Результат интеллектуальной деятельности: БАКТЕРИЦИДНОЕ СРЕДСТВО НА ОСНОВЕ ЙОДА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ДЕЗИНФЕКЦИИ ОБЪЕКТОВ

Настоящее изобретение относится к средствам дезинфекции и/или дезинсекции и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в ветеринарии, пищевой промышленности, медицине, коммунально-бытовой сфере, на транспорте, для санации воздуха и поверхностей жилых и производственных помещений в отсутствии человека и животных, а также для ликвидации очагов инфекционного заражения.

Бактерицидное средство содержит в своем составе действующее вещество - йод, окислитель - азотнокислый натрий, углеводы - крахмал, декстрин, сахар, а также древесный уголь.

Изобретение позволяет повысить эффективность обеззараживания объектов, включая объекты ветеринарного надзора в два раза, а также снизить пожароопасность применения средства.

Известно бактерицидное средство, содержащее действующее вещество - йод и наполнитель - порошкообразный алюминий (Криночкин А.Д., Литвиненко В.В. Аэрозоль йодистого алюминия при инфекционных болезнях птиц. Ветеринария, 1969, №3, с. 41; Ярных В.С. Аэрозоли в ветеринарии. М., Колос, 1972; Поляков А.А. Ветеринарная дезинфекция, М., Колос, 1975). Массовое соотношение йода и алюминия 10:1.

Однако известный состав пожароопасен из-за неконтролируемой экзотермической реакции, которая может проходить со взрывом в зависимости от внешних условий(при влажности воздуха выше 20%). Кроме того состав недостаточно эффективен вследствие неоднозначности протекания реакции. По этой причине к хранению и применению состава предъявляются повышенные требования безопасности.

Известно бактерицидное средство «Дейтран», содержащий йод, азотнокислый калий и углеводы. (Патент RФ №2140293 С1, МКИ⁶ A61L 2/22. Бюл. №30, 1999).

Аэрозольная обработка помещений средством «Дейтран» производится путем сжигания расчетного количества препарата в помещении. При сгорании смеси азотнокислого калия с углеводами происходит возгонка йода.

Аэрозоль йода обладает высокой проникающей способностью, что позволяет достичь эффективной и полной дезинфекции поверхностей и оборудования.

Недостатками данного бактерицидного средства являются низкий выход действующего вещества - кристаллического йода в газовую фазу 50-55% и искрообразование за счет высокой температуры горения состава.

Высокая температура и скорость реакции горения углеводов с азотнокислым калием приводят к значительным потерям действующего вещества - йода, т.к. температура возгонки 700-1000°С. В ходе реакции образовавшийся плав солей (Т_плокиси калия=740°С) разбрызгивается, тем самым значительно увеличивает опасность возгорания (Шидловский А.А. Основы пиротехники. М., машиностроение 1957, с. 19-24).

Известно бактерицидное средство, содержащее в массовом соотношении йод - 35-40%, азотнокислый калий 35-40%, хлорида меди - 3-5%, углеводы - остальное (Патент RU 2253479 C2, опубл. 10.06.2005).

Хлорид меди позволяет снизить температурный порог начала реакции горения углевода, уменьшая тем самым пожароопасность состава при его применении.

Использование хлорида меди возможно способствует образованию однохлористого йода и повышению эффективности средства. Бактерицидная активность средства повышается за счет увеличения выхода йода в газовую фазу - до 60-70%.

Таким образом, во всех приведенных выше бактерицидных составах используется азотнокислый калий, способный при определенных условиях обработки взрываться (Материал из Википедии).

Увеличению выхода йода в газовую фазу и, как следствие повышению эффективности средств на основе кристаллического йода способствуют ряд факторов, влияющих на протекание реакции горения углеводородов и последующей потери йода за счет высокотемпературной реакции окислов соответствующих металлов окислителя.

Так при использовании в качестве окислителя нитрата калия образуется окись калия. При температуре горения состава окись калия находится в расплавленном состоянии (Т_пл. - 740°С) и легко вступает в реакцию с йодом. В то же время если используется в качестве окислителя нитрат натрия, образующаяся окись натрия находится в твердом состоянии (Т_пл. - 1137°С) и должна вступать в реакцию с йодом значительно медленнее, приводя к снижению потерь действующего вещества йода.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет увеличения выхода йода из кристаллической фазы в газообразную и снижения взрывопожароопасности.

Поставленная цель достигается в бактерицидном средстве, содержащем действующее вещество - йод, углеводы, тем, что дополнительно содержит нитрат натрия, древесный уголь, тальк при следующем соотношении, мас.%:

Йод - 20-40;

Азотнокислый натрий - 50-64;

Тальк - 0-5;

Уголь древесный - 1-10;

Углеводы - Остальное до 100%.

Как показывают исследования термической возгонки кристаллического йода смесью нитратов с углеводами замена нитрата калия на нитрат натрия приводит к увеличению выхода йода в газовую фазу на 10-15%, добавка талька молотого - 5-10%.

Частичная замена углевода на древесный уголь позволяет увеличить выход йода дополнительно еще на 10-15%.

В результате использования всех добавок в определенной концентрации позволяет получить выход йода в газообразную фазу равным 97%.

В патентной и научно-технической литературе отсутствуют технические решения, аналогичные заявляемому, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения условию патентоспособности - «новизна».

Сочетание заявленных компонентов только в таких соотношениях приводит к достижению поставленного технического эффекта, т.е. заявленное средство удовлетворяет условию патентоспособности - «изобретательский уровень». В частности, добавление именно нитрата натрия, талька и древесного угля в определенном соотношении с другими компонентами позволяет увеличить до 97% перевод йода в аэрозольное состояние (газовую фазу), при этом существенно снизить температуру горения состава на 250-350°С и тем самым понизить пожаровзрывоопасный уровень применения бактерицидного средства.

Средство применяют для дезинфекции объектов в сельском хозяйстве, в частности, в ветеринарии, пищевой промышленности, медицине, коммунально-бытовой сфере, на транспорте, в том числе и воздуха внутри помещений, а также ликвидации очагов инфекционного заражения, поэтому он соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость.

Изобретение иллюстрируется на следующих примерах.

Пример 1. Смешивают 3,2 г йода кристаллического, 5,8 г азотнокислого натрия, 0,2 г талька, 0,2 г крахмала и 0,6 г древесного угля, получая состав 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 32

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 6

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 2. Смешивают 3,6 г йода кристаллического, 5,4 г азотнокислого натрия, 0,2 г талька, 0,2 г крахмала и 0,6 г древесного угля, получая состав 2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 36

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 6

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 3. Смешивают 4,0 г йода кристаллического, 5,4 г азотнокислого натрия, 0,0 г талька, 0,2 г крахмала и 0,6 г древесного угля, получая состав 3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 36

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 4

Углеводы - Остальное

Пример 4. Смешивают 3,2 г йода кристаллического, 5,0 г азотнокислого натрия, 0,0 г талька, 0,2 г крахмала и 0,5 г древесного угля, получая состав 4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 36

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 4

Тальк - 1

Углеводы - Остальное

Пример 5. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 6,4 г азотнокислого натрия, 0,1 г талька, 0,1 г крахмала и 0,4 г древесного угля, получая состав 5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 64

Древесный уголь - 4

Тальк - 1

Углеводы - Остальное

Пример 6. Смешивают 3,5 г йода кристаллического, 5.0 г азотнокислого натрия, 0,6 г древесного угля, 0,4 г талька и 0,6 г крахмала, получая состав 6 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 35

Азотнокислый натрий - 50

Древесный уголь - 6

Тальк - 4

Углеводы - Остальное

Пример 7. Смешивают 3,8 г йода кристаллического, 5.4 г азотнокислого натрия, 0,4 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,2 г крахмала, получая состав 7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 38

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 4

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 8. Смешивают 2,5 г йода кристаллического, 6,0 г азотнокислого натрия, 0,7 г древесного угля, 0,4 г талька и 0,4 г крахмала, получая состав 8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 25

Азотнокислый натрий - 60

Древесный уголь - 7

Тальк - 4

Углеводы - Остальное

Пример 9. Смешивают 2,7 г йода кристаллического, 5.8 г азотнокислого натрия, 0,9 г древесного угля, 0,3 г талька и 0,4 г крахмала, получая состав 9 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 27

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 8

Тальк - 3

Углеводы - Остальное

Пример 10. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.8 г азотнокислого натрия, 0,4 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,6 г крахмала, получая состав 10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 4

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 11. Смешивают 3,2 г йода кристаллического, 5.8 г азотнокислого натрия, 0,5 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,3 г крахмала, получая состав 11 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 32

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 5

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 12. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.4 г азотнокислого натрия, 0,6 г древесного угля, 0,1 г талька и 0,9 г крахмала, получая состав 12 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 6

Тальк - 1

Углеводы - Остальное

Пример 13. Смешивают 2,5 г йода кристаллического, 5.6 г азотнокислого натрия, 0,9 г древесного угля, 0,5 г талька и 0,5 г крахмала, получая состав 13 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 32

Азотнокислый натрий - 56

Древесный уголь - 9

Тальк - 5

Углеводы - Остальное

Пример 14. Смешивают 2,5 г йода кристаллического, 5.9 г азотнокислого натрия, 0,4 г древесного угля, 0,4 г талька и 0,8 г крахмала, получая состав 14 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 25

Азотнокислый натрий - 59

Древесный уголь - 4

Тальк - 4

Углеводы - Остальное

Пример 15. Смешивают 2,5 г йода кристаллического, 5.9 г азотнокислого натрия, 0,2 г древесного угля, 0,4 г талька и 1,0 г крахмала, получая состав 15 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 25

Азотнокислый натрий - 59

Древесный уголь - 2

Тальк - 4

Углеводы - Остальное

Пример 16. Смешивают 3,2 г йода кристаллического, 5.8 г азотнокислого натрия, 0,2 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,6 г крахмала, получая состав 16 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 32

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 2

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 17. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.8 г азотнокислого натрия, 0,2 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,8 г крахмала, получая состав 17 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 58

Древесный уголь - 2

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 18. Смешивают 2,7 г йода кристаллического, 5.1 г азотнокислого натрия, 0,8 г древесного угля, 0,5 г талька и 0,8 г крахмала, получая состав 18 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 27

Азотнокислый натрий - 51

Древесный уголь - 8

Тальк - 5

Углеводы - Остальное

Пример 19. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.6 г азотнокислого натрия, 0,6 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,6 г декстрина, получая состав 19 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 56

Древесный уголь - 6

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 20. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.6 г азотнокислого натрия, 0,8 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,4 г декстрина, получая состав 20 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 56

Древесный уголь - 8

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 21. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.4 г азотнокислого натрия, 0,6 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,8 г декстрина, получая состав 21 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 6

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 22. Смешивают 3,0 г йода кристаллического, 5.6 г азотнокислого натрия, 0,4 г древесного угля, 0,2 г талька и 0,8 г декстрина, получая состав 22 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 30

Азотнокислый натрий - 54

Древесный уголь - 4

Тальк - 2

Углеводы - Остальное

Пример 23. Смешивают 2,0 г йода кристаллического, 6,0 г азотнокислого натрия, 0,6 г древесного угля, 0,4 г талька и 1,0 г крахмала, получая состав 23 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 20

Азотнокислый натрий - 60

Древесный уголь - 6

Тальк - 4

Углеводы - Остальное

Пример 24. Смешивают 2,0 г йода кристаллического, 5,5 г азотнокислого натрия, 0,8 г древесного угля, 0,5 г талька и 1,2 г крахмала, получая состав 24 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 20

Азотнокислый натрий - 55

Древесный уголь - 8

Тальк - 5

Углеводы - Остальное

Пример 25. Смешивают 2,2 г йода кристаллического, 5,0 г азотнокислого натрия, 1,0 г древесного угля, 0,8 г талька и 1,0 г крахмала, получая состав 25 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 22

Азотнокислый натрий - 50

Древесный уголь - 10

Тальк - 8

Углеводы - Остальное

Пример 26. Смешивают 2,0 г йода кристаллического, 5,5 г азотнокислого натрия, 1,0 г древесного угля, 0,5 г талька и 1,0 г декстрина, получая состав 26 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Йод - 20

Азотнокислый натрий - 55

Древесный уголь - 10

Тальк - 5

Углеводы - Остальное

Пример 27. Определение количества йода, выделяемого бактерицидным средством

Испытание составов 1-26, полученных согласно примерам 1-26, проводили методом, основанным на сжигании бактерицидного средства в герметичной емкости, с поглотительным 5% раствором КJ и смыве осевшего на стенках емкости йода растворителем с последующим титриметрическим анализом йода в растворе.

В основу анализа положен метод определения йода по ГОСТ 4159, а также по ГФ X, статьи 335, 354, 456.

Материалы, реактивы, оборудование:

- бутыль стеклянная, вместимостью 20 л;

- весы лабораторные аналитические ВЛА-200 г ГОСТ 24104;

- бюретка 1-1-2-25-0,1 по ГОСТ 29251;

- колба Кн-1-250-29/32 по ГОСТ 25336 со шлифованной пробкой;

- стакан

- пипетки 6-2-5,4-2-1 по ГОСТ 29169;

- тиосульфат натрия, стандарт-титр 0,1 моль/дм³, ТУ 9-09-2540 или приготовленный по ГФХI, стр. 841;

- калия йодид, водный раствор с массовой долей 5%;

- шар надувной латексный;

- спирт этиловый ректификованный ГОСТ 18300;

- тигель фарфоровый №2 ГОСТ 9147;

Сожжение проводят в стеклянной бутыли вместимостью 20 л, горловину герметизируют латексным шаром. В пробку бутыли вставлен металлический штатив- держатель для тигля, находящийся в близи дна.

В бутыль наливают 500 мл поглотительного раствора 5% KJ. Образец препарата -10 грамм (точная навеска)помещают в фарфоровый тигель. В порошок вставляют подожженный фитиль и немедленно плотно закрывают бутыль пробкой, смоченной поглотительным раствором. Визуально контролируют сожжение образца по появлению пара йода фиолетового цвета. Через 2-3 часа после полного поглощения паров йода извлекают штатив с тиглем. Содержимое бутыли выливают в стакан. Поверхность тигля и штатива, стенки бутыли в течение не менее 10 мин обмывают 200 мл этилового спирта. Водную и спиртовую части объединяют для последующего анализа.

Анализ водно-спиртового раствора.

10 мл полученного раствора помещают в коническую колбу, прибавляют 50 мл дистиллированной воды и титруют 0,1Н раствором тиосульфата натрия до полного обесцвечивания (без индикатора). Количество выделившегося йода вычисляют по формуле:

X=(0,01269 ⋅ V) ⋅ (700 : 10), где

X - масса выделившегося йода навеской препарата, г

0,01269 - масса йода, г, эквивалентная одному мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия

V - объем раствора тиосульфата натрия, мл, израсходованный на титрование навески препарата

(700 : 10) - разведение

За результат измерений принимают среднее арифметическое из трех параллельных анализов, относительное расхождение между которыми не превышает 10%.

Установлено, что составы 1-26 по сравнению с известным составом позволяет получить выход йода в газообразную фазу равным 96-98%.

Пример 28 Проверку бактерицидной активности заявляемого состава осуществляли стандартными методами.

Испытание составов 1-26, полученных согласно примерам 1-26, проводили на тест-объектах (деревянные, металлические, резиновые и керамические пластины 10×10 см²), которые заражали эталонными культурами (референс-штаммы) - Staph. Aurens, шт. 209 - Р /представитель грамположительной микрофлоры/ и Е. Coli, шт. 1257 (представитель грамотрицательной флоры) из расчета двухмиллиардной взвеси в 1 мл на 100 см². Поверхности тест объектов подсушивали в течение двух часов с последующим нанесением на нее белковой защиты - сыворотки крупного рогатого скота. Тест-объекты размещали в герметичные дезкамеры объемом 30 м³ на трех разных уровнях: 50 см от потолка дезкамеры, 1,5 м от пола и на полу заявляемые составы вносили в дезкамеру из расчета 100 мг/1 м³ и поджигали с помощью фитиля. При горении предлагаемого средства выделяется плотное фиолетовое облако, устойчивое в течение 7-10 минут. Бактерицидную активность составов 1-26 определяли по задержке зон роста эталонных культур в сравнении с известным составом. Установлено, что составы 1-26 по сравнению с известным составом задерживают рост микробных культур на 94-95%, чем известный состав. Кроме того, заявленный состав можно использовать в любых условиях.

Таким образом, заявляемое бактерицидное средство позволяет за счет увеличения выхода йода в аэрозольное состояние до 98% повысить эффективность обеззараживания объектов на 94-95%, а также снизить пожаровзрывоопасность за счет снижения температуры горения в два раза.