Биоциды, консерванты, антимикробные присадки

Применение биоцидов в смазочно-охлаждающих жидкостях

Большинство предприятий металлообрабатывающей промышленности периодически сталкиваются с проблемой быстрого загнивания эмульсии. Оно проявляется в виде неприятного запаха, снижения уровня рН, образования слизи, засорения подающих форсунок, ускоренного износа инструмента и/или появления коррозии. Для предотвращения данной ситуации рекомендуется использовать антимикробные присадки (биоциды), вводимые либо в концентрат СОЖ, либо на стадии приготовления эмульсии и далее при ее корректировке.

Для подавления роста аэробных и анаэробных бактерий, дрожжевых и плесневых грибов применяются биоциды различного химического состава (см. табл.1). Выбор оптимального биоцида зависит от конкретной ситуации:

  • первичное (концентрат) или вторичное (эмульсия) консервирование;
  • индивидуальные станки или централизованные установки;
  • характер заражения;
  • образование аэрозолей в процессе металлообработки и пр.

    Таблица 1
    Важнейшие активные вещества и продукты TOHR для СОЖ:
Активные вещества Консерванты
Доноры формальдегида

ACTICIDE® GR
ACTICIDE ® ОХ
ACTICIDE® F(N)
ACTICIDE® EF
ACTICIDE ® KL

Метил-/Хлорметилизотиазолинон (MIT/CIT 1:3)

ACTICIDE® MV
14 ACTICIDE® MV

Метилизотиазолинон (MIT) ACTICIDE® M 50
Бензизотиазолинон (BIT) ACTICIDE ® BW 33
Метилизотиазолинон / Бензизотиазолинон (1:1) ACTICIDE® MBS
Полигексаметиленбигуанидин ACTICIDE® PHB 20
Октилизотиазолинон (OIT) ACTICIDE®45 или DW
Иодпропилбутилкарбамат (IPBC) ACTICIDE® IPS 30
Пиритион натрия ACTICIDE ® LV 508
Первичное консервирование как способ профилактики заражения СОЖ

В мировой практике распространено превентивное введение биоцидов в состав концентратов СОЖ. Это позволяет значительно улучшить эксплутационные характеристики рабочих эмульсий СОЖ, предотвратить коррозию, увеличить срок эксплуатации эмульсии и снизить издержки у потребителей на проведение дополнительных корректировок биоцидами. Основной проблемой при выборе биоцида является его стабильность в концентрате, который, как правило, содержит большое количество аминов. Чаще всего в этом случае применяются доноры формальдегида, такие как ACTICIDE®OX, ACTICIDE®F (N), ACTICIDE®EF. Консерванты на основе гексагидротриазина (ACTICIDE®GR) используются все реже. Доноры формальдегида, обладая широким спектром действия против бактерий, хорошо совместимы с компонентами СОЖ. Некоторые из них поддерживают высокие значения рН в эмульсиях, например ACTICIDE®ОХ.

В последнее время распространение получили биоциды на основе бензизотиазолинона (ACTICIDE®BW 33), особенно в тех странах, где полностью отказываются от доноров формальдегида в связи с новой классификацией формальдегида как канцерогенного вещества. Эти продукты имеют хорошую долговременную стабильность в СОЖ: они мало подвержены деструкции аминами, стабильны при высоких рН. Биоциды на основе метилизотиазолинона (ACTICIDE®М50) используются реже, т.к. это вещество менее стабильно в концентратах. Очень важно, что оба вещества обладают значительно меньшим сенсибилизирующим потенциалом, чем хпорметилизотиазолинон.

При необходимости в концентрат могут дополнительно вводиться фунгициды. С точки зрения стабильности и издержек предпочтительнее применять продукты на основе йодпропилбутилкарбамата (ACTICIDE®IPS30) или пиритиона натрия (ACTICIDE®LV508).

Наиболее распространенная проблема при работе с предварительно законсервированными концентратами СОЖ - несоблюдение рекомендуемых производителем норм разбавления. В результате доза биоцида в эмульсии может быть недостаточной для подавления микроорганизмов. Еще более опасным следствием этого является возможность возникновения адаптированных штаммов микробов на фоне низких концентраций биоцида.

Вторичное консервирование как способ оперативного контроля за состоянием СОЖ

Введение биоцидов в эмульсию позволяет более точно и оперативно управлять ситуацией. Рационально вводить консервант профилактически, не дожидаясь заражения системы, особенно если применяются концентраты СОЖ без биоцида.

Применение доноров формальдегида возможно и в этом случае, т.к. они обладают хорошей совместимостью с компонентами СОЖ и эффективны против широкого спектра бактерий. Следует отметить, что биоциды этой группы обладают не достаточно эффективным фунгицидным действием, а при превышении рабочих концентраций существует риск сенсибилизации организма.

Вторым и наиболее экономичным вариантом являются биоциды на основе смеси метил-/хпорметилизотиазолинона (ACTICIDE®MV-14 ). Они обладают широким спектром применения и быстро подавляют биопоражение. Эффективны при низких концентрациях. Основная задача - правильно подобрать интервал дозирования. Основная проблема - соблюдение мер безопасности, поскольку речь идет о продукте с высокой концентрацией активного вещества.

Интенсивная дискуссия о канцерогенных свойствах формальдегида и опасность контакта рабочих с эмульсией, содержащей биоцид, заставили обратить внимание на консерванты на основе смеси метилизотиазолинона и бензизотиазолинона (ACTICIDE®MBS). ACTICIDE® MBS обладает хорошей долговременной стабильностью и широким спектром действия. Пока этот продукт не получил широкого применения, в частности потому, что его внедрение требует больших затрат на аналитику, чтобы выявить оптимальные сроки дозировки. Однако в системах, где есть образование аэрозолей или возможен частый контакт с кожей этот продукт является наилучшим решением.

В том случае, когда в системах/установках наблюдается сильное заражение грибами (плесень, дрожжи), в эмульсию СОЖ можно периодически дополнительно вводить фунгициды. Речь идет о продуктах на основе октилизотиазолинона, йодпропилбутилкарбамата или пиритиона натрия (ACTICIDE®45, ACTICIDE®IPS30, ACTICIDE®LV508). Однако, в ряд систем йодпропилбутилкарбамат ввести непросто: не обойтись без усилия специалистов-химиков, если таковые на предприятии имеются. Фунгициды на основе октилизотиазолинона дают более долговременный эффект и поэтому более экономичны.

Примеры из практики применения биоцидов THOR на металлообрабатывающих предприятиях России

Централизованные линии

Контроль за уровнем микробопоражения и проведение корректировок легче осуществлять в централизованных линиях подачи СОЖ и обрабатывающих центрах. Выбор биоцида в основном зависит от типа СОЖ и характера заражения.

Широкое применение для корректировки полусинтетических видов СОЖ получили биоциды на базе смеси метил-/хлорметилизотиазолинона (ACTICIDE®MV-14). График 1 иллюстрирует, его действие на рост микроорганизмов в эмульсии СОЖ. Когда в эмульсии СОЖ количество бактерий достигло 105 кл/мл в нее добавили 0,01% ACTICIDE®MV-14. Через месяц в эмульсии бактерий не было, но стали появляться плесневые грибы и эмульсию повторно откорректировали ACTICIDE®MV-14 в концентрации 0,01%. Еще через месяц была проведена третья корректировка ACTICIDE®MV-14, что позволило работать еще длительное время без замены эмульсии.

График 1
Корректировка эмульсии полусинтетической СОЖ биоцидом ACTICIDE®MV14.

График 2
Корректировка эмульсии полусинтетической СОЖ биоцидом ACTICIDE®ОХ.

График 3
Корректировка водоэмульсионной СОЖ биоцидом ACTICIDE®ОХ при поражении эмульсии бактериями.

 grafik_11
 grafik_22

 grafik_33

-♦—Бактерии      
--х--Грибы

-♦—Бактерии      
--х--Грибы

-♦—Испытания      
--х--Контроль

 

Полусинтетическую эмульсию СОЖ также можно корректировать биоцидами на основе оксазолидина - ACTICIDE®ОХ (график 2). Так, на одном предприятий после месяца работы количество бактерий в эмульсии выросло до 105 кл/мл (максимально допустимый уровень в данной системе). В этот момент была проведена корректировка 0,1% ACTICIDE®ОХ и ситуацию удалось стабилизировать. Последующую корректировку провели еще через месяц, т.к. начался рост грибов. Затем более двух месяцев эмульсия не нуждалась в дополнительных корректировках биоцидами.

Водоэмульсионные типы СОЖ можно корректировать биоцидами на основе и CIT/MIT, и оксазолидина. На одном из предприятий две централизованные установки были заправлены свежей эмульсией СОЖ в один день. Когда через несколько дней количество бактерий в эмульсии достигло максимума, в одну из установок добавили 0,1% ACTICIDE®ОХ (график 3). Эмульсию со второй установки пришлось через неделю полностью заменить на свежеприготовленную. А в откорректированной эмульсии наблюдалось постепенное снижение количества бактерий. Через 2 месяца в опытной эмульсии вновь начался рост бактерий, контрольная же эмульсия СОЖ к этому моменту опять была полностью заражена. Таким образом, применение биоцида позволило увеличить срок эксплуатации эмульсии СОЖ как минимум в 2 раза.

Индивидуальные станки

Продлить срок эксплуатации эмульсии СОЖ можно и на индивидуальных станках, хотя осуществлять контроль за качеством эмульсии каждого станка не представляется возможным. На многих предприятиях введена «разовая еженедельная добавка биоцида»: в систему приготовления СОЖ по понедельникам или пятницам добавляется расчетное количество биоцида и при доливке свежей эмульсии ведром или по системам трубопроводов, в каждый станок попадает биоцид, препятствующий росту микроорганизмов. При выборе биоцида в этом случае помимо вида СОЖ, характера заражения, возможности образования аэрозолей надо также учитывать продолжительность контакта станочников с эмульсией.

В индивидуальных станках чаще используются биоциды на основе смеси метил-/хпорметилизотиазолинона (ACTICIDE®MV-14 и ACTICIDE®MV) и доноров формальдегида (ACTICIDE®OX, ACTICIDE®F(N)).

Заключение

Зачастую биоциды рассматриваются только как затратный фактор, т.к. эффект от своевременно проведенных мероприятий по корректировке рабочей эмульсии СОЖ полностью не просчитывается. На самом деле он многообразен и включает не только увеличение срока эксплуатации эмульсии, отсутствие потерь от коррозии, но и экономию затрат на инструмент, на воду и утилизацию отработанной СОЖ.

Рамки данного раздела позволили изложить информацию и рекомендации лишь в самом общем виде. Более детальные рекомендации, в частности по режиму применения и токсикологии, можно получить в ходе индивидуальной консультации.