Штамм бактерий сiтrовастеr freundii, образующий антикоррозионную пленку на поверхности металлов

 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам, применяемым для защиты металлических поверхностей нефтяного оборудования и системы водоснабжения. Целью изобретения является штамм бактерий, образующий на поверхности металла антикоррозионную пленку, значительного снижающую скорость коррозии оборудования. Штамм CITROBACTER FREUNDII ВКПМ В-4144 образует антикоррозионную мелкокристаллическую беспористую пленку толщиной 0,037 мкм, состоящую из фосфата железа, которая снижает скорость коррозии стали до 0,05 г/м 2 ч, убыль веса за 30 сут составляет 0,2% по сравнению с 2,7% без покрытия. Выделен из золото-мышьяковистого месторождения. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;! (1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4392659/31-13. ! (22) 11,03,88 (46) 07,07.90. Бюл. ¹ 25 (71) Институт микробиологии и вирусологии АН КазССР,. Государственный научно-исследовательский и проектный институт по обогащению руд цветных металлов "Казмеханобр" и Казахский филиал Института питания AMH СССР (72) А,Н.Илялетдинов, С.А.Абдрашитова, С.А,Айткельдиева, Д,Р.Каиргельдина, Л.А.Романова и Л.И. Каламкарова (53) 576 ° 8 ° 095.33(088.8) (56) Лайнер В,И. Защитные покрытия металлов. — M.: Мир, 1974, с. 529.

Патент ГДР № 157420, кл. С 12 Ч 1/16, 1982.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам, применяемым для защиты металлических поверхностей различного промышленного оборудования, и может быть использовано

I для создания антикоррозионной пленки на поверхности оборудования нефтяной промышленности и системы водоснабжения °

Целью изобретения является новый штамм бактерий, образующий на поверхности металла антикоррозионную пленку, значительно снижающую скорость коррозии металлов.

Штамм Citrobacter freundii 28

ВКПМ В-4144 вьщелен из шахтных вод золото-мышьяковистого месторождения.

„.SUÄÄ 1576560 А 1 (51)5 С 12 К 1/20, С 23 F 13/00, С 12 Q 1/02, С 12 R 1 01

2 (54) ШТАММ БАКТЕРИЙ CITROBACTER FREUNDII, ОБРАЗУКФЯЙ АНТИКОРРОЗИОННУЮ

ПЛЕНКУ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕ fAJIIIOB (57) Изобретение относится к биотехнологии, а - именно к штаммам, применяемым для защиты металлических поверхностей нефтяного оборудования и системы водоснабжения. Целью изобретения является штамм бактерий, образующий на поверхности металла антикоррозионную пленку, значительно снижающую скорость коррозни оборудования. Штамм

Citrobacter freundii ВКПМ В-4144 образует. антикоррозионную мелкокристаллическую беспористую пленку толщиной

0,037 мкм, состоящую из фосфата железа, которая снижает скорость коррозии стали до 0,05 г/м /ч, убыль веса за 30 сут составляет 0,2% по сравнению с 2,7% без покрытия. Вьщелен из золото-мышьяковистого месторождения.

3 табл.

Культурально-морфологические признаки.

Клетки представляют собой грамотрицательные, подвижные, неспорообразующие палочки размером 1х0,40,5 мкм. Монотрихи, Размножение осуществляют путем деления на 2 клетки, Мясо-пептонный агар (28 С, 48 ч).

Образует округлые колонии с ровными краями кремово-беловатого цвета. Поверхность гладкая, блестящая, $-формы. Обратная сторона колонии кремовобеловатая, Консистенция колонии пастообразная.

Мясо-пептоновый бульон (28 С, 48 ч). Без встряхивания рост с по15765(i0

íåííåì среды, пленка на поверхности не образуется.

Ломтики картофеля (28 С, 48 ч) .

Образует блестящую тонкую пленку кремовато-беловатого цвета, .5

Физиолого-биохимические признаки.

Может расти в аэробных и анаэробпых условиях.

Температурный диапа-он роста 18о 1О

42 С. Оптимальная температура роста

$5-30 С. Максимальная скорость роста при 25-30 С.

Оптимум рН б,7-8,0. Желатину не разжижает. Крахмал гидролизует, No15 йоко свертывает с цодкислением среды. Нитраты восстанавливает до нитритов. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная. Реакция с метиловым красным положительная.

Отношение к источникам углерода.

Хорошо усваивает и растет на глюкоSe, арабинозе, ксилозе, рамнозе, фруктозе, галактозе, сахарозе, лакТозе, раффинозе со снижением рН от 7 0 до 4,0-4,5.

Галотолерантен способен развиваться в среде с содержанием до ЗЕ МаС1.

Кислотоустойчивостью не обладает.

При росте на богатых органическим веществом средах имеет специфический гнилостный запах, Не патогенен.

Антибиотическими свойствами не обладает. устойчив к линкомицину, ампициллину, эритромицину, бензилйенициллину, олеандомицину, фузидину, 35 метилциллину, Использование штамма С. freundii

ВКЦМ В-4144.

Пример 1, Посевной материал получают выращиванием штамма на мясо- ®О пептонном агаре при 28 С, собирают в стерильную воду и получают гомогенную густую суспензию, которую вносят в среду Штурм следующего состава, г/л: лактат кальция 3,5; (МН ) SO 1; 45

КН РО 0,5; YigS0 с 7k/ О 1; CaS0 2К О 0,5; 17-ный раствор Na>S 9Н О

5 мл, соль Мора 0,02, Суспензию микроорганизмов вносят в качалочные колбы по 800 мл для соэ- 50 дания микроаэрофильных условий. В колбы подвешивают стальные пластины размером 25х25х2 мм из углеродистой стали марки Ст,З. Инкубируют при

25-28 С без аэрации, Степень корроо зионного разрушения металла определяют гравиметрическим методом, Через 3-4 сут на поверхности стального образца в процессе развития культуры С, freundii образуется черная пленка и отмечается снижение ОВП среды от 1б0 до -230, мВ. По данным рентгеноструктурного анализа пленка состоит из фосфата железа Fe (ÐÎ )х 8Н,О.

Результаты влияния микроорганизмов на процесс коррозии стальной пластины (время опыта 30 сут) приведены в табл. 1.

Из табл, 1 следует, что за месяц опыта в результате коррозии масса металлической пластины в контрольном варианте без бактерий уменьшается на

2,7Е, тогда как убыль массы пластины, покрытой антикоррозионной пленкой, составляет 0,27., что в 13,5 раз меньше, чем в контроле.

Пример 2, Для получения фосфатного антикоррозионного покрытия микроорганизмы иммобилизуют на кусках пенопласта, которые затем помещают в перколяторы с рабочим объемом

300 мл со средой Штурм, состав которой описан в примере 1, и создают условия непрерывного протока. Скорость протока составляет 100 мл/сут, В перколяторы помещают металлические пластины из стали марки Ст, 3.

Через 2 дня пластины покрываются ровным мелкокристаллическим темно-серым антикоррозионным фосфатным покрытием.

Иммобилизация клеток микроорганизмов позволяет в 2 раза сократить время получения защитной пленки, не ухудшая ее качества. По данным рентгеноструктурного анализа образующаяся защитная пленка представляет собой фосфат железа Fe з(РО,} 8Н О.

В табл. 2 приводятся показатели эффективности защиты стали от коррозии штаммами С. freundii H Loddегоmyces elongi spores, Полученные результаты свидетельствуют, что хотя время, необходимое для получения защитной пленки с помощью культуры L, elongispores, меньше, однако антикоррозианные свойства пленки, получаемой штаммом С, freundii на 2 порядка выше, Пример 3. Для получения доказательства; что эффект защиты металла от коррозии обусловлен не присутствием микроорганизмов в растворах, которые могут ингибировать коррозию за счет связывания кислорода, а защитной способностью самой фосфатной пленки, получаемой с помощью штамма С. freun157656

Таблица1

Убыль массы

Eh мВ

Опыт рН мг Х

Пластина Ст.3 покрытая антикоррозионной пленкой

Контроль, пластина Ст, 3 без антикоррозионного пок20,9. 0,2

7,0 -230

6,45

223,4 2,7

160 рытия

dii, пластинки Ст,3, покрытые пленкой фосфата железа, обрабатывают этанолом (96 ), промывают дистиллированной водой, высушивают и помещают в колбу с коррозионной стерильной средой следующего состава, г/л: аспарагин 0,5; глюкоза 10 КМО 2; натрий лимоннокислый 2,5; КН РО4 2; MgSO+ 2; СаС1

0,2; FeC1 следы, B другую колбу со средой такого же состава помещают пластинку без фосфатного покрытия. Через 14 дней пластинки взвешивают и определяют степень коррозии по убыли массы плас-.15 тинок. В варианте без пассивирующего покрытия убыль массы составляет

98 г/м, в варианте с фосфатным покрытием 4 г/м . Это свидетельствует о том, что и в отсутствии микроорга- 2О низмов пассивирующая фосфатная пленка, полученная с помощью штамма

С. freundii, обеспечивает надежную защиту металла, Пример 4, Культуру С. freundii выращивают в течение 6 ч в аэробных условиях до оптической плотности О, 145 на среде следующего состава, г/л: лактат Са 3,5; (NH4)

1; КН РО 2; ISO< 7Н О 1; CaS04 °

"2Н; О 0,5, 750 мл полученной бактериальной суспензии вносят в колбу объемом 800 мл, в которую помещена стальная пластина, прикрепленная на леске и 2 мл 57-ного раствора Na

Через 18 ч инкубации производят полную замену раствора новой порцией среды с культурой С, freundii, предварительно выращенной в течение 6 ч

40 в аэробных условиях. Через 36 ч опыта

6 при 25-28 С на поверхности стальной пластины образуется сплошная равномерная темно-серая мелкокристаллическая беспористая пленка толщиной 3540 мкм.

В табл, 3 приведены результаты исследования качества образующейся фосфатной пленки, представляющей со- . бой фосфат железа Fe>(P04) < 8Н О, полученной предлагаемым способом в сравнении с качеством пленки, полученной в стационарном режиме без замены растворов.

Выдерживание металлической пластины, покрытой беспористой антикоррозионной пленкой, полученной с гомощью.

С. freundii, в течение 72 ч в 17-ном

NaC1 показало отсутствие следов кор-. розии, что свидетельствует о ее высокой антикоррозионной устойчивости.

Штамм. Citrobacter freundii ВКПИ

В-4144 позволяет получить беспористую антикоррозионную пленку высокого качества, при этом для получения пленки используется небольшой объем биомассы, отпадает необходимость подогревания раствора, что позволяет в условиях производства экономить электроэнергию. Высокое качество антикоррозионной пленки увеличивает время эксплуатации металлического оборудования.

Формула из обретения

Штамм бактерий Citrobacter freundii ВКПИ В-4144, образующий антикоррозионную пленку на поверхности металлов.

1576560

Т а б л и ц а 2

Параметр Показатели для штамма

С, freundii, elon

pores

0,05

5,7

0,056

0,037

6,4

0,05 разования пленки, ч

48

Таблица3

Показатели для фосфатной пленки

Параметр

В присутствии С. freundii без замены растворов

Толщина покрытия мкм

Контроль прочности

Пористость покрытия через 5 мин

37,2

Не отслаивается

Появилось 6 точек диаметром до 1 мм

Не отслаивается

Появилось 2 точки диаметром до 1 мм

Защитная способность: метод капли

Покраснение через 30-40 с

Не обнаружено коррозии основного металла через 1 ч метод погружений

СоставительИ.Болотина

Редактор H.Рогулич Техред Л.Сердюкова Корректор О.Ципле

Заказ 1830 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П нно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина, tI II

Г 101 роизводстве

Скорость коррозии, r/ìé.÷

Линейная скорость коррозии, мм/г

Толщина пленки, мм

Скорость обВ присутствии

С. freundii со сменой азробной и анаэробной фаз

Покраснение через 45 с

Не обнаружено коррозии основного металла через 1 ч и 48 ч,