RU2669281C2 - Композиция и способ борьбы с отложениями в регулируемых испарительных системах - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к композиции для борьбы с отложениями в водных системах, а также к способу борьбы, предупреждения и/или подавления образования отложений и/или осадков в регулируемой испарительной системе. Способ включает добавление к регулируемой испарительной системе композиции, содержащей а) полиаспарагиновую кислоту и b) полиакрилат, в котором полиаспарагиновую кислоту и полиакрилат можно добавить к регулируемой испарительной системе предварительно перемешанными, одновременно или последовательно. При этом регулируемая испарительная система имеет значение рН от 1,0 до 5,0. Технический результат заключается в улучшенной способности предупреждать образование отложений и/или осадков, а также к сокращению потребления энергии, повышении производительности и уменьшении расходов на техническое обслуживание. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 5 пр.

Description

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке US №61/948829, поданной 06 марта 2014 г., полное содержание которой включено в настоящее изобретение в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к композиции, включающей полиаминокислоту и анионогенный карбоксилсодержащий полимер для борьбы с отложениями в водных системах, например, в теплообменниках и испарительном оборудовании, таком как имеющееся на регламентированном рынке. Настоящее изобретение также относится к способу удаления, очистки, предупреждения и/или подавления образования отложений, таких как кальциевые, магниевые, оксалатные, сульфатные и фосфатные отложения в водной системе.

Эти системы обладают большими потребностями вследствие их больших электропроводностей, больших содержаний нерастворимого вещества и эксплуатации при низких значениях рН.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Образование отложений происходит преимущественно из-за наличия растворенных неорганических солей в водной системе, которая при эксплуатации находится в состоянии пересыщения. Эти соли образуются при нагревании или охлаждении воды в теплообменном оборудовании, таком как теплообменники, холодильники, испарители, градирни, бойлеры и стенки труб. Изменения температуры или рН приводит к образованию отложений и засорению вследствие накопления нежелательных твердых веществ на границах раздела. Накопление отложений на нагретых поверхностях приводит к уменьшению коэффициента теплообмена во времени и в конечном счете, при сильном засорении, приводит к неудовлетворительной производительности. В результате единственным выходом является остановка процедуры и проведение очистки. Для этого необходима остановка процедуры, а также использование корродирующих кислот и хелатных агентов. Экономические потери вследствие засорения являются одним из наиболее существенных затруднений во всех областях промышленности, в которых используется теплообменное оборудование. Образование отложений приводит к нарушению работы оборудования, потерям продукции, дорогостоящему ремонту, большим эксплуатационным расходам и остановкам для проведения технического обслуживания.

Для предупреждения образования отложений часто используют целый ряд ингибиторов образования отложений для предупреждения, задержки, подавления или другой методики борьбы с образованием отложений. Наличие ингибиторов образования отложений может значительно повлиять на зародышеобразование, скорость роста кристаллов и морфологию, даже если добавка содержится в очень небольших концентрациях. Однако эти эффекты нелегко прогнозировать, поскольку значительное влияние могут оказать небольшие изменения рН, температуры или типов отложений.

При производстве пищевых продуктов и напитков (таких как пиво, вино, концентрированные напитки, овощные соки, плодовые соки, топливный этанол, и рафинированный сахар) одним из наиболее распространенных компонентов отложений является оксалат кальция. Оксалат является естественным компонентом жизни растений и может содержаться в больших количествах. Во время обработки оксалат экстрагируется и становится частью отработанной воды. В испарителях небольшое количество оксалата становится концентрированным и при пересыщении начинается образование отложений. В лаборатории установлено, что содержания кальция, равные 75-100 частей на миллион (част./млн), достаточны для того, чтобы произошло осаждение оксалатных отложений. Оксалат кальция, также известный под названием глинистый кремнистый известняк, и диоксид кремния являются главными компонентами сложных отложений, образующихся на последних стадиях процедуры выпаривания на сахарных заводах, и образуют отложения, труднее всего удаляемые механическими или химическими средствами. Удаление отложений является дорогостоящим и требующим больших затрат времени вследствие прочности осадка.

Известные методики обработки кальциевых отложений в испарительных системах включают целый ряд хелатных систем. Чаще всего ими являлись полимеры, содержащие карбоксигруппы, фосфонатсодержащие полимеры, хелатные агенты, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТК), или небольшие органические кислоты, такие как лимонная кислота. В некоторых методиках использовали полиаспарагиновую кислоту.

В некоторых случаях для улучшения рабочих характеристик эти вещества смешивали. Использовали фосфонаты и поликарбоксилаты (US 4575425), смеси лимонной, глюконовой кислоты и глюконолактона (US 3328304), полиакриламид и альгинат или фосфонат (US 3483033), фосфиновые кислоты и ЭДТК (US 20100000579 А1), смеси хелатных агентов, включая ЭДТК (WO 2012/142396 А1), и гидроксикарбоновые кислоты с лимонной кислотой (US 20120277141 А1). Показано, что многие из этих композиций в определенной степени эффективны, но часто требуются большие дозы или вещества, для которых отсутствуют необходимые официальные разрешения для использования при производстве пищевых продуктов и напитков.

Показано, что полиаспарагиновая кислота обладает определенной эффективностью для подавления кальциевых отложений при производстве сахара, однако для обеспечения большей эффективности необходимы синтетические модификации (US 5747635). Полиакрилаты также использовали для аналогичных отложений (US 4452703). Использование этих веществ было ограничено дозами, приводящими к очень малому количеству остатков, составляющему от 3,6 до 5,0 част./млн. Ни одно из этих веществ не было достаточно эффективным при таких низких дозах, чтобы его можно было использовать в случаях больших количеств отложений.

Ранее было показано, что полиаспарагиновая кислота проявляет синергию при использовании вместе с содержащими фосфиновые группы анионогенными сополимерами. Эти синергия была ограничена водой, охлажденной в градирне, и фосфатными отложениями. (US 6207079 B1, US 6503400 В2). Эти системы отличаются от использующихся в настоящей заявке тем, что содержание солей в системах патентов US 6207079 и US 6503400 значительно меньше, значение рН выше и неожиданное улучшение было продемонстрировано только для фосфатов. Испарительные системы при регулируемом производстве пищевых продуктов и напитков должны обладать высокими электропроводностями, находящимися в диапазоне от примерно 10000 микросименс на сантиметр (мкСм/см) до примерно 20000 мкСм/см. Значение рН может находиться в диапазоне от примерно 2,0 (лимон/лайм, черника, вино, клюква) до примерно 9,0 (молоко, сахар) при большом содержании твердых веществ (>10%). Охлаждающая вода обычно обладает электропроводностью, которая намного ниже 8000 мкСм/см, и обладает значением рН>7,2. Растительный материал часто может вносить большие количества фосфатов и сульфатов, достигающие примерно 10000-20000 част./млн, при значительных количествах кальция, магния и других металлов, которые обычно не содержатся в таких больших количествах в других системах циркуляционной воды.

Применение предлагаемой в настоящем изобретении обработки полимером обладает тем преимуществом, что сводится к минимуму потребление энергии, повышается производительность, уменьшаются затраты времени и количестве химикатов, использующихся для очистки, и тем самым уменьшается потребность в остановках работы и простоях. Дополнительным преимуществом предлагаемой в настоящем изобретении обработки полимером является уменьшение объема технического обслуживания теплообменников и испарителей.

Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, также обладает улучшенной способностью предупреждать образование других отложений и осадков. Образование осадка является сложным процессом, который часто протекает, когда один тип отложений сочетается с другим с образованием большего количества осадка. В случае подавления оксалатных отложений можно ожидать преимущество в уменьшении количества органических осадков, таких как смола и липкие осадки, а также неорганических отложений, таких как силикаты.

Показано, что полиаспарагиновая кислота также обладает способностью ингибировать коррозию в самых различных случаях применения. Это дополнительное преимущество композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, по сравнению со случаем использования только полиакрилата может дополнительно уменьшить расходы на техническое обслуживание и сократить связанные с этим простои.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к композиции, содержащей полиаспарагиновую кислоту и анионогенный карбоксилсодержащий полимер. Композиция способно эффективно стабилизировать оксалаты, сульфаты и фосфаты кальция, магния, которые приводят к образованию отложений в испарительных системах. Эта композиция характеризуется высокой эффективностью в водах, обладающих большой электропроводностью, содержащихся во многих испарительных системах, таких как образующиеся при производстве сахара, биологической очистке и в других регулируемых системах.

В частности, указанные испарительные системы выбраны из регулируемой технологии производства пищевого продукта для прямого или непрямого потребления пищевого продукта; биологической очистки и производства топливного этанола; обработки сахара; технологий концентрирования плодовых и овощных соков; и технологий производства пищевого продукта, спирта и ферментации, включая производство пива, вина и концентрированных напитков.

Композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, обеспечивают

стабилизацию солей, таких как оксалаты, сульфаты и фосфаты кальция, магния по реакции с ними с подавлением образования отложений; предупреждением увеличения количеств загрязнений и действует, как диспергирующее средство. Точнее, композиция способна стабилизировать оксалат кальция и предупреждать образование отложений в присутствии больших количеств сульфатов, фосфатов, магния и других катионов и анионов, обычно обнаруживаемых на испарительных стадиях или других процедур, участвующих при очистке сахара,биологической очистке, производстве напитков и пива, плодового и овощного сока и молочных продуктов, таких как молоко. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, включает обработку водной системы а) низкомолекулярной полиакриловой кислотой и Ь) полиаспарагиновой кислотой в соотношении, согласующемся с дозами, соответствующими нормативным требованиям.

Композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, считаются синергетическими, поскольку ни одно вещество по отдельности не оказывается эффективным стабилизатором солей при утвержденных нормативных содержаниях, а смесь полиакрилатов и полиаспартатов приводит к рабочим характеристикам, неожиданным и превосходящим характеристики любого полимера при его использовании по отдельности. Эти смеси способны стабилизировать кальциевые, оксалатные и фосфатные отложения в большей степени, чем это можно было ожидать по данным о характеристиках каждого отдельного вещества. Смесь полиакрилат/полиаспартат обладает дополнительным преимуществом по сравнению со многими имеющимися смесями, поскольку известно, что полиаспарагиновая кислота является биологически разлагающейся и является известным ингибитором коррозии. Термин "смесь" используется взаимозаменяемым образом с термином "премикс" и показывает, что полиакрилаты и полиаспартаты смешаны друг с другом до прибавления к водной системе. Однако полиакрилаты и полиаспартаты можно добавлять к системе одновременно или последовательно в различные моменты времени при условии, что полиакрилаты и полиаспартаты присутствуют одновременно друг с другом.

Особенностью композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, является то, что Нормативная комиссия считает компоненты композиции безопасными, так что они не препятствуют возможному конечному применению продукта. Регулируемые продукты могут потреблять люди или домашний скот и наличие химической добавки не препятствует потреблению или конечному использованию продукта или побочных продуктов, таких как сухая барда.

Настоящее изобретение также относится к способу удаления, очистки, предупреждения и/или подавления образования отложений, таких как кальциевые, магниевые, оксалатные, сульфатные и фосфатные отложения, включающему добавление полиакрилата и полиаспартата к водной системе.

Дополнительные объекты, преимущества и признаки того, что заявлено, приведены в приведенном ниже описании и частично должны быть понятны специалистам в данной области техники после изучения приведенного ниже или могут быть поняты на основании технологической практики. Объекты и преимущества настоящего изобретения (и предлагаемых в нем решений) будут реализованы и обеспечены с помощью композиций и способов, специально указанных в прилагаемой формуле изобретения, включая ее функциональные эквиваленты.

ЧЕРТЕЖИ

На фиг. 1 показана скорость, с которой отложения осаждаются на поверхности золотого электрода.

На фиг. 2 приведена общая схема главной процедуры определения количества циклов концентрирования (ЦКК).

На фиг. 3 приведена зависимость от времени количества циклов концентрирования (ЦКК) оксалата кальция.

На фиг. 4 приведена зависимость от времени количества циклов концентрирования (ЦКК) оксалата кальция.

На фиг. 5 приведена зависимость от времени количества циклов концентрирования (ЦКК) оксалата кальция.

На фиг. 6 приведена зависимость растворимости оксалата кальция от рН.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к композиции, и способу удаления, очистки, предупреждения и/или подавления образования кальциевых, магниевых, оксалатных, сульфатных и фосфатных отложений и осадков в водной системе. Кроме того, оно относится к способу борьбы с образованием отложений в водных системах и подавления осаждения отложений на поверхностях, таких как теплообменник и испарительное оборудование.

В одном варианте осуществления композиция содержит полиаспарагиновую кислоту и анионогенный карбоксилсодержащий полимер и композицию добавляют к водной системе для борьбы с отложениями. Композицию можно добавить к водной системе предварительно перемешанной, одновременно или последовательно. Например, химикаты можно смешать друг с другом или предварительно перемешать до введения в систему, или полиаспарагиновую кислоту и карбоксилсодержащий полимер можно добавить по отдельности или одновременно, или их можно добавить к системе последовательно в различные моменты времени при условии, что химикаты могут соприкасаться друг с другом для протекания реакции. Порядок добавления несущественен.

В другом варианте осуществления компонентом (а) отложений ингибитора композиции является полиаспарагиновая кислота. Она включает соли полиаспарагиновой кислоты и производные полиаспарагиновой кислоты, такие как ангидриды, использующиеся для образования полиаспарагиновой кислоты. Полиаспарагиновая кислота также может включать сополимер мономерных звеньев аспарагиновой и янтарной кислоты. Эти полиаспарагиновые кислоты обладают молекулярными массами, находящимися в диапазоне от примерно 500 до примерно 10000, они могут быть равными от примерно 1000 до примерно 5000 и могут быть равными от примерно 1000 до примерно 4000. Полиаспарагиновую кислоту можно использовать в виде соли, такой как натриевая или калиевая соль.

В другом варианте осуществления компонентом (b) является анионогенный карбоксилсодержащий полимер или его соль. Карбоксилсодержащий полимер образован из любого продукта, полученного полимеризацией одного или большего количества мономеров, и может включать один или большее количество гомополимеров, сополимеров, тройных сополимеров или четверных сополимеров и т.п. Анионогенный карбоксилсодержащий полимер обычно обладает средней молекулярной массой, равной от примерно 500 до примерно 20000, и она может равняться от примерно 1000 до примерно 50000. Эти полимеры и методики их синтеза хорошо известны в данной области техники.

В другом варианте осуществления отношение массы твердых веществ компонента (а) к массе твердых веществ компонента (b) составляет от примерно 1:10 до 10:1.

В другом варианте осуществления мономеры, которые могут являться источником карбоксигрупп для анионогенного карбоксилсодержащего полимера, включают акриловую кислоту, малеиновую кислоту, метакриловую кислоту, карбоксиметилинулин, кротоновую кислоту, изокротоновую кислоту, фумаровую кислоту и итаконовую кислоту. С мономером, содержащим карбоксильную группу, можно сополимеризовать многочисленные сомономеры.

Примерами являются такие как винил, аллил, акриламид, (мет)акрилатные эфиры и гидроксилсодержащие сложные эфиры, такие как гидроксипропиловые сложные эфиры, винилпирролидон, винилацетат, акрилонитрил, винилметиловый эфир, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота, винил- или аллилсульфоновая кислота, стиролсульфоновая кислота и их комбинации. Отношение количества молей функционализированной карбоновой кислоты к количеству молей сомономера может меняться в широком диапазоне, таком как составляющий примерно от 99:1 до 1:99 и он может составлять примерно от 95:5 до 25:75.

Также можно использовать полимеры карбоновой кислоты, которые содержат в полимерной цепи фосфонатную группу или другую фосфорсодержащую группу, предпочтительно фосфинополикарбоновые кислоты, такие как приведенные в патенте US №4692317 и в патенте US №2957931.

Другие необязательные компоненты включают фосфонобутановую трикарбоновую кислоту, полифосфаты, фосфаты, гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту, аминотри(метиленфосфоновую кислоту), лимонную кислоту, глюконовую кислоту и другие небольшие органические кислоты.

Поликарбоновую кислоту и полиаспарагиновую кислоту можно считать активными ингредиентами двойного агента композиций, предлагаемых в настоящем изобретении, и эти 2 ингредиента вместе называют "активными агентами". Поэтому, концентрации и количества, использующиеся в настоящем изобретении, приведены в пересчете на активные агенты.

Эффективное отношение количества полимера карбоновой кислоты к количеству полиаспарагиновой кислоты составляет от 1:9 до 9:1 и может составлять от 1:3 до 1:1. Композиции характеризуются эффективным диапазоном значений рН, составляющим от примерно 1,0 до примерно 9,0, он может составлять от примерно 2,5 до примерно 7 и он может составлять от примерно 3,0 до примерно 5,0. Композиция действует в широком диапазоне температур, составляющим от примерно 5°С до примерно 175°С. Композицию вводят в минимальной дозе, равной от примерно 0,1 част./млн до примерно 500,0 част./млн, и она может равняться от примерно 1,0 част./млн до примерно 50,0 част./млн в пересчете на активные агенты.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют конкретные варианты осуществления настоящего изобретения. Вероятно, что, кроме специально раскрытых вариантов осуществления сходные и эквивалентные варианты осуществления настоящего изобретения также могут быть применимы. Специалист в данной области техники должен понимать, что, хотя в приведенных ниже примерах описаны конкретные соединения и условия, эти соединения и условия не ограничивают настоящее изобретение.

ПРИМЕРЫ

Настоящее изобретение описано с помощью предпочтительного варианта осуществления и специалисты в данной области техники должны понимать, что в него могут быть внесены изменения и некоторые компоненты могут быть заменены эквивалентными без отклонения от объема настоящего изобретения. Кроме того, без отклонения от его объема могут быть внесены изменения для учета конкретных условий или материалов. Кроме того, любые будущие изменения в нормативах, относящихся к ограниченным предельным дозам, входят в объем настоящего изобретения. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретным раскрытым вариантом осуществления и настоящее изобретение включает все варианты осуществления, входящие в объем формулы изобретения.

Пример 1 демонстрирует преимущества введения композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, по сравнению со случаем использования индивидуальных полимеров по отдельности. Для каждого продукта дозы приведены в част./млн в пересчете на твердые вещества. Использующаяся методика исследования описана ниже:

Методика исследования

Исследование проводили с использованием кварцевых микровесов для измерения скорости, с которой отложения осаждаются на поверхности золотого электрода при использовании тестовых вод, которые имитируют условия, наблюдающиеся в типичном испарителе для биологической очистки. Исследуемый раствор обладал следующим составом: 1500 частей на миллион (част./млн) магния, 750 част./млн оксалата, 3755 част./млн сульфата, 6415 част./млн фосфата в деионизированной воде. Затем значение рН устанавливали равным от 3,6 до 3,8. Затем ингибиторы вводили в количестве, равном 25 част./млн для полиакрилата (ПАК), 25 част./млн для полиаспартата (ПАСП), или в случае смеси, 10 част./млн для полиакрилата и 15 част./млн для полиаспартата. Затем в исследуемый раствор вводили электрод кварцевых микровесов (КМВ) и затем раствор помещали на водяную баню при 50°С и ему давали прийти в равновесие. В этот момент исходный раствор кальция использовали для добавления в тестовые воды количества кальция, достаточного для установления конечной концентрации, равной 250 част./млн кальция. Затем изменение частоты на электроде регистрировали в течение 60 мин. Более крутые отрицательные наклоны свидетельствовали о большем накоплении отложений на поверхности электрода. Все исследования повторяли трижды и результаты усредняли. Исследования проводили при отсутствии кальция или оксалата, при этом не происходило изменение частоты и наклон практически равнялся нулю. На фиг. 1 приведены результаты исследования, ясно показывающие, что композиция, содержащая смесь полиакрилаты/полиаспартат, при одинаковых дозах значительно превосходила индивидуальные полимеры, использующиеся по отдельности. Пример 2, в котором использовали методику исследования ингибирования испарительного динамического образования отложений иллюстрирует эффективность смеси полиакрилаты/полиаспартат по сравнению с индивидуальными полимерами, использующимися по отдельности. Для каждого продукта дозы приведены в частях на миллион (част./млн) в пересчете на твердые вещества. Использующаяся методика исследования описана ниже:

Методика исследования

С помощью измерительной установки и блока управления Druckmessgerat Haas V2.2 (DMEG), изготовленно фирмой Franz-Josef Haas haasfranz@yahoo.de, проведены описанные ниже измерения. На фиг. 2 представлено новое оборудование и процедура проведения исследования.

Поток подающегося со скоростью, равной 2 литра в час (л/ч) постоянного объема стехиометрической смеси, приготовленной из дигидрата хлорида кальция и оксалата натрия в деминерализованной воде, пропускали через спиральный металлический капилляр (длина: 1 метр (м), внутренний диаметр: 1,1 миллиметра (мм), помещенный в нагревательную баню при 40°С. Рассчитанная концентрация оксалата кальция равнялась 15 миллиграммов на литр (мг/л) и значение рН устанавливали равным 4,0. Для предупреждения образования отложений продукт добавляли до добавления оксалата натрия к раствору хлорида кальция. Ингибиторы вводили в количестве, равном 25 част./млн для полиакрилата, 25 част./млн для полиаспартата, или в случае смеси 10 част./млн для полиакрилата и 15 част./млн для полиаспартата. Исследуемый раствор подавали в контур насосом из флакона через капиллярную трубку, находящуюся на водяной бане, через охладитель и обратно в колбу. На водяной бане происходил теплообмен и тестовая вода нагревалась. Затем тестовую воду пропускали через охлаждающий блок, в котором направленный снизу регулируемый поток воздуха вызывал испарение. Вследствие испарения тестовая вода концентрировалась. Во время эксперимента отбирали образы тестовой воды. Образец фильтровали через фильтр с отверстиями размером 45 микрометров (мкм) и затем определяли концентрацию хлорид-иона и иона кальция.

Количество циклов концентрирования (ЦКК) можно было рассчитать путем деления полученной анализом концентрации соединения на начальную концентрацию. Концентрация хлорида описывает концентрацию системы, поскольку растворимость хлорида является высокой. Потеря кальция вследствие осаждения оксалата кальция приводит к отклонению ЦКК хлорида и ЦКК кальция. Таким образом для каждого продукта при одной дозировке можно определить максимальное количество ЦКК, не приводящее к образованию отложений.

На фиг. 3-5 и в таблицах 1-3 приведены результаты исследований.

Можно видеть, что максимальное количество циклов концентрирования (ЦКК), которое обеспечивает смешанный продукт, значительно больше, чем в случае отдельных полимеров.

В примере 3 эффективность смеси полиакрилат/полиаспартат сопоставлена с эффективностью отдельных полимеров с использованием методики исследования ингибирования испарительного динамического образования отложений при меньшем значении рН и более высокой концентрации оксалата кальция, чем использованные в примере 2.

За исключением значения рН и концентрации кальция и оксалата оборудование и процедура проведения исследования были такими же, как описано в примере 2. Значение рН тестовой воды устанавливали равным 2,0. Рассчитанная концентрация оксалата кальция равнялась 110 мг/л; оксалат добавляли в стехиометрическом отношении и кальций в пятикратном стехиометрическом отношении. В приведенной ниже таблице указано максимальное количество циклов концентрирования (ЦКК), наблюдающееся при использовании для ингибиторов отложений. Ингибиторы также вводили в количестве, равном 25 част./млн для полиакрилата, 25 част./млн для полиаспартата и в случае смеси 10 част./млн для полиакрилата и 15 част./млн для полиаспартата. Дозы приведены в част./млн в пересчете на твердые вещества.

Синергетический эффект также можно было наблюдать при меньшем значении рН и большей концентрации оксалата кальция. Смешанный продукт обладал значительно лучшими характеристиками, чем полимеры по отдельности. Систему можно было стабилизировать с обеспечением большего максимального количества ЦКК.

В примере 4 сопоставлены рабочие характеристики смеси полиакрилат/полиаспартат с характеристиками отдельных полимеров с использованием методики исследования ингибирования испарительного статического образования отложений при рН, равном от 6,5 до 9,0.

Зависимость растворимости оксалата кальция от рН приведена на фиг. 6.

В примере 5 растворимость хлорида и кальция при рН, равном от 6,5 до 9,0, даже превышает 7,5 мг/л, тогда как в проведенном рацее исследовании при рН, равном 4,0, она равна 1,2 мг/л. Поэтому для ингибирования образования отложений ожидались аналогичные результаты. Выбрана процедура исследования для изучения эффективности стабилизации при двух циклах концентрирования (ЦКК). Одна точка выбрана в области, в которой ожидается наличие стабильной системы и исследована вторая точка, в которой система предполагается нестабильной. Таким образом для каждой композиции можно было определить диапазон, в котором система становится нестабильной.

В растворе дигидрата хлорида кальция и оксалата натрия в деминерализованной воде значение рН устанавливали равным 6,5, соответственно 9,0 и перемешивали в стакане с помощью магнитной мешалки. Температуру устанавливали равной 40°С. Рассчитанная концентрация оксалата кальция равнялась 15 мг/л. Продукт для предупреждения образования отложений также добавляли до прибавления оксалата натрия к раствору хлорида кальция. Ингибиторы вводили в количестве, равном 25 част./млн для полиакрилата, 25 част./млн для полиаспартата, или в случае смеси 10 част./млн для полиакрилата и 15 част./млн для полиаспартата. Для обеспечения испарения использовали поток воздуха. Вследствие испарения тестовая вода концентрировалась. Как указано выше, образцы отбирали в двух точках измерения. Образец фильтровали через фильтр с отверстиями размером 450,45 мкм и затем определяли концентрацию хлорид-иона и иона кальция, использующиеся для расчета ЦКК.

В таблице 3 представлены диапазоны ЦКК, в которых система становится нестабильной.

Как можно видеть из этого исследования, синергетический эффект наблюдается при значениях рН, равных от 6,5 до 9,0. При использовании смешанного продукта можно обеспечить значительно больший диапазон количества ЦКК, чем при использовании отдельного полимера.

Claims (14)

1. Способ борьбы, предупреждения и/или подавления образования отложений и/или осадков в регулируемой испарительной системе, включающий добавление к регулируемой испарительной системе смеси, содержащей а) полиаспарагиновую кислоту и b) полиакрилат, в котором полиаспарагиновую кислоту и полиакрилат можно добавить к регулируемой испарительной системе предварительно перемешанными, одновременно или последовательно, и при этом регулируемая испарительная система имеет значение рН от 1,0 до 5,0.

2. Способ по п.1, в котором полиаспарагиновую кислоту и полиакрилат предварительно перемешивают перед добавлением к регулируемой испарительной системе.

3. Способ по п.1 или 2, в котором отложениями и/или осадками являются кальций, магний, оксалаты, сульфаты и фосфаты.

4. Способ по п.3, в котором кальциевые и/или магниевые отложения образованы из оксалатов, карбонатов и силикатов.

5. Способ по п.1, в котором отношение массы твердых веществ компонента (а) к массе твердых веществ компонента (b) составляет от 1:10 до 10:1.

6. Способ по п.1, в котором компонент а) смеси обладает средней молекулярной массой, равной от 500 до 10000.

7. Способ по п.1, в котором концентрация смеси, добавленной к регулируемой испарительной системе, равна от 0,1 до 500 ч/млн в пересчете на активные агенты.

8. Способ по п.1, в котором смесь необязательно содержит лимонную кислоту, фосфат натрия, винную кислоту и глюконовую кислоту.

9. Способ по п.1, в котором регулируемая испарительная система выбрана из группы, состоящей из регулируемой технологии производства пищевого продукта для прямого или непрямого потребления пищевого продукта, биологической очистки и производства топливного этанола, обработки сахара, технологий концентрирования плодовых и овощных соков и технологий производства пищевого продукта, спирта и ферментации.

10. Способ по п.9, в котором технология производства спирта или ферментации включает производство пива, вина и концентрированных напитков.

11. Способ по п.9, в котором регулируемая технология производства пищевого продукта включает технологии производства молока и молочных продуктов.

12. Композиция для борьбы, предупреждения и/или подавления образования отложений и/или осадков в регулируемой испарительной системе, содержащая:

а) полиаспарагиновую кислоту и b) полиакрилат.

13. Композиция по п.12, в которой отношение массы твердых веществ компонента (а) к массе твердых веществ компонента (b) составляет от 1:10 до 10:1.

Images