлено, является ли это вещество опасным для человека на мутагенном уровне. Если этот аспект еще не достаточно изучен, то, напротив, хорошо известно, что глутардиальдегид может вызывать хронические респираторные и аллергические заболевания. Следовательно, он представляет определенную опасность для пользователя.
eb
Другая очень большая группа биоцидов представляет собой продукты, которые разлагаются с выделением формальдегида. Эти продукты не обладают высокой устойчивостью при нагревании и выделяют формальдегид спонтанно при температурах выше 60°С. Предполагается, что формальдегид является канцерогеном: по классификации, принятой в европейском союзе, его относят к категории №3 как «вещество, вызывающее озабоченность в связи с возможным канцерогенным действием» и в связи с его повышенной летучестью (Тчистого продукта = -19,2°С) он представляет значительную опасность в случае его использования. В качестве вещества, способствующего разложению формальдегида, используют главным образом формали-О и формали-N, а также этиленгликоль-бис-гемиформаль и бензил-бис-гемиформаль. Из “Praxis der Sterisation, Desinfection-Konservierung”, автор Karl-Heinz Wallhäusser, 5 издание, полностью переработанное, издательства Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1995, стр. 43, известно, что фенольные производные используют в качестве основных активных противомикробных веществ.
о
о
В документе DE10027588 А1 -фенилфенол и его щелочные соли предлагают в качестве вещества для сохранения. Они, конечно, являются устойчивыми в том, что касается их щелочного рН, и обладают активностью против большей части микроорганизмов, но их высокая химическая и термическая устойчивость затрудняет их дезактивацию. А в ряде случаев антибактериальный эффект не должен быть постоянным: речь идет о требовании, значительно более жестком, чем то, которое предусмотрено в целлюлозно-бумажном производстве. Так в документе WO 04/90148 описан ферментативный синтез полимера типа акриламида, используемого в качестве коагулирующего агента, и/или адгезива, и/или загустителя при производстве бумаги. К тому же в документе CN 1483773 описано использование ферментативного соединения в способе снятия краски с бумаги. Можно также упомянуть документ JP 2004 169 243, в котором описан способ с использованием фермента для отбеливания массы при производстве бумаги. Следовательно, эти документы показывают, что некоторые ферменты могут иметь большое значение для производства бумаги: таким образом, необходимым является средство для защиты от микробов, активность которого можно контролировать с тем, чтобы оно не оказывало негативного действия на указанные ферменты, необходимые для осуществления ряда способов производства бумаги. Кроме того, известно, что -фенилфенол обладает не только защитными, но и обеззараживающими свойствами: следовательно, эти два аспекта имеют одинаковое значение для специалиста. Под обеззараживающими и защитными свойствами подразумевают соответственно свойства способа или вещества, обеспечивающие защиту соответственно от последующего инфицирования или от инфицирования, которое уже произошло (как описано в документе “Wörterbuch der Mikrobiologie H.Weber Gustav Ficher Verlag, Jena, Stuttgart, Lüber, Ulm” 1997, стр.449 и стр.321 соответственно).
Кроме того, способы дозирования микробиоцидов для дезинфекции и сохранения водных суспензий и/или дисперсий имеют недостатки в области защиты человека, термической устойчивости и/или защиты окружающей среды, поэтому их использования следует избегать.
Другой метод, обеспечивающий дезинфекцию и сохранение воды, и/или водных суспензий, и/или водных дисперсий, содержащих минеральные вещества, заключается в применении способов обработки, в которых не используют химические вещества.
В области пищевых продуктов, с одной стороны, стерилизуют и консервируют вещества микробиоцидным действием, используя, в частности, термообработку (например, способ UHT). Тем не менее нагревание до очень высокой температуры может привести к изменению продуктов, подлежащих защите, и поэтому во многих случаях не рекомендуется. При очень высоких температурах могут разрушаться, например, витамины.
В литературе также описаны способы с использованием электрофореза. В этом случае генерируют среди прочего водород и кислород в состоянии в момент выделения. Однако хорошо известно, что водород в состоянии в момент выделения, в частности в присутствии кислорода, является взрывоопасным (детонирующий газ).
Кроме того, известно осуществление стерилизации при помощи рентгеновских лучей. Источники рентгеновских лучей могут, тем не менее, оказаться опасными, если с ними обращаются неосторожно, их использование требует специально обученного персонала, и поэтому их недостаток заключается в том, что они являются дорогостоящими и их трудно применять.
Кроме того, известно, что озон используют в качестве дезинфицирующего агента. Озон, однако, является токсичным, а его получение - дорогостоящим и поэтому он не подходит для указанных применений. Озон может также ухудшать действие диспергаторов, таких как полиакрилаты натрия, что также ведет к нежелательному повышению вязкости обрабатываемой водной суспензии и/или дисперсии.
Для стерилизации используют также Уф-излучение, в частности, УФ-С-излучение. Однако УФ-излучение является опасным. УФ-лучи, например, используют при стерилизации воды. Мутные вещества могут плохо поддаваться обработке при помощи ультрафиолетового излучения (феномен тени).
В “Hochschule CH-8820 Wädenswill”, Швейцария, описан способ снижения количества бактерий путем использования сильных электрических импульсов (способ “High Electric Field Puls” и бюллетень ASE/AES 3/01, стр.44): речь здесь также идет о способе, для осуществления которого требуются существенные модификации способа получения минеральных веществ.
Кроме того, в работе “J. Food. Prot.Vol.64 №10 2001, стр.1579-1583, Author-Department of Applied Chemistry, Kanagawa Institute of Technology, Atsugi, Japan” описан способ дезинфекции пищевых продуктов с использованием панциря крабов после обжига. Панцирь нагревают до температуры выше 850°С, и полученный СаО предлагается в качестве вещества для дезинфекции пищевых продуктов. Возможные негативные последствия для обрабатываемого продукта подробно не описаны. Из этого документа специалист не может получить никакой информации ни о влиянии на полученные водные суспензии или дисперсии пигментов, ни об изменении их свойств, таких как вязкость. Кроме того, ничего не говорится об ограничении действия во времени, ни о какой-либо другой возможной обработке для установления срока, в течение которого система должна действовать.
Более того в Brock-Biology of microorganisms (9 издание), Madigan, M.T., и Martinko, J.M. и Perker, J.2000, Upper Saddle River (Рrentice-Hall, Inc.), стр. 154-155 на фиг.5.18 и в “Allgemeine Mikrobiologie (7 издание), Schlegel, H.G., 1992, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York, стр. 194-196, указано, что некоторые микроорганизмы, такие как bacillus spezies, могут также существовать в чрезвычайно щелочной среде. В этом документе ничего не говорится о том, что повышая или понижая значение рН можно получить временное сохранение водных суспензий минеральных веществ, не изменяя физические свойства указанных суспензий, а именно вязкости. С другой стороны, этот документ, который показывает, что некоторые микроорганизмы могут существовать в условиях щелочных значений рН, не побуждает специалиста применять такие условия щелочных рН именно для защиты и/или дезинфекции водных суспензий минеральных веществ, что является объектом изобретения. Заявитель подчеркивает, что ни этот способ, ни методы использования нагревания, озона, рентгеновского или ультрафиолетового излучения, электрических импульсов не позволяют контролировать развитие микробов в обрабатываемых суспензиях минеральных веществ. Как уже было отмечено, речь идет об очень важной потребности специалиста, в частности, в области целлюлозно-бумажной промышленности.
Наконец, в документе DE 19811742 описан способ обработки воды в целях ее очистки от карбоната кальция и каолина путем повышения рН до значения, превышающего 12 и предпочтительно превышающего 12,6-12,8, путем добавления оксида или гидроксида кальция. Специалист не может игнорировать этот документ, хотя он не относится к специфической области способов обработки водных суспензий минеральных веществ в целях удаления из них бактерий: на самом деле он относится к более общему способу обработки таких суспензий минеральных веществ в целях их очистки. В нем говорится, что введение оксида или гидроксида кальция приводит в этом случае к флокуляции суспендированных минеральных веществ, что не является искомым эффектом в рамках технической задачи, на решение которой нацелен заявитель (снижение или контроль роста микробов). Итак, неожиданно, благодаря способу, раскрытому в настоящей заявке, решается поставленная задача без флокуляции суспендированных минеральных веществ при возможном добавлении оксида или гидроксида кальция. Также неожиданно способ согласно изобретению не вызывает флокуляцию водных суспензий и дисперсий минеральных веществ, в отношении которых его применяют.
Таким образом использование биоцидов, таких как описаны в известном уровне техники, имеет ряд недостатков, а именно представляет опасность для человека и/или нарушает экологию.
С другой стороны, используемые в настоящее время способы обеззараживания водных суспензий минеральных веществ в целом оказываются дорогостоящими, трудноприменимыми в условиях осуществления способа получения указанных минеральных веществ и также представляют определенную опасность для окружающей среды и человека.
К тому же ни одно из обычно используемых химических веществ и ни один из известных способов обеззараживания не позволяют контролировать развитие, т.е. эволюцию клеточного деления микробов и/или общего количества микробов во времени в указанных водных суспензиях минеральных веществ. Итак, как уже было отмечено, все это является фундаментальной потребностью для специалиста, в частности, в области производства бумаги.
тм
К тому же главная задача заключается в разработке способа, который не изменяет стабильность вязкости по Брукфильду полученных таким образом водных дисперсий и/или суспензий минеральных веществ.
Эти задачи полностью решаются изобретением, которое относится к способу дезинфекции, и/или сохранения, и/или уменьшения, и/или контроля микробного заражения водных дисперсий и/или водных суспензий минеральных веществ, отличающемуся тем, что осуществляют:
-
-2
a) по меньшей мере одну стадию повышения концентрации ионов ОН в указанных водных дисперсиях и/или суспензиях до показателя, который выше или равен 1×10 моль/л,
b) по меньшей мере одну стадию диспергирования и/или измельчения указанных водных дисперсий и/или суспензий, проводимую перед, во время или после проведения стадии a), возможно с использованием по меньшей мере одного диспергатора и/или по меньшей мере одного вещества, способствующего измельчению,
-
-2
c) возможно по меньшей мере одну стадию понижения концентрации ионов ОН в указанных водных дисперсиях и/или суспензиях до показателя, который ниже или равен 1×10 моль/л, осуществляемую после стадии a),
d) возможно по меньшей мере одну стадию, на которой вводят по меньшей мере одно вещество с микробиоцидным действием и/или проводят физический процесс обеззараживания, осуществляемую перед, во время или после проведения стадии а), и/или b), и/или с).
Заявитель подчеркивает, что при таком определении, данном способу, стадии а), b), c) и d) можно повторять столько раз, сколько необходимо специалисту, который сможет адаптировать способ по изобретению к водным дисперсиям и/или суспензиям минеральных веществ, подлежащим обработке.
-
-
Таким образом этот способ отличается повышением концентрации ионов ОН при помощи одного или нескольких доноров ионов ОН, таких как оксиды щелочных и/или щелочно-земельных металлов и/или гидроксиды щелочных и/или щелочно-земельных металлов для уменьшения скорости биологического клеточного деления и/или прекращения биологического клеточного деления и/или уничтожения микробов, содержащихся в указанной водной дисперсии и/или суспензии.
-
+
3
2
И если потребуется, снижают концентрацию ионов ОН в водной дисперсии и/или суспензии при помощи одного или нескольких доноров ионов НО, слабых, обладающих средней силой или сильных, моновалентных и/или поливалентных, таких, в частности, как газообразный СО, образующий в воде карбоновую кислоту, что позволяет восстановить естественный рост микробов.
Этот способ позволяет как на стадии ограничения роста микробов, так и на стадии распространения указанных микробов избежать любого разложения водной дисперсии и/или суспензии минеральных веществ при ее дальнейшем использовании, такого как, например, снижение ее способности к хранению, возможности ее нагнетания насосом и/или любого изменения ее реологического свойства в том, что касается вязкости.
ТМ
Таким образом важной целью изобретения является упрощение процесса дезинфекции и/или сохранения водных дисперсий и/или суспензий минеральных веществ в сочетании с другими стадиями получения, такими, в частности, как измельчение и/или диспергирование указанных минеральных веществ, не изменяя устойчивость вязкости по Брукфильду указанных водных дисперсий и/или суспензий минеральных веществ.
Другая цель изобретения заключается в получении водной дисперсии и/или суспензии минеральных веществ способом, обеспечивающим дезинфекцию и/или защиту указанной водной дисперсии и/или суспензии от любого микробного заражения и/или микробной атаки, не нанося вреда людям, окружающей среде и природным ресурсам. Следует особенно следить за тем, чтобы не использовать без необходимости вредные химические вещества, учитывая, что сочетание способа по изобретению с использованием соответствующих количеств химических веществ с минимальной и/или меньшей вредностью, таких, например, как о-фенилфенол и его соли, может являться предпочтительной формой осуществления. Способ может применяться в отношении аэробных и анаэробных видов.
тм
Другая цель изобретения заключается в осуществлении контроля роста, т.е. эволюции биологического клеточного деления и/или общего количества микроорганизмов во времени с тем, чтобы не превысить определенное количество микробов. Кроме того, микробиоцидное действие можно устранить простым путем, не оказывая влияния на устойчивость обработанных водных суспензий и/или дисперсий в отношении вязкости по Брукфильду, не ограничивая возможности их дальнейшего применения, в частности в целлюлозно-бумажной отрасли, путем использования ферментов, что полностью совместимо со способом по изобретению.
Другая цель изобретения заключается в очистке и дезинфекции резервуаров для хранения, емкостей для железнодорожных и автомобильных перевозок, таких как резервуары из бетона и стали, железнодорожные вагоны-цистерны, цистерны и контейнеры. Железнодорожные вагоны-цистерны, которые используют для транспортировки водных суспензий пигментов, содержат остаточные количества пигментов в виде жидкости и частично концентрированные при высыхании. При их возврате их следует чистить и дезинфицировать с тем, чтобы не допустить какого-либо заражения нового груза. То же самое относится к любой «емкости» для хранения и транспортировки, независимо от ее размера и объема. Здесь также необходимо устранить микробиоцидное действие «вовремя» (“just in time”), чтобы не подвергать какому бы то ни было риску людей, животных и окружающую среду.
тм
Эта проблема решается предлагаемым по изобретению способом, который отдельно или в комбинации с другими способами, такими как дополнительное использование веществ с соответствующим микробиоцидным действием или физического процесса, такого как импульсы высокого напряжения, тепловая обработка, позволяет уменьшить, и/или устранить, и/или контролировать рост микроорганизма способом, срок действия которого является ограниченным и который можно контролировать. Таким образом, способ обладает как обеззараживающим, так и защитным действием. Наконец, указанный способ не изменяет или незначительно изменяет устойчивость вязкости по Брукфильду указанных обработанных водных суспензий и/или дисперсий минеральных веществ.
Первым объектом изобретения является, таким образом, способ дезинфекции, и/или сохранения, и/или уменьшения, и/или контроля микробного заражения водных дисперсий и/или водных суспензий минеральных веществ, отличающийся тем, что осуществляют:
-
-2
a) по меньшей мере одну стадию повышения концентрации ионов ОН в указанных водных дисперсиях и/или суспензиях до показателя, который выше или равен 1×10 моль/л,
b) по меньшей мере одну стадию диспергирования и/или измельчения указанных водных дисперсий и/или суспензий, проводимую перед, во время или после проведения стадии a), возможно с использованием по меньшей мере одного диспергатора и/или по меньшей мере одного вещества, способствующего измельчению,
-
-2
c) возможно по меньшей мере одну стадию понижения концентрации ионов ОН в указанных водных дисперсиях и/или суспензиях до показателя, который ниже или равен 1×10 моль/л, осуществляемую после стадии a),
d) возможно по меньшей мере одну стадию, на которой вводят по меньшей мере одно вещество с микробиоцидным действием и/или проводят физический процесс обеззараживания, осуществляемый перед, во время или после проведения стадии а), и/или b), и/или с).
-
-2
Этот способ отличается тем, что показатель концентрации ионов ОН на стадии а) предпочтительно выше или равен 2×10 моль/л.
-
-
Этот способ также отличается тем, что повышают концентрацию ионов ОН на стадии а) при помощи одного или нескольких доноров ионов ОН, таких как оксиды щелочных и/или щелочно-земельных металлов и/или гидроксиды щелочных и/или щелочно-земельных металлов.
-
-3
-4
Этот способ также отличается тем, что показатель концентрации ионов ОН на стадии с) предпочтительно ниже или равен 1×10 моль/л и более предпочтительно ниже или равен 1×10 моль/л.
-
+
3
2
Этот способ также отличается тем, что снижают концентрацию ионов ОН на стадии с) при помощи одного или нескольких доноров ионов НО слабых, обладающих средней силой или сильных, моновалентных и/или поливалентных, таких, в частности, как газообразный СО, образующий в воде карбоновую кислоту.
Этот способ также отличается тем, что на возможной стадии d), на которой вводят по меньшей мере одно вещество с микробиоцидным действием и/или осуществляют физический процесс микробиоцидного обеззараживания, используют по меньшей мере один биоцид и, в частности, о-фенилфенол и/или его соли или их смеси, и/или по меньшей мере один продукт, содержащий микроорганизм, разрушающий микробы, предпочтительно pseudomonas, более предпочтительно pseudomonas aeruginosa, а разрушающий микроорганизм относится к семейству Bdellovibrio и более предпочтительно является микроорганизмом Bdellovibrio bacteriovorus.
Этот способ также отличается тем, что на возможной стадии d), на которой вводят по меньшей мере одно вещество с микробиоцидным действием и/или осуществляют физический способ микробиоцидного обеззараживания, применяют по меньшей мере один физический способ, предпочтительно такой, как способы, основанные на повышении температуры.
В варианте этого способа, соответствующего осуществлению стадии с), указанный способ отличается тем, что стадию с) проводят предпочтительно через промежуток времени от недели до месяца после стадии а).
Согласно этому варианту вещество с микробиоцидным действием не используют в обрабатываемых водных дисперсиях и/или суспензиях минеральных веществ.
Этот способ также отличается тем, что его можно проводить с промежутками, полунепрерывно или непрерывно, в терминологии, понятной специалисту.
Этот способ также отличается тем, что обладает обеззараживающим и/или защитным действием по отношению к водам и/или обрабатываемым водным дисперсиям и/или суспензиям минеральных веществ.
Этот способ также отличается тем, что используемые в нем минералы, и/или пигменты, и/или наполнители выбирают из каолина, гидроксида алюминия, диоксида титана, талька, гипса, мела, слюды, минералов, и/или наполнителей, и/или пигментов, содержащих карбонат кальция, в частности, природные карбонаты кальция, мрамор, известняк, доломит, и их смеси, их смеси с другими минералами, такими как смеси тальк-карбонат кальция, карбонат кальция-каолин или смеси карбоната кальция с тригидроксидом алюминия или триоксидом алюминия, или смеси с натуральными или синтетическими волокнами или же совместные структуры минералов, такие как совместные структуры тальк-карбонат кальция или тальк-диоксид титана, или их смеси и/или карбонаты кальция, содержащие доломит, а также карбонаты кальция, полученные путем синтеза осаждением, и/или осажденные карбонаты кальция с другими минералами. Предпочтительно эти минералы, и/или пигменты, и/или наполнители выбирают из природного и/или осажденного карбоната кальция и более предпочтительно из природных карбонатов кальция и, в частности, мрамора, кальцита, мела и их смесей.
Наконец, этот способ отличается тем, что его осуществляют в областях минерального производства, в частности в резервуарах для хранения, емкостях для железнодорожных и автомобильных перевозок, таких как резервуары из бетона и стали, железнодорожные вагоны-цистерны, цистерны и контейнеры, в целлюлозно-бумажной промышленности, предпочтительно, при производстве бумаги и/или меловании бумаги, а также в области производства красок на водной основе и, кроме того, лаков.
Другим объектом изобретения являются водные дисперсии и/или суспензии минеральных веществ, полученные способом согласно изобретению.
Эти дисперсии и/или суспензии отличаются тем, что они содержат минерал, и/или пигмент, и/или наполнитель, выбранный из каолина, гидроксида алюминия, диоксида титана, талька, гипса, мела, слюды, причем минералы, и/или наполнители, и/или пигменты содержат карбонат кальция, в частности, природные карбонаты кальция, мрамор, известняк, доломит и их смеси, их смеси с другими минералами, такие как смеси тальк-карбонат кальция, карбонат кальция-каолин, или смеси карбоната кальция с тригидроксидом алюминия или триоксидом алюминия, или смеси с натуральными или синтетическими волокнами, или совместные структуры минералов, такие как совместные структуры тальк-карбонат кальция или тальк-диоксид титана, или их смеси и/или карбонаты кальция, содержащие доломит, а также карбонаты кальция, полученные путем синтеза осаждением, и/или осажденные карбонаты кальция с другими минералами. Предпочтительно эти минералы, и/или пигменты, и/или наполнители выбирают из природного и/или осажденного карбоната кальция и, более предпочтительно из природных карбонатов кальция и, в частности, из мрамора, кальцита, мела и их смесей.
В первом варианте, в котором стадию с) способа по изобретению не проводят, указанные дисперсии и/или суспензии отличаются тем, что:
-
-2
-2
а) концентрация ионов ОН в них превышает или равна 1×10 моль/л, предпочтительно превышает или равна 2×10 моль/л,
b) содержание микробов в них меньше или равно 100 микробов/грамм и предпочтительно меньше или равно 10 микробов/грамм,
b) и тем, что они содержат:
1) минеральные вещества,
2) воду,
3) возможно по меньшей мере один диспергатор и/или по меньшей мере одну добавку, способствующую измельчению,
4) возможно по меньшей мере одну противопенную добавку,
5) возможно по меньшей мере одну микробиоцидную добавку.
В соответствии с этим вариантом указанные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что содержат:
1) от 0,1% до 85% мас. в сухом состоянии минеральных веществ,
2) от 15% до 99,9% мас. воды,
3) от 0% до 5% мас. в сухом состоянии по меньшей мере одного диспергатора и/или по меньшей мере одной добавки, способствующей измельчению,
4) от 0% до 5% мас. в сухом состоянии по меньшей мере одной противопенной добавки,
5) от 0% до 5% мас. в сухом состоянии по меньшей мере одной микробиоцидной добавки,
по отношению к общей массе указанных дисперсий и/или суспензий.
Указанные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что вещество с микробиоцидным действием выбирают из о-фенилфенола, его солей или их смесей, и/или по меньшей мере одного продукта, содержащего микроорганизм, разрушающий микробы, предпочтительно pseudomonas, более предпочтительно pseudomonas aeruginosa, и тем, что разрушающий микроорганизм относится к семейству Bdellovibrio и более предпочтительно является микроорганизмом Bdellovibrio bacteriovorus.
В этом же варианте и если осуществляют в соответствии со стадией d) способ, основанный на повышении температуры, эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что содержание микробов в них составляет менее 10 микробов/грамм.
Во втором варианте, в котором осуществляют стадию с) способа согласно изобретению и не используют вещество с микробиоцидным действием в соответствии со стадией d), указанные водные дисперсии и/или суспензии отличаются тем, что:
-
-2
-3
-4
а) концентрация ионов ОН в них меньше или равна 1×10 моль/л, предпочтительно меньше или равна 1×10 моль/л, более предпочтительно меньше или равна 1×10 моль/л,
b) содержание микробов в них меньше или равно 100 микробов/грамм и предпочтительно меньше или равно 10 микробов/грамм,
с) и тем, что они содержат:
1) минеральные вещества,
2) воду,
3) по меньшей мере один диспергатор и/или по меньшей мере одну добавку, способствующую измельчению,
4) возможно по меньшей мере одну противопенную добавку.
В соответствии с этим вариантом указанные дисперсии и/или суспензии по изобретению отличаются также тем, что содержат:
1) от 0,1% до 85% мас. в сухом состоянии минеральных веществ,
2) от 10% до 99,89% мас. воды,
3) от 0,01% до 5% мас. в сухом состоянии по меньшей мере одного диспергатора и/или по меньшей мере одной добавки, способствующей измельчению,
4) от 0% до 5% мас. в сухом состоянии по меньшей мере одной противопенной добавки,
по отношению к общей массе указанных дисперсий и/или суспензий.
В соответствии с этим вариантом противопенную добавку, в частности, выбирают из соединений силоксанов, сложных эфиров жирных кислот и их смесей.
В этом же варианте и если осуществляют в соответствии со стадией d) способ, основанный на повышении температуры, эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что содержание микробов в них составляет менее 10 микробов/грамм.
Другим объектом изобретения является применение этих суспензий и/или дисперсий минеральных веществ в областях минерального производства, в целлюлозно-бумажной промышленности, предпочтительно, при производстве бумаги и/или меловании бумаги, а также в области производства красок на водной основе и, кроме того, лаков.
Последним объектом изобретения являются минеральные составы, составы бумаги и, в частности, листов бумаги и эмульсий для мелования бумаги, краски на водной основе, лаки, отличающиеся тем, что содержат указанные водные дисперсии и/или суспензии по изобретению.
Более подробно настоящее изобретение описано ниже в примерах осуществления и в сравнительных примерах. Однако изобретение не ограничивается представленными примерами. Специалист может, не занимаясь изобретательской деятельностью, на основании настоящего описания и формулы изобретения сформулировать другие примеры и найти другие области применения.
ПРИМЕРЫ
Общие замечания, касающиеся проведения экспериментов.
Традиционные методы определения микроорганизмов в пищевой промышленности и при производстве бумаги и пигментов описаны, например, в швейцарском руководстве по пищевым продуктам “Bestimmung von aeroben Bakterien und Keime”, глава 56 параграф 7.01, издание 1985 г., переработанное в 1988 г., и в швейцарском руководстве по пищевым продуктам “Bestimmung von Pilzen”, глава 56 параграф 7.22, издание 1985 г., переработанное в 1988 г. Инкубационный период, предшествующий возможности обнаружения, обычно составляет примерно 48 часов. Инкубационный период, который применяют для обнаружения спор, составляет 5 дней.
TM
Фирмой Microbial Ltd было разработано устройство и способ анализа частиц, выпускаемое под наименованием CellfactsR. Дополнительная информация по этому вопросу находится в журнале Labor flash 9/96, содержащем информацию для лабораторных и исследовательских работ, Ott Verlag+Druck AG, Ch-3607 Thun, Швейцария.
Эти устройства позволяют определять, возможно путем экстраполирования, содержание бактерий в образце в виде частиц, присутствующих в электрическом поле. Это устройство, а также метод измерения и соответствующие расчеты подробно описаны в европейском патенте ЕР 1149172.
Суспензии пигментов, используемые в примерах, были получены путем измельчения и/или диспергирования в присутствии полиакрилатов натрия. Исходная масса образца составляла 5 кг. Использовали шаровую дробилку типа Dynomill, объемом 2 литра, снабженную мешалкой с зубчатым диском, диаметром 50 мм. В качестве дробильных элементов использовали стеклянные шарики диаметром 2 мм и шарики из силиката циркония диаметром от 0,5 до 2 мм, а также другие виды дробильных шаров, в частности фарфоровые, из силиката циркония, оксидов циркония, такого как баделеит, и их смесей, и/или оксидов алюминия или автогенных дробильных агентов.
Водные суспензии и/или дисперсии минеральных веществ стерилизовали в течение часа при 141°С в автоклавах для изучения защитного действия способа согласно изобретению.
Суспензии и/или дисперсии инкубировали в течение недели при 32°С в инкубационной камере, затем повторно смешивали с соответствующим количеством и видом тестируемых бактерий для определения обеззараживающего действия способа по изобретению.
Через определенные интервалы времени определяли количество микроорганизмов методом “Bestimmung von aeroben mesophilen Keimen”, Schweizerisches lebensmittelbuch, глава 56, параграф 7.01, издание 1985 г., переработанное в 1988 г.
-
Показатели молярной концентрации ионов ОН определяли всегда при температуре 22°С (постоянная диссоциации воды, рКw, равна в этом случае 14).
вода
-14
2
Для воды при 22°С, в которой  получают: К(Kw)(22°С)=10M.
-
,
Постоянная диссоциации воды, рКw, зависит от температуры. Таким образом, значение рН, равное 10, измеренное при 22°С, соответствует концентрации ионов ОН которая приводит к значению рН, равному 11, если его измеряли при 100°С.
Таким образом, учитывая влияние температуры, использовали следующую таблицу для определения постоянной диссоциации воды:
Температура (°С)
Kw [M<sup>2</sup>]
pКw=-log<sup>10</sup> Kw
0
0,13×10<sup>-14</sup>
14,89
10
0,36×10<sup>-14</sup>
14,45
16
0,63×10<sup>-14</sup>
14,20
20
0,86×10<sup>-14</sup>
14,07
22
1,00×10<sup>-14</sup>
14,00
30
1,89×10<sup>-14</sup>
13,73
50
5,60×10<sup>-14</sup>
13,25
100
74,00×10<sup>-14</sup>
12,13
тм
тм
С другой стороны далее в настоящей заявке выражение «вязкость по Брукфильду» означает вязкость по Брукфильду, измеренную при помощи вязкозиметра, имеющего то же название, типа RVT со скоростью 100 оборотов/мин с использованием модуля n 3.
Пример 1
Цель этого примера - проиллюстрировать способ по изобретению в обеззараживающем варианте применительно к водной суспензии минерального вещества, а именно карбоната кальция.
Цель примера также в том, чтобы показать, что способ по изобретению позволяет контролировать рост микробов в такой суспензии, по существу не изменяя ее устойчивость.
Суспензия пигментов
Получили водную суспензию, содержащую 78,3% мас. природного мрамора (90% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 2 мкм и 65% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 1 мкм), полученного путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии полиакрилата, нейтрализованного коммерческой смесью натрий/магний, по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ.
Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при температуре 20°С, составляло 9,7.
Каждый раз получали 2 образца по килограмму суспензии пигментов.
Суспензия, содержащая микробы
Смешивали 7 разных видов микробов, грамотрицательных, относящихся в основном к семейству pseudomonas (главным образом к семейству pseudomonas aeruginosa), выделенных из суспензии карбоната кальция видов, в которой они зародились естественным путем, полученной из Австрии.
TM
TM
7 разных видов микробов идентифицировали тестом API, хорошо известным специалисту и разработанным фирмой BIOMERIEUX.
6
Концентрация микробов в этой суспензии составляла 5×10 микроорганизмов/мл.
Образец 1
-
Первый образец представлял собой 1 кг указанной суспензии пигментов, которую смешали с 0,025 моль ионов ОН путем добавления гидроксида натрия при интенсивном перемешивании (NaOH добавили в качестве раствора с концентрацией 2,5 моль).
тм
Вязкость по Брукфильду сразу после введения гироксида натрия составляла 308 мПа·с.
Образец 2
-
Второй образец служил сравнительным образцом по отношению к уровню техники и представлял собой 1 кг суспензии пигментов, описанной в начале примера 1, без добавления раствора доноров ионов ОН.
тм
Вязкость по Брукфильдусоставляла 389 мПа·с.
Оба образца затем смешивали с 10 мл суспензии микробов, после чего инкубировали каждый раз в течение 24 часов при 30°С в инкубационной камере: далее в тексте заявки эту операцию называют экспозицией. В каждом примере экспозицию образцов проводили с одной и той же бактериальной суспензией.
-
тм
Затем по каждому образцу измеряли концентрацию микроорганизмов (число/мл), показатели концентрации ионов ОН (моль/л), а также вязкость по Брукфильду (мПа·с).
Эти данные приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Образец 1
Образец 2
Образец 1
Образец 2
Непосредственно перед 1 экспозицией
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
<10<sup>2</sup>
Непосредственно после 1 экспозиции
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
1×10<sup>5</sup>
Измерение через 3 дня после 1 экспозиции, затем 2 экспозиция
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
1×10<sup>5</sup>
Через 4 дня после 2 экспозиции
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
< 10<sup>2</sup>
4×10<sup>7</sup>
Эти результаты показывают защитное действие обработки по изобретению образца 1: число микробов не увеличилось.
Таблица 2
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Образец 1
Образец 2
Образец 1
Образец 2
Непосредственно перед 1 экспозицией
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
310
390
Через 1 день после 1 экспозиции
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
518
463
через 5 дней после 1 экспозиции, 2 экспозиция
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
804
676
Через 4 дня после 2 экспозиции
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
661
560
Через 26 дней после 1 экспозиции
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
907
790
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
1,6×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-5</sup>
339
430
ТМ
Вязкость по Брукфильду образца по изобретению не ухудшилась: она изменялась аналогично вязкости необработанного образца.
ТМ
ТМ
ТМ
Наконец, показатели вязкости по Брукфильду через 26 дней, измеренные после перемешивания, очень близки к первоначальным показателям вязкости по Брукфильду: обработка по изобретению, таким образом, не ухудшает устойчивость вязкости по Брукфильду водных суспензий минеральных веществ.
2
-
-5
Через 26 дней часть образца 1 по изобретению, подвергшегося предыдущим экспозициям, обрабатывали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 5×10 моль/л.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
Эту часть образца 1, которая далее будет называться образцом 1-2 и представлять изобретение, подвергнут ряду дополнительных экспозиций.
-
ТМ
Затем по образцу 1-2 проводили измерения концентрации ионов ОН, числа микробов и вязкости по Брукфильду.
Эти результаты приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 (образец 1-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Непосредственно после 1 экспозиции
6×10<sup>-5</sup>
2×10<sup>6</sup>
Таблица 4 (образец 1-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Непосредственно перед 1 экспозицией
5×10<sup>-5</sup>
238
Через 1 день после 1 экспозиции
6×10<sup>-5</sup>
580
Через 5 дней после 1 экспозиции: 2 экспозиция
1×10<sup>-4</sup>
790
Через 12 дней после 1 экспозиции
8×10<sup>-5</sup>
648
Через 26 дней после 1 экспозиции
8×10<sup>-5</sup>
998
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
1×10<sup>-5</sup>
358
ТМ
ТМ
ТМ
ТМ
Вязкость по Брукфильду образца 1-2 без перемешивания повышается медленно во время хранения по сравнению с контрольным образцом. Устойчивость не снижается. Вязкость по Брукфильду при перемешивании через 26 дней почти идентична первоначальной вязкости по Брукфильду до обработки по изобретению: устойчивость вязкости по Брукфильду образца по изобретению таким образом не ухудшается.
-
-5
Через 26 дней другую часть образца 1 по изобретению, подвергшегося первым экспозициям, которые описаны в начале данного примера, обрабатывали путем введения азотной кислоты так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 8×10 моль/л.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
Эту часть образца 1, которая далее будет называться образцом 1-3 и представлять изобретение, подвергли новой экспозиции.
-
По образцу 1-3 проводили измерения концентрации ионов ОН и числа микробов.
Эти результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5 (образец 1-3)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
8×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Непосредственно после 1 экспозиции
1×10<sup>-4</sup>
2×10<sup>5</sup>
3
+
Ингибирующее действие опять устраняли путем добавления ионов НО при помощи лимонной кислоты, т.е. способом по изобретению.
-
-5
Через 26 дней другую часть образца 1 по изобретению, подвергшегося первым экспозициям, которые описаны в начале данного примера, обрабатывали путем введения фосфорной кислоты так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до показателя, равного 2,5×10 моль/л.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
Эту часть образца 1, которая далее будет называться образцом 1-4 и представлять изобретение, подвергли новой экспозиции.
-
По образцу 1-4 проводили измерения концентрации ионов ОН и числа микробов.
Эти результаты приведены в таблице 6.
Таблица 6 (образец 1-4)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
2,5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Экспозиция
2,5×10<sup>-4</sup>
> 10<sup>6</sup>
3
+
Ингибирующее действие опять устраняли путем добавления ионов НО при помощи лимонной кислоты, т.е. способом по изобретению.
Пример 2
Цель этого примера - проиллюстрировать способ по изобретению в обеззараживающем и защитном варианте применительно к водной суспензии минерального вещества, а именно карбоната кальция.
ТМ
Цель примера также в том, чтобы показать, что способ по изобретению позволяет контролировать эволюцию роста микробов в такой суспензии, по существу не ухудшая устойчивость вязкости по Брукфильду.
Суспензия пигментов
Получали водную суспензию, содержащую 78,3% мас. природного мрамора (90% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 2 мкм и 65% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 1 мкм), полученного путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ полиакрилата, нейтрализованного коммерческой смесью натрия и магния. Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при температуре 20°С, составляло 9,7.
Из суспензии пигментов получали 2 образца весом 1 килограмм.
Суспензия, содержащая микробы
Смешивали 7 разных видов микробов, грамотрицательных, относящихся в основном к семейству pseudomonades (главным образом к семейству pseudomonas aeruginosa), выделенных из шлама карбоната кальция с естественным посевом микроорганизмов, полученного из Австрии.
TM
TM
7 разных видов микробов идентифицировали тестом API, хорошо известным специалисту и разработанным фирмой BIOMERIEUX.
6
Концентрация микробов в этой суспензии составляла 5×10 микроорганизмов/мл.
Образец 3
Этот образец иллюстрирует защитную обработку по изобретению.
2
-2
-
Этот образец представлял собой 1 кг указанной суспензии пигментов, которую смешали при интенсивном взбалтывании с раствором измельченного Са(ОН) (средний размер частиц составлял 2 мкм), содержащим 2,6×10 моль/л ионов ОН.
ТМ
Вязкость по Брукфильду сразу после указанного введения составляла 357 мПа·с.
Этот образец по изобретению затем смешивали несколько раз с 10 мл суспензии микробов, после чего инкубировали в инкубационной камере при 30°С в течение 24 часов.
-
ТМ
Образец 3 подвергали ряду экспозиций и измеряли также показатели концентрации ионов ОН (моль/л), концентрации микробов (число/грамм), а также вязкость по Брукфильду (мПа·с).
Соответствующие результаты приведены в таблицах 7 и 8.
Таблица 7 (образец 3)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Непосредственно после 1 экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 3 дня после 1 экспозиции: 2 экспозиция
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 4 дня после 2 экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Эти результаты показывают защитное действие обработки по изобретению по образцу 3: число микробов не увеличилось.
Таблица 8 (образец 3)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Непосредственно перед 1 экспозицией
2×10<sup>-2</sup>
357
Через 1 день после 1 экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
909
Через 5 дней после 1 экспозиции: 2 экспозиция
2×10<sup>-2</sup>
888
Через 4 дня после 2 экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
747
Через 26 дней после 1 экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
999
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
2×10<sup>-2</sup>
420
ТМ
Кроме того, вязкость по Брукфильду образца по изобретению не ухудшилась: она изменяется аналогично такой же вязкости необработанного образца, представленного как образец 2.
ТМ
ТМ
ТМ
Наконец, показатели вязкости по Брукфильду через 26 дней, измеренные после перемешивания, очень близки к первоначальным показателям вязкости по Брукфильду: обработка по изобретению позволяет таким образом не изменять вязкость по Брукфильду.
2
-
-5
Через 26 дней часть образца 3 по изобретению, подвергшегося указанным экспозициям, обработали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до значения, равного 5×10 моль/л.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
Эту часть образца 3, которая далее будет называться образцом 3-2 и представлять изобретение, подвергли ряду экспозиций.
-
ТМ
По образцу 3-2 проводили измерения концентрации ионов ОН (моль/л), числа микробов (число/грамм) и вязкости по Брукфильду (мПа·с).
Соответствующие результаты приведены в таблицах 9 и 10.
Таблица 9 (образец 3-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Непосредственно после 1 экспозиции
6×10<sup>-5</sup>
2×10<sup>6</sup>
-
Эти результаты показывают, что после понижения концентрации ионов ОН по изобретению рост микробов вновь активизируется: способ по изобретению позволяет, следовательно, контролировать рост микробов в водной суспензии минеральных веществ.
Таблица 10 (образец 3-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Непосредственно перед 1 экспозицией
5×10<sup>-5</sup>
212
Через 1 день после 1 экспозиции
5×10<sup>-5</sup>
351
Через 5 дней после 1 экспозиции: 2 экспозиция
6×10<sup>-5</sup>
474
Через 12 дней после 1 экспозиции
8×10<sup>-5</sup>
332
Через 26 дней после 1 экспозиции
8×10<sup>-5</sup>
622
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
6×10<sup>-5</sup>
229
ТМ
Кроме того, вязкость по Брукфильду образца по изобретению не ухудшилась: она изменяется аналогично такой же вязкости необработанного образца, представленного как образец 2.
ТМ
ТМ
ТМ
Наконец, показатели вязкости по Брукфильду через 26 дней, измеренные после перемешивания, очень близки к первоначальным показателям вязкости по Брукфильду: обработка по изобретению позволяет, таким образом, не изменять вязкость по Брукфильду.
Образец 4
Этот образец иллюстрирует обработку согласно изобретению в соответствии с режимом обеззараживания.
7
Этот образец согласно изобретению представлял собой 1 кг суспензии пигментов, описанной в начале этого примера, которую смешали при интенсивном встряхивании с 10 мл суспензии микробов, затем инкубировали в инкубационной камере в течение 7 дней при 32°С. Концентрация микробов после недели инкубирования составляла 2×10 микроорганизмов/мл.
2
-2
-
Этот образец смешали при интенсивном встряхивании с раствором измельченного Са(ОН) (при среднем диаметре частиц, равном 2 мкм), содержащим 2,6×10 моль/л ионов ОН.
ТМ
Вязкость по Брукфильду сразу после этого введения составляла 389 мПа·с.
-
ТМ
Образец 4 подвергли новой экспозиции и также измерили показатели концентрации ионов ОН (моль/л), содержания микробов (число/грамм) и вязкости по Брукфильду (мПа·с).
Результаты представлены в таблицах 11 и 12.
Таблица 11 (образец 4)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 7 дней после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Эти результаты показывают обеззараживающее действие обработки согласно изобретению.
Таблица 12 (образец 4)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Через 1 день после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
320
Через 2 дня после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
410
Через 7 дней после экспозиции
2×10<sup>-2</sup>
440
ТМ
С другой стороны, показатели вязкости по Брукфильду не ухудшились.
2
-
-5
Через 7 дней часть образца 4 по изобретению, подвергшегося предыдущим экспозициям, обрабатывали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 3×10 моль/л. Эту часть образца 4, называемую образцом 4-2, подвергли повторной экспозиции при помощи 1 мл суспензии микробов.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
-
ТМ
По образцу 4-2 измерили показатели концентрации ионов ОН (моль/л), содержания микробов (число/грамм) и вязкости по Брукфильду (мПа·с).
Результаты представлены в таблицах 13 и 14.
Таблица 13 (образец 4-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
4×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
4×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 7 дней после экспозиции
3×10<sup>-5</sup>
2×10<sup>6</sup>
Эти результаты показывают, что способ согласно изобретению позволяет снова повысить содержание микробов: способ по изобретению позволяет, следовательно, контролировать содержание микробов в образце.
Таблица 14 (образец 4-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Через 1 день после экспозиции
4×10<sup>-5</sup>
360
Через 2 дня после экспозиции
4×10<sup>-5</sup>
330
Через 7 дней после экспозиции
3×10<sup>-5</sup>
470
ТМ
С другой стороны, показатели вязкости по Брукфильду не ухудшились при использовании способа по изобретению.
2
-
-5
Часть образца 4, называемую 4-3 и полученную после первого обеззараживания, обрабатывали путем добавления жидкого СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 3×10 моль/л.
2
-2
-
Этот образец смешали при интенсивном встряхивании с раствором измельченного Са(ОН) (при среднем диаметре частиц, равном 2 мкм), содержащим 2,6×10 моль/л ионов ОН.
Этот момент выбран в качестве нового отсчета времени.
ТМ
Вязкость по Брукфильду сразу после этого введения составляла 425 мПа·с.
-
-3
Концентрация ионов ОН, измеренная при 20°С, составила 6,3×10 моль/л.
-
ТМ
По образцу 4-3 измерили показатели концентрации ионов ОН (моль/л), содержания микробов (число/грамм) и вязкость по Брукфильду (мПа·с).
Результаты представлены в таблицах 15 и 16.
Таблица 15 (образец 4-3)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
6,3×10<sup>-3</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
6,3×10<sup>-3</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 7 дней после экспозиции
6,3×10<sup>-3</sup>
<10<sup>2</sup>
Таблица 16 (образец 4-3)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Через 1 день после экспозиции
6,3×10<sup>-3</sup>
410
Через 2 дня после экспозиции
6,3×10<sup>-3</sup>
440
-
Эти результаты показывают, что способ согласно изобретению позволил остановить рост микробов путем нового повышения концентрации ионов ОН: таким образом, способ по изобретению позволяет контролировать микробное заражение образца.
ТМ
С другой стороны, показатели вязкости по Брукфильду не ухудшились.
2
-
-5
Через 7 дней часть образца 4-3 по изобретению обрабатывали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 3×10 моль/л. Эту часть образца 4, называемую образцом 4-4, подвергли повторной экспозиции при помощи 1 мл суспензии микробов.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
-
ТМ
По образцу 4-4 измерили показатели концентрации ионов ОН (моль/л), концентрации микробов (число/грамм) и вязкости по Брукфильду (мПа.с).
Таблица 17 (образец 4-4)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
2,5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
2,5×10<sup>-5</sup>
2×10<sup>6</sup>
Эти результаты показывают, что способ согласно изобретению позволяет снова повысить концентрацию микробов: способ по изобретению позволяет, следовательно, контролировать содержание микробов в образце.
Таблица 18 (образец 4-4)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Через 1 день после экспозиции
2,5×10<sup>-5</sup>
560
Через 2 дня после экспозиции
2,5×10<sup>-5</sup>
530
Через 7 дней после экспозиции
2,5×10<sup>-5</sup>
570
ТМ
С другой стороны показатели вязкости по Брукфильду не ухудшились при использовании способа по изобретению.
Пример 3
Цель этого примера - проиллюстрировать способ по изобретению в обеззараживающем варианте применительно к водной суспензии минерального вещества, а именно каолина.
Цель примера также в том, чтобы показать, что способ по изобретению позволяет контролировать эволюцию роста микробов в такой суспензии.
Суспензия пигментов
Получали водную суспензию, содержащую 63,3% мас. в сухом состоянии американского каолина (Géorgie) (95% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 2 мкм и 70% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 1 мкм), путем измельчения до концентрации 25% мас. в сухом состоянии, с последующим высушиванием в сушилке с распылением и диспергированием в воде с использованием 0,25% мас. в сухом состоянии коммерческого полиакрилата натрия по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ.
Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при температуре 20°С, составляло 7,7.
Из суспензии пигментов получили 2 образца весом 1 кг.
Суспензия, содержащая микробы
Получали смесь 7 разных видов микробов, грамотрицательных, относящихся в основном к семейству pseudomonades (главным образом к семейству pseudomonas aeruginosa), выделенных из суспензии карбоната кальция, в которой они зародились естественным путем, полученной из Австрии.
TM
TM
7 разных видов микробов идентифицировали тестом API, хорошо известным специалисту и разработанным фирмой BIOMERIEUX.
6
Концентрация микробов в этой суспензии составляла 5×10 микроорганизмов/мл.
Образец 5
-
Образец 5 представлял собой 1 кг указанной суспензии пигментов, которую смешали с 0,053 моль ионов ОН (введенных в виде раствора СаО в этиленгликоле с концентрацией 2,7 М) при интенсивном перемешивании.
ТМ
Вязкость по Брукфильду водной суспензии каолина сразу после введения СаО составляла 327 мПа·с.
-
-2
Концентрация ионов ОН составляла 1,25×10 моль/л.
Образец 6
Образец 6 иллюстрировал уровень техники и представлял собой смесь суспензии пигментов и суспензии микробов.
-
ТМ
Как в предыдущих примерах, образцы 6 и 7 подвергли нескольким экспозициям и измеряли показатели концентрации ионов ОН (в моль/л), содержания микроорганизмов (в число/мл), а также вязкость по Брукфильду (мПа·с).
Эти данные приведены в таблицах 19 и 20.
Таблица 19 (образцы 5 и 6)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Образец 5
Образец 6
Образец 5
Образец 6
Непосредственно перед 1 экспозицией
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
<10<sup>2</sup>
<10<sup>2</sup>
1 экспозиция
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
<10<sup>2</sup>
4×10<sup>5</sup>
через 3 дня после 1 экспозиции: 2 экспозиция
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
<10<sup>2</sup>
9×10<sup>6</sup>
Через 4 дня после 2 экспозиции
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
<10<sup>2</sup>
6×10<sup>7</sup>
Эти результаты показывают эффективность защитного действия способа по изобретению.
Таблица 20 (образцы 5 и 6)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Образец 5
Образец 6
Образец 5
Образец 6
Непосредственно перед 1 экспозицией
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
444
394
Через 1 день после 1 экспозиции
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
518
463
Через 5 дней после 1 экспозиции: 2 экспозиция
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
804
676
Через 4 дня после 2 экспозиции
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
1150
855
Через 26 дней после 1 экспозиции
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
1907
1190
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
1,25×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-7</sup>
565
444
ТМ
Вязкость по Брукфильду образца по изобретению не ухудшилась по сравнению с образцом из уровня техники.
2
-
-6
Через 26 дней часть образца 5 по изобретению, подвергшегося предыдущим экспозициям, обрабатывали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 2×10 моль/л.
Этот момент соответствует моменту Т=0 этого нового образца.
Эту часть образца 5, которая далее будет называться образцом 5-2 и представлять изобретение, подвергли ряду экспозиций.
-
ТМ
По образцу 5-2 проводили измерения концентрации ионов ОН(моль/л), содержания микробов (число/грамм) и вязкости по Брукфильду (мПа·с).
Эти результаты приведены в таблицах 21 и 22.
Таблица 21 (образец 5-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Непосредственно перед 1 экспозицией
2×10<sup>-6</sup>
<10<sup>2</sup>
экспозиция
4×10<sup>-6</sup>
2×10<sup>6</sup>
Эти результаты показывают, что способ по изобретению позволил еще раз увеличить содержание микробов: следовательно, способ по изобретению позволяет контролировать рост микробов в водной суспензии минеральных веществ.
Таблица 22 (образец 5-2)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Непосредственно перед 1 экспозицией
2×10<sup>-6</sup>
638
Через 1 день после 1 экспозиции
2×10<sup>-6</sup>
680
Через 5 дней после 1 экспозиции: 2 экспозиция
3×10<sup>-6</sup>
790
Через 12 дней после 1 экспозиции
4×10<sup>-6</sup>
948
Через 26 дней после 2 экспозиции
8×10<sup>-6</sup>
1198
Через 26 дней после 1 экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
6×10<sup>-6</sup>
688
ТМ
С другой стороны, показатели вязкости по Брукфильду не ухудшились по сравнению с образцом из уровня техники.
Пример 4
Цель этого примера - проиллюстрировать способ по изобретению в обеззараживающем и защитном вариантах применительно к водной суспензии минерального вещества, а именно каолина, а также в случае применения в способе по изобретению биоцида со стадии d), которым является о-фенилфенол.
Цель примера также в том, чтобы показать, что способ по изобретению позволяет контролировать эволюцию роста микробов в такой суспензии.
Суспензия пигментов
Получали водную суспензию, содержащую 78,3% мас. в сухом состоянии природного кальция, которым является мрамор (90% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 2 мкм и 65% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 1 мкм), полученного путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ коммерческого полиакрилата, нейтрализованного смесью натрия и магния.
Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при температуре 20°С, составляло 9,7.
Из суспензии пигментов получали 2 образца весом 1 килограмм.
Суспензия, содержащая микробы
Получали смесь 7 разных видов микробов, грамотрицательных, относящихся в основном к семейству pseudomonades (главным образом к семейству pseudomonas aeruginosa), выделенных из суспензии карбоната кальция с естественным посевом микроорганизмов, полученной из Австрии.
TM
TM
7 разных видов микробов идентифицировали тестом API, хорошо известным специалисту и разработанным фирмой BIOMERIEUX.
6
Концентрация микробов составляла 5×10 микроорганизмов/мл.
Образец 7
Этот образец иллюстрирует способ по изобретению в обеззараживающем варианте и в сочетании с биоцидом, которым является о-фенилфенол.
Этот образец по изобретению, который представлял собой 1 кг указанной суспензии пигментов, смешали при интенсивном взбалтывании с 10 мл суспензии, содержащей микробы, а затем инкубировали в течение 7 дней при 32°С в инкубационной камере.
7
Концентрация бактерий через неделю с начала инкубации составляла 2×10 микроорганизмов/мл.
2
2
Затем в образец ввели 200 м.д. о-фенилфенола при интенсивном перемешивании в виде 45%-ного раствора о-фенилфенола, растворенного в растворе, содержащем КОН из расчета 1,07 моль КОН на моль о-фенилфенола. Также ввели 1270 м.д. Са(ОН) в виде тонкоизмельченной суспензии (средний размер частиц после измельчения составлял 2 мкм), с молярной концентрацией Са(ОН), равной 2,7.
ТМ
2
Вязкость по Брукфильду суспензии карбоната кальция сразу после введения Са(ОН) составляла 271 мПа·с.
Этот образец по изобретению затем несколько раз смешивали с 10 мл суспензии микробов, затем каждый раз инкубировали в течение 24 часов при 30°С.
-
ТМ
Затем определяли показатели концентрации ионов ОН (моль/л), концентрации микробов (число/грамм), а также вязкости по Брукфильду (мПа·с).
Эти результаты приведены в таблицах 23 и 24.
Таблица 23 (образец 7)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Через 3 дня после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
<10<sup>2</sup>
Эти результаты показывают, что способ по изобретению обеспечивает обеззараживающую обработку водной суспензии минеральных веществ.
Таблица 24 (образец 7)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Вязкость по Брукфильду<sup>ТМ</sup> (мПа·с)
Непосредственно перед экспозицией
1,58×10<sup>-2</sup>
271
Через 1 день после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
698
Через 4 дня после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
823
Через 25 дней после экспозиции
1,58×10<sup>-2</sup>
872
Через 25 дней после экспозиции и через 5 минут интенсивного перемешивания
1,58×10<sup>-2</sup>
282
ТМ
С другой стороны, вязкость по Брукфильду водной суспензии минеральных веществ по изобретению не ухудшилась.
Образец 8
Этот образец иллюстрирует предшествующий уровень техники, используют о-фенилфенол в качестве биоцида.
Второй образец согласно изобретению, представляющий собой 1 кг указанной суспензии пигментов, смешали при интенсивном встряхивании с 10 мл суспензии микробов, затем инкубировали в инкубационной камере в течение 7 дней при 32°С.
7
Концентрация микробов после недели инкубирования составляла 2×10 микроорганизмов/грамм.
Затем в этот второй образец ввели при интенсивном встряхивании 200 м.д. о-фенилфенола в виде 45%-ного раствора о-фенилфенола, растворенного при помощи 1,07 моль КОН на моль о-фенилфенола.
ТМ
Вязкость по Брукфильду сразу после введения о-фенилфенола составляла 285 мПа·с.
-
Затем определяли показатели концентрации ионов ОН (моль/л) и концентрации микробов (число/грамм). Результаты представлены в таблице 27.
Таблица 27 (образец 8)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Концентрация микроорганизмов (число/мл)
Через 1 день после экспозиции
6,3×10<sup>-5</sup>
>10<sup>2</sup>
Через 2 дня после экспозиции
6,3×10<sup>-5</sup>
>10<sup>4</sup>
Через 7 дней после экспозиции
6,3×10<sup>-5</sup>
>10<sup>5</sup>
Образец 8, относящийся к уровню техники, показал, что о-фенилфенол обладает недостаточным микробиоцидным действием на микроорганизмы, используемые в обеззараживающем диапазоне.
-
Сохранение является неполным и недостаточным. В противоположность этому при помощи образца 7 по изобретению было показано, что способ по изобретению, в котором комбинируют применение о-фенилфенола и стадию повышения концентрации ионов ОН, позволяет получать очень хорошие результаты в отношении уменьшения количества микробов в водной суспензии минерального вещества.
Пример 5
Цель этого примера заключается в том, чтобы проиллюстрировать обеззараживающий и защитный варианты способа по изобретению на промывочной воде вагонов.
Сохранение промывочной воды вагонов
Для имитации промывочной воды вагонов использовали раствор столовой соли в буфере, содержащий 3% мас. суспензии карбоната кальция, полученной в примере 1.
Тест на дезинфекцию проводили по двум разным образцам.
Образец 9
Этот образец иллюстрирует обеззараживающий вариант способа по изобретению.
2
Са(ОН) растворяли в стерильном 0,85% мас. буферном растворе фосфата (PBS) и через 24 часа хранения при 30°С смешивали со смесью, содержащей бактерии и дрожжи, приведенной в таблице 28.
Образцы инкубировали еще раз в течение 24 часов при 30°С, затем извлекали из планшетов.
Выросшие микроорганизмы рассматривали под микроскопом.
Образец 10
Этот образец иллюстрирует обеззараживающий вариант способа по изобретению.
2
Смесь бактерий (в PBS), с одной стороны, и смесь бактерии/дрожжи в PBS, с другой стороны, смешивали с Са(ОН), хранили, затем вынимали из планшета.
Таблица 28 (состав смеси бактерий)
Вид бактерий
Примечания
Смесь бактерий без дрожжей
Pseudomonas aeruginosa
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Pseudomonas Pseudoalcaligenes
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Pseudomonas stuzeri
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Acinetobacter baumannii/calco
Грамотрицательная, Enterobacteriacae
Klebsielle spp.
Грамотрицательная, Enterobacteriacae
Basillus subtilis
Грамположительная, образующая споры
Basillus spp.
Грамположительная
Staphylococcus cohnii cohnii
Грамположительная
Koc/Varianas /rosea
Грамположительная
Micrococcus kristae
Грамположительная
«Дрожжи» и другие:
Candida albicans, eucaryote, одноклеточная, быстрорастущая
Дрожжи
Rosa, выделен из раствора полиакрилата натрия, устойчивый к формальдегиду
Более подробно не описан
Rosarot, выделен из бумагоделательной машины, грамнеустойчивый
Подробно не описан
-
2
На таблицах 29 и 30 показана концентрация ионов ОН (моль/л) и содержание микроорганизмов и дрожжей (число/мл), измеренное по образцам через 24 часа инкубирования при разных первоначальных концентрациях Са(ОН).
Таблица 29 (образец 9)
0 м.д.
200 м.д.<sup>1)</sup>
500 м.д.<sup>1)</sup>
1000 м.д.<sup>1)</sup>
2000 м.д.<sup>1)</sup>
Содержание микробов (число/мл)
10<sup>3</sup>
10<sup>3</sup>
30
<10
<10
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
3×10<sup>-7</sup>
5×10<sup>-4</sup>
3×10<sup>-3</sup>
1×10<sup>-2</sup>
5×10<sup>-2</sup>
<sup>1)</sup>Дозировка Са(ОН)<sub>2</sub>: активное количество/общее количество
Таблица 30 (образец 10)
0 м.д.
200 м.д.<sup>1)</sup>
500 м.д.<sup>1)</sup>
1000 м.д.<sup>1)</sup>
Содержание микробов (число/мл)
10<sup>5</sup>
10<sup>5</sup>
30
<10
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
3×10<sup>-7</sup>
4×10<sup>-5</sup>
3×10<sup>-3</sup>
1×10<sup>-2</sup>
<sup>1)</sup>Дозировка Са(ОН)<sub>2</sub>: активное количество/общее количество
2
-
-4
Таким образом, таблица 29 показывает, что при начальной концентрации Са(ОН), равной 200 м.д., через 24 часа содержание микробов составляет 1000/мл, а концентрация ионов ОН составляет 5×10 моль/л.
2
-
-3
Содержание микробов было сокращено до 30/мл при начальной концентрации Са(ОН), равной 500 м.д., в этом случае концентрация ионов ОН составляет 3×10 моль/л.
Эти результаты показывают защитное действие способа по изобретению.
2
-
-2
Наконец, при начальной концентрации Са(ОН), равной 1000 м.д., содержание микробов снижено до количества меньше 10 на мл, в этом случае концентрация ионов ОН составляет 1×10 моль/л.
Этот последний результат показывает, что способ по изобретению, используемый в защитном варианте, позволяет получать водные суспензии минеральных веществ с очень низким содержанием микробов, в частности, меньше 10 на мл.
2
В то же время таблица 30 показывает эффективность способа по изобретению в обеззараживающем варианте, т.к. через 24 часа содержание микробов уменьшается тем больше, чем выше первоначальная концентрация Са(ОН).
2
Следует также отметить, что при первоначальной концентрации Са(ОН), равной 1000 м.д., очень значительная часть микробов уничтожается, т.к. через 24 часа их содержание составило меньше 10 на мл.
Этот последний результат показывает, что способ по изобретению, используемый в обеззараживающем варианте, позволяет получать водные суспензии минеральных веществ, с очень низким содержанием микробов, в частности, меньше 10 на мл.
2
Затем образцы 9 и 10 с первоначальной концентрацией Са(ОН), равной 1000 м.д., вынули из планшетов при 30°С на бактериальную среду, называемую РСА (Plate Count Agar).
th
th
Следует отметить, что эти среды соответствуют бактериальному составу, описанному в “American Public Health Association: standard Methods for the Examination of Dаiry Products, 15 ed., 1985”, “American Public Health Association, American Water Works Association and Water Pollution Control Federation: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20 ed., Washington, 1998” и “An improved agar medium for the detection of proteolytic organisms in total bacterial counts, J.Appl.Bact.,33; 363-370 (1970)”.
Через 48 часов инкубирования образцы вновь вынули из планшета на ту же среду типа РСА.
Теперь подсчет микробов показал менее 40 бактерий на мл и менее 100 других микробов, кроме бактерий, на мл.
Эти результаты показывают, таким образом, эффективность способа по изобретению, используемого в обеззараживающем варианте.
-
-7
2
В части образца 9, называемого 9-2, концентрацию ионов ОН довели до значения 5×10 моль/л путем добавления газообразного СО. Его снова подвергли инкубированию в течение 24 часов в присутствии смеси бактерий и дрожжей, описанной в таблице 28. Затем его вынули из планшета и поместили на бактериальную среду типа РСА, такую, как описана выше.
2
Также, как указано выше, измеряли содержание микробов в зависимости от первоначальной концентрации Са(ОН): эти результаты приведены в таблице 31.
Таблица 31 (образец 9-2)
0 м.д.
200 м.д.<sup>1)</sup>
1000 м.д.<sup>1)</sup>
Содержание микробов (число/мл)
>10<sup>4</sup>
>10<sup>5</sup>
>10<sup>5</sup>
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
1×10<sup>-6</sup>
1×10<sup>-6</sup>
1×10<sup>-6</sup>
<sup>1)</sup>Дозировка Са(ОН)<sub>2</sub>: активное количество/общее количество
2
2
Эти результаты показывают, что уменьшение концентрации Са(ОН) за счет введения жидкого СО позволяет путем применения способа по изобретению устранить защитное действие и снова активизировать рост микробов.
Пример 6
-
Этот пример иллюстрирует способ по изобретению, в котором стадия снижения концентрации ионов ОН сочетается с физическим способом, который в данном случае является способом, основанным на повышении температуры.
Суспензия пигментов
Получали водную суспензию, содержащую 0,1% мас. в сухом состоянии природного карбоната кальция, который представляет собой мрамор (90% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 2 мкм и 65% мас. частиц которого имеют диаметр меньше 1 мкм), полученную путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии коммерческого полиакрилата, нейтрализованного смесью натрий/магний, по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ.
Каждый раз получали 2 образца.
Суспензия, содержащая микробы
4
Получали суспензию микробов с концентрацией 10 микробов/г, состав которой приведен в таблице 32.
Образец 11
2
Этот образец иллюстрирует изобретение и состоит из суспензии пигментов, смешанной с суспензией микробов, и к которой добавили раствор, содержащий 500 м.д. Са(ОН).
Этот образец инкубировали в течение 24 часов при 20°С.
Образец 12
2
Этот образец иллюстрирует уровень техники и идентичен образцу 11, за исключением того, что не содержит Са(ОН).
Этот образец инкубировали в течение 24 часов при 20°С.
Образец 13
2
Этот образец иллюстрирует изобретение и состоит из суспензии пигментов, которую смешали с суспензией микробов и в которую ввели раствор, содержащий 500 м.д. Са(ОН).
Этот образец инкубировали в течение 24 часов при 40°С.
Образец 14
2
Этот образец иллюстрирует уровень техники и идентичен образцу 13, за исключением того, что не содержит Са(ОН).
Этот образец инкубировали в течение 24 часов при 40°С.
Таблица 32 (состав смеси микробов)
Вид бактерий
Примечания
Смесь бактерий без дрожжей
Pseudomonas aeruginosa
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Pseudomonas Pseudoalcaligenes
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Pseudomonas stuzeri
Грамотрицательная, не Enterobacteriacae
Acinetobacter baumannii/calco
Грамотрицательная, Enterobacteriacae
Klebsielle spp.
Грамотрицательная, Enterobacteriacae
Basillus subtilis
Грамположительная, образующая споры
Basillus spp.
Грамположительная
Staphylococcus cohnii
Грамположительная
Кос.Varianas/rosea
Грамположительная
Micrococcus kristae
Грамположительная
«Дрожжи» и другие:
Candida albicans, eucaryote, одноклеточная, быстрорастущая
Дрожжи
Rosa, выделен из раствора полиакрилата натрия, устойчивый к формальдегиду
Более подробно не описан
Rosarot выделен из бумагоделательной машины, грамнеустойчивый
Подробно не описан
-
По каждому образцу измеряли концентрацию ионов ОН (моль/л) и содержание бактерий и содержание микробов, не являющихся бактериями (число/мл), эти результаты приведены в таблице 33.
Таблица 33
Образец 12
Образец 14
Образец 11
Образец 13
Температура
20°С
40°С
20°С
40°С
Начальная концентрация Сa(ОН)<sub>2</sub> (м.д.)
0
0
500
500
Содержание бактерий (число/мл)
>10<sup>4</sup>
>10<sup>4</sup>
2×10<sup>4</sup>
<10
Содержание микробов, не являющихся бактериями (число/мл)
>10<sup>4</sup>
>10<sup>4</sup>
2×10<sup>3</sup>
<10
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
2×10<sup>-7</sup>
2×10<sup>-7</sup>
3×10<sup>-3</sup>
3×10<sup>-3</sup>
-
Таблица 33 показывает, что стадия снижения концентрации ионов ОН, относящаяся к способу по изобретению, позволяет при 20°С уменьшить число микробов всех видов (образец 11).
-
Она также показывает, что эта стадия уменьшения концентрации ионов ОН в сочетании с физическим способом повышения температуры до 40°С, которое также относится к способу по изобретению, позволяет очень существенно уменьшить количество микробов всех видов, т.к. их число становится меньше 10 на мл.
-
-6
2
Затем концентрацию ионов ОН в образцах 11 и 13 довели до 3,2×10 моль/л путем добавления СО. Эти образцы затем снова инкубировали в смеси микробов, описанной выше, затем вынимали из планшетов и помещали на смесь микробов типа РСА при 30°С и оставили эту смесь на 24 часа.
-
-4
Концентрация ионов ОН составила 1×10 моль/л и было отмечено увеличение числа микробов: следовательно, посредством способа по изобретению рост микробов снова активизировали.
Пример 7
Этот пример иллюстрирует обеззараживающий вариант способа по изобретению при измельчении применительно к водной суспензии минерального вещества, в качестве которого используют карбонат кальция.
ТМ
Он также показывает, что способ по изобретению позволяет контролировать эволюцию роста микробов в такой суспензии, не ухудшая стабильность вязкости по Брукфильду.
Суспензия, содержащая микробы
Получали смесь 7 разных видов грамотрицательных бактерий, главным образом из семейства pseudomonades (в основном pseudomonas aeruginosa), выделенную из шлама карбоната кальция, с естественным посевом микроорганизмов, полученного из Австрии.
TM
TM
7 разных видов микробов идентифицировали тестом API, хорошо известным специалисту и разработанным фирмой BIOMERIEUX.
6
Концентрация микробов в этой суспензии составляла 5×10 микроорганизмов/мл.
Образец 15
Этот образец иллюстрирует уровень техники; его получали экспозицией суспензии карбоната кальция при помощи суспензии микробов, с последующим измельчением указанной суспензии карбоната кальция.
Получали 5 кг сухого карбоната кальция из водной суспензии, содержащей 77,3% мас. в сухом состоянии природного мрамора (из которых 30% мас. частиц имеют диаметр меньше 2 мкм и 8% мас. частиц имеют диаметр меньше 1 мкм).
Указанную суспензию обрабатывали при помощи 10 мл суспензии микробов и хранили в течение 24 часов при 30°С.
Путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ полиакрилата, нейтрализованного коммерческой смесью натрий/магний, получали суспензию, 88% мас. частиц которой имели диаметр меньше 2 мкм и 64% мас. частиц имели диаметр меньше 1 мкм.
Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при 20°С, составляло 9,7.
ТМ
Вязкость по Брукфильду через 24 часа после измельчения составляла 284 мПа·с.
5
Содержание микробов в этой суспензии после измельчения превышало 10 микроорганизмов/мл.
Образец 16
Этот образец иллюстрирует защитный вариант обработки по изобретению.
Получали 5 кг сухого карбоната кальция из 77,1% мас. водной суспензии природного мрамора (из которых 30% мас. частиц имеют диаметр меньше 2 мкм и 8% мас. частиц имеют диаметр меньше 1 мкм).
Указанную суспензию обрабатывали 10 мл суспензии микробов и хранили в течение 24 часов при 30°С.
2
-2
-
Затем этот образец смешивали при интенсивном взбалтывании с раствором измельченного Са(ОН) (средний диаметр частиц 2 мкм), содержащим 2×10 моль/л ионов ОН.
Путем измельчения с использованием 0,65% мас. в сухом состоянии по отношению к массе в сухом состоянии минеральных веществ полиакрилата, нейтрализованного коммерческой смесью натрий/магний, получали суспензию, 91% мас. частиц которой имели диаметр меньше 2 мкм и 66% мас. частиц имели диаметр меньше 1 мкм.
Значение рН суспензии после измельчения, измеренное при 20°, составляло 12,2.
ТМ
Вязкость по Брукфильду через 24 часа после измельчения составляла 253 мПа·с.
2
Содержание микробов в этой суспензии после измельчения составляло менее 10 микроорганизмов/мл.
ТМ
Эти результаты показывают, что способ по изобретению позволяет отчетливо уменьшить микробное заражение образца по сравнению с обработкой из уровня техники, не изменяя при этом устойчивость вязкости по Брукфильду образца по изобретению.
2
-
-5
Через 2 дня образец 16 по изобретению обработали путем введения газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до показателя, равного 2×10 моль/л.
2
ТМ
Через 24 часа после указанного введения СО вязкость по Брукфильду составляла 222 мПа·с.
2
Содержание микроорганизмов в этой суспензии после измельчения было меньше 10 микроорганизмов/мл.
2
Затем образец 16 по изобретению повторно обработали путем введения газообразного СО.
6
2
После этого образец обработали 1 мл суспензии микробов и хранили в течение 48 часов при 30°С. Содержание микробов превысило 10 микроорганизмов/мл. Эти результаты показывают, что способ по изобретению позволяет путем введения газообразного СО активизировать рост микробов в образце.
Пример 8
Цель этого примера - проиллюстрировать способ по изобретению в обеззараживающем варианте применительно к водной суспензии минерального вещества, а именно осажденного карбоната кальция.
Цель примера также в том, чтобы показать, что способ по изобретению позволяет контролировать развитие микробов в такой суспензии.
Суспензия пигментов
ТМ
ТМ
Получали водную суспензию, содержащую 50% мас. в сухом состоянии осажденного карбоната типа SyncarbF 474, выпускаемого фирмой OMYA. Значение рН суспензии, измеренное при 20°С, составляло 9,7.
Получали 2 образца весом 1 кг суспензии пигментов.
Суспензия, содержащая бактерии
Смешивали 7 разных видов бактерий, грамотрицательных, относящихся в основном к семейству pseudomonades (главным образом к семейству pseudomonas aeruginosa), выделенных из суспензии карбоната кальция, в которой они зародились естественным путем, полученной из Австрии.
5
Указанные образцы суспензий пигментов обрабатывали этими бактериями, получая концентрацию микробов 2×10микроорганизмов/мл.
Образец 17
-
2
Первый образец весом 1 кг суспензии осажденного карбоната кальция смешали при интенсивном взбалтывании с 0,075 моль ионов ОН (введенных в виде суспензии в концентрации 2,7 моль Са(ОН) в воде).
ТМ
2
Вязкость по Брукфильду суспензии осажденного карбоната кальция сразу после введения Са(ОН) составляла 227 мПа·с.
рН суспензии составлял 12,1.
Эта суспензия является образцом 17, который иллюстрирует изобретение.
Образец 18
Другой образец весом 1 кг суспензии осажденного карбоната кальция смешали с суспензией бактерий.
Вязкость этой суспензии составляла 257 мПа·с.
Эта суспензия является образцом 18, который иллюстрирует уровень техники.
Затем образцы 17 и 18 подвергли ряду экспозиций, как показано на таблице 34.
-
Затем по каждому образцу определяли показатели концентрации ионов ОН, а также содержания микробов в разные моменты времени (методами, описанными выше), что также показано в таблице 34.
Таблица 34
Время (Т=число дней)
Операции(экспозиция и/или измерения)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup> (моль/л)
Содержание микроорганизмов (число/мл)
Образец 17
Образец 18
Образец 17
Образец 18
Т=0
Измерения
2×10<sup>-2</sup>
7,5×10<sup>-5</sup>
<10<sup>2</sup>
3,3·10<sup>4</sup>
Т=2
Экспозиция и измерения
2×10<sup>-2</sup>
1×10<sup>-4</sup>
<10<sup>2</sup>
>10<sup>5</sup>
Т=4
Экспозиция и измерения
2×10<sup>-2</sup>
1×10<sup>-4</sup>
<10<sup>2</sup>
>>10<sup>5</sup>
Эти результаты показывают эффективность защитного действия способа по изобретению. С другой стороны, показатели вязкости образца 17 по изобретению, измеренные во время Т=2 дням и Т=4 дням, равны 227 мПа·с и 232 мПа·с: т.е. показатели не снизились по сравнению с образцом из уровня техники.
2
-
-6
Через 4 дня часть образца 17 по изобретению обрабатывали путем добавления газообразного СО так, чтобы довести концентрацию ионов ОН до 4×10 моль/л.
Эта часть образца 17 далее будет называться образцом 17-бис.
Этот образец 17-бис подвергли ряду экспозиций, как показано в таблице 35.
-
2
Определяли затем концентрацию ионов ОН, а также содержание микробов в разные моменты времени (методами, описанными выше), как показано в таблице 35 (время Т=0 соответствует моменту введения газообразного СО в образец 17, который с этого момента называется 17-бис).
Таблица 35
Время (Т=число дней)
Операции(экспозиция и/или измерения)
Концентрация ионов ОН<sup>-</sup>(моль/л)
Содержание микроорганизмов (число/мл)
Т=0
Измерения
4×10<sup>-6</sup>
<10<sup>2</sup>
Т=2 дня
Экспозицияизмерения
4×10<sup>-6</sup>
2,7·10<sup>3</sup>
Т=4 дня
Экспозицияизмерения
4×10<sup>-6</sup>
>10<sup>5</sup>
Эти результаты показывают, что способ по изобретению позволяет снова повысить содержание микроорганизмов: способ по изобретению позволяет таким образом контролировать рост микробов в водной суспензии осажденного карбоната кальция.