состав для дезинфекции воды

Классы МПК:C02F1/50 добавлением или применением бактерицидных средств или олигодинамической обработкой
A61L2/18 жидких веществ
A01N47/44 гуанидин; его производные
C02F103/04 для получения чистой или ультрачистой воды
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Региональная общественная организация - Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-07-17
публикация патента:

Изобретение может быть использовано для обеззараживания различных типов вод - питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и системы охлаждения оборудования, а также для защиты трубопроводов и сооружений от патогенных бактерий и биологического обрастания. Состав включает соединение полигуанидина на основе поли-(4,9-диоксадодекангуанидина) или полигексаметиленгуанидина и гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: соединение полигуанидина - (0,1-8,0), гидроксиэтилцеллюлоза (0,1-3,0) и вода - остальное. Техническим результатом заявленного состава является повышение степени эффективности дезинфекции воды, снижение токсических свойств препарата, в том числе его аллергической активности. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области санитарии и гигиены, а именно к средствам обеззараживания различных типов вод, в частности питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и систем охлаждения оборудования, а также защиты трубопроводов и сооружений от патогенных бактерий и биологического обрастания.

В настоящее время существует большое число физических и физико-химических методов обеззараживания воды.

Наиболее широкое распространение получила химическая обработка воды с использованием жидкого хлора, хлорной известки и гипохлорита натрия.

Однако применение хлорагентов (методические указания по проведению профилактической дезинфекции № 28-2/6 МЗ СССР, М, 1980 г.) требует особых мер предосторожности при хранении и дозировке.

Кроме того, хлорагент, соединяясь с органическими веществами, образует в воде канцерогенные соединения.

Наиболее близким к предлагаемому решению является состав для дезинфекции, включающий соединения полигуанидина и четвертичные аммонийные соединения (ЧАС) (Пат.РФ № 2372943 кл. A61 № 2/18, 2008 г.).

Однако, входящие в известный состав ЧАС проявляют сравнительно узкий спектр противомикробной активности - эффективны в отношении возбудителей кишечных и капельных инфекций бактериальной этиологии, грибов, некоторых внеклеточно расположенных вирусов, однако недостаточно активны в отношении культур Proteus vulgarism, Proteus mordani, что существенно ограничивает возможности их применения.

Известный состав содержит следующие компоненты в мас.%

Соединение полигуанидина 0,1-8,0
Синергетическая смесь четвертичных аммониевых0,25-24,0

соединений

Водаостальное

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является повышение степени эффективности дезинфекции воды, снижения токсических свойств препарата и в том числе аллергической активности.

Для решения технической задачи состав для дезинфекции воды, включающий соединение полигуанидина (ПГ) - фосфат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина) (ПДДГ), или хлорид поли-(4,9-диоксадоде-кангуанидина), или глюконат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или цитрат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или бензоат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или цитрат полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), или глюконат полигексаметиленгуанидина, или бензоат полигексаметиленгуанидина, или фосфат полигексаметиленгуанидина или хлорид полигексаметиленгуанидина и воду, дополнительно содержит гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов в масс.%.

Соединение полигуанидина 0,1-8,0
Гидроксиэтилцеллюлоза 0,1-2,0
Вода остальное

Гидроксиэтилцеллюлоза - твердое аморфное вещество белого цвета, хорошо растворяется в воде. Не кристаллизуется. Водорастворимый полимер {C6H7O2(OH)3-х (OCH2CH2)yOHx} n

В водных растворах совместима с хлоридами, нитратами и карбонатами.

Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭТ) обладает флокулирующим действием для воды, но это вещество подвержено активной биодеструкции. Совместно с ПГ ГЭТ может сохранять свои флокулирующие свойства длительное время. Используется ГЭТ производства ShinEtsu SE Tylose GMBH & Со, KG.

Дезинфекция предложенным средством основана на бактерицидной активности гуанидиновых групп. Механизм бактерицидного действия полигуанидинов на микроорганизмы включает следующие стадии:

а) гуанидиновые поликатионы адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности бактериальной клетки, блокируя тем самым дыхание, питание, транспорт метаболитов через клеточную стенку бактерий;

б) макромолекулы полигуанидина диффундируют через стенку клетки, вызывая необратимые структурные повреждения на уровне цитоплазматической мембраны, нуклеотида, цитоплазмы;

в) полигуанидины связываются с кислотными фосфолипидами, белками цитоплазматической мембраны, что приводит к ее разрыву;

г) результатом этого является блокада гликолитических ферментов дыхательной системы, потеря патогенных свойств и гибель микробной клетки.

Соединения полигуанидина вызывает гибель грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов.

Флоккулирующее действие ПГ основано на полярности гуанидиновой группировки полимера, имеющей положительный заряд и придающей ПГМГ свойства флокулянта катионного типа. Добавление полиэктролита к воде в характерных для флокулянта концентрациях приводит к укрупнению частиц загрязнения и снижению их числа. Это происходит в результате взаимного слипания частиц и подтверждает наличие флоккулирующих свойств полигуанидина.

В результате испытаний установлено, что дезинфицирующее и флоккулирующее действие полимера в водной среде, а также его гигиеническая безопасность для теплокровного организма при длительном употреблении обеспечивают возможность эффективного использования соединений полигуанидина практически во всех областях водоподготовки. ПГ может быть применен для очистки и обеззараживания питьевой воды, городских и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов и систем охлаждения оборудования, горячей воды открытых систем теплоснабжения, а также защиты трубопроводов и сооружений от патогенных бактерий и биологического обрастания. При этом достигается необходимый технологический эффект и одновременно наблюдается улучшение качества воды. Соединение ПГ - хорошо растворимый в воде синтетический органический полимер. Он не летуч, не придает воде запаха и окраски.

Соединение ПГ проявляет в водной среде свойства высокостабильных химических веществ и обладает пролонгированным бактерицидным действием. После 20 суток наблюдения препарат обнаруживался в воде практически в первоначально заданных концентрациях. Причем повторный очаг загрязнения (в пределах первоначальных величин микробной нагрузки), внесенный в однократно обеззараженную воду, исчезал в течение 1 ч без каких-либо добавок полигуанидина.

Соединения полигуанидина, изготавливает Региональная общественная организация - Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП).

Совместное действие ГЭЦ и полигуанидинового соединения оказывает более сильное бактерицидное действие, чем полигуанидиновый препарат в отдельности. Кроме того существенно расширяется спектр противомикробной активности, а блогодаря пролонгированному действию, срок сохранения антимикробного действия возрастает в несколько раз.

Состав получают следующим образом.

В колбу с мешалкой, содержащей воду, добавляют ГЭЦ, перемешивая до образования однородной смеси.

В отдельной колбе с мешалкой готовят водный раствор полигуанидина. К полученному раствору смеси ГЭЦ добавляют раствор полигуанидина и воду до наперед заданной концентрации.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1.

В две колбы с мешалками наливают по 48 мл воды в каждую. В первую загружают, постоянно перемешивая, полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) гидрохлорид в количестве 3 г.Во вторую колбу помещают 1 г ГЭЦ. После полного растворения, в раствор первой колбы добавляют раствор второй колбы, получая 100 мл следующего дезинфицирующего средства: 3% ПГМГ гидрохлорид, 1% ГЭЦ.

Данный состав может быть использован, для обеззараживания различных типов воды, например, при доведении ее показателей до качества питьевой воды, с учетом установленных ПДК для составляющих компонентов средства для дезинфекции.

Остальные примеры сведены в таблице № 1. Соотношение компонентов в составе является величиной оптимальной и выявлены в результате многочисленных экспериментов. Данные таблицы № 1 подтверждают оптимальность заявленных пределов.

Альтернативные признаки п.1 формулы изобретения обеспечивают тот же технический результат, что и приведенные в таблице № 1.

Образцы составов испытывали на антимикробную активность. Определяли минимальные подавляющие концентрации (МПК) в отношении бактерий вида Pseudomonas aeruginosa и плесневых грибов вида Aspergillus niger, используя метод серийных разведений в жидких средах.

В качестве жидкой питательной среды для выращивания бактерий вида Pseudomonas Aeruginosa использовали трипказо-соевый бульон (TSB) фирмы bioMerieux, Франция, для выращивания представителя плесневой флоры Aspergillus Niger, жидкую среду Чапека.

В семнадцать стерильных пробирок разливали по 2 мл жидкой питательной среды. В первую пробирку вносили 2 мл основного раствора. Содержимое перемешивали и 2 мл переносили во вторую пробирку и так до 15-ой пробирки, из которой 2 мм удаляли. Содержимое 16-ой пробирки служило контролем роста микроорганизмов, а 17-ой контролем стерильности питательной среды. Во все пробирки кроме 17-ой вносили по 0,2 мл культуры тест микроорганизма.

Посевы с культурами бактерий инкубировали в термостате при 37°C 18-24 часа, а с культурами плесневых грибов при 29°C, 10-14 суток. Учет результатов проводили при наличии роста микроорганизмов в контроле культуры и отсутствии в контроле среды. Затем отмечали последнюю пробирку с полной видимой задержкой роста микроорганизмов. Данное разведение являлось минимально подавляющей концентрацией для испытуемого штамма и определяло степень его бактериостатической активности к данному препарату.

Для установления бактерицидной активности из всех «не проросших» (т.е. не давших видимого роста тест-микрорганизмов) пробирок с жидкими питательными средами и двух «проросших» (в качестве контроля) при помощи бактериологической петли делали высев на плотные питательные среды. Посевы с бактериальными культурами инкубировали при 37°C 24-72 часа, а с культурами грибов при 29°C 10-14 суток.

Бактерицидным считали последнее разведение предлагаемого состава в питательной среде, из которого не удалось получить жизнеспособных клеток тестируемых микроорганизмов. Результаты по определению минимальных подавляющих концентрацией дезинфицирующих составов представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 1.
Примеры, иллюстрирующие предлагаемое изобретение
Соединение полигуанидина ГЭЦ ВодаТехнический результат
(мас.%)Название соединения
1 3,0Хлорид ПГМГ 1,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
2 8,0Фосфат ПГМГ 2,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
3 2,0Бензоат ПГМГ 0,1Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
4 0,5Цитрат ПГМГ 1,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
5 0,1Глюконат ПГМГ 0,2ОстальноеСостав обладает
6 0,5Хлорид ПДДГ 0,5Остальноешироким спектром
7 1,0Фосфат ПДДГ 1,0Остальноебиоцидной активности
8 2,0Бензоат ПДДГ 2,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
9 3,0Цитрат ПДДГ 2,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
10 2,0Глюконат ПДДГ 1,0Остальноесостав для дезинфекции воды, патент № 2501741
11 8,1*Хлорид ПГМГ 1,0ОстальноеРасход компонента неоправданно высокий
120,05*Хлорид ПГМГ1,0Остальное Снижение бактериальной активности
131.5 Хлорид ПГМГ0,058* ОстальноеСнижение действия гуанидиновой составляющей
14 1,5Хлорид ПГМГ 2,05*Остальное Ухудшение технологических свойств раствора
* - примеры, выходящие за заявленные пределы.

Таблица № 2
Сравнительные данные по минимально подавляющим концентрациям дезинфицирующих составов в отношении бактерий вида P.aeruatnosa
Состав дезинфицирующего средства Суммарная концентрация в воде всех веществ, входящих в состав дезинфицирующего средства, %
состав для дезинфекции воды, патент № 2501741 0,007±0,0003 0,0035±0,00030,002±0,0003 0,001±0,0003
Прототип (Пример № 1)+- --
Пример № 1++ +-
Пример № 2++ +-
Пример № 3++ +-
Знаком "+" отмечена концентрация, оказывающая бактерицидное действие
Знаком "-" отмечена концентрация, не обладающая бактерицидным действием

Таблица № 3
Сравнительные данные по минимально подавляющим концентрациям дезинфицирующих составов в отношении бактерий вида Aspergillus niger
Состав дезинфицирующего средства Суммарная концентрация в воде всех веществ, входящих в состав дезинфицирующего средства, %
состав для дезинфекции воды, патент № 2501741 0,1±0,03 0,05±0,0030,025±0,0003 0,012±0,0003
Прототип (Пример № 1)+- --
Пример № 1++ +-
Пример № 2++ +-
Пример № 3++ +-
Знаком "+" отмечена концентрация, оказывающая бактерицидное действие
Знаком "-" отмечена концентрация, не обладающая бактерицидным действием

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Состав для дезинфекции воды, включающий соединение полигуанидина:фосфат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или хлорид поли-(4,9-диоксадоде-кангуанидина), или глюконат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или цитрат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или бензоат поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), или цитрат полигексаметиленгуанидина, или глюконат полигексаметиленгуанидина, или бензоат полигексаметиленгуанидина, или фосфат полигексаметиленгуанидина, или хлорид полигексаметиленгуанидина и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидроксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соединение полигуанидина 0,1-8,0
Гидроксиэтилцеллюлоза 0,1-3,0
Вода Остальное


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2501741

patent-2501741.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C02F1/50 добавлением или применением бактерицидных средств или олигодинамической обработкой

Патенты РФ в классе C02F1/50:
способ консервации водных препаратов минеральных веществ, консервированные водные препараты минеральных веществ и применение консервирующих соединений в водных препаратах минеральных веществ -  патент 2529816 (27.09.2014)
способ противодействия биологическому загрязнению текучих сред, используемых для обработки подземных скважин -  патент 2527779 (10.09.2014)
способ обеззараживания воды -  патент 2524944 (10.08.2014)
стабилизированная биоцидная композиция -  патент 2522137 (10.07.2014)
способ обеззараживания воды и оценки его эффективности -  патент 2520857 (27.06.2014)
способ дообработки питьевой воды -  патент 2510887 (10.04.2014)
способ инактивации вирусов в водных средах -  патент 2506232 (10.02.2014)
способ утилизации продувочной воды циркуляционной системы -  патент 2502683 (27.12.2013)
дезинфицирующее средство для обеззараживания воды -  патент 2499771 (27.11.2013)
синергетическая противомикробная композиция -  патент 2499387 (27.11.2013)

Класс A61L2/18 жидких веществ

Патенты РФ в классе A61L2/18:
стерилизатор -  патент 2528913 (20.09.2014)
способ обработки инкубационных яиц птицы -  патент 2523794 (27.07.2014)
состав для дезинфекции объектов животноводства и транспортных средств -  патент 2522865 (20.07.2014)
автоматическое устройство для мытья рук -  патент 2510282 (27.03.2014)
устройство для измерений концентрации и стерилизационная камера и расфасовочная машина, включающие указанное устройство -  патент 2509696 (20.03.2014)
дезинфицирующее средство для обеззараживания воды -  патент 2499771 (27.11.2013)
универсальный способ очистки воздуха, жидких сред и поверхностей при помощи биосовместимого микропористого кремния для противовирусной обработки в быту, в медицине и на производстве -  патент 2499610 (27.11.2013)
композиция для дезинфекции и деконтаминации предметов, зараженных прионами, а также обычными инфекционными агентами -  патент 2494762 (10.10.2013)
биоцидная композиция -  патент 2494622 (10.10.2013)
стабилизированная противомикробная композиция -  патент 2493875 (27.09.2013)

Класс A01N47/44 гуанидин; его производные

Патенты РФ в классе A01N47/44:
антимикробная композиция в форме таблетки -  патент 2525435 (10.08.2014)
фунгицидная композиция и способ контроля болезней растений -  патент 2507746 (27.02.2014)
способ стимуляции роста и развития озимой пшеницы -  патент 2478288 (10.04.2013)
инсектицидно-фунгицидный состав и способ борьбы с вредителями и болезнями крестоцветных культур -  патент 2471350 (10.01.2013)
синергетическое средство борьбы с насекомыми -  патент 2431960 (27.10.2011)
стимулятор роста, развития и цветения цветочных растений и способ стимулирования роста, развития и цветения цветочных растений -  патент 2423829 (20.07.2011)
способ обработки растений зерновых, зернобобовых и овощных сельскохозяйственных культур -  патент 2380905 (10.02.2010)
композиции, имеющие высокую противовирусную и антибактериальную эффективность -  патент 2366460 (10.09.2009)
дезинфицирующее средство -  патент 2366175 (10.09.2009)
биоцидный состав для пропитки салфеток -  патент 2363158 (10.08.2009)

Класс C02F103/04 для получения чистой или ультрачистой воды



Наверх