BR102022017218A2 - Composição para geração de dióxido de cloro para utilização como saneante - Google Patents

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BR102022017218A2
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Abstract

composição para geração de dióxido de cloro para utilização como saneante, patente de invenção de uma composição de produtos químicos, a ser utilizada como saneante para desinfecção de água, superfícies, equipamentos e ambientes, gerando solução, composto por bissulfato de sódio - 10 – 60%; ácido tricloro isocianúrico – 5 – 25%; sulfato de magnésio – 1 – 10%; clorito de sódio – 20 – 60%; e opcionalmente: polivinilpirrolidona; ácido dicloro isocianúrico; cloreto de sódio; corantes; ácido cítrico; ácido fumárico; ácido málico; cloreto de cálcio. os produtos podem ser separados em dois ou mais grupos ou misturados em um único pó, na forma de pastilha, ou solução aquosa. consiste no alto teor de geração de dióxido de cloro, gerando de 10-30% de dióxido de cloro em relação à massa da mistura, resultando em facilidades e rapidez em atingir a concentração máxima. na composição temos a maior disponibilização de cloro livre com a diminuição do ph, ou ainda o cloro na forma de ácido hipocloroso, a reação do produto final composta de sal precursor na forma de clorito de sódio, em presença de um meio ácido, como bissulfato de sódio, como a adição de um halógeno livre propicia a disponibilização de cloro ácido hipocloroso após dissociação em ph ácido, o deslocamento da reação ocorre no sentido de formação do dióxido de cloro e ainda de acordo com outro possível mecanismo, as moléculas de cloro livre disponibilizadas que reagem com o clorito, aumentando o rendimento, restando como subproduto somente “sal” (cloreto de sódio) e água: 2 naclo2 + cl2 ? 2 clo2 + 2 nacl. as reações ocorrem simultaneamente entre os componentes da formulação e requerem entre 30 segundos até cerca de 30 minutos para geração total do gás dióxido de cloro que fica dissolvido na água em equilíbrio. o produto embalado em dois componentes separados, a e b, em doses previamente estabelecidas de forma a facilitar o uso e garantir maior segurança. a apresentação a granel também incluída no aspecto inventivo ou pastilhas únicas (com o componente a + componente b) ou pastilhas do componente a em separado da pastilha do componente b.

Description

[001] Refere-se a presente patente de invenção de “COMPOSIÇÃO PARA GERAÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO PARA UTILIZAÇÃO COMO SANEANTE”, de uma composição de produtos químicos, sob uma concepção com melhoramentos tecnológicos e funcionais, utilizada como saneante para desinfecção de água de uso humano, industrial e agropecuário, como saneante para uso na agropecuária, avicultura, suinocultura, piscicultura, saúde, hospitais, indústria alimentícia, frigoríficos, abatedouros, piscinas, alimentos e bebidas, hotelaria, saneante domi- sanitário, etc.
[002] O dióxido de cloro é um forte agente oxidante solúvel em água, com excelente capacidade de esterilização, em ampla faixa de ph e sobre amplo espectro de microorganismos, podendo ser utilizado para matar bactérias, vírus e decompor proteínas em aminoácidos e outras substâncias redutoras, também pode reagir com matéria orgânica e múltiplos íons inorgânicos.
[003] O dióxido de cloro, diferente do cloro, não produz compostos organoclorados, como cloraminas e trihalometanos, ácidos haloacéticos, que favorecem mutações e são carcinogênicos, o dióxido de cloro é classificado pela Oganização Mundial de Saúde (OMS) em segurança de nível A1.
[004] Os variados usos do dióxido de cloro indicam ainda para utilização como agente branqueador em indústrias de celulose, tecelagem, desinfecção de alimentos e bebidas, desinfecção em chillers de resfriamento de aves e suínos, desinfecção de superfícies, desinfecção de embalagens de alimentos, conservação de carnes, frutas e vegetais, área da saúde, tratamento de piscinas, prevenção de epidemias, e ainda como agente de purificação do ar em ambientes fechados, instalações agrícolas e pecuárias, banheiros, automóveis, como algicida de tratamento de água industrial, tratamento de água potável, tratamento de esgoto e agente de tratamento de água em geral.
[005] Como é um gás instável, o dióxido de cloro é difícil de ser mantido comprimido devido ao alto risco de explosão, não podendo ser transportado nem armazenado, o que limita muito o seu uso. As soluções de dióxido de cloro são estáveis somente em baixas concentrações, o que inviabiliza sua comercialização na forma líquida. Assim os usos do dióxido de cloro atualmente se dá pela geração “in loco”através de geradores com alto custo de aquisição, de operação e de manutenção, tornando impeditiva sua aplicação em baixos e médios consumos.
[006] Independente de estar na forma gasosa ou líquida, seu uso traz muitos inconvenientes no transporte, armazenamento, dosagem e utilização de forma geral, com esta limitação, o produto da forma sólida (pó ou pastilha) para geração da solução “in loco” traz uma série de vantagens.
[007] Assim, o objetivo da presente invenção é sanar a deficiência existente nos incovenientes apontados acima, que existem no agente de desinfecção devido a problemas de estabilidade das formas de geração, rendimento, segurança, armazenamento e transporte, do desinfetante dióxido de cloro.
[008] No mercado são encontrados geradores de dióxido de cloro que, em geral, efetuam a dosagem e mistura de clorito ou clorato de sódio com um agente acidificante, em geral ácido sulfúrico ou ácido clorídrico. Esse tipo de equipamento demanda alto custo de investimento e os produtos dosados, em geral, na forma líquida, são perigosos à saúde humana além de exigirem dos usuários uma série de licenças ambientais e de segurança devido ao alto grau de risco de sua utilização.
[009] Encontra-se ainda no mercado, composições de dióxido de cloro líquidas prontas para o uso. Esse tipo de produto carrega em si a dificuldade, inerente ao gás dióxido de cloro, de se obter soluções estáveis acima da concentração de 1%. Dessa forma, o custo logístico desse tipo de produto dificulta e/ou até mesmo inviabiliza sua utilização, pois a maior parte do produto é água.
[010] No mercado internacional existem composições sólidas, em pó e bicomponentes.
[011] No Brasil, a patente BR 102014016211-9 (indeferida), trata de composições e modo de preparo para geração de dióxido de cloro com fins diversos, compreendendo, mais precisamente, na combinação de misturas de sais inorgânicos proporcionalmente balanceados e embalados individualmente ou prensados em forma de pastilha que possibilita que o produto resultante, quando diluídos em água, desenvolva as reações necessárias e acarretem na formação do dióxido de cloro para uso quase que imediato.
[012] A forma sólida que parece ser a mais promissora para pequenos e médios consumos, sendo possível a geração sob demanda. Muitas empresas têm focado no desenvolvimento de formulações sólidas buscando ter o maior rendimento com menor massa de produto de forma a viabilizar o custo de geração e otimizar o custo de transporte e armazenamento.
[013] O processo de compactação para fabricação de pastilhas, efervescentes ou não, limita o teor de geração do Dióxido de Cloro pelo risco de explosão quando os produtos precursores são submetidos à pressão. No mercado internacional e nacional não há produtos comerciais na forma de pastilhas disponíveis com geração acima de 12% de Dióxido de Cloro, no entanto, existem patentes que através de tratamento específico dos princípios ativos chegam a gerar até 30% de Dióxido de Cloro.
[014] Tendo em vista, a eficiência de produtos em pó, resultando em melhoramentos no estado da técnica, a presente patente de invenção busca tal solução ao criar formulação sólida, segura, de alto rendimento que, ao ser misturada à água, gera solução contendo dióxido de cloro, que poderá ser utilizada para diversos fins de desinfecção. Esta formulação deve conter os seguintes produtos: - Bissulfato de Sódio - 10 - 60% - Ácido Tricloro Isocianúrico - 5 - 25% - Sulfato de Magnésio - 1 - 10% - Clorito de Sódio - 20 - 60%
[015] As composições da invenção podem opcionalmente conter os seguintes produtos: - Polivinilpirrolidona; - Ácido Dicloro Isocianúrico; - Cloreto de Sódio; - Corantes; - Ácido Cítrico; - Ácido Fumárico; - Ácido Málico; - Cloreto de Cálcio.
[016] Os produtos podem estar separados em dois ou mais grupos ou embalagens, misturados em um único pó ou prensados na forma de pastilha.
[017] A característica inventiva da patente de invenção COMPOSIÇÃO PARA GERAÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO PARA UTILIZAÇÃO COMO SANEANTE, consiste no alto teor de geração de Dióxido de Cloro, podendo gerar de 10-30% de Dióxido de Cloro em relação à massa da mistura, resultando em facilidade de aplicação, segurança e viabilidade de custos.
[018] Outro ponto a se destacar é a rapidez em atingir a concentração máxima de Dióxido de Cloro gerado. O ponto máximo de concentração será atingido por volta de 15 minutos, e, em geral no máximo 30 minutos, preferencialmente menos.
[019] O produto é constituído por uma fonte de ânion clorito, tal como um clorito de metal alcalino ou alcalino-terroso, de preferência clorito de sódio e uma ou mais fontes de ácido sólido seco, que podem incluir sais de ácido inorgânico, tais como sulfato de ácido de sódio, sulfato de ácido de potássio, e di-hidrogenofosfato de potássio; ou ainda, ácidos orgânicos, como ácido cítrico, málico ou fumárico e suas misturas. Preferencialmente, a fonte de ácido sólido é uma fonte de ácido inorgânico sólido como o di-idrogenofosfato de sódio (bissulfato de sódio).
[020] O produto ainda, pode incluir ingredientes, mas não estão limitados a excipientes, tais como cloreto de sódio, estabilizadores como sulfato de magnésio, tinturas, pigmentos ou corantes, agentes dessecantes, tais como cloreto de cálcio e sulfato de magnésio. Agentes efervescentes, como o bicarbonato de sódio, podem ser incluídos em pequenas quantidades, acelerando a dissolução do produto, mas podem reduzir a conversão do ânion clorito em dióxido de cloro.
[021] Além disso, uma fonte de halogênio livre pode ser adicionada na forma de um composto químico da família de isocianúricos na forma ácida, como por exemplo, ácido dicloroisocianúrico ou ainda tricloroisocianúrico. Este halogênio permite que seja aumentada a conversão do ânion em dióxido de cloro, com rendimento de pelo menos e não limitado a 60% em massa do sal precursor de clorito. Dependendo do balanço de massa entre o sal, a fonte de ácido sólido, excipientes e halogênio livre, esta conversão pode ser elevada até 90% em dióxido de cloro quando em contato com meio aquoso, sendo este meio limpo ou não.
[022] O mecanismo de atuação do halogênio livre na formulação do produto é amplamente discutido, sendo que em tese depende da sinergia de todos os outros componentes químicos presentes, bem como o balanço de massa entre eles. Com isso, a solução de dióxido de cloro é produzida rapidamente de uma maneira segura e controlada.
[023] No caso da utilização de uma fonte de halogênio livre, um mecanismo possível para elucidar o aumento do rendimento de dióxido de cloro, está relacionado diretamente em como a forma ácida de dicloroisocianúrico ou tricloroisocianúrico, ao entrar em contato com a água, entra em equilíbrio. O equilíbrio (figura 1) é atingido entre o ácido cinanúrico e seus principais produtos de dissociação, como o cloro livre e cianuratos clorados, disponibilizando-os no meio aquoso, podendo esta reação acontecer em alguns segundos (Wahman,2019).
[024] No mecanismo proposto temos a maior disponibilização de cloro livre com a diminuição do pH, ou ainda o cloro na forma de ácido hipocloroso.
[025] A reação do produto final composta de sal precursor na forma de clorito de sódio, por exemplo, em presença de um meio ácido, como bissulfato de sódio, acontece de modo geral, conforme figura 2.1.
[026] Como a adição de um halógeno livre propicia a disponibilização de cloro ácido hipocloroso após dissociação em pH ácido, é provável que o deslocamento da reação ocorra no sentido de formação do dióxido de cloro e ainda de acordo com outro possível mecanismo, as moléculas de cloro livre disponibilizadas reagem com o clorito, aumentando consideravelmente o rendimento, restando como subproduto somente “sal” (cloreto de sódio) e água, conforme figura 2.2.
[027] Em geral, as reações elucidadas anteriormente ocorrem simultaneamente entre os componentes da formulação e requerem entre 30 segundos até cerca de 30 minutos para geração total do gás dióxido de cloro que fica dissolvido na água em equilíbrio. O tempo de reação será diferente dependendo do meio a ser gerado e dos possíveis interferentes que podem estar dissolvidos neste meio, além da temperatura.
[028] Devem ser consideradas ainda, que mudanças nas proporções da formulação do produto e ou ainda retirada ou inserção de compostos podem ocasionar perdas significativas de conversão, que não são desejadas no processo de obtenção “in loco” do dióxido de cloro.
[029] O produto pode ser embalado em dois componentes separados, A e B, em doses previamente estabelecidas de forma a facilitar o uso e garantir maior segurança. No entanto a apresentação a granel também deve ser incluída no aspecto inventivo bem como pastilhas únicas (com o componente A + componente B) ou pastilhas do componente A em separado da pastilha do componente B, além de soluções aquosas baseadas na composição da presente invenção.

Claims (1)

1)COMPOSIÇÃO PARA GERAÇÃO DE DIÓXIDO DE CLORO PARA UTILIZAÇÃO COMO SANEANTE”, caracterizado por uma composição de produtos químicos, utilizada como saneante para desinfecção de água, superfícies, equipamentos e ambientes, gerando solução, composto por Bissulfato de Sódio - 10 - 60%; Ácido Tricloro Isocianúrico - 5 - 25%; Sulfato de Magnésio - 1 - 10%; Clorito de Sódio - 20 - 60%; e opcionalmente: Polivinilpirrolidona; Ácido Dicloro Isocianúrico; Cloreto de Sódio; Corantes; Ácido Cítrico; Ácido Fumárico; Ácido Málico; Cloreto de Cálcio, os produtos podem ser separados em dois ou mais grupos ou misturados em um único pó, na forma de pastilha, ou solução aquosa, consistindo no alto teor de geração de Dióxido de Cloro, gerando de 10-30% de Dióxido de Cloro em relação à massa da mistura, resultando em facilidade e rapidez em atingir a concentração máxima, tendo a maior disponibilização de cloro livre com a diminuição do pH, ou ainda o cloro na forma de ácido hipocloroso, a reação do produto final composta de sal precursor na forma de clorito de sódio, em presença de um meio ácido, como bissulfato de sódio, como a adição de um halógeno livre propicia a disponibilização de cloro ácido hipocloroso após dissociação em pH ácido, o deslocamento da reação ocorre no sentido de formação do dióxido de cloro e ainda de acordo com outro possível mecanismo, as moléculas de cloro livre disponibilizadas que reagem com o clorito, aumentando o rendimento, restando como subproduto somente “sal” (cloreto de sódio) e água: 2 NaClO2 + Cl2 ^ 2 CIO2 + 2 NaCl, as reações ocorrem simultaneamente entre os componentes da formulação e requerem entre 30 segundos até cerca de 30 minutos para geração total do gás dióxido de cloro que fica dissolvido na água em equilíbrio, o produto embalado em dois componentes separados, A e B, em doses previamente estabelecidas de forma a facilitar o uso e garantir segurança, a apresentação a granel também incluída no aspecto inventivo ou pastilhas únicas (com o componente A + componente B) ou pastilhas do componente A em separado da pastilha do componente B.
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