Что увеличивает проникающую способность растворов
Перейти к содержимому

Что увеличивает проникающую способность растворов

  • автор:

Особенности течения цементационных растворов при упрочнении трещиноватых горных пород Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Хямяляйнен Вениамин Анатольевич, Майоров Александр Евгеньевич

Рассмотрены процессы фильтрации цементного раствора при упрочнении нарушенного массива горных пород. Представлен поэтапный анализ движения суспензии и ее дисперсной фазы в пространстве горизонтальной трещины . Определены зоны критической локализации частиц цемента

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Хямяляйнен Вениамин Анатольевич, Майоров Александр Евгеньевич

Разработка и анализ модели совместной передачи данных и трафика реального времени с динамическим распределением канального ресурса

Особенности течения цементационных растворов при упрочнении трещиноватых горных пород
Новые способы цементационного упрочнения горных пород
Развитие инъекционных способов уплотнения массивов горных пород в Кузбассе
Экспериментальные исследования упрочненного породного массива вокруг горных выработок
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности течения цементационных растворов при упрочнении трещиноватых горных пород»

© В.А. Хямяляйнсн, А.Е. Майоров, 2012

В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров

ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ ЦЕМЕНТАЦИОННЫХ РАСТВОРОВ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ТРЕЩИНОВАТЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Рассмотрены процессы фильтрации цементного раствора при упрочнении нарушенного массива горных пород. Представлен поэтапный анализ движения суспензии и ее дисперсной фазы в пространстве горизонтальной трещины. Определены зоны критической локализации частиц цемента.

Ключевые слова: горные породы, трещина, цементация, поток суспензии, фильтрация, частицы цемента.

Исследуя проблемы формирования цементационных завес или зоны цементационного упрочнения нарушенных пород вокруг горных выработок, неизбежно возникают вопросы по качеству заполнения системы трещин цементным материалом, максимально возможной дальности его распространения, требованиям к технологии инъекционной цементации.

С целью повышения эффективности упрочнения массива авторами разработана серия технологий, основанных на цементационном упрочнении трещиноватой приконтурной зоны в сочетании с анкерами, закрепляемыми в скважине сыпучим материалом — кварцевым песком (патенты РФ № 2283959, 2320875, 2321749). При этом скважины анкерного крепления используются как для нагнетания цементационного раствора, так и в качестве дренажных фильтрационных сбросов «излишней» жидкой фазы (не участвует в процессе гидратации цемента и необходима только для гидротранспорта частиц). Используемый для закрепления анкеров песок представляет собой фильтрующую среду для частиц цемента. Дисперсии-онная среда отфильтровывается из системы трещин через песок дренаж-

ных скважин под воздействием давления нагнетания и последующего механического сжатия (поджатия) анкерами расслоившейся и нарушенной структуры приконтурной зоны. Анкеры в данных технологиях также выполняют функцию временной крепи, в том числе ограничивая развитие системы трещин под действием давления нагнетания цементационного раствора.

Из анализа работ [1 — 4] очевидно, что эффективность упрочнения массива может быть повышена за счет обеспечения равномерной высокой плотности частиц цемента по длине трещин и в объеме зоны цементации. Также доказано, что более высокая концентрация частиц цемента в растворе напрямую связана с повышением коэффициента сцепления и адгезионной прочности цементного камня с породами [5].

В контексте разработанных технологий рассмотрим условия, влияющие на фильтрацию цементного раствора и структурирование частиц цемента в пространстве горизонтальной трещины.

Особое влияние на поток полидисперсной суспензии в щелевом канале оказывает седиментация частиц [1]. У цементационных растворов частицы

имеют различный фракционный состав и объемный вес. Механика течения при этом осложнена большим объемным весом именно самых крупных частиц, что способствует их значительно более быстрому осаждению. Неоднородность структуры суспензии в объеме потока является одной из важных характеристик для цементных растворов. Рассматривая фильтрацию цементационного раствора как гидротранспорт полидисперсных частиц цемента, можно наблюдать в вертикальной плоскости горизонтального потока движение частиц с различной скоростью (рис. 1), что вполне согласуется с теорией фазового течения суспензий [6].

При движении раствора частицы цемента объединяются в группы за счет взаимодействия поверхностных сил и сил межмолекулярного притяжения. Этому препятствуют гидрат-ные оболочки. Наиболее тонки эти оболочки на острых гранях частиц, поэтому в этих местах и происходит слипание (флокуляция) частиц. Фло-кулы под действием силы тяжести в жидких растворах быстрее опускаются на дно по сравнению с отдельными частицами.

Необходимо отметить, что в соответствии с классической теорией пограничного слоя Прандтля движение суспензии (цементного раствора) по длине трещины сопровождается диссипацией энергии в зоне контакта со

Рис. 1. Качественная эпюра скоростей потока полидисперсной суспензии

стенками, где возникают большие градиенты напряжений по нормали к потоку. Как известно, на нижней стенке трещины формируется стационарный слой седиментировавших частиц, над которым на некотором удалении происходит течение уплотненного ядра повышенной концентрации, ограниченного потолочной поверхностью. Особо сложна механика течения суспензии в узкой переходной области между ядром потока и ограничивающими его стационарными поверхностями трещины. При установившемся непрерывном потоке суспензии разница в относительных скоростях движения частиц вызывает их взаимное сдвигово-ротационное смещение и непрерывную локальную групповую перекомпоновку их структуры с механическим разрушением агрегатов (флокул). Указанный процесс способствует высвобождению дополнительного количества связанной воды, снижая тем самым вязкость и предельные напряжения сдвига суспензии в переходной области.

Известно, что существует некоторая минимальная скорость движения раствора vxp , ниже которой начинается осаждение твердой фазы. При скоростях течения v < vxp происходит рост осадка на нижней стенке трещины. Рост осадка по высоте происходит до тех пор, пока скорость раствора снова не возрастет до vxp .

При дальнейшем увеличении скорости потока осадок остается на месте, ибо вследствие адгезии скорость эрозии превышает минимальную безосадочную скорость. Например, по Юль-стрему скорость эрозии почти в 10 раз превышает минимальные безосадочные скорости. Особенно сильно адгезия проявляется в случае мельчайших частиц.

Рис. 2. Схема плоскорадиальной фильтрации рас твора в одиночной трещине

Понятием критической (минимальной безосадочноИ) скорости широко пользуются при гидравлических расчетах гидротранспорта угля и пород по трубам, а также при расчетах систем канализации как у нас в стране, так и за рубежом. При этом суть введенного понятия скорости vKp остается одноИ и

тоИ же. Так, например, по мнению С. Coy, под минимальной скоростью переноса понимается средняя скорость потока, при котороИ на дне горизон-тальноИ трубы не накапливается слоИ неподвижных или проскальзывающих частиц. При движении малонасыщенных растворов значение критическоИ скорости увеличивается с ростом концентрации. В концентрированных же растворах флокулы, соединяясь между собоИ, не падают на дно, а образуют структурированную смесь. Вследствие этого значение критическоИ скорости уменьшается начиная с некоторой концентрации при ее увеличении. Если при сравнительно небольших насыщениях растворов твердоИ фазоИ в потоке появляется коллоидная составляющая (увеличивается вязкость взвесене-сущеИ жидкости), то при значительных насыщениях раствор приобретает своИства вязкопластичного тела.

На основе результатов экспериментальных и теоретических исследо-

ОАО «КузНИИшахтострой» и ГУ КузГТУ [7], предложена схема заполнения трещины цементным материалом (рис. 2) при движении раствора от нагнетательной скважины. Стенки трещины приняты непроницаемыми. Согласно данной схеме различают три области течения раствора от скважины.

В области I наблюдается безосадочное движение со скоростью, превышающей критическую безосадочную.

В области II образуется устойчивый осадок за счет седиментации цементных частиц вследствие уменьшения скорости потока. По мере осадкообразования над осевшей твердой фазой устанавливается течение с постоянной скоростью цкр и постоянной площадью живого сечения потока. Со временем на некотором расстоянии от скважины в области 11б осесиммет-ричное течение раствора преобразуется к плоскопараллельному по отдельным каналам.

Расстояние, начиная с которого течение раствора в области II пойдет по отдельным каналам, можно ориентировочно определить исходя из соотношения при условии равенства площадей поверхности осадка и верхней стенки трещины [7]

где 5 — среднее раскрытие трещины, Як — радиус начала каналообразова-ния, Якр — радиус начала зоны образования осадка.

В соответствии с данной зависимостью минимальное расстояние, с которого может начаться процесс канало-образования, примерно равно 3Нкр [7].

Рис. 3. Варианты локализации зон повышенной концентрации частиц цемента при цементации трещин горных пород: а — седиментация и критическое снижение скорости движения частиц; б — отфильтровывание дисперсионной среды в пересекающие трещины; в — критическое локальное сужение магистральной трещины; г — отфильтровывание дисперсионной среды по длине потока в поры и микротрещины горных пород; д — отфильтровывание дисперсионной среды в конце потока: фильтр дренажной скважины или зона заштыбовки трещины

Учитывая результаты исследований, фильтрация раствора в одиночной трещине проходит также при структурировании твердой фазы раствора (суспензии). В области 11а происходит агрегативное течение раствора с последующим структурированием в области II6 при отфильт-ровывании жидкой фазы по длине трещины. В области II кроме магистральных течений в их промежутках образуется хаотично разветвленная сеть каналов, русло которых расположено над седиментировавшей твердой фазой раствора.

В области III наблюдается течение отфильтровывающейся жидкой фазы раствора.

При упрочнении массива по разработанным технологиям для обеспечения качественного заполнения трещин цементным материалом необходимо выбирать место размещения дренажных скважин с учетом предложенной схемы (рис. 2) в области II6 и не далее предельно возможного радиуса распространения раствора R.

Процесс цементации реального массива трещиноватых горных пород проходит в более сложном режиме. Например, происходит отфильтровы-вание жидкой фазы раствора при одновременной седиментации цементных частиц. При этом образуются застойные зоны, независимо от причин образования которых происходит остановка частиц и начинается процесс заполнения трещины цементом. Одновременно жидкая фаза раствора начинает опережать твердую, от-фильтровываясь и продвигаясь далее по пространству щели. Таким образом, выделяется два основных режима фильтрационного течения: с от-фильтровыванием жидкой фазы по длине потока и с локальным отфильт-ровыванием жидкой фазы в микротрещины породных блоков. Основные варианты локализации зон повышенной концентрации частиц цемента при цементации трещин горных пород представлены на рис. 3.

Следующим важным условием, осложняющим процесс цементации

реального массива трещиноватых горных пород, является ограничение проникающей способности цементационного раствора, под которой понимается способность дисперсной фазы проникать в трещины. Практикой установлено [1], что цементации поддаются трещины с раскрытием не менее (0,1-0,2) 10— м. Проникновение твердой фазы в трещину зависит от ряда факторов, основными из которых являются: раскрытие трещины, размер твердых частиц, их концентрация, давление (напор) потока.

Для определения условий, влияющих на процесс и интенсивность прохождения частиц сквозь щелевые отверстия (трещины), было проведено триста опытов на модели гравитационной решетки. Испыты-вались частицы разной формы с одномоментной загрузкой в верхнюю часть модели партии определенного, одинакового для всех опытов объема. Частицы падали вниз, часть из которых проходила сквозь решетку, а часть, зависая при взаимном расклинивании, задерживалась на решетке. Для опытов использовалась сменные решетки с различным соотношением максимального размера частиц к ширине отверстия. При этом важны факты сводообразова-ния и структурирования частиц вокруг отверстий, которые происходят с различной частотой повторений в зависимости от соотношения их размера к величине раскрытия щели. Выявлено, что имеет место влияние формы частиц на процесс их прохождения сквозь щелевые отверстия. В стесненных условиях угловатые частицы по сравнению с округлыми образуют более устойчивую структуру, которая реализуется в виде прямых и обратных сводов над щелевыми отверстиями (рис. 4).

Рис. 4. Структура прямых (в центре) и обратных сводов угловатых частиц над щелевыми отверстиями гравитационной решетки

При прочих равных условиях более свободное состояние частиц, перемещения которых возможны со свободным взаимным поворотом, приводит к большей устойчивости структуры из округлых частиц. При этом меньшая склонность к взаимному повороту наблюдается у более вытянутых частиц, работающих в структуре по принципу балки с защемленным концом. В [4] также отмечается, что при разделении (отфильтровывании) суспензий «. для образования «сводиков» угловатые частицы предпочтительнее, чем округлые». Чем легче раствор отдает жидкую фазу, тем интенсивнее сводообра-зование и наоборот. Именно этим, по-видимому, можно объяснить повышение проникающей способности растворов при введении в них пластифицирующих добавок, которые в той или иной степени снижают водоотдачу цементационных растворов. Последний факт подтверждает, что при цементации трещиновато-пористых горных пород проникающая способность растворов существенно снижается вследствие повышения интенсивности от-фильтровывания жидкой фазы. Вышеизложенный качественный анализ также показывает, что сводообразова-ние возможно не только в устье трещины, но и в самой трещине на некоторой ее глубине.

Таким образом, можно констатировать, что процесс устойчивого сво-дообразования частиц при цементации нарушенных горных пород более сложен и зависит не только от общеизвестных факторов. Важным условием реализации рассматриваемых технологий упрочнения массива является дальнейшие исследования влияния на процесс цементации формы частиц и их концентрации, структурно-реологических характеристик раствора, скорости потока и т.д.

Отдельно необходимо отметить важность выбора рациональных параметров скорости потока и давления нагнетания цементационного раствора на входе в трещину, подтверждая ранее сделанные выводы [1] о необходимости поддержания постоянного расхода в начале процесса инъекционного нагнетания и при последующем переходе на нагнетание при постоянном давлении. Как указывалось, при увеличении скорости потока до некоторого критического значения происходит разрушение неустойчивых агрегатов частиц суспензии с высвобождением дополнительного количе-

1. Хямяляйнен, В.А Формирование цементационных завес вокруг капитальных горнык выработок / В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С. Сыфкин. — М.: Недра, 1994. — 400 с.

2. Красовицкий Ю.В., Жужиков В.А. // Химическая промышленность. — 1964. — №8. — С. 60 — 61.

3. Shirato M., Murase T., Tokunaga A. e.a. // J. Chem. Eng. Japan. — 1974. — V.7. — N 3. — P. 229 — 231.

4. Жужиков, В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий / В.А. Жужиков. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1980. — 398 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ —

ства связанной жидкой фазы. Тем самым, снижается общая вязкость смеси и толщина гидратных оболочек частиц, а соответственно, и их проникающая способность.

Выполненные исследования также позволяют утверждать, что практическое использование рекомендаций о применении только высококонцентрированных растворов может во многих случаях привести к снижению качества цементационных работ за счет значительного снижения проникающей способности. Однако при снижении концентрации цементационных растворов необходимо учитывать понижение прочностных характеристик получаемого цементного камня и горных пород при их излишнем размокании. Решение проблемы возможно при организации фильтрационных сбросов (отфильтровывании через дренажные скважины) излишней для процесса гидратации цемента жидкой фазы раствора, что и позволяет реализация предложенных технологий крепления горных выработок при решении новых поставленных задач.

5. Заславский, Ю.З. Инъекционное упрочнение горных пород / Ю.З. Заславский, Е.А. Лопухин, Е.Б. Дружко, И.В. Качан. — М.: Недра, 1984. — 176 с.

6. Ходаков, Г. С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее экспериментальное обоснование // Российский химический журнал (журн. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева). — 2003. — Т. ХЬУП, № 2. — С. 33 — 44.

7. Хямяляйнен, В.А. Цементация слоистых пород / Хямяляйнен В.А., Угляница А.В. РАЕН; КузГТУ. — Кемерово, 2000. — 218 с. К2Е

Хямяляйнен Вениамин Анатольевич — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой заслуженный деятель науки РФ, е-шаИ: vah@kuzstu.ru, КузГТУ,

Майоров Александр Евгеньевич — кандидат технических наук, зав. лабораторией проблем энергосбережения КемНЦ СО РАН, е-шаИ: majorov-ae@mail.ru,

Гидрофобизатор-1 проникающий

Гидрофобизатор-1 проникающий

Rezolux Гидрофобизатор ТУ 2312-002-30584984-2011 – современное высокоэффективное средство проникающего действия для защиты от атмосферной влаги и отсечки капиллярного подсоса. Улучшенная формула Rezolux Гидрофобизатор увеличивает проникающую способность состава и за счет этого более продолжительного срока службы по сравнению с аналогичными составами (до 10-15 лет), помимо водоотталкивающих качеств, пропитка придает поверхности антисептические противогрибковые свойства.

Основные свойства

  • Надежная защита пористых строительных материалов, таких как бетон, кирпич, гипс, газобетон, пенобетон, дерево и пр. от разрушающего воздействия атмосферной влаги;
  • Экологически безопасный (на водной основе);
  • Бесцветный (прозрачный), не оставляет следов на поверхности;
  • Улучшенная формула, позволяющая глубже проникать в поры и за счет этого продлить защиту поверхности от 10 до 15 лет;
  • Возможность применения Rezolux Гидрофобизатор для отсечки капиллярного подсоса;
  • Выгодная цена по сравнению с аналогами;
  • Обладает бактерицидными свойствами и противогрибковым эффектом;
  • Не влияет на паропроницаемость материалов;
  • Неограниченный срок хранения;
  • Прост в применении, без запаха.

Область применения

Применяется для защиты различных строительных материалов: дерево, кирпич, бетон, газобетон, пенобетон, гипс, различные виду штукатурок, натуральный и искусственный камень, гипсокартон и тд.

Rezolux Гидрофобизатор может применяться в системах окраски фасадов Rezolux Fasade,системах окраски полов Rezolux Profi-52 или Акромат-200, как подготовительный слой, что позволяет значительно увеличить срок службы основания и на долгие годы сохранить его декоративные качества покрытия.

Применение

Rezolux Гидрофобизатор поставляется как готовый раствор, перед применением не требует разбавления. Непосредственно перед нанесением тщательно перемешать емкость с составом. Наносится кисточкой, валиком, распылителем или безвоздушным напылением до полного насыщения поверхности.

Допускается нанесение на слегка влажную поверхность, но не мокрую, в этом случае процесс сушки занимает больше времени за счет того, что материал кристаллизуясь внутри пор, выталкивает влагу наружу.

Возможно нанесение материала в два и более слоев, причем необходимо наносить на еще невысохшую после первого слоя поверхность, т.е. «мокрым по мокрому». В противном случае материал будет не впитываться, а просто стекать.

Нормы расхода Rezolux Гидрофобизатор

Расход пропитки, мл/м2

Площадь, обрабатываемая 1 литром пропитки в м2

Добавка в бетонНа 1 куб. м. бетона М 400: Rezolux Гидрофобизатор 132 л, остальная часть – вода 68 л.

Фактический расход Rezolux Гидрофобизатор зависит от Ваших задач и требований к глубине проникновения в материал, долговечности и степени антисептической защиты, от естественной плотности обрабатываемого материала, а также от квалификации исполнителя работ. Чем плотнее материал, тем меньше расход Rezolux Гидрофобизатор

Хранение, меры предосторожности

Хранение Rezolux Гидрофобизатор рекомендуется осуществлять в пластиковой или стеклянной таре от -5 до +40* Цельсия. Срок хранения в герметично закрытой таре неограничен.

Состав малоопасен, при работе рекомендуется использовать защитные перчатки и очки. При попадании в глаза или на кожу, необходимо тщательно промыть место контакта с гидрофобизатором проточной водой водой.

Применение полимерных растворов для увеличения коэффициента охвата вытеснением

Применение методов повышения нефтеотдачи, в т.ч. химических, позволяет увеличить коэффициент извлечения нефти за счет мобилизации остаточной нефти, что повышает производительность нефтяных скважин. Полимерное заводнение является одним из наиболее распространенных ХМУН, которое успешно используется уже несколько десятилетий. В этом методе полимер добавляется в закачиваемую воду для поддержания пластового давления с целью уменьшения ее подвижности. Процессы увеличения вязкости, снижения проницаемости водной фазы, полученные в ходе загущения, улучшают макроскопическую эффективность вытеснения нефти. Известно, что в поровом масштабе вязкоупругость также является ключевым параметром, определяющим микроскопическую эффективность охвата. Однако эта эффективность охвата зависит от таких факторов, как проницаемость, температура, соленость, смачиваемость, капиллярное число, неоднородность и т. д. Авторы статьи обобщают результаты исследований влияния молекулярной массы на вязкоупругость, загущающую способность, адсорбцию, механическое разрушение, коэффициент извлечения нефти. А также приводят результаты расчетов гидродинамических моделей различных сценариев заводнения: классического и полимерного, подтверждающие актуальность выбранной темы исследования и необходимость изучения поведения полимерных растворов в поровом пространстве, обладающих различными вязкоупругими свойствами.

Полимерное заводнение представляет собой закачку воды, загущенной синтетическими полимерами для повышения ее вязкости. Это приводит к более высокому значению вязкости при равных скоростях закачки и, следовательно, к снижению подвижности воды в пласте и, следовательно, коэффициента мобильности М, определяемого как отношение подвижности вытесняющей жидкости (т. е. воды) к подвижности вытесняемой жидкости (нефти) (рис. 1). Конечная цель данной технологии заключается в улучшении эффективности охвата пласта процессом заводнения [2]. Эффективность охвата показывает, насколько быстро или эффективно закачиваемая жидкость течет через весь объем резервуара. Низкая эффективность охвата приводит к раннему прорыву воды и замедлению добычи нефти после прорыва, что приводит к экономическим потерям. Причиной низкой эффективности охвата может быть либо неблагоприятное соотношение подвижностей между нефтью и водой, либо чрезмерная неоднородность коллектора.

Частично гидролизованный полиакриламид (HPAM) является одним из наиболее широко используемых полимеров для полимерного заводнения. HPAM представляет собой синтетический полимер с гибкой цепной структурой. Он обладает вязкоупругими свойствами в пористой среде. Вязкоупругие свойства, безусловно, могут служить преимуществом в неоднородных коллекторах по сравнению с невязкоупругими полимерами, поскольку эффект загущения при сдвиге еще больше снизит подвижность полимера в зонах с высокой проницаемостью из-за более высокой скорости сдвига.

Принято разделять частично гидролизованные полиакриламиды по величине молекулярной массы следующим образом:

— низкомолекулярные – до 2·10 6 г/моль;

— среднемолекулярные – от 2 до 7·10 6 г/моль;

— высокомолекулярные – от 7·10 6 г/моль [8].

Многие исследователи сообщают, что молекулярная масса (ММ) полимера положительно влияет на его вязкоупругость [4,5,7]. Полимеры с более высокой молекулярной массой и, соответственно, более высокой средней длиной цепи макромолекулы требуют большего времени для релаксации. С другой стороны, полимеры с высокой молекулярной массой более подвержены механической деградации, что приводит к разрушению основной цепи полимера и ухудшению его загущающей способности. Следовательно, этот фактор требует тщательного исследования и оптимизации перед внедрением полимерного заводнения [8].

В этой работы обобщены результаты экспериментальных исследований реологических и фильтрационных характеристик HPAM с высокой и низкой молекулярной массой. Как правило, HPAM с высокой молекулярной массой имеют более крупные и длинные молекулы, обеспечивающие более высокую вязкость и более вязкоупругие свойства, чем HPAM с низкой молекулярной массой той же концентрации. Величина разницы также зависит от концентрации полимера в водном растворе.

Еще одним фактором, влияющим на вязкоупругие свойства, является проницаемость коллектора. Полимеры, фильтрующиеся в пористых средах с низкой проницаемостью, демонстрируют более выраженную вязкоупругость. Это может быть связано с уменьшением среднего объема пористого пространства, где более высокое дифференциальное давление усиливает деформацию полимера и вызывает вязкоупругое течение даже при сравнительно более низких скоростях потока. Тем не менее, также важно отметить, что проницаемость влияет на механическую деструкцию, в частности, происходит более раннее разрушение цепей полимеров при низкой проницаемости коллектора, как в случае с высокой молекулярной массой. Поэтому некоторые исследователи предлагают использовать полимеры с высокой молекулярной массой только в породах с высокой проницаемостью, ограничивая ММ для пород с более низкой проницаемостью [5].

Степень механического разложения в пористой среде в основном контролируется такими параметрами, как скорость закачки, проницаемость пласта, температура, концентрация, соленость рассола, твердость и молекулярная масса полимера. Эффект деградации становится более сильным в плотных коллекторах с более низкой проницаемостью, где на раствор полимера воздействуют большие напряжения. Точно так же деградация усугубляется с увеличением молекулярной массы полимера [8].

Полимеры с более высокой молекулярной массой легче разлагаются, чем полимеры с более низкой молекулярной массой, из-за более высокого сопротивления потоку и больших механических напряжений.

В работе [1,6] исследователи доказали, что удержание полимера HPAM в поровом пространстве повышается с увеличением молекулярной массы. Они также предположили, что полимеры с более высокой молекулярной массой имеют тенденцию образовывать более толстый слой при адсорбции на поверхности породы по сравнению с полимером с более низкой молекулярной массой.

Таким образом, молекулярная масса полимера является еще одним важным фактором, влияющим на технологию полимерного заводнения [7,8]. Полимеры с более высокой молекулярной массой обычно приводят к более высокому снижению проницаемости, лучшей загущающей способности и более высокой нефтеотдаче. Однако этот параметр следует тщательно обосновывать, учитывая геологические особенности исследуемого объекта (например, проницаемость породы и размер порового канала). Влияние молекулярной массы полимеров HPAM на процессы нефтеотдачи могут быть изучены с применением программных продуктов по гидродинамическому моделированию процесса полимерного заводнения. Далее будут представлены результаты данных исследований.

Методика исследования процесса заводнения низко- и высокомолекулярными полимерными растворами

С целью изучения влияния низко- и высокомолекулярных полимерных растворов на увеличение коэффициента охвата вытеснением в неоднородных терригенных коллекторах использован программный комплекс по гидродинамическому моделированию с модулем по полимерному заводнению. Между собой сопоставлялись результаты четырех сценариев расчета заводнения:

1) классическое заводнение – без закачки полимерного раствора;

2) полимерное заводнение – закачка низкомолекулярного полимерного раствора в количестве 0,5 порового объема (PV) пласта;

3) полимерное заводнение – закачка высокомолекулярного полимерного раствора в количестве 0,5 PV пласта;

4) полимерное заводнение – закачка комбинированных (низко- и высокомолекулярного) полимерных растворов по 0,25 PV пласта низкомолекулярного и высокомолекулярного полимерных растворов.

В качестве объекта исследования использовался неоднородный по проницаемости терригенный пласт с характеристиками, приведенными в таблице 1. Объект состоит из 2-ух пропластков с толщиной по 5 м. Разработка данного объекта осуществляется 1-ой добывающей и 1-ой нагнетательной вертикальными скважинами (рис. 2). Добывающая и нагнетательная скважины работали с одинаковым дебитом и расходом по 500 м 3 /сут. Расчет заводнения осуществлялся до достижения предельного значения обводненности (99%).

При моделировании полимерного заводения использовлаись частично гидролизованные широко применяемые в ХМУН полимеры: в качестве низкомолекулярного полимера – частично гидролизованнй аноинный полимер Flopaam 3230 S с молекулярной массой 2·10 6 г/моль, а в качестве высокомолекулярного полимера – анионный полимер Flopaam 3630 S с молекулярной массой 2,7·10 7 г/моль.

Результаты исследований процесса заводнения

Анализ классического заводнения

В августе 2063 с момента начала заводнения (01.03.2023) неоднородного пласта была достигнуто предельное значение обводненности 99%, при этом остаточная нефтенасыщенность (Sно) в высокопроницаемом пропластке составила 32,91% (рис.3, а), а в низкопроницаемом – 44,02% (рис.3, б). Накопленная добыча нефти составила 747 303 м 3 с достижением коэффициента извлечения нефти (КИН) 29,89%.

Анализ заводнения низкомолекулярным полимерным раствором

После закачки оторочки (0,5 PV) низкомолекулярного полимерного раствора продолжалась закачка воды, как при классическом заводнении, до полного обводнения продукции (01.10.2062). Результаты гидродинамических расчетов показали, что накопленная добыча нефти и КИН выше, чем при классическом заводнении и равны соответственно 752 402 м 3 и 30,096%. К концу заводнения остаточная нефтенасыщенность в низкопроницаемом пропластке составила 35,03%, что на 9% меньше, чем при классическом заводнении (рис.4, а). А в высокопроницаемом пропластке остаточная нефтенасыщенность составила 33,29% (рис.4, б).

Анализ заводнения высокомолекулярным полимерным раствором

В сравнении с заводнением неоднородного пласта с низкомолекулярным полимерным раствором при закачке раствора полимера с большей молекулярной массой привело к повышению накопленной добычи нефти до 752 982 м 3 и КИН до 30,119%. При этом время достижения предельного значения обводненности составило столько же, сколько и при заводнении низкомолекулярным полимерным раствором. Положительный эффект получен в большей степени вследствие увеличения охвата низкопроницаемого пропластка, т.к. остаточная нефтенасыщенность в этой зоне уменьшилась на 0,01% (до 35,02) (рис. 5, а) по сравнению с заводнением с низкомолекулярным полимерным раствором. Однако в высокопроницаемой части произошло увеличение Sно на 0,13% (до 33,43%) относительно закачки низкомолекулярного полимерного растворов (рис. 5, б), что можно связать с большей адсорбцией полимера в высокопроницаемом пропластке.

Анализ заводнения с комбинацией высокомолекулярного и низкомолекулярного полимерных растворов

На первом этапе закачивался высокомолекулярный полимерный раствор оторочкой в объеме 0,25 PV, следом проводилась закачка 0,25 PV низкомолекулярного полимерного раствора.

Расчеты гидродинамического моделирования в сравнении с другими сценариями полимерного заводнения показали следующие результаты:

— до достижения предельного значения обводненности КИН составил 30,097%;

— накопленная добыча нефти составила 752 449 м 3 и ниже, чем при закачке высокомолекулярного полимерного раствора;

— остаточная нефтенасыщенность в высокопроницаемом пропластке составила 33,35% (рис. 6, а), а в низкопроницаемом – 35,04% (рис. 6, б), что на 0,08% меньше и на 0,02% больше, чем при закачке высокомолекулярного полимерного раствора соответственно.

Согласно ранее проведенным теоретическим исследованиям, с одной стороны, закачка высокомолекулярного полимерного раствора в низкопроницаемую зону должна приводить к механической деградации цепей макромолекул полимера и снижению вязкоупругости. С другой стороны, к снижению проникающей способности в низкопроницаемый пропласток вследствие высокой упругой составляющей комплексной вязкости. Однако по результатам гидродинамических расчетов получен следующий эффект: чем выше молекулярная масса, тем ниже остаточная нефтенасыщенность в низкопроницаемом пропластке и выше коэффициент извлечения нефти. Таким образом, вышеуказанные эффекты теоретических исследований не сходятся с результатами, полученными в ходе гидродинамических расчетов, что возможно объяснить не учетом данных эффектов в гидродинамической модели.

Выводы

Таким образом, в ходе проведенного анализа теоретических исследований можно выделить следующее:

— гидролизованные полиакриламиды (HPAM) с высокой молекулярной массой (от 7·10 6 г/моль) обеспечивают большую вязкость и упругие свойства;

— механическое разрушение цепей макромолекул полимера при его фильтрации в поровом пространстве приводит к снижению эффективности полимерного заводнения;

— удержание полимера HPAM в поровом пространстве повышается с увеличением молекулярной массы;

— полимеры с более высокой молекулярной массой обычно приводят к более высокому снижению проницаемости, лучшей загущающей способности, что обуславливает более высокое нефтеизвлечение.

По результатам гидродинамических расчетов четырех сценариев заводнения в неоднородном по проницаемости терригенном коллекторе (классическое заводнение и заводнение полимерными растворами с различной молекулярной массой) установлено:

— повышение нефтеизвлечения происходит в большей степени вследствие увеличения охвата низкопроницаемого пропластка;

— увеличение молекулярной массы полимера, с одной стороны, приводит к повышению остаточной нефтенасыщенности в высокопроницаемом пропластке по сравнению с заводнением с низкомолекулярным полимерным раствором, что можно объяснить большей адсорбцией полимера. С другой стороны, к снижению остаточной нефтенасыщенности в высокопроницаемом пропластке также относительно закачки низкомолекулярного полимерного раствора. Несмотря на то, что закачка высокомолекулярных полимерных растворов в низкопроницаемые зоны обычно приводит к механической деградации цепей макромолекул полимера и снижению вязкоупругости, а также к снижению проникающей способности в низкопроницаемый пропласток вследствие высокой упругой составляющей комплексной вязкости.

В этой связи возникает необходимость изучения поведения полимерных растворов в поровом пространстве, обладающих различными вязкоупругими свойствами. В ближайшее время авторами планируется провести ряд лабораторных исследований с комбинацией высоко- и низкомолекулярных полимерных растворов, обладающих различными вязкоупругими свойствами, чтобы лучше понять их реологические и фильтрационные характеристики.

1. Al-Hashmi, A. R., Luckham, P. F., Heng, J. Y. Y., Al-Maamari, R. S., Zaitoun, A., Al-Sharji, H. H., & Al-Wehaibi, T. K. (2013). Adsorption of high-molecular-weight EOR polymers on glass surfaces using AFM and QCM-D. Energy and Fuels, 27(5), 2437–2444. https://doi.org/10.1021/ef302143a

2. Al-Shakry, B., Skauge, T., Shiran, B. S., & Skauge, A. (2018). Impact of mechanical degradation on polymer injectivity in porous media. Polymers, 10(7). DOI:10.3390/polym10070742

3. Gbadamosi, A., Patil, S., Kamal, M. S., Adewunmi, A. A., Yusuff, A. S., Agi, A., & Oseh, J. (2022). Application of Polymers for Chemical Enhanced Oil Recovery: A Review. In Polymers (Vol. 14, Issue 7). MDPI. DOI:10.3390/polym14071433

4. Ghahremani, H., Mobaraki, S., Khalilinezhad, S. S., & Jarrahian, K. (2018). An experimental study of the performance of low-molecular weight polymer for enhanced heavy oil recovery in a heterogeneous media. Geosystem Engineering, 21(2), 95–102. DOI:10.1080/12269328.2017.1385424

5. Kamal, M. S., Sultan, A. S., Al-Mubaiyedh, U. A., & Hussein, I. A. (2015). Review on polymer flooding: Rheology, adsorption, stability, and field applications of various polymer systems. In Polymer Reviews (Vol. 55, Issue 3, pp. 491–530). Taylor and Francis Inc. DOI:10.1080/15583724.2014.982821

6. Song, W., Zhang, Y., Hamidian, A. H., & Yang, M. (2020). Biodegradation of low molecular weight polyacrylamide under aerobic and anaerobic conditions: Effect of the molecular weight. Water Science and Technology, 81(2), 301–308. https://doi.org/10.2166/wst.2020.109

7. Tapias Hernandez, F. A., Lizcano Niño, J. C., & Zanoni Lopes Moreno., R. B. (2018). Effects of salts and temperature on rheological and viscoelastic behavior of low molecular weight HPAM solutions. Revista Fuentes El Reventón Energético, 16(1), 19–35. DOI:10.18273/revfue.v16n1-2018002

8. Zeynalli, M., Alfazazi, U., Mushtaq, M., W. Al-Shalabi, E., & AlAmeri, W. (2022, October 31). Recent Advancements in Viscoelastic Polymer Flooding EOR Applications in Carbonates and Sandstones. DOI:10.2118/211481-ms

Статья «Применение полимерных растворов для увеличения коэффициента охвата вытеснением» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№, )

Применение дезинфицирующих средств: обзор

К сожалению, идеальное дезинфицирующее средство, удовлетворяющее одновременно всем выше перечисленным параметрам пока не создано. На практике следует выбирать дезинфектант с высокой биологической активностью против микроорганизмов, которые есть или теоретически могут появиться на предприятии. От правильного выбора дезинфицирующего средства и соблюдения санитарно-гигиенических правил обработки поверхностей и оборудования будет зависеть безопасность произведенных продуктов питания.

Классификация химических дезинфицирующих веществ.

Дезинфицирующие средства классифицируют по их действию на различные формы микроорганизмов: бактерициды уничтожают вегетативные микроорганизмы, спороциды уничтожают споры, фунгициды уничтожают грибы, вируциды уничтожают вирусы. Химические антисептики используются для дезинфекции кожи. Бактериостатические вещества препятствуют размножению бактерий, фактически их не уничтожая.

Химические соединения воздействуют на клетку несколькими способами. Один из них — коагуляция протеина. В обычном состоянии протеин диспергирован внутри клетки. Дезинфицирующее соединение взаимодействует с протеином, вызывая его коагуляцию и выпадение в осадок. Клетка перестает функционировать в нормальном режиме и погибает. Еще один способ воздействия дезинфицирующего вещества на микроорганизмы – разрушение мембраны клетки. Мембрана клетки работает как избирательный барьер, одни растворы она пропускает внутрь клетки, другие растворы не могут преодолеть этот барьер. Вещества, которые сорбируются на клеточной мембране, могут заметно изменить ее физико-химические характеристики, препятствуя нормальному функционированию. Это может привести к ингибированию активности или к гибели клетки.

Химический антагонизм. Ферменты выполняют свою каталитическую функцию благодаря их сродству с некоторыми химическими соединениями, которые называют природными субстратами. Природные субстраты в стандартном режиме находятся внутри клетки. Если природные субстраты в заметном количестве заменяются дезинфектантом, фермент будет связан с химическим веществом, а не субстратом. В случае образования достаточно устойчивой связи фермент — химический дезинфектант клетка теряет способность к размножению.

Обычно химические дезинфицирующие вещества классифицируют по типу биологически-активного вещества, входящего в его состав.

Хлор-содержащие дезинфицирующие средства.

Жидкий хлор, гипохлорит, хлорамин, диоксид хлора являются дезинфицирующими агентами. Они различаются по своей антимикробной активности. Хлор в газообразном состоянии (Cl2) вводят в воду и получают антимикробный агент — хлорноватистую кислоту (НОСl). НОСl диссоциирует в воде с образованием иона водорода Н + и иона гипохлорита (OCl — ).

Жидким хлором называют раствор гипохлорита натрия в воде (NaOCl), это наиболее распространенная форма дезинфицирующего средства на основе хлора. Следует отметить, что хлорноватистая кислота в 80 раз активнее в качестве дезинфицирующего агента, чем гипохлорит ион. Считается, что механизм антимикробного действия хлорсодержащих соединений заключается в окислении аминокислот мембраны клетки, разрушении мембраны, прерывании синтеза протеина, ингибировании поглощения кислорода клетки и т.д. Некоторые соединения хлорамина более активны против ряда микроорганизмов, чем гипохлориты. Например, дихлороизоцианурат натрия более активен, чем гипохлорит натрия против таких бактерий, как E.coli, S.aureus и некоторых других.

В последние годы возрос интерес к дезинфицирующим средствам на основе диоксида хлора (ClO2). Диоксид хлора в 2.5 раза активнее, чем гипохлорит натрия в качестве окислителя. Диоксид хлора наиболее активен при рН=8.5.

Один из способов получения диоксида хлора можно представить следующим образом:

5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O

NaOCl + HCl → NaCl + HOCl

HOCl + 2NaClO2 → ClO2 + 2NaCl + H2O

Используя эти химические реакции, можно непосредственно в пенной пушке или пеногенераторе получать пену, содержащую 5 ppm диоксида хлора. Диоксид хлора активен против широкого спектра микроорганизмов, в том числе спорообразующие бактерии и вирусы. Его действие на микроорганизмы заключается в ингибировании воспроизведения микроорганизмов, поскольку диоксид хлора является сильным окислителем.

Когда хлорсодержащие соединения используют для обработки поверхностей, уничтожаются клетки вегетативных и спорообразующих бактерий. Вегетативные клетки уничтожить легче, чем споры Clostridium, которые в свою очередь легче уничтожить, чем споры Bacillius. Хлорсодержащие соединения в концентрации 50 ppm обладают слабой активностью в отношении Listeria monocytogenes, концентрации выше 50 ppm хлорсодержащие соединения эффективны в отношении этого патогенного микроорганизма. В целом эффективность хлорсодержащих соединений возрастает с увеличением концентрации и температуры раствора и понижением значения pH. Следует отметить, что с увеличением температуры увеличивается и скорость коррозии металлов, если обрабатывается металлическая поверхность.

К достоинствам хлорсодержащих соединений следует отнести:

  • эффективность в отношении различных бактерий, грибков и вирусов;
  • доступность в жидкой и гранулированной форме;
  • соли жесткости воды оказывают слабое влияние на активность;
  • при использовании хлорсодержащих соединений не происходит образования токсичных побочных продуктов;

Хлорсодержащие соединения обладают меньшей коррозионной способностью, чем жидкий хлор.

К недостаткам хлорсодержащих соединений следует отнести:

  • нестабильность и потеря активности с увеличением температуры и при взаимодействии с органическими веществами;
  • снижение биологической активности с увеличением показателя pH среды.
  • коррозия нержавеющей стали и других металлов, что допускает лишь кратковременный контакт с поверхностями и оборудованием из металлов;
  • теряют активность при хранении на свету и использовании при температурах выше 60ºС
  • в области низких значений pH (pH <4.0) может происходить образование токсичного газа Cl2, обладающего сильным коррозионным действием;
  • при высоких концентрациях в жидких формах могут быть взрывоопасными.

Йод содержащие соединения.

Соединения йода используются для дезинфекции поверхностей и оборудования, а также в качестве кожных антисептиков. Йодофоры используют также как соединения хлора в водоподготовке. Оказалось, что двухатомный йод J2 является самым активным антимикробным агентом из йодсодержащих соединений. Его активность проявляется в том, что он разрушает связи, удерживающие протеины в клетке вместе и ингибирует синтез протеинов. Свободный элементарный йод и йодноватистая кислота проявляют высокую активность в уничтожении микроорганизмов. В качестве дезинфицирующих агентов используют спиртосодержащие соединения йода и соединения на водной основе, эти растворы также используют в качестве кожных антисептиков. Активными в отношении микроорганизмов формами являются J2 и иодноватистая кислота НОJ.

Йодофорами называют комплексы элементарного йода J с неионогенными ПАВ, например нонилфенолэтиленоксидом, или комплекс йода с полимером – поливинилпирролидоном в водном растворе. Йодофоры чаще других йод содержащих соединений используются в качестве дезинфицирующих агентов. Поскольку активность в отношении микроорганизмов увеличивается с понижением значения pH, йодофоры комбинируют с фосфорной кислотой. Сочетание йодофоров с поверхностно-активными веществами и кислотами придает им моющие свойства. Такие средства обладают одновременно моющими и дезинфицирующими свойствами, они обладают лучшей растворимостью в водных растворах, чем суспензии или водные растворы йода. Они не обладают запахом и кожно-раздражающим действием.

Поведение комплекса ПАВ-йод можно объяснить химическим равновесием:

R + J2 ↔ RJ + HJ, R — неионогенное ПАВ

Количество доступного свободного йода определяет биологическую активность йодофора. Спорообразующие бактерии более устойчивы к действию йодофоров, чем вегетативные, и времена экспозиции, приведенные в таблице 4.1, в 10 -1000 раз больше, чем времена экспозиции, необходимые для аналогичного воздействия на вегетативные клетки. Активность йод содержащих веществ по своему действию на вегетативные клетки сравнима с хлор содержащими дезинфектантами, однако действие йодофоров на спорообазующие бактерии слабее. Йод содержащие дезинфицирующие агенты более устойчивы к воздействию органических веществ, чем хлор содержащие. Йодофоры обычно используют в концентрациях 12.5 – 25 ppm. Йодофоры более активны против Tubercule bacillus и других вирусов, чем остальные дезинфицирующие агенты. Йод содержащие соединения проявляют максимальную активность в области значений pH 2.5 – 3.5. Йодофоры в виде концентрированных и стабилизированных растворов имеют длительные сроки хранения. В разбавленных растворах йод имеет тенденцию к испарению, особенно активно этот процесс протекает при температуре выше 50ºС.

Таблица 1 Инактивация спорообразующих бактерий. Тесты проведены в дистиллированной воде при Т=15-20ºС.

Время снижения числа

микроорганизмов на 90%, мин.

Clostridium botulinum A

Материалы из пластмасс и резины способны адсорбировать соединения йода, что может привести к появлению пятен. В желтый цвет соединения йода окрашивают и органические загрязнения, этот эффект можно использовать для контроля остатков пищевых загрязнений на поверхностях.

Растворы йодофоров имеют кислый характер, поэтому они эффективны в жесткой воде, не способствуя при этом удалению минеральных отложений. Многие органические вещества, особенно молоко и молочные продукты инактивируют дезинфектанты на основе соединений йода.

К недостаткам дезинфицирующих агентов на основе соединений йода следует отнести невысокую активность против спорообразующих бактерий и бактериофагов, а также слабую биологическую активность при низких температурах. При температурах выше 50ºС.

Четвертичные аммониевые соединения.

Четвертичные аммониевые соединения часто используют для обработки полов, стен, мебели и оборудования. Эти соединения являются поверхностно-активными веществами и обладают хорошей смачивающей способностью. Невысокая моющая способность четвертичных аммониевых соединений при великолепной антимикробной активности предопределило их использование в качестве дезинфицирующих средств. Например, четвертичные аммониевые соединения обладают высокой активностью против L.monocytogenes и плесневых грибов.

В четвертичных аммониевых соединениях азот, соединенный с четырьмя органическими радикалами имеет положительный заряд:

ЧАС.jpg

Механизм воздействия четвертичных аммониевых соединений на микроорганизмы отличается от соединений хлора и йода. Дезинфицирующие агенты на основе четвертичных аммониевых соединений образуют бактериостатическую пленку на поверхности. Эти соединения селективно убивают патогенные микроорганизмы. Они не убивают спорообразующие бактерии, однако ингибируют их рост. Четвертичные аммониевые соединения обладают большей стабильностью в присутствии органических соединений по сравнению с хлор и йод содержащими дезинфектантами, однако присутствие органических веществ может привести к снижению их активности. Как правило, в состав дезинфицирующих веществ на основе четвертичных аммониевых солей входят диметилбезиламмонийхлорид, диметилэтилбензиламмонийхлорид, оба соединения не теряют активности в воде с содержанием солей жесткости от 500 до 1000 ppm, даже без добавления комплексообразующих агентов. В концентрациях, в которых четвертичные аммониевые соли используются для дезинфекции оборудования и поверхностей они не являются токсичными, не обладают кожно-раздражающим действием, не вызывают коррозию металлов, что является большим преимуществом по сравнению с хлор — содержащими соединениями. Следует иметь в виду, что четвертичные аммониевые соединения инактивируются анионными ПАВ, поэтому их можно комбинировать или использовать совместно только с определенными классами ПАВ – катионными и амфотерными.

К преимуществам дезинфектантов на основе четвертичных аммониевых солей следует отнести – бесцветность и отсутствие запаха, стабильность в присутствии органических веществ, отсутствие коррозии металлов, стабильность в широком интервале температур, отсутствие кожно-раздражающего действия, эффективность при высоких значениях pH, высокая активность в отношении плесневых грибов, отсутствие токсичности.

К недостаткам четвертичных аммониевых оснований следует отнести потерю активности в присутствии анионных ПАВ, пленкообразование на пищевом оборудовании и поверхностях, а также слабую активность в отношении грам-отрицательных бактерий за исключением Salmonella и E.coli. Активность в отношении грам-отрицательных бактерий усиливают, комбинируя четвертичные аммониевые соли с другими дезинфицирующими агентами.

Учитывая выше приведенные сведения, компания НПФ Химитек разработала и выпускает дезинфицирующее средство ХИМИТЕК УНИВЕРСАЛ-ДЕЗ . В качестве действующего вещества продукт содержит в составе четвертичное аммонийное соединение (ЧАС) нового поколения – дидецилдиметиламмоний хлорида, который внесён в Реестр Биоцидной продукции по Регламенту №(EU) 528/2012.

Рабочие растворы средства обладают стабильностью в жёсткой воде, а также не теряет активности при наличии на поверхности органических загрязнений и остаточных количеств ПАВ. На практике это означает: если предварительная очистка поверхности проведена не очень тщательно, эффективность дезинфектанта не снижается. Рабочие растворы средство обладают активностью против грамположительных и грамотрицательных бактерий, дрожжеподобных грибов и дрожжей — специфической микрофлоры предприятий пищевой промышленности и общественного питания. Средство не проявляет коррозионную активность, т.е. не повреждает объекты и поверхности из любых материалов. Обладают широкой областью применения: можно обеззараживать всё — от яичной скорлупы до мусоровозов. Обладает моющей способностью и высокой стабильность растворов при хранении.

Дезинфектанты на основе кислот

Дезинфицирующие вещества на основе кислот считаются токсикологически безопасными и биологически активными. Их используют в ополаскивающих и дезинфицирующих составах. Чаще всего используют органические кислоты, такие как уксусная, надуксусная, молочная, пропионовая и муравьиная. Присутствие кислот в ополаскивающих составах позволяет нейтрализовать и удалить остатки щелочных моющих и дезинфицирующих веществ. Действие кислотосодержащих дезинфицирующих веществ основано на взаимодействии и разрушении мембраны клетки. Появление технологий автоматической мойки, в которых последнюю стадию ополаскивания желательно комбинировать с дезинфекцией, вызвало появление большого количества дезинфицирующих продуктов на основе кислот. Эти продукты, как правило, используют в заключительной стадии обработки оборудования – ополаскивания и дезинфекции, после чего оборудование оставляют на ночь с минимальным риском микробного обсеменения. Требования к таким продуктам – отсутствие коррозионной способности по отношению к металлам.

В последние годы очень сильно вырос интерес к дезинфицирующим веществам на основе надуксусной кислоты. Дезинфицирующие средства на надуксусной (перуксусной) кислоте, обладают высокой эффективностью, широким спектром действия. В зависимости от задачи надуксусную кислоту используют в интервале концентрации от 30 до 250 ppm. Надуксусная кислота практически безопасна для человека: в концентрациях до 80 ppm может присутствовать на овощах и фруктах, а в концентрациях до 250 ppm – на обработанных поверхностях. Дезинфицирующие средства на основе надуксусной кислоты не требуют смывания (если не содержат моющих компонентов или других веществ, которые сами по себе должны смываться с поверхностей или пищевого оборудования). Использование таких средств позволяет сэкономить время, снизить расход воды, и таким образом, сократить финансовые затраты на дезинфекцию.

Надуксусная кислота нашла широкое применение в различных областях. Ее используют для дезинфекции оборудования и предварительно очищенных твёрдых поверхностей в производстве молочных продуктов, вина, напитков, оборудования птицеферм и животноводческих хозяйств. Поскольку надуксусная кислота активна против дрожжей Candida, Saccharomyces, Hansenula и плесневых грибов – Penicillium, Aspergillus, Mucor Geotrichum, она нашла широкое применение в производстве пива и безалкогольных напитков. Именно надуксусная кислота используется для дезинфекции алюминиевой тары – банок для пива и безалкогольных напитков и для консервированных продуктов.. Увеличившийся интерес к использованию надуксусной кислоты в пищевой промышленности связан с ее высокой активностью в отношении таких патогенных микроорганизмов, как Listeria, Salmonella, а также способностью уничтожать биопленки. Надуксуная кислота нашла широкое применение для ограничения роста бактерий, грибов и слизи в системах охлаждения воды, парообразования, системах обратного осмоса и фильтрации. Кроме того, ее используют для удаления минеральных отложений, запахов, биопленок с оборудования и поверхностей. К положительным свойствам надуксусной кислоты следует также отнести свойства отбеливателя.

Действие надуксусной кислоты основано на окислении внешней клеточной мембраны вегетативных бактериальных клеток, эндоспор, дрожжей и плесневых грибов. Чем сильнее окислитель, тем быстрее погибает патогенный микроорганизм. Надуксусная кислота является очень эффективным окислителем. По своей окислительной способности надуксусная кислота уступает только озону и намного превосходит хлорсодержащие соединения (Таблица 2).

Таблица 2. Окислительная способность некоторых дезинфектантов.

Окислительная .способность, эВ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *