Порошок шунгита, способ его получения и биологически активная добавка

ПОРОШОК ШУНГИТА, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА Изобретение относится к получению порошка шунгита, обладающего бактерицидным действием. Задачей изобретения является повышение эффективности использования природного материала шунгита. Задача решается путем измельчения руды до гранул размером менее 0,5-0,05 мкм путем самоизмельчения, например, во встречных потоках, или вихревым методом без взаимодействия с металлами.(56) RU-C2-2191748 ГРИШИН Б.С. и др. Тонкодисперсные шунгитовые порошки перспективный наполнитель полифункционального действия для эластомерных композитов. М., Петрозаводск, 2005,с. 6 до табл.2 МАРЧЕНКО С.И. Конспект лекций по курсу технология лекарственных форм и галеновых препаратов, Одесса, 2002, [он-лайн], [найдено 11.09.2012], найдено из Интернет:URL:http:// Изобретение относится к технологии получения порошка шунгита, обладающего бактерицидным действием. Шунгит - метаморфическая порода, минерал, содержащий скрытокристаллический углерод (от 30 до 90%) (БЭС - М.: БРЭ, 1997, с. 1384). Бактерицидные свойства шунгита известны и применяются при очистке воды, приготовлении бактерицидных мазей, кремов, растворов и изделий. Шунгитовый порошок применяется в этих случаях в качестве сорбентов и/или биологически активных добавок. Характерным для углеродной составляющей шунгита является наличие самых разнообразных наноуглеродных форм с относительно узким каналом диаметром порядка 1 нм, характерным размером 1015 нм и большим количеством графеноподобных слоев: короткие и одновременно толстые нанотрубки, а также нанолуковицы, наноконусы, нанобусины (Zaidenberg A.Z., Rozhkova N.N., Kovatevsky V.V. et. al.Physical Chemical Model of Fullerene-like Shungite Rocks//Mol. Mat. 1996, v.8. p.107). Бактерицидное действие шунгита объясняется его сорбционными свойствами, влиянием различных наноуглеродных структур, в основном фуллеренов, нанотрубок, изменением рН и т.п. Однако практически механизм до конца не изучен, а искусственно полученные структуры не проявляют такой эффективности, как природный материал. Кроме того, использование фуллеренов как таковых, например, для очистки воды, проблематично,т.к. столь легкие частицы не осаждаются и уносятся с потоком воды. Извлечение углеродной составляющей из углеродсодержащего природного сырья шунгита в основном осуществляют путем измельчения в шаровых мельницах с последующей сепарацией. Применяют также различные способы обогащения путем обработки горячими химическими компонентами (патент РФ 2307068), органическими растворителями с последующей конденсацией (патент РФ 2442747) либо термической обработкой. Чаще всего в целях использования бактерицидных свойств шунгита применяют шунгитовый порошок (патент РФ 2423984) или так называемую шунгитовую воду, настоянную на шунгитовом порошке(патент РФ 2245707). Для этих целей используют крупнодисперсный порошок с размерами гранул от нескольких миллиметров до нескольких микрон. Такие порошки не проявляют в полной мере своих бактерицидных свойств в силу того, что эффективная поверхность крупных гранул мало развита. Как правило, бактерицидная эффективность таких порошков составляет 60-70% за сутки. Кроме того, механические и/или химические средства их предварительной обработки вносят в такие порошки значительные загрязнения. Особенно это связано с присутствием металлов, таких как железо, в инструментах добычи руды и ее предварительного измельчения в традиционных мельницах, например, шарового типа. При этом растворимость углерода в железе является очень высокой. Кроме того, содержание углерода в различных выработках является различным, поэтому получение стабильных свойств полученного порошка в таких параметрах проблематично. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения сорбента для очистки воды по патенту РФ 2191748, в котором шунгит подвергается специальной обработке. Отличительным признаком данного способа является осуществление такого способа обработки шунгита, который исключает дальнейшее попадание в него примесей. Имеется в виду наличие в измельченной горной породе значительного количества железа, обязательное присутствие которого в помоле связано с использованием на местах добычи шунгита стандартного оборудования, состоящего из железосодержащих сплавов,для первичного измельчения от 500 до 5 мм. Общепризнанное в промышленности значение содержания железа в помоле составляет величину около килограмма металла на каждую тонну измельченного материала (т. е. 1 мг/г). Причем содержание железа в помоле только возрастает при необходимости более тонкого измельчения шунгита, особенно после 1 мм. Поэтому для реализации предлагаемого способа применено вихревое измельчение, исключившее попадание в него дополнительных примесей. Использование такой высокой технологии позволило получить фракции с размерами частиц от 0,5 мм до 0,5 мкм без дополнительного попадания в них железа. Получаемый шунгитовый порошок с размерами частиц от 0,5 мм до 0,5 мкм помещают в сосуд с водой в отношении 1:(100-1000) об.% и настаивают воду на этом сорбенте. Бактериологические исследования проводили методом мембранных фильтров, определяя общее количество бактерий в 1 мл воды и количество бактерий группы кишечной палочки (коли-индекс) в 1 л. Исследование обеззараживающей эффективности шунгита проводилось при пропускании воды с естественной обсемененностью бактериями E.coli на уровне 1,2105 мкл/л. Обсеменность исходной воды после очистки по предлагаемому способу снижается при длительном хранении на 100% за 3-30 дней. Недостатком указанного сорбента и способа его получения является длительный процесс обработки, критичность к исходному сырью (30% содержание углерода в шунгите) и сравнительно значительный расход сырья. Задачей изобретения является повышение эффективности бактерицидного действия шунгитового порошка и использования его в качестве биологически активной добавки в различных терапевтических и профилактических средствах. Поставленная задача решается таким образом, что исходное шунгитовое вещество измельчают методом взаимного столкновения частиц в вихревой мельнице или при столкновении встречных струй измельчаемого вещества. Измельчение проводят до достижения размеров фракций в основном до размеров 0,5-0,05 мкм. Собирают указанный порошок и герметизируют. Полученный таким образом порошок содержит углеродные структуры, сохраняющие свойства шунгита, но имеющие гораздо большую активную поверхность. Отсутствие внешних включений, особенно металлов, сохраняет активность поверхности, полученной путем раскола частиц исходного сырья и отсутствия примесей металлов. При этом увеличивается сорбционная и биологическая активность полученного порошка. В случае дальнейшего измельчения происходит выделение наноуглеродных элементов, таких как фуллерены и нанотрубки, и разрушение связывающих их природных структур. Таким образом, указанные размеры частиц шунгита являются наиболее оптимальными. Высокая эффективность полученного порошка позволяет использовать его небольшие количества в качестве биологически активных добавок к различным мазям, гелям и растворам. Порошок также может использоваться в качестве добавок к покрытиям санитарно-гигиенических бытовых предметов, таким как зубные щетки, расчески и т.п. Полученный порошок используют в качестве сорбента или биологически активной добавки в различных композициях, мазях, гелях, коллоидных растворах. Полученный порошок может быть также использован в качестве добавки или покрытия предметов гигиены, например в покрытии щетины зубных щеток. Пример осуществления способа получения шунгитового порошка и порошок, полученный данным способом, обладающий бактерицидными свойствами. Исходную шунгитовую породу из Карельского месторождения с содержанием углерода в пределах 27-98% измельчают с помощью вихревой мельницы до получения фракций в основном диапазоне размеров 0,5-0,05 мкм. Полученный порошок немедленно упаковывали в вакууме для хранения и дальнейшего использования. Антибактерицидная эффективность проверялась следующим образом. Полученный порошок наносился на поверхность волокон для зубных щеток из расчета 1 г на 5 щеток, и такие волокна помещались в чашки Петри с предварительно внесенными в них колониями Escherichia coli с начальной концентрацией 2,7105 KOE/мл. В качестве теста использовали чашку с волокнами без добавки шунгитового порошка. Аналогичны тесты провели с бактериями Pseudomonas aeruginosa. Образцовые и тестовые чашки выдерживались в течение 24 ч при температуре 37 С. Число бактерий в чашке Петри определялось методом многократного разведения. Результаты проверки приведены в таблице. Таблица Примечание: число бактерий в чашке Петри определялось методом многократного разведения. Таким образом, предлагаемые порошок и способ его получения имеют существенные преимущества по биологической активности по сравнению с известными, более эффективны и практически осуществимы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения порошка шунгита, обладающего бактерицидным действием, включающий измельчение шунгитового вещества путем взаимного столкновения частиц вещества, например, во встречных потоках или вихревым методом, отличающийся тем, что измельчение осуществляют без контактов с металлами до достижения размера частиц менее 0,5 мкм и отбирают частицы размером 0,5-0,05 мкм. 2. Порошок шунгита, обладающий бактерицидным действием, полученный путем измельчения шунгитового вещества согласно п.1, отличающийся тем, что порошок содержит гранулы шунгита размером 0,5-0,05 мкм без присутствия металлов. 3. Биологически активная добавка из порошка шунгита, полученного путем измельчения шунгитового вещества без присутствия металлов по способу согласно п.1, отличающаяся тем, что порошок содержит гранулы размером 0,5-0,05 мкм.