Способ получения деконтаминирующего средства
Владельцы патента RU 2267330:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биологического приборостроения" (RU)
Изобретение относится к области микробиологии, медицины, ветеринарии, пищевой и другим отраслям промышленности, где необходимо быстрое и надежное проведение деконтаминационных мероприятий. Средство при обработке объектов готовят следующим образом: в синтезированный пероксосольват фторида калия вводят фторид аммония, неионогенное и анионное ПАВ при следующем их соотношении, мас.%: пероксосольват фторида калия 48-89, фторид аммония 23,5-5, неионогенное ПАВ 23,5-5, анионное ПАВ 5-1. Средство обеспечивает большую активность, стабильно при хранении как в сухом виде, так и в виде раствора. 9 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области микробиологии, медицины, ветеринарии, пищевой и другим отраслям промышленности, где необходимо быстрое и надежное проведение деконтаминационных (дезинфекционных) мероприятий.
Известны способы получения составов для деконтаминации на основе большого числа соединений различной природы, в том числе на основе соединений хлора и пероксида водорода.
Главный недостаток деконтаминирующих средств на основе соединений хлора состоит в специфическом запахе, вызывающем раздражение слизистых оболочек, и аллергических реакциях, высоких коррозионных свойствах и неблагоприятном экологическом воздействии на окружающую среду, поскольку, накапливаясь на ее объектах, особенно в сточных водах, хлорорганические соединения способны образовывать чрезвычайно опасные для человека и теплокровных животных химические соединения (диоксины).
Этого недостатка лишены деконтаминирующие средства на основе пероксида водорода, особенно пероксосольваты, которые могут быть использованы для деконтаминации, как в активированной, так и в неактивированной форме.
Известен способ получения активированных растворов с высвобождением пероксида водорода путем растворения смеси, содержащей ацилоксикарбоновые кислоты (Патент США № 2701133, МКИ А 61 L 13/00). Деконтаминирующая активность растворов, полученных по указанному патенту, в отношении микроорганизмов превышала активность водных растворов пероксида водорода.
Однако полученные смеси при хранении способны агглютинироваться, что приводит к потере содержания активнодействующего вещества. Кроме того, в рекомендации о введении различных дополнительных соединений для связывания воды во избежание агглютинации смеси в количестве 0,5...80 весовых %, оптимально 2...50 весовых %, может потенциально ухудшить токсикологические свойства дезинфицирующих и деконтаминирующих растворов, поскольку предложено включение таких соединений, как соли ароматических сульфоновых кислот (бензол-, толуол-, ксилол-, кумолсульфоновых кислот).
С точки зрения современной экологической обстановки и с ужесточением требований, предъявляемым к дезсредствам, нецелесообразно рекомендовать к широкому применению производные ароматических углеводородов в предлагаемых количествах, с точки зрения их биоразлагаемости и токсичности.
Известен способ получения составов, в которых в качестве соединений, высвобождающих в растворе пероксид водорода, используются пероксогидраты фторида калия, карбамида, карбоната натрия (а.с. СССР № 1152115, A 61 L 2/16). Твердые носители пероксида водорода (пероксогидраты (пероксосольваты) солей различных металлов) обладают целым рядом преимуществ по сравнению с растворами пероксида водорода. Они обладают широким спектром антимикробного действия, хорошей стабильностью при хранении как в сухом виде, так и в виде водных растворов.
Однако для достижения спороцидного эффекта рекомендованы к применению растворы с содержанием пероксида водорода 4,5-6,0%, что соответствует (в случае ПФК-1) 13-17% по соединению. Применение растворов пероксогидратов в указанных концентрациях приводит к появлению на обрабатываемых поверхностях налета соли, который, хотя и смывается легко, однако это приводит к дополнительной операции. Поэтому для снижения концентраций соединения необходимо введение добавок, которые позволили бы достичь спороцидного эффекта при меньшем содержании пероксосольвата фторида калия в рабочем растворе.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому положительному результату к заявляемому техническому решению является "Способ получения деконтаминирующего средства на основе пероксида водорода и/или пероксосольватов". Способ получается путем смешивания активатора с химическими веществами или их смесями, а в качестве активатора используют гексаметилентетрамин, или дифениламин, или трилон-Б, или карбамид, или карбоновые кислоты при соотношении пероксида водорода в носителе к активатору 99,0-99,5:0,5-1,0 мас.% (см. патент РФ № 204275, МКИ A 61 L 2/16).
Недостатком прототипа является то, что активаторы вводятся в момент синтеза пероксосольватов в маточный раствор, где происходит процесс образования активных центров, способных увеличить спороцидную активность получаемого деконтаминирующего средства. Однако при отгонке растворителя в роторно-пленочном испарителе создаются достаточно жесткие условия, при которых часть активных центров может быть разрушена, что приводит к возможному уменьшению спороцидного эффекта от вносимых добавок и уменьшению стойкости продукта.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание более активного деконтаминирующего средства на основе пероксосольватов, за счет введения дополнительных компонентов в синтезированный пероксосольват.
Технический результат достигается тем, что в синтезированный пероксосольват фторида калия вводят фторид аммония, неионогенное и анионное поверхностно-активные вещества при следующих их соотношениях, мас.%:
| пероксосольват фторида калия | 48-89 |
| фторид аммония | 23,5-5 |
| неионогенное ПАВ | 23,5-5 |
| анионное ПАВ | 5-1 |
Существенным отличием предлагаемого решения является то, что компоненты вводят в синтезированный пероксосольват после выхода его из роторного пленочного испарителя (после отгонки испарителя) и образование активных центров происходит в сухой смеси, при этом происходит взаимодействие компонентов между собой с образованием новых активных центров.
При введении фторида аммония в синтезированный пероксосольват частично образуется пероксосольват кислого фторида калия, который обладает большей деконтаминирующей активностью по сравнению с пероксосольватом фторида калия, что наглядно проиллюстрировано на приведенных рентгенограммах.
На фиг.1 представлена рентгенограмма пероксосольвата фторида калия.
На фиг.2 - рентгенограмма образца пероксосольвата фторида калия, в маточный раствор для синтеза которого было внесено 10% NH4F.
На фиг.3 представлена рентгенограмма смеси пероксосольвата фторида калия и 10% NH4F. На данной рентгенограмме отчетливо прослеживаются пики, характеризующие присутствие в структуре кислого фторида калия, которые отсутствуют на фиг.1 и 2.
Из представленных рентгенограмм видно, что смесь ПФК и NH4F обладает более устойчивой структурой, что и подтвердилось в ходе наблюдения за стабильностью этих препаратов.
Кроме того, при одновременном введении неионогенного и анионного ПАВ усиливаются деконтаминирующие свойства за счет увеличения смачиваемости обрабатываемой поверхности и тем самым улучшается контакт деконтаминирующего средства с обрабатываемой поверхностью.
Нами экспериментально установлены компоненты деконтаминирующего средства (см. таблице 1) и их количественные соотношения, необходимые для достижения оптимального положительного эффекта. В качестве неионогенного ПАВ в примерах приведена янтарная кислота, в качестве анионного ПАВ - соединение с коммерческим названием "Ниоксол".
| Таблица 1 Зависимость констант кинетики инактивации спор Вас. cereus, var anthracoides шт.250 от состава деконтаминирующего средства. | ||
| Состав деконтаминирующего средства, г | К', сп·мл-1·мин-1 | К" (по Н2О2), сп·мл-1·мин-1·моль-1 |
| пероксосольват фторида калия 48; | ||
| фторид аммония 23,5; | 0,1689±0,0238 | 0,7460±0,1051 |
| янтарная кислота 23,5; | ||
| поверхностно-активное вещество 5. | ||
| фторид аммония 23,5; | ||
| янтарная кислота 23,5; | 0,0081±0,0044 | - |
| поверхностно-активное вещество 5. | ||
| пероксосольват фторида калия 48; | ||
| фторид аммония 23,5; | 0,1322±0,0129 | 0,5579±0,0503 |
| янтарная кислота 23,5. | ||
| пероксосольват фторида калия 48; | ||
| фторид аммония 23,5; | 0,0659±0,0025 | 0,2754±0,0093 |
| поверхностно-активное вещество 5. | ||
| пероксосольват фторида калия 48; | ||
| янтарная кислота 23,5; | 0,1549±0,0009 | 0,6542±0,0041 |
| поверхностно-активное вещество 5. |
Вывод: более высокая деконтаминирующая активность в отношении спор тест-объекта устойчивой формы микроорганизмов по сравнению с пероксосольватом фторида калия присуща всем приведенным в таблице 1 композициям. Однако наибольшей активностью обладает композиция с соотношением компонентов, приведенных в первой верхней строке таблицы 1, что иллюстрируется самым высоким значением константы кинетики инактивации спор, которая характеризует скорость процесса деконтаминации.
Пример 1.
Брали 48 г пероксосольвата фторида калия, добавляли к нему 23,5 г фторида аммония и 23,5 г неионогенного ПАВ, в частности янтарную кислоту, затем добавляли 5 г жидкого анионного ПАВ ("Ниоксол"), перемешивали.
Из полученной сухой смеси делали 10% водный раствор по общей массе деконтаминирующего средства. Содержание пероксида водорода в полученном растворе составило 1,5%.
Затем экспериментально определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. В колбу на 50,0 мл отбирали 10 мл суспензии спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250, приготовленную ранее, и 10 мл 10%-ного рабочего раствора деконтаминирующего средства. Колбу помещали на магнитную мешалку для перемешивания с постоянной скоростью. Из нее через 15 мин в течение 105 мин отбирали по 1 мл пробы в раствор нейтрализатора. Пробу раститровывали по общепринятой методике при работе с микроорганизмами. Далее из каждого разведения сеяли по 2 пробы по 1 мл на чашки Петри, заливали мясопептонным агаром и помещали в термостат на 24-48 часов, по истечении этого времени подсчитывали число выросших колоний в каждой чашке. Статистически обрабатывали данные экспериментов. Полученные данные представлены в таблице 2.
| Таблица 2 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 16,70±0,36 | 0,3170 | 1,89 |
| 15 | 16,48±0,01 | 0,0490 | 0,29 |
| 30 | 15,13±0,21 | 0,2423 | 1,60 |
| 40 | 12,29±0,48 | 0,5412 | 3,41 |
| 50 | 9,16±0,31 | 0,2654 | 1,65 |
| 60 | 7,14±0,077 | 0,4581 | 6,41 |
К'=0,1689±0,0238 сп·мл-1·мин-1
К"(по Н2О2)=0,7460±0,1051 сп·мл-1·мин-1·моль-1
Пример 2.
Брали 23,5 г фторида аммония, добавляли 23,5 г неионогенного ПАВ, в частности янтарную кислоту, затем добавляли 5 г жидкого анионного ПАВ ("Ниоксол"), перемешивали.
Далее определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250 аналогично, как в примере 1.
| Таблица 3 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 17,92±0,10 | 0,1650 | 0,92 |
| 15 | 17,74±0,01 | 0,0450 | 0,25 |
| 45 | 17,33±0,12 | 0,1800 | 1,03 |
| 75 | 17,23±0,10 | 0,1605 | 0,95 |
| 90 | 17,14±0,46 | 0,3550 | 2,07 |
| 105 | 14,05±0,07 | 0,1350 | 0,79 |
К'=0,0081±0,0044 сп·мл-1·мин-1
Пример 3.
Брали 48 г пероксосольвата фторида калия, добавляли к нему 23,5 г фторида аммония, добавляли 5 г анионного ПАВ, в частности "Ниоксол", перемешивали.
Далее определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250 аналогично примеру 1.
| Таблица 4 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 18,16±0,02 | 0,0700 | 0,39 |
| 15 | 17,33±0,53 | 0,3800 | 2,19 |
| 45 | 16,21±4,52 | 1,1100 | 6,84 |
| 75 | 14,72±0,84 | 0,4800 | 3,26 |
| 90 | 13,23±0,36 | 0,3150 | 2,38 |
| 105 | 10,28±0,05 | 0,0528 | 1,16 |
К'=0,0659±0,0025 сп·мл-1·мин-1
К" (по Н2О2)=0,2754±0,0093 сп·мл-1·мин-1·моль'1
Пример 4.
Брали 48 г пероксосольвата фторида калия, добавляли к нему 23,5 г фторида аммония, добавляли 23,5 г неионогенного ПАВ, в частности янтарную кислоту, перемешивали.
Далее определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250 аналогично, как в примере 1.
| Таблица 5 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 18,08±0,08 | 0,1500 | 0,83 |
| 15 | 17,34±0 | 0 | 0 |
| 45 | 13,87±4,68 | 1,1300 | 8,1470 |
| 75 | 8,57±4,20 | 1,0700 | 12,48 |
| 90 | 6,84±0,49 | 0,3650 | 5,33 |
| 105 | 4,93±5,64 | 1,2400 | 9,12 |
К'=0,1322±0,0129 сп·мл-1·мин
К" (по Н2О2)=0,5579±0,0503 сп·мл-1·мин-1·моль-1
Пример 5.
Брали 48 г пероксосольвата фторида калия, добавляли 23,5 г неионогенного ПАВ, в частности янтарную кислоту, затем добавляли 5 г жидкого анионного ПАВ ("Ниоксол"), перемешивали.
Далее определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250 аналогично примеру 1.
| Таблица 6 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 18,08±0,08 | 0,1500 | 0,83 |
| 15 | 16,59±0,04 | 0,1100 | 0,66 |
| 45 | 13,66±0,13 | 0,1900 | 1,39 |
| 75 | 5,65±0,44 | 0,3450 | 6,11 |
| 90 | 5,30±0,53 | 0,3800 | 2,19 |
| 105 | 0 | 0 | 0 |
К'=0,154910,0009 сп·мл-1·мин
К" (по Н2O2)=0,6542±0,0041 сп·мл-1·мин-1·моль-1
Пример 6.
Брали 89 г пероксосольвата фторида калия, добавляли к нему 5 г фторида аммония и 5 г неионогенного ПАВ, в частности янтарную кислоту, затем добавляли 1 г жидкого анионного ПАВ ("Ниоксол"), перемешивали.
Далее определяли константу кинетики инактивации спор Вас.cereus, var anthracoides шт.250 аналогично, как в примере 1.
| Таблица 7 Статистически обработанные данные экспериментов по определению констант кинетики инактивации спор Вас.anthracoides, var cereus шт.250. | |||
| Время инактивации, τ мин | Среднее значение (ln) числа выживших спор к времени τ | Доверительный интервал σ | Коэффициент вариации V, % |
| 0 | 16,70±0,37 | 0,3170 | 1,89 |
| 15 | 16,38±0,37 | 0,3174 | 1,93 |
| 30 | 15,38±0,04 | 0,1055 | 0,69 |
| 40 | 13,69±2,22 | 0,7786 | 5,68 |
| 50 | 10,63±1,37 | 0,6120 | 5,75 |
| 60 | 6,81±0,07 | 0,1375 | 2,02 |
К'=0,1575±0,0020 сп·мл-1·мин-1
К" (по Н2О2)=0,3810±0,0060 сп·мл-1·мин-1·моль-1
Полученные деконтаминирующие средства стабильны как в сухом виде, так и в виде рабочего раствора.
Полученное нами деконтаминирующее средство было поставлено на хранение при комнатной температуре. Через определенные временные интервалы (1, 2, 3, 4, 7, 14, 28, 52, 64, 72 суток) отбирались пробы и в них определялось содержание пероксида водорода. Полученные данные по стабильности сухой смеси деконтаминирующего средства представлены в таблице 8.
| Таблица 8 Изменение содержания пероксида водорода в сухой смеси деконтаминирующего средства во время хранения. | ||
| Срок хранения, сут | Содержание Н2О2, % | Коэффициент разложения, %/сут |
| 0 | 14,45±0,02 | |
| 1 | 15,01±0,01 | -0,5600 |
| 2 | 14,87±0,01 | -0,2100 |
| 3 | 15,39±0,02 | -0,3133 |
| 4 | 15,28±0,05 | -0,2075 |
| 7 | 15,03±0,05 | -0,0829 |
| 14 | 14,87±0,03 | -0,0300 |
| 28 | 14,25±0,07 | 0,0071 |
| 52 | 13,23±0,12 | 0,0235 |
| 64 | 12,11±0,02 | 0,0366 |
| 74 | 12,18±0,09 | 0,0307 |
| *- "-" характеризует увеличение содержания пероксида водорода. |
Одновременно были приготовлены 10%-ные растворы (100 мл) полученного деконтаминирующего средства, которые анализировались аналогично сухой смеси на содержание пероксида водорода в течение времени хранения. Полученные данные по стабильности растворов представлены в таблице 9.
| Таблица 9 Стабильность дезинфицирующего раствора, при хранении в полиэтиленовой емкости. | ||
| Срок хранения, сут | Содержание H2О2, % | Коэффициент разложения, %/сут |
| 0 | 1,50±0,02 | - |
| 1 | 1,49±0,02 | 0,010 |
| 2 | 1,47±0,01 | 0,015 |
| 3 | 1,47±0,01 | 0,010 |
| 4 | 1,47±0,02 | 0,0075 |
| 7 | 1,48±0,01 | 0,0029 |
| 14 | 1,42±0,02 | 0,0057 |
| 28 | 1,38±0,03 | 0,0043 |
| 52 | 1,22±0,01 | 0,0054 |
| 64 | 1,14±0,01 | 0,0056 |
| 74 | 1,07±0,01 | 0,0058 |
Как видно из таблиц 8 и 9, полученное нами деконтаминирующее средство стабильно при хранении как в сухом виде, так и в виде раствора.
Способ получения деконтаминирующего средства на основе пероксосольватов путем смешения их с химическими веществами или их смесями, отличающийся тем, что в синтезированный пероксосольват фторида калия вводят фторид аммония, неионогенное и анионное ПАВ при следующем соотношении, мас.%:
| Пероксосольват фторида калия | 48-89 |
| Фторид аммония | 23,5-5 |
| Неионогенное ПАВ | 23,5-5 |
| Анионное ПАВ | 1-5 |
