EA003219B1

EA003219B1 - Способы и составы для уменьшения обрастания поверхностей морских конструкций и сооружений

Info

Publication number: EA003219B1
Application number: EA200100919A
Authority: EA
Inventors: Уоррен Пол Пауэрс; Томас Аллэн Селвиг; Ричард Ирвин Ливитт
Original assignee: Уи.Пи. ПАУЭРС КОМПАНИ; Уоррен Пол Пауэрс; Томас Аллэн Селвиг
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2003-02-27
Also published as: CN1204209C; WO2000050521A9; ES2237082T3; US5919689A; ES2232115T3; EP1161502A1; CA2362569A1; NZ513846A; PT1161502E; EA200100919A1; AU770648B2; NO20013874L; BR9917140A; JP2002537470A; WO2000050521A1; SI1161502T1; DE69922415T2; AU2004202283A1; MXPA01008609A; ATE283901T1

Abstract

Предметом настоящего изобретения являются составы и/или красящие покрытия, препятствующие обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащие гидролитический(ие) фермент(ы), микроорганизм(ы) или смеси гидролитического(их) фермента(ов) и микроорганизма(ов), при этом микроорганизм и гидролитический фермент снижает обрастание поверхности морских конструкций и сооружений, покрытой составом или красящим покрытием, препятствующим обрастанию поверхности. Такие составы и/или красящие покрытия могут содержать неорганическую соль в каталитически эффективном количестве. Также описаны устройства, покрывающиеся подобными составами или красящими покрытиями. В завершении, описываются способы, снижающие обрастание поверхностей морских конструкций и сооружений, понижающие коррозию морских конструкций и сооружений, ограничивающие адсорбцию воды поверхностью морских конструкций и сооружений, меняющие коэффициент изнашиваемости поверхностей морских конструкций и сооружений, прекращающие рост образований на поверхности морских конструкций и сооружений, а также удаляющие эти образования с поверхности морских конструкций и сооружений.

Description

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к способам, красящим покрытиям и составам, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.

Проблемы обрастания морских конструкций и сооружений беспокоят людей с момента их первого знакомства с морской средой. Обрастание морских конструкций и сооружений, которое представляет собой прилипание организмов к поверхности морских конструкций и сооружений, характерно не только для морских судов, где оно появляется на корпусах и системах движителя судов, но также и для других структур, испытывающих воздействие морской воды. К таким структурам можно отнести сваи, морские навигационные знаки, подводные коммуникации типа кабелей и трубопроводов, перемычки, градирни и другие устройства или структуры, которые работают в погруженном под воду положении.

Обрастание морских конструкций и сооружений зависит от множества факторов, включая освещение, размещение и характеристики грунтовки, гидравлику, химические факторы, биологическую сложность личинок морских организмов, плотность и генетическую конструкцию биоценоза личинок и наличие или отсутствие поверхностных пленок.

Поверхностные пленки на поверхности морских конструкций и сооружений представляют большой интерес, так как огромное число личинок морских организмов с наибольшей готовностью заселяют поверхности, имеющие такие пленки (ΌΧ. Спкр, СйетокотЬйоп ίη Матте Отдашктк: РасЮгк 1пПиепсшд 1Пе 8ей1етеп1 οί Маппе 1пуег1еЬга1е Ьатуае (Хемосорбция в морских организмах: факторы, влияющие на процессы колонизации морских беспозвоночных личинок) 177, 215 (1974) (ей. Р.Т. 6гап1 & А.М. Маскте). Такие поверхностные пленки на поверхности морских конструкций и сооружений образуются морскими микробами почти сразу же после погружения поверхности в воду (Э.Ь. К ί гейта η е1 а1., Айкотрйоп οί Рто1ешк ίο ЗигГасе ίη 8еатеа1ет (Поверхностное поглощение протеинов в морской воде). Маппе Сйетщйу 27:201-217 (1989)).

Эти микробы стимулируют дальнейшее развитие организмов, встречающихся в обрастаниях (С.Е. 2оЬе11 апй Е.С. А11еп, Тйе δί^ηίίίсапсе оГ Маппе Вас1епа ίη 1йе Еоийпд оп 8иЬтетдей ЗигГасек (Значение морских бактерий в обрастании поверхностей, погруженных в воду), Т Васй 29:230-51 (1935)). В действительности, исследователи обнаружили доказательства сильной корреляции между образованием первичной пленки и прилипанием животных к поверхностям морских конструкций и сооружений (В. М11сПе11 & Ь. Уоипд, Тйе Во1е оГ Мютоотдашктк ίη Маппе Еоийпд (Роль микроорганизмов в обрастании морских конструкций и со оружений). Тесйшса1 герой Ыо. 3 ν.8. ОГйсе оГ №1са1 Векеатсй Соп1тас1 Ыо. Ν00014-67-Α-02980026 ΝΒ-306-025 (1972)).

Поверхностные пленки могут включать внеклеточные углеводороды и протеины, выделяемые морскими микроорганизмами, которые могут использоваться для прилипания самих микроорганизмов к поверхности морских конструкций и сооружений (А. Эаше1ккоп е1 а1., Оп Вас1епа1 Аййекюп - 1Пе еГГес! оГ сейаш епхутек оп аййетей се11к оГ а тайпе Ркеийотопак кр. (Об адгезии бактерий - влияние некоторых ферментов на прилипшие клетки морского Ркеийотопак кр), Во1ашса тайпа 20:13-17 (1977); 6.6. беекеу е1 а1., Мкгоксорю Ехатшайоп оГ Ыа1ига1 ЗеккП Вас1епа1 Рори1айопк Ггот ап А1рше 81геат (Микроскопическое исследование естественных популяций прикрепленных бактерий из альпийского течения), Сап. 1. МютоЬо. 23:1733-36 (1977)). Поверхностное поглощение протеина может существенно влиять на микробиологические, химические и биогеохимические процессы при взаимодействиях морской воды с поверхностью (Э.Ь. Кйсйшап е1 а1., Айкотрйоп оГ Рто1ешк 1о ЗигГасе ίη 8еатеа1ет (Поверхностное поглощение протеинов в морской воде), Маппе Сйетэкйу 27:201-217 (1989)). Такое прилипание микроорганизмов обеспечивается постоянно обновляемыми питательными веществами в рамках физических условий, которые способствуют его росту (ΤΆ С.’ок1ег1оп е1. а1., Ноте Вас1епа Зйск (Как приклеиваются бактерии), Зшепййс Атепсап 238:86-95 (1977)).

Однако обрастание морских конструкций и сооружений (т.е. нежелательное прилипание организмов к поверхности морских конструкций и сооружений) создает много проблем. Обрастание морских конструкций и сооружений приводит к увеличению гидравлического сопротивления, массы и развитию коррозии морских конструкций; ухудшению эстетики морских конструкций и сооружений и увеличению стоимости технического обслуживания, связанного с удалением образований и ремонтом конструкций и сооружений. Кроме того, даже небольшое число ракообразных или схожих с ними организмов, налипших на гребных винтах судна, может существенно снизить эффективность работы гребных винтов или вызвать проблемы кавитации.

Предприятия, деятельность которых связана с морской средой, стремятся снизить обрастание морских конструкций и сооружений путем введения различных токсичных материалов, например ртути, олова и меди, в покрытия судов, конструкций и сооружений. Однако при использовании этих добавок возникают существенные экологические проблемы. Покрытия, содержащие такие добавки, обычно создаются для того, чтобы оказывать воздействие этими токсичными материалами, находящимися в структуре покрытия, на окружающую среду.

Такое воздействие позволяет токсичным материалам выщелачиваться в морской среде, снижая, таким образом, прилипание ракообразных.

Однако токсичная природа материалов является обоюдоострой; помимо уменьшения прилипания ракообразных эти добавки оказывают неблагоприятное воздействие на морскую среду. Из-за экологических проблем, связанных с использованием таких добавок, Агентство по защите окружающей среды США ввело существенные ограничения на непрерывное использование таких составов, в частности олова и ртути. Кроме того, даже там, где это разрешено, использование этих добавок обходится дорого, так как требуется частое возобновление разрешения (в некоторых районах каждые 6 месяцев). Таким образом, эти токсичные добавки дорого обходятся как в смысле денежных средств, так и вреда, наносимого окружающей среде. Кроме того, морские организмы, которые прилипают к подводной поверхности структур, могут вырабатывать иммунитет к токсичным материалам и эффективно превращать эти материалы в негодные.

Для решения проблемы обрастания поверхностей конструкций и сооружений в морской среде предпринимались и другие попытки. Во французском патенте 2562554 описан состав для предотвращения обрастания морских конструкций и сооружений в виде окрашенного покрытия, содержащего протеолитический фермент. В международной публикации по заявке νθ 95/27009 описано красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащее фермент галопероксидозы. В реферате японского патента [том 012, № 491 (С-554) (21 декабря 1988г.)] также описан состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, в котором совместно используются особое катионное поверхностноактивное вещество и фермент.

Учитывая вышеупомянутое, существует потребность в способах и составах, препятствующих обрастанию морских конструкций и сооружений, которые не используют токсичных добавок и не наносят существенный вред окружающей среде. После многочисленных экспериментов авторам изобретения пришла идея внедрения в покрытия морских конструкций и сооружений гидролитических ферментов и/или микроорганизмов, в функции которых входит ограничение нежелательного обрастания морских конструкций и сооружений.

Подход, предложенный авторами, имеет существенные преимущества по сравнению с предыдущими попытками решения проблем обрастания морских конструкций и сооружений. Например, предложенный способ основан на применении гидролитических ферментов и/или живых клеток, предотвращающих обрастание морских конструкций и сооружений морскими организмами. Таким образом, покрытия по настоящему изобретению могут быть получены без использования заметных количеств токсичных материалов (например, тяжелых металлов) и сохранять при этом свою действенность. Это позволяет избежать проблем загрязнения окружающей среды, связанных с применением биоцидов тяжелых металлов.

В этих вариантах настоящего изобретения микроорганизмы и/или гидролитические ферменты вводятся путем простого подмешивания в покрытия, устойчивые к воздействию морской среды, как, например, эпоксид, полиуретан или другие материалы. Микроорганизмы и/или гидролитические ферменты могут применяться на любой поверхности, на которую могут наноситься составы покрытий и/или красящие покрытия по настоящему изобретению (лопасти, гребные винты, корпуса судов, градирни и т.п.). Поэтому данные покрытия и/или красящие покрытия по настоящему изобретению могут найти применение во многих областях.

Применение микроорганизмов вдобавок к использованию гидролитических ферментов приводит к дополнительным преимуществам. Например, когда состав покрытия и/или красящее покрытие по настоящему изобретению модифицируется полезными микроорганизмами, то эти микроорганизмы могут выделять вещества в виде дополнительных гидролитических ферментов, которые увеличивают количество гидролитических ферментов, дополнительно переходящих в покрытие и/или красящее покрытие. Эти процессы могут надежным образом продолжаться в течение вероятного срока службы состава покрытия и/или окрашенного покрытия или пока популяция микроорганизмов не прекратит свое существование в морской среде. В другом случае полезные микроорганизмы могут конкурировать с организмами, приводящими к обрастанию поверхностей морских конструкций и сооружений, и уменьшать, таким образом, обрастание морских конструкций и сооружений.

Краткое изложение сущности изобретения

Таким образом, настоящее изобретение относится к способам, составам покрытий и окрашенным покрытиям, которые позволяют избежать одну или большее число из перечисленных выше проблем.

Для достижения этих и других преимуществ и в соответствии с целью настоящего изобретения, как описано и подробно рассмотрено, настоящее изобретение направлено на получение состава покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащего, по крайней мере, один гидролитический фермент, или, по крайней мере, один микроорганизм, или смесь гидролитического фермента и микроорганизма, при этом один гидролитический фермент, или микроорганизм, или их смесь уменьшают обрастание морских конструкций и сооружений, покрытых составом, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.

Настоящее изобретение также направлено на получение окрашенного покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащего красящий состав, годный для применения в условиях морской среды; и, по крайней мере, один гидролитический фермент, или, по крайней мере, один микроорганизм, или смесь гидролитического фермента и микроорганизма, при этом один гидролитический фермент, или микроорганизм, или их смесь уменьшают обрастание морских конструкций и сооружений при нанесении на них окрашенного покрытия, препятствующего обрастанию.

Настоящее изобретение также направлено на разработку способов, уменьшающих обрастание поверхностей морских конструкций и сооружений, изделий с нанесенным на них составом покрытия, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений, или окрашенным покрытием, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений, способов уменьшения коррозии в морской воде и способов ограничения поверхностного поглощения воды морскими конструкциями и сооружениями.

В другом аспекте настоящего изобретения описаны способы удаления образований на поверхности морских конструкций и сооружений, снижения тенденции гребного винта к кавитации под нагрузкой и сокращения колонии плесневого грибка на поверхности морских конструкций и сооружений.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения описаны составы покрытий и окрашенные покрытия, препятствующие обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащие неорганическую соль в каталитически эффективном количестве.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 показаны экспериментальные кривые для панелей верхнего яруса 1-4 и контрольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

На фиг. 2 показаны экспериментальные кривые для панелей верхнего яруса 5-7 и контрольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

На фиг. 3 показаны экспериментальные кривые для панелей верхнего яруса 8-10 и контрольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

На фиг. 4 показаны экспериментальные кривые для панелей нижнего яруса 1-4 и контрольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

На фиг. 5 показаны экспериментальные кривые для панелей нижнего яруса 5-7 и контрольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

На фиг. 6 показаны экспериментальные кривые для панелей нижнего яруса 8-10 и кон трольной панели с покрытием по настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на получение составов покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащего, по крайней мере, один гидролитический фермент, или, по крайней мере, один микроорганизм, или смесь гидролитического фермента и микроорганизма, при этом один гидролитический фермент, или микроорганизм, или их смесь уменьшают обрастание морских конструкций и сооружений, покрытых составом, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений. Изобретение направлено также на морские конструкции и сооружения, покрытые данным составом, и способ, уменьшающий обрастание поверхности морских конструкций и сооружений, включающий этап нанесения состава покрытия на поверхность морских конструкций и сооружений, при этом данный состав уменьшает обрастание поверхности морских конструкций и сооружений.

Другим аспектом настоящего изобретения является красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащее красящий состав, годный для применения в условиях морской среды; и, по крайней мере, один гидролитический фермент, или, по крайней мере, один микроорганизм, или смесь гидролитического фермента и микроорганизма, при этом один гидролитический фермент, или микроорганизм, или их смесь уменьшают обрастание морских конструкций и сооружений при нанесении на них покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений. Изобретение относится также к морским конструкциям и сооружениям, покрытым данным покрытием, и способу, уменьшающему обрастание поверхности морских конструкций и сооружений, включающему этап нанесения данного покрытия на поверхность морских конструкций и сооружений, при этом данное покрытие, нанесенное на поверхность морских конструкций и сооружений, уменьшает обрастание поверхности морских конструкций и сооружений.

В другом воплощении изобретения предлагается способ для уменьшения коррозии в морской воде, включающий этап нанесения состава покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений, при этом данный состав образует, по крайней мере, одну поверхностную пленку, которая уменьшает поверхностное поглощение (адсорбцию) молекул, вызывающих коррозию, морскими конструкциями и сооружениями. Приводится также способ, в котором данный состав задерживает образование поверхностной коррозии и межкристаллитной коррозии.

В другом воплощении настоящего изобретения рассмотрен способ уменьшения коррозии в морской воде, включающий этап нанесения покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений, при этом данное красящее покрытие образует, по крайней мере, одну поверхностную пленку, которая уменьшает поверхностное поглощение (адсорбцию) молекул, вызывающих коррозию, морскими конструкциями и сооружениями. Еще в одном аспекте заявляемого изобретения раскрыт способ, в котором данное красящее покрытие задерживает образование поверхностной коррозии и межкристаллитной коррозии.

Еще одним воплощением изобретения является способ ограничения поверхностного поглощения (абсорбции) воды морскими конструкциями и сооружениями, включающий этап нанесения состава покрытия или покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений, при этом данный состав или красящее покрытие образуют поверхностную пленку, которая, в свою очередь, уменьшает поверхностную пористость морских конструкций и сооружений.

В другом аспекте изобретения описан способ уменьшения гидравлического сопротивления поверхности морских конструкций и сооружений, включающий этап нанесения состава покрытия или покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений. Настоящее изобретение также направлено на создание способа применения состава покрытия или окрашенного покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, по которому в составе покрытия или окрашенном покрытии присутствуют микроорганизмы, вырабатывающие поверхностноактивные вещества, способные действовать как смачивающие вещества.

Одним из аспектов изобретения является способ удаления образований на поверхности морских конструкций и сооружений, включающий этап нанесения состава покрытия или покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений. Еще одним аспектом изобретения является способ применения состава покрытия или окрашенного покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, в соответствии с которым образование может быть жестким или мягким. Еще в одном аспекте настоящего изобретения рассмотрен способ применения состава покрытия или окрашенного покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, по которому гидролитический фермент, или микроорганизм, или их смесь разрушают выделения имеющихся образований и приводят к отрыву мягкого или жесткого образования.

В другом аспекте настоящего изобретения рассмотрены составы покрытий или окрашенные покрытия, препятствующие обрастанию морских конструкций и сооружений, содержащие неорганическую соль в каталитически эффективном количестве. Еще в одном аспекте изобретения рассмотрен способ снижения тенденции гребного винта к кавитации под нагрузкой, включающий этап нанесения состава покрытия или покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, на поверхность морских конструкций и сооружений. Еще одним аспектом изобретения является способ применения состава, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, для сокращения колонии плесневого грибка на поверхности морских конструкций и сооружений, включающий этап нанесения состава покрытия, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, при этом данный состав образует, по крайней мере, одну поверхностную пленку, которая уменьшает поверхностное поглощение плесневого грибка морскими конструкциями и сооружениями или его прилипание к этим конструкциям и сооружениям или задерживает рост плесневого грибка на поверхности морских конструкций и сооружений.

Ниже на основе примеров приводится подробное описание предпочтительных воплощений настоящего изобретения.

Защитные составы покрытий и/или окрашенные покрытия по настоящему изобретению, содержащие микроорганизмы и/или гидролитические ферменты, могут действовать разными способами. Один из возможных механизмов действия заключается в том, что в составе наносимого покрытия по настоящему изобретению могут содержаться популяции безвредных микроорганизмов. Такие безвредные микроорганизмы могут выводиться для подавления с помощью конкурентной борьбы нежелательных организмов, снижая, таким образом, обрастание морских конструкций и сооружений. Такие безвредные микроорганизмы могут действовать путем возможного избирательного удаления критических питательных веществ, например органических составов или микроорганизмов, являющихся источником питания, из микропленок воды на поверхности морских конструкций и сооружений. В другом случае эти микроорганизмы могут действовать путем выделения антибиотиков или других составов, замедляющих рост организмов, встречающихся в обрастаниях. Таким образом, эти безопасные микроорганизмы могут эффективно снижать рост микроорганизмов, встречающихся в обрастаниях (например, плесени), и колонизацию этих объектов в дальнейшем личинками морских организмов.

Составы покрытий или окрашенные покрытия могут также непосредственно разрушать поверхностные пленки, разрушая их полимерные структуры путем гидролиза протеинов и полисахаридов этих поверхностных пленок. Это прерывает цепь событий, которая, в конце концов, приводит к накоплению больших количеств морских организмов (включая бактерии, грибки, рачков и т.п.) на корпусе судна. Такое воздействие может быть выполнено путем использования внеклеточных ферментов, которые разрушают углеводороды и протеины, составляющие поверхностные пленки. Авторы испытали этот механизм путем использования снятого молока и кукурузного крахмала в качестве модели субстрата для определения активности двух основных гидролитических ферментов - протеазы и альфа-амилазы. В другом случае составы покрытий и/или окрашенные покрытия могут работать путем изменения поверхностного натяжения морских конструкций и сооружений, на которые наносятся эти составы покрытий и/или покрытия. Такие изменения поверхностного натяжения могут разрушать процессы заселения поверхности нежелательными морскими организмами.

Данное изобретение используется против ракообразных и других жестких образований морских организмов, к которым относятся, например,

Трубчатые черви: полихеты; тип - Апиейба; подкласс - Еишсеа; семейство - 8егри11бае;

Мидии: двустворчатые; тип - Мо11икса; подкласс - Р1епошогр1па; семейство - Мубйбае;

Устрицы: двустворчатые: тип - Мо11икса; подкласс - Р1епошогр1па; семейство - ОкИшбае;

Моллюски: двустворчатые; тип - Мо11икса; подкласс - Н1егобоп1а; семейство - Уепепбае;

Мшанки: мшанки; тип - Вгуо/оа; подотряд Апакса и Аксорйога; род - 8с1ихороге11а;

Морская уточка: ракообразные; тип - Аг(Нгороба; подтип - Сгик1асеа.

Данное изобретение используется также против мягких образований, которые могут ухудшить ходовые характеристики судовых корпусов, разрушают грунтовку морских конструкций и сооружений, сокращают срок службы оборудования и увеличивают эксплуатационные расходы. Примерами таких мягких образований могут служить

Морские водоросли (растение): Рабша и Собшт;

Мшанки (животное): Видипа Ыегейпа; Гидроиды (животное): ОЬеШа;

Сабеллиды (животное):

Эе1ауа Магта (морские бактерии): 21Ьпа.

Описанные способы и составы могут использоваться на различных поверхностях, включая, но не ограничиваясь ими, корпуса судов, морские навигационные знаки, перемычки, сваи, водозаборы, перекрытия, крыши и кровельные плитки. Например, способы и составы могут использоваться для минимизации обрастания морских навигационных знаков. Такие знаки включают большую категорию плаваю щих объектов, на которых в значительной степени накапливаются морские образования.

Точно так же эти способы и составы могут применяться и в случае использования морских перемычек. Морские образования, скапливающиеся на конструкциях перемычек, вредны для них в долгосрочной перспективе. Кроме того, эти образования вызывают и краткосрочные эффекты, которые неприглядны с точки зрения эстетики и опасны. Более того, жесткие образования, обладающие абразивными свойствами, могут вызывать серьезные повреждения судов.

Точно так же настоящее изобретение может использоваться для минимизации засорений, вызванных наростообразованием на теплообменниках, испарителях, конденсаторах и системах пожаротушения и промывки, использующих морскую воду, что приводит к существенному снижению стоимости техобслуживания для всех категорий морских конструкций и сооружений.

Составы и/или окрашенные покрытия по настоящему изобретению могут включать различные гидролитические ферменты, хотя на практике их применение не является обязательным. Примерами таких ферментов могут служить протеазы и амилазы, а также другие гидролитические ферменты, известные из уровня техники. Отобранные гидролитические ферменты могут предотвращать или уменьшать прилипание нежелательных морских организмов. Отобранные гидролитические ферменты должны быть стойкими и сохранять свою работоспособность в условиях морской среды, воздействию которой они подвержены.

Составы и/или окрашенные покрытия по данному изобретению могут включать различные микроорганизмы, хотя на практике их применение не является обязательным. Эти микроорганизмы могут принадлежать следующим родам: ВасШик, ЕксйепсЫа. Ркеиботопак, хотя возможно применение и микроорганизмов других известных родов. Отобранные микроорганизмы должны работать в морской среде для предотвращения или уменьшения прилипания нежелательных морских организмов. Отобранные микроорганизмы должны быть стойкими и сохранять свою работоспособность в условиях морской среды, воздействию которой они подвержены.

Составы и/или окрашенные покрытия по настоящему изобретению включают указанные выше ферменты и/или микроорганизмы в количестве, эффективном для уменьшения роста нежелательных микроорганизмов. Такие составы и/или окрашенные покрытия могут быть различного вида, включая красящие составы, лаки, пасты, ламинаты, смолы, включая эпоксидные, воски, гели и клеи, добавляемые к другим известным из уровня техники видам. Эти составы и/или окрашенные покрытия могут быть полимерами, олигомерами, мономерами и могут со держать, если необходимо, кросс-линкеры или активаторы отвердения. Такие составы и/или окрашенные покрытия могут содержать другие добавки помимо перечисленных выше из известного уровня техники для достижения необходимых целей. Такие добавки могут включать консерванты, пигменты, красители, наполнители, поверхностно-активные вещества и другие известные из уровня техники.

Основой таких составов и/или окрашенных покрытий по настоящему изобретению могут быть полимерные смолы, хотя на практике можно обойтись и без них или использовать другие материалы. Составы и/или покрытия могут наноситься одним слоем или как многослойное покрытие.

Кроме того, авторы пришли к заключению, что добавки из некоторых неорганических солей (№С1. СаС1₂, Мд§0₄ и т.п.) увеличивают каталитический гидролиз как жидкой, так и твердой фазы (внедренной в смолу) альфа-амилазы (можно приобрести в компании Сеиеисог). Хлорид кальция использовался как участник каталитической реакции альфа-амилазы, при этом количество хлорида кальция, необходимое для активации реакции (приблизительно 60 частей на миллион), значительно ниже количества, применяемого в составах эпоксидной смолы в приведенных ниже примерах. Таким образом, каталитически эффективные количества этих неорганических солей могут использоваться в качестве добавки. Каталитически эффективное количество превышает количество неорганической соли, необходимое для активации реакции. Каталитический эффект более полно используется в примерах 7 и 8, приведенных ниже.

В приведенных ниже примерах демонстрируются различные аспекты настоящего изобретения.

Пример 1.

Для демонстрации того, что ферменты, внедренные в соответствующие составы покрытий или в окрашенные покрытия морских конструкций и сооружений, сохраняют свои свойства, была проведена серия экспериментов. В качестве субстратов, применяемых для определения активности двух основных ферментов протеазы и альфа-амилазы, использовалось снятое молоко и кукурузный крахмал соответственно. Как рассматривалось ранее, каждый из этих субстратов представлял испытуемые субстраты для составляющих протеина и полисахарида в целевом гликопротеине, описанном как стартовый элемент процесса обрастания морскими организмами.

В качестве реакторов ферментов применялись пластиковые или стеклянные колбы (емкость 100 мл). Ферменты были получены в компании Сеиеисог 1п1егпа1юпа1, 1пс. (РосйеЧег ΝΥ). Испытывались следующие ферменты:

Ие^е 160 (жидкая альфа-амилаза);

Махату1 СХТ 5000 (инкапсулированная альфа-амилаза);

РигаТес! 2000С (инкапсулированная протеаза); Махату1 15000 СХТ (жидкая альфа-амилаза). Во всех испытаниях инкапсулированные ферменты добавлялись непосредственно в покрытия. После исследования активности жидких ферментов эти ферменты сначала вводились в хлорид кальция. В качестве абсорбента для упрощения смешивания с составом покрытия использовался хлорид кальция, так как процессу отвердения мешала вода. Позже было обнаружено, что добавка хлорида кальция (СаС1₂), а также другие соли приводят к повышению амилолитической активности.

Протеолитическая активность определялась с использованием следующего анализа. Молочный протеин осаждается из раствора с помощью уксуса (раствор уксусной кислоты). По окончании испытания ферментный гидролиз молочного протеина контролировался путем воздействия протеазы на раствор молочного протеина и введением в образец уксусной кислоты. Уменьшение количества осадка являлось мерой активности фермента и выражалось как процентный гидролиз.

Если другое не оговаривается, то анализ активности фермента выполнялся путем введения 25 мл снятого молока, разбавленного в воде в соотношении 1:4 (до содержания протеина 0,94%). Активность оценивалась количественно путем сравнения с контрольным экспериментом без участия фермента или клеток. Для осаждения всех имеющихся протеинов добавлялась кислота. В качестве объемной меры количества протеина в растворе молока перед гидролизом использовалось количество выпавшего осадка. Активность фермента определялась путем сравнения количества протеина, осаждаемого с помощью кислоты, перед и после воздействия на индикаторные ферменты и клетки. Отсутствие протеина, осаждаемого с помощью кислоты, принималось как показатель 100% гидролиза путем добавления фермента.

Активность амилолитического фермента определялась путем введения суспензии кукурузного крахмала в воде, полученной перемешиванием до загустения (12 г на 10 мл воды). Вода и крахмал добавлялись в альфа-амилазу, суспендированную в воде или внедренную в отвержденную эпоксидную смолу. Реакция, приводящая к полному переходу загустевшей суспензии крахмала в жидкое состояние, указывала на полное (100%) завершение гидролиза. В тех реакциях, где в результате введения альфаамилазы наблюдалось снижение вязкости, активность приближенно определялась степенью сопротивления лопастной мешалки. Хотя эти измерения активности были субъективными, они являлись воспроизводимыми в сравнении с контрольным эталоном, содержащим воду и крахмал без фермента.

400 мг инкапсулированной протеазы (РигаГес! 2000С, можно приобрести в компании Оеиеисог 1п!егпабопа1 1пс., Косбе^ег, ΝΥ) смешивались с 2-х дюймовой (50 мм) лентой эпоксидной смолы и отвердителя (2,4,6тридиметиламинометилфенол, который можно приобрести в компании ΙΤν Вгапбу \Уооба1е, 1Ь). Смеси смолы и фермента использовались для нанесения покрытия изнутри на донышко пластиковой бутылки емкостью 100 мл и диаметром 2 дюйма (50 мм). Эти смеси оставляли на 16 ч для отвердения. Как показано в табл. 1, в реакторы добавлялось разбавленное снятое молоко и смесь выдерживалась при комнатной температуре в течение 5 ч. Образцы удалялись и исследовались на протеолитическую активность путем введения разбавленной уксусной кислоты до получения осадка негидролизированного протеина.

Таблица 1

Испытуемая смесь	Гидролиз, %
Только эпоксидная смола	0
Эпоксидная смола+РигаГес! 2000С	100

Таким образом, инкапсулированная протеаза (РигаРес! 2000С) сохраняет свою ферментную активность после внедрения в клей из эпоксидной смолы.

Пример 2.

Ферментная активность инкапсулированной протеазы (РигаГес! 2000С) снова определялась в соответствии с процедурой, описанной в примере 1, за исключением того, что для разбавления снятого молока морская вода была заменена на водопроводную воду. Полученный результат идентичен результату, полученному в примере 1. Таким образом, замена морской воды на водопроводную не отражается на активности протеолитического фермента, заключенного в эпоксидную смолу.

Пример 3.

Пластиковый шарик диаметром 1/2 дюйма (12,5 мм) покрывался смесью эпоксидной смолы и фермента в соответствии с примером 1. В каждый реакторный сосуд добавлялось снятое молоко, разбавленное до содержания протеина 0,12 %. После 4 ч выдержки при температуре окружающей среды образцы извлекались и для осаждения негидролизированного молочного протеина добавлялась разбавленная уксусная кислота. Результаты эксперимента представлены ниже.

Таблица 2

Испытуемый материал	Гидролиз, %
Контрольный эксперимент (без фермента)	0
Эпоксид+РигаГес! 2000С	100
Шарик с покрытием из РшаРес! 2000С	80

Таким образом, реакторы, содержащие либо покрытие из смеси эпоксида и фермента изнутри донышка бутылки, либо шарик, покры тый ферментом, продемонстрировали полный или почти полный гидролиз протеина.

Пример 4.

Для изучения динамики стабильности покрытия использовался ферментный реактор, приготовленный в соответствии с примером 1, путем нанесения покрытия из смеси эпоксида и фермента (протеаза) на донышко пластиковой бутылки изнутри. Изучалась гидролитическая активность покрытия в течение 24 ч и 28 дней.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Таблица 3

Испытуемый материал	Гидролиз, %
Контрольный эксперимент (без фермента)	0
Эпоксид+РигаГес! 2000С (24 ч)	100
Эпоксид+РигаГес! 2000С (28 дней)	80

Смесь эпоксидной смолы и фермента оставалась активной после 28 дней при температуре окружающей среды, и испытания продемонстрировали только небольшую потерю активности.

Пример 5.

В качестве альтернативных вариантов эпоксиду компании Иеусоп испытывались и другие смолы.

1) РС-11 - клей на основе эпоксидной смолы для работы в тяжелых эксплуатационных условиях фирмы Рго!есбуе Ратбпд Сотрапу;

2) Ро1уроху - состав на основе эпоксидной смолы (состав 7055 для экстренного подводного ремонта фирмы Ре!б! Ра1п1 Сотрапу, Коскгау, N1);

3) Ое1-Соа! - состав νΐιίΝ Се1 Соа! на основе полиэфирной смолы фирмы С1еаг Соа! Согр., РЬ);

4) В о ибо - материал на основе полиэфирной смолы и стекловолокна (фирмы Иупа1гоп/Вопбо Согрогабоп).

Все смеси смола/фермент готовились в соответствии с примером 1, и в качестве источника протеолитического фермента использовался препарат РигаГес! 2000С. Спустя 2 ч из каждой реакторной смеси брался образец. Процентный гидролиз определялся в соответствии с описанием, приведенным в примере 1. Результаты испытаний приводятся в табл. 4.

Таблица 4

Испытуемый материал	Гидролиз, %
Контрольный эксперимент (без эпоксида или фермента)	0
РС-11	70
Ро1уроху	90
Ое1-Соа!	50
Вопбо (стекловолокно)	95

Пример 6.

Исследовались жидкие ферменты как составная часть композиций фермент-смола. В предыдущих экспериментах в качестве средства гидролизации гликопротеина, который считался основным веществом процесса биологического обрастания, рассматривался только протеолиз. В данном эксперименте исследовались как протеолитические, так и амилолитические ферменты. Сначала для уменьшения количества свободной воды, вводимой с ферментами, перед смешиванием с Бсусоп'к 5 Мши1е Ероху к 4,0 г СаС1₂ добавлялся препарат РигаРес! 4000Ь (0,5 мл) или Бек1/е 160 (0,5 мл). Отмечено, что свободная вода мешает отвердению исследуемой эпоксидной смолы.

В реакторные сосуды № 2 и 4 вводился суспендированный крахмал. В реакторные сосуды № 1 и 3 добавлялось разбавленное молоко. После выдержки в течение 2 ч при температуре окружающей среды степень гидролизации каждой смеси определялась по способу, описанному в примере 1. Составы и результаты исследований приведены в табл. 5.

Таблица 5

	Испытуемый материал	Результаты
Реакторный сосуд	Эпоксид и протеаза	Эпоксид и амилаза	Гидролиз крахмала, %	Гидролиз молока, %
1	-	-	-	0
2	-	-	0	-
3	0	-	-	100
4	-	0	100	-

Реакторная смесь в реакторном сосуде 3 осветлялась и не реагировала на введение разбавленной уксусной кислоты, что демонстрировало полный гидролиз молочного протеина композицией фермент/смола с поглощенным СаС12. Реакторная смесь, содержащая СаС12 и воду, была очень вязкой и трудно разливалась. Смесь, содержащая фермент со смолой, была жидкой как вода и разливалась свободно. В каждом случае применение жидких ферментов в композиции с эпоксидной смолой оказалось обоснованным. Как крахмал, так и протеин подвергались гидролизу с помощью композиций эпоксид/жидкий фермент. Гидролизу крахмала (полисахарид) или протеина не мешало введение хлорида кальция в композицию из фермента и смолы.

Пример 7.

Как описано выше, исследовалось влияние добавок неорганической соли к композиции из фермента и эпоксидной смолы на активность альфа-амилазы. Вначале необходимость этих исследований диктовалась вопросами о влиянии сушильного агента на основе хлорида кальция на химическую активность фермента. Ион кальция принимает участие в активности альфаамилазы, и известно, что при концентрациях приблизительно 60 частей на миллион он является участником реакции. Поэтому исследовалось влияние добавки хлорида кальция на активность жидкой альфа-амилазы.

Сосуды с образцами были подготовлены в соответствии со способом, описанным в примере 1. Как указано ниже, в каждый сосуд вместе с водой и хлоридом кальция вводилось 12 г крахмала. Водная смесь перемешивалась до однородного состояния. Процентный гидролиз смесей определялся способом, описанным в примере 1. Результаты исследований сведены в табл. 6.

Таблица 6

Сосуд	Н₂О	СаС1₂	(альфа-амилаза) Беже 160	Гидролиз, %
1	10 мл	0	0,5 мл	10
2	10 мл	1 г	0,5 мл	80
3	10 мл	2 г	0,5 мл	80
4	10 мл	4 г	0,5 мл	90
5	10 мл	8 г	0,5 мл	0*

* Избыток хлорида кальция способствует появлению упругого, мягкого и пластичного полимера. Это было предпринято для того, чтобы показать взаимодействие крахмала с двухвалентным ионом.

Каталитическая активность жидкой альфаамилазы значительно повысилась при введении хлорида кальция в количествах, превышающих количества, необходимые для простой активации фермента. Очевидно, выявлен другой механизм, усиливающий каталитическую активность альфа-амилазы.

Пример 8.

Для определения влияния других неорганических солей на повышение активности альфа-амилазы были выполнены эксперименты. Были отобраны две соли, а именно хлорид натрия - нейтральная одновалентная соль, и сульфат магния - двухвалентная кислая соль, способная образовывать гидрат.

Ниже приведены результаты, полученные с помощью процедуры, описанной в примере 7.

Таблица 7

Сосуд	Мц8О₄	ИаС1	Бемхе 160	Гидролиз, %
1	-		0,5 мл	0
2	-		0,5мл	10
3	0,5 г		0,5 мл	30
4	1,0 г		0,5 мл	30
5	2,0 г		0,5 мл	70
6	4,0 г		0,5 мл	90
7	-	0,5 г	0,5 мл	50
8	-	1,0 г	0,5 мл	90
9	-	2,0 г	0,5 мл	90
10	-	4,0 г	0,5 мл	100

Пример 9.

В качестве источника ферментной активности, как альтернатива инкапсулированным или жидким ферментам, могут использоваться целые клетки - либо растущие, либо покоящиеся. Например, компания ЗуЬгои Согрогайои производит жидкие суспензии спор или растительных клеток для применения в различных областях, способных вырабатывать альфа-амилазу и/или протеазу.

Таким образом исследовалось применение суспендированных спор и клеток фирмы ЗуЬгои, внедренных в продукцию фирмы Се1-С.оа1. Хлорид кальция внедрялся в состав эпоксидной смолы, так как для исследования активности как альфаамилазы, так и протеазы в одном реакторе использовались реакторные сосуды. Ферментная активность альфа-амилазы и протеазы сравнивалась с активностью суспендированных клеток и спор.

В качестве суспендированных спор использовались Βίο В+, производимые фирмой ЗуЬгои

Согрогабоп 1пс., 111 Кек1ег М61 гоаб, 8а1еш, У1гдниа 25143, содержащие споры ВасШик ро1утуха.

В качестве суспендированных клеток использовались В1о Р, производимые фирмой 8уЬтоп Согрогабоп 1пс., 111 Кек1ег МШ гоаб, 8а1ет, Упдша 25143, содержащие растительные формы следующих микроорганизмов: ВасШик киЬб118, Ркеиботопак аегидшока, Ркеиботопак рибба, Ркеиботопак Диогекепк и ЕксйепсЫа йегтапб.

Сосуды с образцами готовились в соответствии со способом, описанным в примере 1, а процентный гидролиз растворов крахмала и молока также определялся с использованием процедуры, описанной в примере 1.

Таблица 8

	Гидролиз молока, %	Гидролиз крахмала, %
1. Вю Р	100	0
2. Вю В+	100	0
3. Бектге 160	0	90
4. РигаГес! 20000	100	50
5. Махату1 15000	0	90
6. Контрольный образец с молоком	0	-
7. Контрольный образец с крахмалом	-	0

В то время как в данном анализе с использованием либо спор, либо растительных клеток активность альфа-амилазы не была обнаружена, такая активность могла быть обеспечена другими суспендированньми клетками или спорами.

Активность протеазы (РигаГес! 2000С) против крахмала предполагала загрязнение фермента альфа-амилазой.

Пример 10.

Как инкапсулированная, так и жидкая альфаамилаза, внедренная в полиэфирную смолу и стекловолокно (Вопбо, как описано в примере 5), исследовались на их способность катализировать гидролиз крахмала. Как в инкапсулированную, так и в жидкую композиции фермента добавлялся сульфат магния. Каждый из ферментов вводился в концентрации, которая приблизительно нормализовала их активность.

Реакторные корпуса готовились в соответствии с процедурой, описанной в примере 5 и табл. 9.

Таблица 9

Реакторный сосуд	Мд8О4	(Жидкая фаза) 160	Инкапсулир. Махату1 5000	Жидкий Махату1 15000
1	5,0 г		-	-
2	-		-	-
3		0,5 мл	-	-
4			*2,0 г	-
5	-		-	0,5 мл
6	5,0 г	0,5 мл	-	-
7	5,0 г		*2,0 г	-
8	5,0 г		-	0,5 мл

* Перед внедрением в смолу добавлено 0,1 мл Н₂О.

определялся процентный гидролиз. Результаты исследований приведены в табл. 10.

Таблица 10

Образец	Гидролиз, %
1	10
2	10
3	10
4	0
5	10
6	50
7	80
8	70

Пример 11.

Для изучения идеи использования микроорганизмов для защиты поверхностей конструкций и сооружений, погруженных в воду, от обрастания морскими организмами стекловолоконные пластины покрывались смесью микроорганизмов, внедренных в несколько различных материалов покрытий, как приведено в табл. 11. Подготовка осуществлялась следующим образом.

Двадцать одна (21) панель, выполненная из стекловолокна, вручную шлифовалась абразивной шкуркой № 60, обтиралась ксилолом и досуха вытиралась бумажным полотенцем. Длинные панели имели следующие размеры: 17 7/8 х 5 7/8 х 1/8 дюйма толщиной (454 мм х 149 мм х 3,2 мм), а короткие панели имели следующие размеры: 13 7/8 х 5 7/8 х 1/8 дюйма толщиной (352 мм х 148 мм х 3,2 мм).

В смолу в соответствии с табл. 11 вводились микроорганизмы и вручную перемешивались до образования смеси. В качестве единицы измерения в табл. 11 использовались торговые унции, умноженные на 100. Контрольная панель С не покрывалась испытуемым составом.

В соответствии с патентом США № 5073407 препарат Энга 8Ыпе является жидким полимером, производимым фирмой Но\\с ЬаЬк, Ебеп, №\ν Уогк. Препарат Тигбе \¥ах Е1шкй 2001 Ыс.|шб (Е1шкй 2001) является кремнийорганической смолой с уретаном фирмы Тигбе \Уах, СЫсадо, Нйпощ. Препарат Сйббеп Йа1ех является нетоксичной акриловой латексной краской фирмы С1ббеп Раш1к, 1асккопуб1е, Е1опба.

Вю В+ получен в компании 8уЬгоп СТепнса1к 1пс., Кек1ег М61 Роаб, 8а1ет, Уид1ша 25143; в состав этой смеси входят споры ВасШик ро1утуха, ВасШик киЬбйк и ВасШик йсйепГогтщ.

Вю Р получен в компании 8уЬгоп Сйеть са1к 1пс., Кек1ег М61 Роаб, 8а1ет, Уид1ша 25143; этот препарат включает растительные формы следующих микроорганизмов: ВасШик киЬбйк, Ркеиботопак аегидшока, Ркеиботопак рибба, Ркеиботопак Диогекепк и ЕксйепсЫа йегтапй.

Затем смеси для покрытий наносились вручную с помощью синтетической кисти размером 2 дюйма (50 мм), изготовленной для полимерных красок. Панели сушились на воздухе в течение 24 ч и затем покрывались смесями вторично. Панели сушились на воздухе в течение 48 ч, оборачиваСосуды проходили отвердение в течение ночи. В каждый сосуд вводилось 10 мл воды и 11,5 г крахмала и смесь перемешивалась до однородного состояния. Спустя 60 мин в соответствии с процедурой, описанной в примере 1, лись в бумажные полотенца и перевозились на морскую испытательную площадку.

Таблица 11

Пластина	В+	Βίο Р	Биге	Ρίηίδή	(ИкМеи
№	8Ыпе	2001	1,а1е\
1	*25	25	200	-
2	-	50	200	-
3	50	-	200	-
4	25	25		200
5	-	50		200
6	50	-		200
7	25	25		-	200
8	-	50		-	200
9	50	-	-	-	200
10	50	50	100	-	100

* Торговая унция, умноженная на 100.

Таблица 12

Водоросли

Зона охвата, %
Верхний ярус	Нижний ярус
№ пластины	№ пластины
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	С*		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	С*
Январь	20	50	30	60	25	25	30	35	30	35	40	Январь	3	2	1	70	65	70	40	25	10	15	10
Февраль	15	25	20	40	15	15	30	30	30	35	35	Февраль	3	2	2	45	40	45	35	30	15	20	15
Март	12	20	12	15	7	7	35	30	25	35	35	Март	4	3	3	20	25	30	40	35	30	20	25
Апрель	3	3	2	2	1	1	35	35	25	40	30	Апрель	5	5	5	7	2	5	45	40	35	30	30

* Контрольная пластина (необработанная).

В табл. 12 приведены относительные площади панели, которые обрастали водорослями по месяцам (с января по март) и по панелям (с 1 по 10 и контрольная (С)) для верхних и нижних ярусов стеллажей. Результаты исследований также приведены в виде графиков на фиг. 1-6.

Эти результаты показывают, что путем отбора соответствующих микроорганизмов можно получить и сохранить характеристики, обеспечивающие предотвращение обрастания. Например, при использовании покрытия Бига 8Ыие средняя площадь обрастания водорослями на верхнем ярусе равнялась 2,67% по сравнению с контрольным параметром, равным 30%. При использовании покрытия Ρίηίκΐι 2001 средняя площадь обрастания водорослями на верхнем ярусе равнялась 1,33% по сравнению с контрольным параметром, равным 30%.

В табл. 13 и 14 показаны относительные площади, занятые обрастаниями в виде покрытой коркой мшанки, которая представляет биоценоз жесткого образования после 4 месяцев, проведенных под водой. Рост мшанки замедлился с 33 до 100% путем применения покрытий, содержащих микробы. Кроме того, на пластинах образовалась темно-зеленая биологическая пленка. Очевидно, что эта биологическая пленка отражает нижележащую микробиологическую пленку, которая защищает от мягкого и жесткого образований. В соответствиями с наблюдениями при использовании наиболее эффективных композиций Оита 8Ыпе и Ρίηίκΐι 2001 наибольшая часть площади пластин была покрыта биологической пленкой, что демонстрирует рост введенного защитного микробиологического биоценоза, суспендированного в покрытии.

После доставки на испытательную площадку панели крепились к полихлорвиниловым стеллажам и подвешивались в морской среде с плавучей баржи для обеспечения постоянного погружения в морскую воду с соответствующим приливным течением. Пластины погружались в морскую воду на два разных уровня (верхний ярус соответствовал ватерлинии, нижний соответствовал полному погружению) на период 4 месяцев. Количество морских водорослей, скапливающихся после каждого месяца, измерялось и фиксировалось в табл. 12.

Таблица 13

Верхний ярус - 4 месяца

Пластина №	Площадь, занятая покрытой коркой мшанкой, %	Площадь, занятая биологической пленкой, %
1	1	80
2	1	70
3	1	85
4	0	75
5	1	65
6	0	75
7	1	55
8	3	55
9	2	65
10	5	25
С	5	55

Таблица 14

Нижний ярус - 4 месяца

Пластина №	Площадь, занятая покрытой коркой мшанкой, %	Площадь, занятая биологической пленкой, %
1	3	85
2	1	75
3	3	80
4	3	85
5	2	65
6	3	75
7	5	35
8	5	40
9	7	40
10	12	25
С	7	55

В табл. 15 и 16 приведены относительные площади пластин, на которых во время осмотра не было ни мягких, ни жестких образований. Эти данные приведены по месяцам (с января по апрель) и по панелям (с 1 по 10 и контрольная (С)) для верхних и нижних ярусов стеллажей.

Таблица 15

Верхний ярус

Пластина №
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	С
Январь	77	45	65	38	74	69	68	63	67	55	48
Февраль	82	69	75	58	84	83	67	66	64	51	52
Март	82	70	79	81	90	90	61	64	69	47	53
Апрель	91	84	86	93	95	96	58	55	66	29	59

Таблица 16

Нижний ярус

Пластина №
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	С
Январь	77	73	89	28	30	28	45	50	70	75	65
Февраль	80	80	89	52	54	53	51	66	66	63	68
Март	82	82	87	76	69	67	43	61	51	54	62
Апрель	86	89	84	86	91	89	35	42	47	28	56

Как и прежде, эти результаты показывают, что можно получить значительно лучшие характеристики, обеспечивающие предотвращение обрастания пластин при использовании составов и/или окрашенных покрытий по настоящему изобретению в сравнении с контрольными пластинами (С), не подверженными обработке.

Пример 12.

Эффективность изобретения в борьбе с жесткими образованиями испытывалась в смеси полиуретановой смолы. Испытуемая смесь содержала различные комбинации спор, ферментов и растительных клеток. Применялась следующая процедура.

Панели готовились в соответствии с процедурой, описанной в примере 11. Затем эти панели разделялись по длине с использованием пластиковой ленты для обеспечения двух испытуемых поверхностей на панель. Смеси для покрытий готовились с использованием 4 унций полиуретановой смолы (можно получить в виде Ро1уиге1йапе С1еаг Сгокк Νο. 603, из Вейг Ргосекк Согр., 8аи!а Апа, СА) на 1 кв.фут площади поверхности с добавлением по 0,25 унции спор, растительных клеток и/или ферментов, как показано в табл. 17. Применялись такие же споры, растительные клетки и/или ферменты, что и в примере 11.

Таблица 17

	Ракообразные	Пластина	В1о Р	В+	Альфаамилаза	Протеаза
	49	Контрольная	-	-	-	-
	45	3А	-	-	-	0,25
*	38	3В	-	-	0,25	0,25
*	37	4А	0,25	-	0,25	0,25
*	38	4В	0,25	0,25	0,25	0,25
	46	5А	-	0,25	-
	51	5В	0,25	0,25	-
*	28	6А	0,25	-	-
*	27	6В	-	-	0,25
*	38	7А	0,25	0,25	0,25
*	37	7В	0,25	0,25	-	0,25

* Наиболее эффективные смеси.

Количество спор, растительных клеток и/или ферментов указано в унциях.

После нанесения покрытия панели подвешивались на стеллажи из полихлорвиниловых трубок не менее чем на 24 ч для просушки на воздухе. Затем готовые панели переносились на испытательную установку. На установке панели крепились к рамам из полихлорвиниловых трубок. Для крепления использовались пластиковые насадки для подвешивания панелей за углы к раме из полихлорвинила. После всего этого панели крепились к полихлорвиниловым каркасам, каркасы подвешивались в воде таким образом, что горизонтальные ряды панелей приблизительно на 6 дюймов погружались под воду. Полихлорвиниловые каркасы отсоединялись и подвешивались к плавучей стойке. Таким образом, панели сохраняли относительное неизменное положение в воде в течение всего эксперимента.

Панели погружались под воду на 3 месяца. Раз в неделю в течение первого месяца панели погружали в слабый поток воды, что соответствовало скорости движения судна около 3 узлов. В это время панели не осушались. После этого каркасы из полихлорвиниловых трубок опускались на прежнюю глубину.

Испытания проводились после 4 месяцев. В конце первого месяца регистрировалось число образований ракообразных, мидий, устриц, растительности. Площадь учета ограничивалась 3 кв. дюймами сверху испытуемой панели. Результаты приведены в табл. 17. Данные показывают, что среднее число ракообразных в районе испытаний составляло 38,5, а среднее число ракообразных в контрольной области составляло 49. Это уменьшение составляет 21% и показывает, что использование изобретения замедляет рост жестких образований. Растительность и мшанки покрывали приблизительно 40% испытуемой площади. После следующих 3 месяцев рост образований в испытуемой области оставался практически прежним, в то время как в контрольной области рост продолжался и достигал толщины 3/8 фута по всей поверхности; рост происходил послойно. Кроме того, количество мягких образований в испытуемой области со временем уменьшалось и по завершении испытаний только 10% площади было покрыто мягкими образованиями. Это также показывает, что применение настоящего изобретения приводит к задержке роста как мягких, так и жестких образований.

Пример 13.

В следующем примере также демонстрируется настоящее изобретение. В этом примере в качестве веществ матрицы для каталитически активных клеток и ферментов исследовались два жидких полимера как альтернатива эпоксидной смоле.

Испытуемые смеси для покрытий перемешивались вручную путем встряхивания до образования смеси. Ингредиенты каждой смеси для покрытия приведены в табл. 18 (единицей изме рения служил грамм). Как и в примере 11, использовались препараты ΕίηΜι 2001, Эига 8Ыие, Βίο Β+, Βίο Р. В качестве источника протеазы использовался препарат РигаГес! 4000Ь, как описано в примере 6.

Смеси для покрытий наносились на деревянные пластины размером 1 х 1 1/2 дюйма (25 мм х 37,5 мм) и сушились на воздухе в течение 60 мин. Затем деревянные пластины с нанесенным покрытием смачивались под струей воды для удаления незакрепленного покрытия. Пластины с нанесенным покрытием на 2 ч погружались в снятое молоко, разбавленное в соотношении 1:4, объемом 25 мл. Процентный гидролиз определялся по способу, описанному в примере 1. Результаты эксперимента представлены в табл. 18.

Таблица 18

Образец	ΓΐηΐδΗ 2001*	Эига- 8Ыие*	Протеаза*	Βίο В+	Βίο Р	Гидролиз, %
1	4,8	0	0,56	0	0	70
2	4,8	0	0	0,56	0	20
3	4,8	0	0	0	0,56	0
4	4,8	0	0,56	0,56	0	70
5	4,8	0	0,56	0	0,56	50
6	0	4,8	0,56	0	0	50
7	0	4,8	0	0,56	0	0
8	0	4,8	0	0	0,56	10
9	0	4,8	0,56	0,56	0	60
10	0	4,8	0,56	0	0,56	80
11	4,8	0	0	0	0	0
12	0	4,8	0	0	0	0

* Единица измерения - грамм.

Для квалифицированных специалистов в данной области очевидно, что возможны различные модификации и варианты способов и составов по настоящему изобретению без отступления при этом от сущности и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и варианты настоящего изобретения при условии, что они входят в объем прилагаемых пунктов формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, включающий основной материал, выбранный из группы, состоящей из эпоксидного материала, полиуретанового материала, материала на основе сложного полиэфира, стекловолоконного материала, силиконового материала и акрилового материала; и, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент, а также, по крайней мере, один микроорганизм, вырабатывающий, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент, смешанный с основным материалом, отличающийся тем, что фермент и микроорганизм присутствуют в эффективном количестве, позволяющем уменьшить или предотвратить обрастание поверхностей морских конструкций и сооружений, покрытых составом, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.
2. Устройство в виде морских конструкций или сооружений, покрытое составом по п.1.
3. Способ для уменьшения обрастания поверхности морских конструкций и сооружений, включающий покрытие поверхности морских конструкций и сооружений с использованием состава по п.1, отличающийся тем, что состав уменьшает обрастание поверхности морских конструкций и сооружений.
4. Красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, включающее основной красящий материал, годный для применения в морских условиях, отличающееся тем, что основной материал выбирается из группы, состоящей из эпоксидного материала, полиуретанового материала, стекловолоконного материала, материала на основе сложного полиэфира, силиконового материала и акрилового материала; пигмент; и, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент, а также, по крайней мере, один микроорганизм, вырабатывающий, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент, смешанный с основным красящим материалом, при этом фермент и микроорганизм присутствуют в эффективном количестве, позволяющем уменьшить или предотвратить обрастание поверхностей морских конструкций и сооружений, покрытых красящим составом, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.
5. Устройство в виде морских конструкций или сооружений с нанесенным красящим покрытием по п.4.
6. Способ для уменьшения обрастания поверхности морских конструкций и сооружений по п.3, отличающийся тем, что состав выполнен в виде красящего покрытия, содержащего пигмент.
7. Способ уменьшения коррозии в морской воде, включающий покрытие поверхности морских конструкций и сооружений с использованием состава по п.1, отличающийся тем, что данный состав образует, по крайней мере, одну поверхностную пленку, которая уменьшает адсорбцию молекул, вызывающих коррозию поверхности морских конструкций и сооружений.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что состав задерживает образование поверхностной коррозии и межкристаллитной коррозии.
9. Способ для уменьшения коррозии в морской воде по п.7, отличающийся тем, что состав выполнен в виде красящего покрытия, содержащего пигмент.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что данное красящее покрытие задерживает образование поверхностной коррозии и межкристаллитной коррозии.
11. Способ ограничения адсорбции воды морскими конструкциями и сооружениями. включающий покрытие поверхности морских конструкций и сооружений с использованием состава по п.1, отличающийся тем, что состав образует поверхностную пленку, которая, в свою очередь, уменьшает пористость поверхности морских конструкций и сооружений.
12. Способ ограничения адсорбции воды морскими конструкциями и сооружениями по п.11, отличающийся тем, что состав выполнен в виде красящего покрытия, содержащего пигмент.
13. Способ уменьшения гидравлического сопротивления поверхности морских конструкций и сооружений, включающий покрытие поверхности морских конструкций и сооружений с использованием состава по п.1.
14. Способ по п.3, отличающийся тем, что микроорганизм также вырабатывает поверхностно-активное вещество, которое действует как смачивающий агент.
15. Способ уменьшения гидравлического сопротивления поверхности морских конструкций и сооружений по п.13, отличающийся тем, что состав выполнен в виде красящего покрытия, содержащего пигмент.
16. Способ по п.6, отличающийся тем, что микроорганизм также вырабатывает поверхностно-активное вещество, которое действует как смачивающий агент.
17. Состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, покрытия, по п.1, отличающийся тем, что состав содержит неорганическую соль, присутствующую в каталитически эффективном количестве.
18. Красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.4, отличающееся тем, что состав содержит неорганическую соль, присутствующую в каталитически эффективном количестве.
19. Способ снижения тенденции гребного винта к кавитации под нагрузкой, включающий покрытие поверхности гребного винта с использованием состава, препятствующего обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.1.
20. Способ снижения тенденции гребного винта к кавитации под нагрузкой по п.19, отличающийся тем, что состав выполнен в виде красящего покрытия, содержащего пигмент.
21. Способ сокращения колонии плесневого грибка на поверхности морских конструкций и сооружений, включающий покрытие поверхности морских конструкций и сооружений с использованием состава по п.1, отличающийся тем, что состав образует, по крайней мере, одну поверхностную пленку, которая уменьшает адсорбцию плесневого грибка поверхности морских конструкций и сооружений.
22. Состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, включающий материал на основе полимерной смолы; и, по крайней мере, один микроорганизм, вырабатывающий, по крайней мере, один амилолити ческий или протеолитический фермент в основном материале, отличающийся тем, что микроорганизм присутствует в эффективном количестве, позволяющем уменьшить или предотвратить обрастание поверхностей морских конструкций и сооружений, покрытых составом, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.
23. Состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.22, отличающийся тем, что данный микроорганизм также вырабатывает поверхностно-активное вещество, которое действует как смачивающий агент.
24. Красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, включающее основной красящий материал, годный для применения в морских условиях; пигмент; и, по крайней мере, один микроорганизм, вырабатывающий, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент в основном красящем материале, отличающийся тем, что данный микроорганизм присутствует в эффективном количестве, позволяющем уменьшить или предотвратить обрастание поверхности морских конструкций и сооружений, обработанным красящим покрытием, препятствующим обрастанию морских конструкций и сооружений.
25. Красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.24, отличающееся тем, что основной красящий материал выбран из группы, состоящей из эпоксидного материала, полиуретанового материала, материала на основе сложного полиэфира, стекловолоконного материала, силиконового материала и акрилового материала.
26. Красящее покрытие по п.24, отличающееся тем, что микроорганизм также вырабатывает поверхностно-активное вещество, которое действует как смачивающий агент.
27. Состав, препятствующий обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.22, содержащий, кроме того, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент в основном материале.
28. Красящее покрытие, препятствующее обрастанию морских конструкций и сооружений, по п.24, содержащее, кроме того, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент в основном красящем материале.
29. Способ удаления нежелательного образования с поверхности морских конструкций и сооружений, включающий этап нанесения покрытия на поверхность с использованием состава, содержащего основной материал и, по крайней мере, один микроорганизм, способный вырабатывать, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что данный состав, кроме того, содержит пигмент.
31. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что основной материал является полимером.
32. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что основной материал выбирается из группы, состоящей из эпоксидного материала, полиуретанового материала, материала на основе сложного полиэфира, стекловолоконного материала, силиконового материала и акрилового материала.
33. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что состав, кроме того, содержит неорганическую соль, присутствующую в каталитически активном количестве.
34. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что состав, кроме того, содержит, по крайней мере, один амилолитический или протеолитический фермент.
35. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что микроорганизм также вырабатывает поверхностно-активное вещество, которое действует как смачивающий агент.
36. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что данное образование является мягким образованием.
37. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что данное образование является жестким образованием.
38. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что фермент уничтожает выделения имеющихся образований и приводит к отрыву мягкого или жесткого образования.
39. Способ по п.29 или 30, отличающийся тем, что поверхность является перекрытием, крышей или кровельной плиткой.