Список сокращений 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Литературный обзор 8
1.1 СОЖ и их назначение 8
1.2 Классификация СОЖ 9
1.3 Водосмешиваемые СОЖ 11
1.3.1. Микрофлора СОЖ 12
1.3.2. Гигиенические и токсикологические аспекты микробопоражения СОЖ 14
1.3.3. Зарубежные методы определения биостойкости СОЖ 15
1.4. Снижение и предотвращение размножения микроорганизмов в СОЖ. 17
1.4.1. Физические методы защиты 17
1.4.2. Химический метод защиты СОЖ от микробной деструкции 20
1.5. Методология подбора и разработки новых составов СОЖ 29
1.8 Патентный поиск 35
2. Материалы и методы 45
2.1 Приготовление водной эмульсии с массовой долей 3% 45
2.2 Определение внешнего вида ЭМУЛЬСОЛА 45
2.3 Определения запаха: 46
2.4 Определение моющей способности 46
2.5. Экспресс-методика определения микробиологического поражения водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей 47
2.6. Определение коррозионной агрессивности СОЖ методом отпечатков
2.7. Определение водородного показателя (рН) водной эмульсии 51
2.8. Определение резерва щелочности 51
2.9. Определение плотности 52
2.10. Определение стабильности концентрата при хранении 54
3. Результаты и их обсуждение 55
3.1. Определение причин недостаточной биостойкости СОЖ Х6 55
3.1.1. Измерение первичных показателей СОЖ Х6 55
3.1.2. Изучение устойчивости к бактериальному поражению
эмульсионной СОЖ Х6 56
3.1.3. Биодеградация СОЖ Х6 в условиях искусственной инокуляции. . 57
3.1.4. Изучение устойчивости к грибковому поражению эмульсионной
СОЖ Х6 63
3.2. Определение биостойсти наиболее применяемых компонентов СОЖ. 65
3.3. Корректировка рецептуры СОЖ Х6 72
3.3.1. Корректировка компонента С СОЖ Х6 (Компонент М) 72
3.3.3. Разработка биоцидной присадки 76
3.3.4. Изучение основных физико-химических, технологических и
микробиологических показателей СОЖ 6Н 80
4. Оценка экономического эффекта от применения СОЖ Х6Н с новой рецептурой 83
4.1. Расчет текущих затрат до внедрения проекта 84
4.2. Расчет текущих затрат после внедрения проекта 85
4.3. Результат от внедрения 86
Заключение 88
Список использованной литературы 90
Наиболее широкое применение, как на предприятиях отечественного машиностроения, так и на крупных фирмах мира в настоящее время нашли водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Использование СОЖ на водной основе позволяет на 20-60% интенсифицировать режим обработки деталей, на 10-15% повысить производительность труда по сравнению с масляными СОЖ [1].
Однако, в процессе эксплуатации эти высокоэффективные и дорогостоящие СОЖ утрачивают комплекс присущих им технологических свойств [2]. Ежегодный перерасход СОЖ из-за прогрессирующего сокращения срока их эксплуатации приносит экономический ущерб, составляющий до 30% бюджета металлообрабатывающей промышленности [3].
Одной из наиболее важных проблем в разработке и применении СОЖ является их микробиологическая восприимчивость, которая создает значительные практические трудности из-за разложения таких важных компонентов, как эмульгатор, ингибиторы коррозии и другие органические материалы.
Наиболее общим методом контроля роста микроорганизмов в СОЖ является химический, поскольку физические методы, заключающиеся в обработке жидкостей разными энергетическими полями, не нашли широкого применения. В то же время адаптация микроорганизмов к длительно применяемым биоцидам даёт актуальный поиск новых противомикробных препаратов для защиты СОЖ от микробного поражения[3].
Ухудшение качества водорастворимых СОЖ связано с развитием характерных для них многокомпонентных микробоценозов, в состав которых входят бактерии, микромицеты, дрожжеподобные грибы.
Один из главных методов по продлению сроков службы СОЖ -повышение их биостойкости, что в решающей мере определяется входящими в их состав компонентами.
Цель данной работы - снижение негативного воздействия на окружающую среду СОЖ Х6 путём корректировки ее технологических свойств и повышения биостойкости.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи: -изучение физико-химических, технологических и
микробиологических показателей СОЖ-Х6 для выявления причин недостаточной биостойкости исследуемой СОЖ;
-изучение бактериостойкости 3% эмульсии СОЖ Х-46 в условиях принудительной инокуляции и без инокуляции;
-изучение роста плесневых грибов в 3% эмульсии СОЖ Х6;
-изучение бактериостойкости и грибостойкости компонентов, применяемых в составах водорастворимых СОЖ;
-подбор противомикробных компонентов и разработка антимикробной присадки;
-изучение физико-химических, технологических и микробиологических показателей откорректированной рецептуры СОЖ 6Н.
-оценить экономический эффект от внедрения СОЖ Х6Н
Полученные в результате исследования СОЖ Х6 данные показали, что за 30 суток биодеградации рН 3% эмульсии снизился с 9.02 до 7,91, коррозия выросла с 1 до 4 баллов, моющая способность варьировала в пределах 2-5 баллов.
Через 22 суток от начала эксперимента была выявлена активность ТРБ (1 балл), под действием которых рН начал резко снижаться с 8,79 до 7,94. Однако, молочный цвет эмульсии оставался в течение всего времени исследований (30 сут.).
Через 25 суток щелочных компонентов в образце обнаружить не удалось. Результаты исследований позволяют сделать вывод о недостаточной бактериостойкости СОЖ Х6.
Выявлен глубинный рост плесневых грибов в 3% эмульсии исследуемой СОЖ, что в условиях производственной эксплуатации может вызвать обрастание оборудования и систем циркуляции СОЖ.
Одной из возможных причин роста микромицетов в исследуемой эмульсии - доступность для грибов водного раствора дистиллята жирной кислоты, а также отсутствие фунгицидной присадки.
Изучение биостойкости 17 компонентов эмульсионных СОЖ, корректировка моющего компонента, замена ингибитора коррозии и разработка щелочной биоцидной присадки (рН-8,7), содержащей фунгицидный и антибактериальный компоненты позволили разработать 2 рецептуры откорректированной СОЖ 6Н.
Изучение изменения физико-химических показателей СОЖ Х6Н (рецептура 2) в зависимости от численности микробоценоза выявило снижение ОКМ после инокуляции на 4 порядка в течение первых суток.
Фаза адаптации наблюдалась до 15 суток, ОКМ не превышало в этот период 10 кл/мл, максимальное число микроорганизмов, выявленное в эксперименте составляло 1х10 кл/мл, что в 2 раза меньше, чем в СОЖ Х6, ТРБ не выявлено.
Показатель рН в течение 25 суток снизился на 0,1 ед., антикоррозионные и моющие свойства сохранили показатели 0 баллов и 1 балл соответственно. Резерв щёлочности изменился всего на 0,5 единиц, что свидетельствует о повышенной биостойкости СОЖ Х6Н по сравнению с исходной.
