BR112012021933B1

BR112012021933B1 - método para tratar uma solução de peroxigênio

Info

Publication number: BR112012021933B1
Application number: BR112012021933-2A
Authority: BR
Inventors: John D. Hilgren; Jelte Lanting; Roger J.A. Tippett
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2021-05-18
Also published as: EP2542103A4; US9254400B2; MX340127B; JP2013521116A; MX2012009983A; ES2669818T3; AU2011222493B2; RU2012141885A; JP2016137491A; CN102781263A; CA2789964C; US20110217761A1; CN105836897A; AU2011222493A1; EP2542103A2; EP2542103B1; WO2011107942A2; BR112012021933A2; JP6001458B2; WO2011107942A3

Abstract

MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE SOLUÇÕES DE PEROXIGÊNIO. A presente divulgação refere-se a um método de múltiplas etapas para o processamento de soluções de peroxigênio para reutilização ou descarte. O método utiliza uma enzima e um agente redutor.

Description

Campo da Invenção

[001]A presente descrição refere-se a um método de múltiplas etapas para o processamento de soluções de peroxigênio para reutilização ou descarte.

Antecedentes da Invenção

[002]Compostos de peroxigênio são utilizados como agentes de desconta- minação, agentes de branqueamento ou agentes oxidantes em várias aplicações, incluindo no processamento de alimentos e bebidas como tratamentos de descon- taminação de superfície de alimentos, tratamentos de descontaminação de embalagens de alimentos, tratamentos de limpeza no local, tratamentos de descontamina- ção de água de processamento de alimentos, tratamento de descontaminação de superfície de contato com alimentos e similares. Soluções de peroxigênio utilizadas devem ser reutilizadas ou descartadas. Se a solução de peroxigênio é descartada, a concentração residual de peroxigênio pode precisar ser diminuída para que a solu-ção de peroxigênio seja compatível com os processos de tratamento de resíduos biológicos. Se a concentração residual de peroxigênio é muito alta, os compostos de peroxigênio podem inibir ou matar os microrganismos benéficos utilizados no processo de tratamento de águas residuais. É contra esse cenário que a presente divulgação é feita.

Resumo

[003]Foi surpreendentemente verificado que a introdução de agentes selecionados reduz os níveis de compostos de peroxigênio em soluções de peroxigênio sem causar um aumento significativo do nível de sólidos totais dissolvidos, permitindo que a solução tratada seja reutilizada ou descarregada de forma segura para um processo de tratamento de água residual biológica.

[004]Um primeiro aspecto da presente divulgação é um método de tratamento de uma solução de peroxigênio que contém um perácido e peróxido de hidrogê- nio. No método, a solução de peroxigênio é coletada, uma enzima é adicionada e, em seguida, um agente redutor é adicionado. A enzima e o agente redutor degradam os compostos de peroxigênio na solução em uma proporção em que pelo menos 0,1 parte dos compostos de peroxigênio é degradada pela enzima para cada 1 parte dos compostos de peroxigênio que é degradada pelo agente redutor. É geralmente compreendido que “compostos de peroxigênio” refere-se ao peróxido de hidrogênio e perácidos.

[005]Um segundo aspecto da divulgação é um método de tratamento de uma solução de peroxigênio que contém um perácido, peróxido de hidrogênio e um ácido carboxílico. No método, a solução de peroxigênio é coletada, uma enzima é adicionada e, em seguida, um agente redutor é adicionado. A enzima e o agente redutor degradam os compostos de peroxigênio na solução em uma proporção em que pelo menos 0,1 parte dos compostos de peroxigênio é degradada pela enzima para cada 1 parte dos compostos de peroxigênio que é degradada pelo agente de redução.

[006]Um terceiro aspecto da divulgação é um método de tratamento de uma solução de peroxigênio que contém peróxido de hidrogênio. No método, a solução de peroxigênio é coletada, uma enzima é adicionada e, em seguida, um agente redutoré adicionado. A enzima e o agente de redução degradam os compostos de peroxigênio na solução em uma proporção em que pelo menos 0,1 parte dos compostos de peroxigênio é degradada pela enzima para cada 1 parte dos compostos de peroxigênio que é degradada pelo agente de redução.

[007]Um quarto aspecto da divulgação é um método de tratamento de uma solução de peroxigênio. No método, uma enzima é adicionada a uma solução de peroxigênio, antes ou durante um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação. Depois de completo o processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação, um agente redutor é adicionado à solução de peroxigênio. A enzima e agente redutor degradam os compostos de peroxigênio na solução em uma razão onde pelo menos 0,1 parte de compostos de peroxigênio é degradada pela enzima para cada parte 1 dos compostos de peroxigênio que é degradada pelo agente de redução.

[008]Outras características e vantagens da divulgação se tornarão evidentes com a leitura da descrição e exemplos que se seguem.

Breve Descrição dos Desenhos

[009]A figura 1 é um gráfico que mostra a degradação de peroxigênio pela enzima após 10 minutos a 25 °C.

[0010]A figura 2 é um gráfico que mostra a degradação do composto de pe- roxigênio pelo agente redutor depois de trinta minutos a 25 °C.

[0011]A figura 3 é um gráfico que mostra a degradação do peróxido de hidrogênio pela enzima em função do tempo a 25 °C.

[0012]A figura 4 é um gráfico que mostra a degradação do peróxido de hidrogênio pela enzima em função da temperatura.

[0013]Descrição Detalhada

[0014]A presente divulgação refere-se aos métodos de tratamento de soluções de peroxigênio para reutilização ou descarte.

[0015]As soluções de peroxigênio são aplicados a várias superfícies para descontaminar a superfície, para branquear aquela superfície ou para funcionar como um agente de oxidação sobre aquela superfície. A descontaminação pode referir-se a um processo que reduz a contaminação física, química ou biológica. Exemplos de superfícies incluem superfícies ambientais, tais como paredes, pisos e drenos, equipamentos de processamento, embalagens de alimentos, superfícies de contato com alimentos, superfícies de alimentos prontos para cozinhar e prontos para comer, tais como carnes inteiras e cortadas, carcaças e frutas e vegetais, materi-ais têxteis como roupa, tapetes, estofados, cortinas e cortinas cirúrgicas, superfícies de cozinha, tais como aquelas encontradas em armazéns, delicatessens e restaurantes, e superfícies de saúde, como instrumentos médicos, dispositivos e endoscó- pios, e superfícies de contato com o paciente.

[0016]Em alguns métodos aqui divulgados, uma solução de peroxigênio é coletada a partir de um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação, tais como aqueles descritos acima. Esta solução de peroxigênio pode ser referida, nesta divulgação, como a “solução de peroxigênio inicial” porque ela é a solução de peroxigênio que entra no método divulgado. Entende-se, no entanto, que esta “solução de peroxigênio inicial” pode já ter sido utilizada para tratar uma superfície ou substância e pode ser considerada pelo menos parcialmente “gasta” em termos de eficácia de descontaminação ou poderia ser uma solução nova ou fresca para ser usada para o tratamento de uma superfície ou substância. A solução de peroxigênio pode ser coletada como parte de um processo em lote. A solução de peroxigênio também pode ser continuamente coletada e processada como parte de um processo de fluxo contínuo. No método, os agentes selecionados são adicionados à solução de peroxigênio inicial em um processo de várias etapas, em uma quantidade suficiente para degradar os compostos de peroxigênio até um nível aceitável, onde a solução pode ser reutilizada ou eliminada. Na primeira etapa, uma enzima é utilizada para degradar os compostos de peroxigênio e, em uma segunda etapa, um agente de redução é usado para degradar ainda mais os compostos de peroxigênio. Nos casos em que os compostos de peroxigênio incluem tanto o peróxido de hidrogênio quanto um perácido, o peróxido de hidrogênio é degradado pela enzima na primeira etapa, e o perácido é degradado por um agente de redução na segunda etapa.

[0017]Em alguns métodos aqui divulgados, a enzima pode ser adicionada à solução de peroxigênio no meio de um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação. Por exemplo, a enzima pode ser adicionada à solução de pero- xigênio, uma vez que a solução de peroxigênio está sendo utilizada como parte de uma operação de limpeza no local, ou operação de descontaminação de embalagem de alimentos para alimentos assépticos ou de vida de prateleira prolongada. Uma vez que o processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação está completo, o agente redutor pode ser adicionado à solução de peroxigênio.

[0018]Em alguns métodos aqui divulgados, a enzima pode ser adicionada à solução de peroxigênio antes do início do processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação, ou pode ser parte da solução de peroxigênio antes do início do processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação.

[0019]A solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio. A solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio e um perácido. E a solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio, ácido carboxílico e o perácido correspondente. Quando a solução de peroxigênio inclui um perácido, o perácido pode ser um perácido simples ou uma solução de perácidos misturados. A solução de peroxigênio que sai de um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação pode incluir os resíduos ou fragmentos do processo, ou a partir de outros processos, incluindo água, açúcares, amidos, gorduras, óleos, proteínas, sujeiras, sais, sangue, minerais e detergentes. A solução de peroxigênio também pode ser combinada com outros fluxos residuais e, em seguida tratada.

[0020]Se a solução de peroxigênio é eliminada usando um processo de tratamento de águas residuais biológicas, e a concentração de peróxido de hidrogênio ou perácidos é muito elevada, a solução de peroxigênio pode inibir ou potencialmente matar microrganismos benéficos no processo de tratamento de águas residuais biológicas. Portanto, no presente método, o nível de compostos de peroxigênio residuaisé reduzido de modo que o processo de tratamento de águas residuais biológicasnão seja adversamente afetado. Deste modo, a solução de peroxigênio é coletada depois de ser utilizada em um processo como um agente de descontaminação, agente de branqueamento ou agente oxidante (solução de peroxigênio inicial) ou a solução de peroxigênio podem ser ainda utilizada como parte de um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação. Uma enzima é adicionada à solução de peroxigênio em uma quantidade suficiente para eliminar 0,1 ou mais partes (em peso) dos compostos de peroxigênio totais para cada 1 parte (em peso) eliminada com o agente redutor. Após a enzima ser adicionada, um agente redutor é adicionado. Uma vez que a enzima e o agente redutor são adicionados à solução de peroxi- gênio inicial, o produto resultante pode ser referido como a “solução de peroxigênio tratada” para diferenciar a solução tratada da solução inicial que é coletada a partir do processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação.

[0021]Um fator para alcançar a desejada diminuição na concentração de compostos de peroxigênio é o tempo de contato entre a enzima ou agente redutor e a solução de peroxigênio. O aumento do tempo de contato entre a solução de pero- xigênio e, a enzima, o agente redutor ou ambos pode levar a um maior decréscimo na concentração de peroxigênio. O uso de reatores de fluxo constante ou reatores de mistura completa em série são dois métodos de aumentar o tempo de contato.

[0022]Em uma modalidade específica, uma solução de peroxigênio que contém peróxido de hidrogênio, ácido carboxílico e o perácido correspondente pode ser usada como parte de uma operação de descontaminação de embalagem de alimentos para alimentos assépticos ou de vida de prateleira prolongada. A enzima pode ser adicionada antes ou durante o processo de descontaminação, onde as embalagens de alimento estão sendo descontaminadas. Uma vez que as embalagens são descontaminadas, a solução de peroxigênio pode ser coletada e, em seguida, o agente redutor pode ser adicionado à solução de peroxigênio. Uma vez que a solução de peroxigênio tenha sido tratada com a enzima e o agente redutor, ela poderá ser descartada ou adicionalmente tratada.

[0023]No processo de tratamento de águas residuais, a solução de peroxi- gênio pode passar por vários outros processos. Por exemplo, a solução de peroxi- gênio pode estar sujeita a processos de separação físicos e/ou químicos, como var-redura,decantação por gravidade, sedimentação, equalização, floculação, separação mecânica, flutuação por ar dissolvido (DAF), modificação do pH, filtração, clarificação, desinfecção e processos de tratamento biológico para remover compostos orgânicos, e oxidar os compostos inorgânicos (por exemplo, sulfetos e amônia) e nitrogênio total (através de nitrificação e desnitrificação). Tratamentos biológicos podem utilizar microrganismos aeróbios, facultativos ou anaeróbios. Água biologicamente tratada pode ser adicionalmente clarificada utilizando um processo de separação antes da desinfecção e descarga do líquido restante em um fluxo receptor, tal como um lago ou rio. Um exemplo de um processo biológico inclui um digestor de tratamento de resíduos anaeróbico, como aquele descrito na patente norte- americana No. 5.733.454. A solução de peroxigênio também pode ser combinada com outros fluxos residuais. E a solução de peroxigênio (inicial ou tratada) também pode ser enviada para uma planta de tratamento de propriedade pública (POTW), instalação de tratamento de esgotos municipal, instalação de tratamento de resíduos industriais ou uma instalação de recuperação de energia municipal ou industrial.

Enzima

[0024]A enzima utilizada no método reduz a concentração de peróxido de hidrogênio. Enzimas redutoras de peróxido de hidrogênio exemplificadoras incluem catalase, peroxidase ou uma combinação de catalase e peroxidase.

[0025]Enzima Catalase

[0026]As enzimas catalase catalisam a decomposição do peróxido de hidrogênio em água e oxigênio. Fontes de enzimas catalase incluem fontes animais tais como catalase bovina isolada de fígados de boi, catalases fúngicas isoladas de fungos incluindo Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum e Aspergillus niger, de fontes vegetais, fontes bacterianas tal como o Staphylococcus aureus, e variações genéticas e modificações das mesmas. As catalases fúngicas são especialmente apropriadas por causa da sua capacidade para decompor o peróxido de hidrogênio em concentrações mais baixas de enzima catalase em comparação com enzimas catalases não fúngicas. Além disso, as enzimas catalases fúngicas são mais estáveis no pH e na temperatura ambiente encontrada em soluções de peroxigênio.

[0027]A molécula de catalase é susceptível à desnaturação pelo calor, oxidação,e níveis extremos de pH. Em geral, as soluções de peroxigênio iniciais preferidascontêm entre 1 e 50000 ppm (em peso) de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 1 e 10, e uma temperatura entre 1 e 70 °C (34 e 158 °F), ou entre 1 e 10.000 ppm de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 2 e 9, e uma temperatura entre 10 e 60 °C (50 e 140 °F), ou entre 1 e 5000 ppm de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 3 e 8, e um temperatura entre 20 e 50 °C (68 e 122 °F).

[0028]A catalase pode ser introduzida flutuando livre na solução de peroxi- gênio. Alternativamente, a catalase pode ser imobilizada sobre uma superfície que está em comunicação fluida com a solução de peroxigênio de uma forma que permite que a catalase interaja com e decomponha o peróxido de hidrogênio. A catalase imobilizada pode ser mais estável do que a enzima solúvel não ligada. Uma catalase imobilizada também tem a vantagem de ser capaz de ser facilmente removida da solução. Uma catalase imobilizada pode incluir uma catalase solúvel que está ligada a um substrato. Os exemplos de substratos podem incluir espumas de poliuretano, géis de poliacrilamida, géis de anidrido polietilenomaleico, géis de anidrido poliesti- renomaleico, celulose, nitrocelulose, resinas silásticas, vidro poroso, membranas de vidro macroporosas, pérolas de vidro, argila ativada, zeólitos, alumina, sílica, silicato e outros substratos inorgânicos e orgânicos. A enzima pode ser fixada ao substrato de várias formas, incluindo a ligação covalente do carreador, reticulação, adsorção física, ligação iônica e aprisionamento.

[0029]Catalases comercialmente disponíveis estão disponíveis nas formas liofilizada e atomizada. Catalase comercialmente disponível inclui tanto a enzima ativa quanto os ingredientes adicionais para melhorar a estabilidade ou o desempenho da enzima. Alguns exemplos de enzimas catalase comercialmente disponíveis incluem Genencor CA-100 e CA-400, bem como ASC Super G e ASC Super 200, da Mitsubishi Gas Chemical (MGC). O método inclui preferivelmente pelo menos uma catalase fúngica.

Enzima peroxidase

[0030]As enzimas peroxidase também catalisam a decomposição do peróxi- do de hidrogênio em água e oxigênio. Fontes de peroxidase incluem animais, plantas e microrganismos.

[0031]A molécula de peroxidase é susceptível à desnaturação pelo calor, oxidação e níveis extremos de pH. Em geral, as soluções de peroxigênio iniciais preferidascontêm entre 1 e 50.000 ppm (em peso) de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 1 e 10, e uma temperatura entre 1 e 70 °C (34 e 158 °F); ou entre 1 e 10.000 ppm de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 2 e 9, e uma temperatura entre 10 e 60 °C (50 e 140 °F), ou entre 1 e 5.000 ppm de compostos de peroxigênio totais, com um pH entre 3 e 8, e uma temperatura entre 20 e 50 °C (68 e 122 °F).

[0032]A peroxidase pode ser introduzida flutuando livremente na solução de peroxigênio. Alternativamente, a peroxidase pode ser imobilizada sore uma superfície, que está em comunicação fluida com a solução de peroxigênio na forma que permite que a peroxidase interaja e decomponha o peróxido de hidrogênio. Uma peroxidase imobilizada tem a vantagem de ser capaz de ser facilmente removida da solução. Uma peroxidase imobilizada pode incluir uma peroxidase solúvel que está ligada a um substrato. Os exemplos de substratos podem incluir espumas de poliuretano,géis de poliacrilamida, géis de anidrido polietilenomaleico, géis de anidrido poliestirenomaleico, celulose, nitrocelulose, resinas silásticas, vidro poroso, mem- branas de vidro macroporosas, pérolas de vidro, argila ativada, zeólitos, alumina, sílica, silicatos e outros substratos inorgânicos e orgânicos. A enzima pode ser ligada ao substrato de várias formas, incluindo ligação covalente do carreador, reticula- ção, adsorção física, ligação iônica e aprisionamento.

[0033]Peroxidases comercialmente disponíveis estão disponíveis nas formas líquida e em pó. A peroxidase comercialmente disponível inclui a enzima ativa, bem como ingredientes adicionais para melhorar a estabilidade da enzima. Algumas enzimas peroxidase comercialmente disponíveis exemplificadoras incluem as peroxidases de rábano silvestre disponíveis junto à Sigma-Aldrich, Genencor Internacional e Novozymes.

O Agente Redutor

[0034]O agente redutor elimina parte do peróxido de hidrogênio não eliminado pela enzima e também elimina certa quantidade de perácido, se este estiver presente. Agentes redutores exemplificadores incluem os seguintes: sais de bissulfito, (por exemplo, sais de bissulfito de sódio, potássio e amônia, metabissulfito de sódio), sais de tiossulfato (por exemplo, tiossulfato de sódio, potássio e amônio), sais de sulfito (por exemplo, sulfito de sódio, potássio e amônio), dióxido de enxofre, materiais carbonáceos porosos (por exemplo, carbono, carvão vegetal, carbono ativado), ácido ascórbico, ácido eritórbico, catalisadores de metal (por exemplo, manganês, prata) e suas misturas. O agente redutor também pode ser um processo físico, tal como luz ultravioleta (UV).

[0035]A enzima e o agente redutor devem ser adicionados em quantidades que causam reduções significativas na concentração dos compostos de peroxigênio com cada adição. A enzima irá sempre degradar o peróxido de hidrogênio. O agente redutor irá degradar o peróxido de hidrogênio ou o perácido. A quantidade de pero- xigênio relativo que é degradado pela enzima versus o agente redutor irá depender da concentração de peróxido de hidrogênio versus perácido. Por exemplo, se a composição de peroxigênio contém níveis elevados de perácido em comparação com o peróxido de hidrogênio, a enzima irá degradar uma quantidade menor de pe- róxido de hidrogênio em comparação com o agente redutor que degrada o perácido. Em contrapartida, se houver mais de peróxido de hidrogênio do que perácido, a enzimairá degradar uma maior quantidade de peróxido de hidrogênio do que o agente redutor irá degradar o perácido. Uma vez que o agente redutor químico contribui para os níveis de TDS na solução de peroxigênio tratada até um grau muito maior do que a enzima, os métodos descritos são especialmente adequados para soluções de peroxigênio com níveis significativos de peróxido de hidrogênio em relação ao nível de perácido. Por conseguinte, a enzima e o agente redutor são preferivelmente adicionadosà solução de peroxigênio em quantidades em que a enzima degrada pelo menos 0,1 parte de peroxigênio para cada 1 parte de peroxigênio que é degradada pelo agente redutor. Outras razões incluem pelo menos 0,5, pelo menos 1 e pelo menos 5 partes de peroxigênio que são degradadas pela enzima para cada 1 parte de peroxigênio que é degradada pelo agente redutor.

[0036]A quantidade de enzima adicionada irá variar de acordo com qual enzimaé selecionada e a concentração do peróxido de hidrogênio na solução de pero- xigênio inicial. Uma pessoa versada na técnica será capaz de calcular a quantidade de enzima necessária para atingir as razões desejadas descritas acima, porém concentrações representativas e não limitativas da enzima incluem de cerca de 0,01 até cerca de 100 mg/L, de cerca de 0,01 até cerca de 10 mg/L, e de cerca de 0,05 até cerca de 5 mg/L (enzima ativa). Da mesma forma, a quantidade de agente redutor adicionado irá variar dependendo de qual agente redutor é selecionado e da concentração das espécies de peroxigênio na solução de peroxigênio inicial. Uma pessoa versada na técnica será capaz de calcular a quantidade de agente redutor necessá-ria para atingir as razões desejadas descritas acima, mas concentrações representativas e não limitativas do agente redutor, expressas como metabissulfito de sódio, incluem de cerca de 5 até cerca de 450 mg/L, de cerca de 10 até cerca de 90.000 mg/L, e de cerca de 10 até cerca de 9.000 mg/L.

[0037]Após a adição da enzima e do agente redutor, os sólidos dissolvidos totais da solução de peroxigênio de preferência não aumentam em mais do que 100 mg/L, 1.000 mg/L ou 10.000 mg/L. Se forem utilizados em quantidades elevadas, agentes redutores químicos tais como bissulfito de sódio e metabissulfito de sódio aumentam o custo e aumentam o nível de sólidos dissolvidos totais (TDS). A concentração de sólidos dissolvidos totais em fluxos de águas residuais pode ser regulada ou restringida. O nível de TDS em águas residuais é principalmente devido à presença de íons de sais inorgânicos (por exemplo, cálcio, magnésio, potássio, sódio, bicarbonatos, sulfatos e cloretos). Instalações de tratamento de águas residuais não são normalmente equipadas para remover esses íons de sais. A concentração de TDS que pode ser descarregada a partir de uma instalação industrial ou POTW pode ser restrita devido ao impacto adverso que TDS pode ter sobre as águas superficiais e aquíferos.

[0038]Duas vantagens dos métodos aqui divulgados são os níveis mais baixos de agentes redutores e os menores níveis de TDS na solução de peroxigênio tratada. Considere o seguinte exemplo hipotético:

[0039]Por exemplo, para cada 1 parte (em peso) de peróxido de hidrogênio em uma solução de peroxigênio, cerca de 3 partes de bissulfito de sódio são necessárias para degradá-lo. Assim, 1 litro de uma solução contendo 3000 mg de peróxido de hidrogênio precisaria de aproximadamente 9000 mg de bissulfito de sódio para neutralização, resultando em um aumento do nível de TDS de aproximadamente 9000 mg/L. Ao contrário, sob a presente divulgação, apenas 3 mg de catalase são adicionados a uma solução de 3000 mg/L de peróxido de hidrogênio para neutralização do peróxido de hidrogênio - isto tem praticamente nenhum impacto sobre o nível de TDS.

[0040]Nos métodos revelados, os níveis de compostos de peroxigênio na solução de peroxigênio tratada são de cerca de 0,1 até cerca de 1.000 ppm, de cerca de 0,1 ppm até cerca de 100 ppm, de cerca de 0,1 ppm até cerca de 10 ppm e de cerca de 0,1 ppm até cerca de 1 ppm. Alternativamente, a solução de peroxigênio tratada é substancialmente isenta de compostos de peroxigênio. Finalmente, a solução de peroxigênio tratada pode ser isenta de compostos de peroxigênio.

As Soluções de Peroxigênio

[0041]Os métodos descritos são utilizados em soluções de peroxigênio que foram ou estão sendo utilizadas como parte de um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação. O método foca principalmente sobre os componentes da solução de peroxigênio que se encontram na solução de peroxigênio gasta ou no fluxo de resíduos. A solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio. A solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio e perácido. Finalmente, a solução de peroxigênio pode incluir peróxido de hidrogênio, perácido e o ácido car- boxílico correspondente para o perácido. Se a solução de peroxigênio inclui o peró- xido de hidrogênio e o perácido, então, no método, a enzima é utilizada para degradar o peróxido de hidrogênio na primeira etapa e, em seguida, o agente redutor é utilizado para degradar perácido, e peróxido de hidrogênio, caso esteja presente, na segunda etapa.

[0042]O método é preferencialmente usado com composições com níveis significativos de peróxido de hidrogênio em relação ao nível de perácido. Por exemplo, as razões preferidas de peróxido de hidrogênio para perácido incluem 0,1 parte ou mais (em peso) de peróxido de hidrogênio por 1 parte (em peso) de perácido. Razões adicionais de peróxido de hidrogênio:perácido incluem: 0,5:1, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 e 5:1.

[0043]Ácido carboxílico. Um ácido carboxílico inclui qualquer composto de fórmula geral R-(COOH)n em que R pode ser hidrogênio, alquila, alquenila, um grupo alicíclico, arila, heteroarila ou um grupo heterocíclico, e n é 1, 2, ou 3. Preferencialmente, R inclui hidrogênio, alquila ou alquenila. A alquila e alquenila incluem 1 a 12 átomos de carbono e podem ser substituídas ou não substituídas.

[0044]Exemplos de ácidos carboxílicos adequados incluem uma variedade de ácidos monocarboxílicos, ácidos dicarboxílicos e ácidos tricarboxílicos. Ácidos monocarboxílicos incluem, por exemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido propa- noico, ácido butanoico, ácido pentanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido dodecanoi- co, ácido glicólico, ácido lático, ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, ácido mandéli- co, etc. Ácidos dicarboxílicos incluem, por exemplo, ácido adípico, ácido fumárico, ácido glutárico, ácido maleico, ácido succínico, ácido málico, ácido tartárico, etc. Ácidos tricarboxílicos incluem, por exemplo, ácido cítrico, ácido trimelítico, ácido iso- cítrico, ácido agaícico, etc. Um ácido carboxílico adequado para utilização em uma composição da invenção pode ser selecionado pela sua solubilidade, custo, aprovação como aditivo alimentar, odor, pureza, etc. Um ácido carboxílico particularmente útil para uma composição da invenção inclui um ácido carboxílico que é solúvel em água, tal como ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido butanoico, ácido lático, ácido glicólico, ácido cítrico, ácido mandélico, ácido glutárico, ácido maleico, ácido málico, ácido adípico, ácido succínico, ácido tartárico, etc. Estes ácidos carbo- xílicos podem também ser úteis porque os ácidos carboxílicos solúveis em água podem ser aditivos alimentares, tais como ácido fórmico, ácido acético, ácido lático, ácido cítrico, ácido tartárico, etc.

[0045]Ácidos carboxílicos preferidos incluem ácido acético, ácido octanoico ou ácido propiônico, ácido lático, ácido heptanoico, ácido nonanoico ou uma combinação destes.

[0046]Perácido. Um perácido é também conhecido na técnica como um áci-dopercarboxílico, um peroxiácido e um ácido peroxicarboxílico. Um perácido inclui qualquer composto de fórmula R-(COOOH)n, em que R pode ser hidrogênio, alquila, alquenila, um grupo alicíclico, arila, heteroarila, ou um grupo heterocíclico, e n é 1, 2, ou 3. Preferencialmente R inclui hidrogênio, alquila ou alquenila.

[0047]Perácidos preferidos incluem qualquer ácido peroxicarboxílico que pode ser preparado a partir da reação de equilíbrio catalisada por ácido entre um ácido carboxílico e peróxido de hidrogênio. De preferência, uma composição da invenção inclui ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico ou ácido peroxipropiônico, ácido peroxilático, ácido peroxieptanoico, ácido peroxinonanoico ou uma combinação destes.

Materiais Opcionais Adicionais

[0048]As soluções de peroxigênio podem incluir um número de materiais op- cionais adicional incluindo agentes estabilizantes, hidrótropos, tensoativos, deses- pumantes, inibidores de corrosão, modificadores de reologia, corantes e fragrâncias. Estes materiais são tipicamente parte dos concentrados de peroxigênio e, por con-seguinte, podem estar presentes na solução de peroxigênio inicial ou tratada.

Agentes estabilizantes

[0049]As soluções podem, opcionalmente, incluir agentes estabilizantes para estabilizar e prevenir a oxidação prematura do material de peroxigênio concentrado utilizado para preparar uma solução de peroxigênio, ou a solução de peroxigênio em si.

[0050]Os agentes quelantes ou sequestrantes geralmente úteis como agentes estabilizantes incluem o ácido fosfônico e os fosfonatos, fosfatos, aminocarboxi- latos e seus derivados, pirofosfatos, etilenodiamina e derivados de etilenotriamina, hidroxiácidos e mono, di e tricarboxilatos e os seus ácidos correspondentes.

[0051]Outros agentes quelantes incluem nitroloacetatos e seus derivados, e suas misturas. Exemplos de aminocarboxilatos incluem aminoacetatos e seus sais. Aminoacetatos adequados incluem: ácido N-hidroxietilaminodiacético; ácido hidro- xietilenodiaminotetracético; ácido nitrilotriacético (NTA); ácido etilenodiaminotetracé- tico (EDTA); ácido N-hidroxietiletilenodiaminotriacético (HEDTA); ácido etilenodiami- notetracético tetrassódico (EDTA); ácido dietilenotriaminopentacético (DTPA); e ácidoalanina-N,N-diacético; ácido hidroxietiliminodiacético; e similares; seus sais de metais alcalinos; e suas misturas. Aminofosfatos adequados incluem de nitrilotrisme- tilenofosfato e outros aminofosfatos com grupos alquila ou alcalinos com menos de 8 átomos de carbono. Policarboxilatos exemplificadores incluem ácidos iminodissuccí- nico (IDS), poliacrilatos de sódio, ácido cítrico, ácido glicônico, ácido oxálico, seus sais, suas misturas e similares. Policarboxilatos adicionais incluem agentes quelan- tes tipo cítrico ou citrato, policarboxilato polimérico e agentes quelantes tipo ácido acrílico ou poliacrílico. Agentes quelantes adicionais incluem o ácido poliaspártico ou cocondensados de ácido aspártico com outros aminoácidos, ácidos mono ou dicar- boxílicos C4-C25 e mono ou diaminas C4-C25. Exemplos de policarboxilatos poliméri- cos incluem o ácido poliacrílico, copolímero maleico/olefina, copolímero acríli- co/maleico, ácido polimetacrílico, copolímeros de ácido acrílico-ácido metacrílico, poliacrilamida hidrolisada, polimetacrilamida hidrolisada, copolímeros de poliamida- metacrilamida hidrolisados, poliacrilonitrila hidrolisada, polimetacrilonitrila hidrolisada, copolímeros de acrilonitrila-metacrilonitrila hidrolisada, e similares.

Hidrótropos

[0052]A solução pode, opcionalmente, incluir um solubilizado ou acoplador de hidrótropo.

[0053]Tais materiais podem ser usados para garantir que o material de pero- xigênio concentrado utilizado para preparar uma solução de peroxigênio, ou a solução de peroxigênio em si, permanece estável em fase e em uma forma aquosa altamente ativa única. Tais solubilizantes hidrótropos ou acopladores podem ser usados em concentrações que mantêm a estabilidade de fase, mas que não resultam em interação composicional indesejada.

[0054]As classes representativas de solubilizantes hidrótropo ou agentes de acoplamento incluem um tensoativo aniônico, tal como um sulfato de alquila, um sulfonato de alquila ou alcanossulfonato, um alquilbenzeno linear ou sulfonato de nafta- leno, um alcanossulfonato secundário, alquiletersulfonato ou sulfonato, um fosfato ou fosfonato de alquila, éster do ácido dialquilsulfossuccínico, ésteres de açúcar (por exemplo, ésteres de sorbitano) e um alquilglicosídeo C8-C10.

[0055]Agentes de acoplamento pode também incluir n-octanossulfonato, sulfonatos aromáticos, tal como um alquilarilsulfonato (por exemplo, xilenossulfonato ou naftalenossulfonato de sódio), e os ácidos dissulfônicos do óxido difenílico alquilado, tais como aqueles vendidos sob o nome comercial DOWFAX™, de preferência as formas de ácido destes hidrótropos.

Tensoativos

[0056]A composição pode incluir, opcionalmente, um tensoativo ou mistura de tensoativos. O agente tensoativo pode incluir tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos, anfotéricos e zwitteriônicos, que são comercialmente disponíveis, e misturas dos mesmos. Em uma modalidade, o tensoativo inclui um tensoativo não iônico ou aniônico. Para uma discussão de tensoativos, ver Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Terceira Edição, volume 8, páginas 900-912.

[0057]Tensoativos não iônicos podem incluir aqueles que possuem um polímero de óxido de polialquileno como uma porção da molécula de tensoativo. Estes tensoativos podem ser protegidos ou desprotegidos. Tais tensoativos não iônicos incluem, por exemplo, éteres de polietilenoglicol de álcoois graxos protegidos com cloro, benzila, metila, etila, propila, butila e outras alquilas; não iônicos livres de óxido de polialquileno tais como alquilpoliglicosídeos; ésteres de sorbitano e de sacarose e os seus etoxilados; etilenodiamina alcoxilada; alcoxilatos de álcool tais como propoxilatos etoxilados de álcool propoxilatos de álcool, propoxilatos de etxilato de propoxilato de álcool, butoxilatos etoxilados de álcool, etoxilatos de álcoois graxos (por exemplo, alcoxilato do álcool tridecílico, aduto de óxido de etileno), e similares; etoxilato de nonilfenol, éteres de polioxietilenoglicol, e similares; ésteres do ácido carboxílico tais como ésteres de glicerol, ésteres de polioxietileno, ésteres etoxilados e de glicol de ácidos graxos; e similares; amidas carboxílicas, tais como condensados de dietanolamina, condensados de monoalcanolamina, amidas de ácidos graxos de polioxietileno e similares; e copolímeros em bloco de óxido de polialquileno incluindo um copolímero em bloco de óxido de etileno/óxido de propileno, tais como aqueles disponíveis comercialmente sob a marca registada PLURONIC (BASF- Wyandotte), e similares; aminas etoxiladas e éter aminas comercialmente disponíveis junto à Tomah Corporation e outros compostos não iônicos. Tensoativos de silicone, tais como ABIL B8852 (Goldschmidt) também podem ser usados.

[0058]O tensoativo não iônico pode incluir etoxilatos de álcool linear e secundário (etoxilatos de álcoois graxos, por exemplo, alcoxilato do álcool tridecílico, aduto de óxido de etileno), etoxilatos de alquilfenol, tensoativos em bloco de etó- xi/propóxi e similares. Exemplos de etoxilatos lineares ou secundários preferenciais (etoxilatos de álcool graxo, por exemplo, alcoxilato do álcool tridecílico, aduto de óxido de etileno) inclui o álcool com 12-14 carbonos, linear, primário, com cinco mols de etoxilato (C12-14H25-29)-O-(CH2CH2O)5H, que é vendido sob o nome comercial LAE 24-5), o álcool com 12-14 carbonos, linear, primário, com sete mols de etoxilato (C12- 14H25-29)-O-(CH2CH2O)7H (um dos quais é vendido sob o nome comercial LAE 24-7), o álcool com 12-14 carbonos, linear, primário, com doze mols de etoxilato (C12-14H25- 29)-O-(CH2CH2O)12H (um dos quais é vendido sob o nome comercial de LAE 24-12), e similares.

[0059]Os tensoativos aniônicos podem incluir, por exemplo, carboxilatos tais como alquilcarboxilatos (sais de ácido carboxílico) e polialcoxicarboxilatos, carboxila- tos etoxilados de álcool, carboxilatos de etoxilato de nonilfenol e similares; sulfonatos, tais como alquilsulfonatos, alquilbenzenossulfonatos, (por exemplo, ácido dode- cilbenzenossulfônico linear ou sais dos mesmos), alquilarilsulfonatos, ésteres de ácidos graxos sulfonados e similares; sulfatos tais como álcoois sulfatados, etoxila- tos de álcoois sulfatados, alquilfenóis sulfatados, alquilsulfatos, sulfossuccinatos, alquiletersulfatos e similares; e ésteres de fosfato, como ésteres de alquilfosfato, ésteres de álcool fosfato etoxilados e similares.

[0060]Substâncias ativas de superfície são classificadas como catiônicas se a carga na porção hidrofílica da molécula é positiva. Tensoativos em que o hidrófilo não carrega carga, a menos que o pH seja reduzido até a neutralidade ou abaixo, mas que são, então, catiônicos (por exemplo, alquilaminas), estão também incluídos neste grupo.

[0061]Os tensoativos catiônicos podem ser encontrados em algumas solu- ções de peroxigênio. Os tensoativos catiônicos podem incluir compostos que contêm pelo menos um grupo hidrofóbico de cadeia carbônica longa e pelo menos um átomo de nitrogênio positivamente carregado. O grupo de cadeia carbonônica longa pode ser ligado diretamente ao átomo de azoto por simples substituição; ou indiretamente, por um grupo ou grupos funcionais em ponte nas chamadas alquilaminas e amido aminas interrompidas. Tais grupos funcionais podem tornar a molécula mais hidrofílica e/ou mais dispersáveis em água, mais facilmente solubilizada em água por misturas de cotensoativo, e/ou solúveis em água. Para solubilidade em água aumentada, grupos amino primários, secundários ou terciários adicionais podem ser introduzidos ou o nitrogênio amino pode ser quaternizado com grupos alquila de baixo peso molecular. Além disso, o nitrogênio pode ser uma parte de uma porção de cadeia linear ou ramificada de graus diferentes de insaturação ou de um anel hete- rocíclico saturado ou insaturado. Além disso, os tensoativos catiônicos podem conter ligações complexas que possuem mais do que um átomo de nitrogênio catiônico.

[0062]O tensoativo catiônico pode incluir um tensoativo de amônio quaternário, tal como um tensoativo de amônio quaternário de sebo, como um composto de amônio quaternário etoxilado de amina de sebo. Por exemplo, um composto de amônio quaternário etoxilado de amina de sebo pode incluir um nitrogênio quaternário ligado a um grupo metila, uma porção de sebo e duas porções de etoxilato. As porções de etoxilato podem incluir 6 a 10 grupos etoxilato.

[0063]Os compostos tensoativos classificados como óxidos de amina, anfo- téricos e zwitteríons são, eles próprios, tipicamente catiônicos em soluções de pH quase neutro até ácido e podem sobrepor as classificações de tensoativo. Tensoati- vos catiônicos polioxietilados geralmente se comportam como tensoativos não iôni- cos em solução alcalina e como tensoativos catiônicos em solução ácida.

[0064]A maioria dos tensoativos catiônicos comerciais de grande volume pode ser subdividida em quatro classes principais e subgrupos adicionais, por exem- plo, conforme descrito em “Surfactant Encyclopedia”, Cosmetics & Toiletries, vol. 104 (2) 86-96 (1989). A primeira classe inclui alquilaminas e seus sais. A segunda classe inclui alquilimidazolinas. A terceira classe inclui aminas etoxiladas. A quarta classe inclui quaternários, tais como sais de alquilbenzildimetilamônio, sais de alquilbenze- no, sais de amônio heterocíclicos, sais de dialquilamônio e similares.

Desespumantes

[0065]A solução pode, opcionalmente, incluir desespumantes. Geralmente, os desespumantes podem incluir sílica e silicones, ésteres ou ácidos alifáticos; álcoois; sulfatos ou sulfonatos; aminas ou amidas; compostos halogenados, tais como fluorcloroidrocarbonetos, óleos vegetais, ceras, óleos minerais, bem como os seus derivados sulfatados; e fosfatos e ésteres de fosfato tais como difosfatos de alquila e alcalinos, e fosfatos de tributila, entre outros; e suas misturas. Desespumantes de grau alimentício são preferidos. Silicones, tais como dimetilsilicone, glicolpolissiloxa- no, metilfenolpolissiloxano, trialquil ou tetralquilsilanos, desespumantes de sílica hi- drofóbicos e suas misturas podem ser usadas em aplicações desespumantes. De- sespumantes comerciais normalmente disponíveis incluem silicones tais como Arde- foam™ junto à Armour Industrial Chemical Company, que é um silicone ligado à uma emulsão orgânica; Foam Kill™ ou Kresseo™, disponível junto à Kirusable Chemical Company, que são desespumantes tipo silicone e não silicone, bem como ésteres de silicone; e Anti-Foam A™ e DC-200 junto à Dow Corning Corporation, que são ambos silicones de grau alimentício, dentre outros.

Inibidores de Corrosão

[0066]A solução pode, opcionalmente, incluir um inibidor de corrosão. Inibidores de corrosão úteis incluem ácidos policarboxílicos, tais como diácidos carboxíli- cos de cadeia curta, triácidos, bem como ésteres de fosfato e suas combinações. Ésteres de fosfato úteis incluem ésteres de fosfato de alquila, ésteres de fosfato de monoalquilarila, ésteres de fosfato de dialquilarila, ésteres de fosfato de trialquilarila, e misturas destes, tais como Emphos PS 236 comercialmente disponível junto à Witco Chemical Company. Outros inibidores de corrosão úteis incluem os triazóis, tais como o benzotriazol, toliltriazol e mercaptobenzotiazol, e em combinações com fosfonatos, tais como ácido 1-hidroxietilideno-1,1-difosfônico, e tensoativos, tais como a dietanolamida do ácido oleico e sulfonato de cocoanfoidroxipropila, e similares. Inibidores de corrosão úteis incluem ácidos policarboxílicos, tais como ácidos dicar- boxílicos. Os ácidos que são preferidos incluem o adípico, glutárico, succínico e suas misturas. O mais preferido é uma mistura de ácido adípico, glutárico e succínico, que é uma matéria-prima vendida por BASF com o nome SOKALAN™ DCS.

Modificadores de Reologia

[0067]A solução pode, opcionalmente, incluir um ou mais modificadores de reologia.

[0068]Modificadores de reologia solúveis em água ou dispersáveis em água que são úteis podem ser classificados como inorgânicos ou orgânicos. Os espessan- tes orgânicos podem ainda ser divididos em polímeros naturais e sintéticos, com o último sendo ainda subdividido em à base de natural sintético e à base de petróleo sintéticos.

[0069]Espessantes inorgânicos são geralmente compostos tais como o sili- cato de alumínio e magnésio coloidal (VEEGUM™), argilas coloidais (Bentonitas) ou sílicas (CAB-O-SILS™), que foram fumigados ou precipitados para criar partículas com grandes razões de superfície em relação ao tamanho. Espessantes de hidrogel naturais adequados são primariamente exsudatos derivados vegetais. Por exemplo, gomas de tragacanto, karaya e acácia; e extrativos tais como carragena, goma de alfarroba, goma guar e pectina; ou produtos de fermentação de cultura pura, tais como goma xantana. Quimicamente, todos estes materiais são sais de polissacarí- deos aniônicos complexos. Espessantes de base natural sintéticos com aplicação são derivados de celulose, em que os grupos hidroxila livres nos polímeros de glico- se anidros lineares foram eterificados ou esterificados para produzir uma família de substâncias, que se dissolvem em água e produzem soluções viscosas. Este grupo de materiais inclui alquil e hidroxialquilceluloses, especificamente metilcelulose, hi- droxietilmetilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, hidroxibutilmetilcelulose, hidroxietil- celulose, etilidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose e carboximetilcelulose. Polímeros solúveis em água à base de petróleo sintéticos são preparados por polimerização direta dos monômeros adequados dos quais polivinilpirrolidona, éter polivinilmetílico, ácido poliacrílico e ácido polimetacrílico, poliacrilamida, óxido de polietileno e polieti- lenimina são representativos.

Corantes e Fragrâncias

[0070]A solução pode incluir, opcionalmente, diversos corantes, odorantes incluindo perfumes e outros agentes intensificadores estéticos. Os corantes preferidos incluem corantes FD&C, corantes D&C e similares.

[0071]Para uma compreensão mais completa da divulgação, os seguintes exemplos são apresentados para ilustrar algumas modalidades. Estes exemplos e experimentos devem ser entendidos como sendo ilustrativos e não limitativos. Todas as partes são em peso, salvo indicação em contrário.

Exemplos Exemplo 1

[0072]A finalidade do exemplo 1 foi caracterizar o impacto da enzima catalase sobre os níveis de peróxido de hidrogênio e ácido peroxiacético em uma solução de peroxigênio. Vários níveis da enzima catalase Optimase® CA 400L (Genen- cor International, Rochester, NY) foram adicionados a uma solução de peroxigênio a 25 °C e mantida durante 10 minutos, durante mistura. Observa-se que a concentração de enzima mede a concentração da enzima ativa. A solução de peroxigênio foi preparada a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continha 2952 ppm de peróxido de hidrogênio e 650 ppm de ácido peracético, no início do experi- mento. Após a exposição de 10 minutos, os níveis de peróxido de hidrogênio e de ácido peroxiacético foram medidos.

[0073]Os resultados são mostrados na figura 1 e demonstram que a adição de catalase a uma solução de peroxigênio resultou na eliminação significativa de peróxido de hidrogênio, mas não proporcionou eliminação significativa de ácido pe- roxiacético.

Exemplo 2

[0074]A finalidade do exemplo 2 foi caracterizar o impacto do bissulfito de sódio de agente redutor mediante os níveis de peróxido de hidrogênio e ácido pero- xiacético em uma solução de peroxigênio. Vários níveis de bissulfito de sódio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) foram adicionados a uma solução de peroxigênio a 25 °C e mantida durante 30 minutos. A solução de peroxigênio foi preparada a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continha 225 ppm de peróxido de hidrogênio e 50 ppm de ácido peracético no início do experimento. Após a exposição de 30 minutos, os níveis de peróxido de hidrogênio e ácido peroxiacético foram medidos.

[0075]Os resultados são mostrados na figura 2 e demonstram que a adição de bissulfito de sódio a uma solução de peroxigênio resulta na eliminação significativa de peróxido de hidrogênio e ácido peroxiacético. A taxa de eliminação do peróxi- do de hidrogênio foi proporcional à taxa de eliminação de ácido peroxiacético.

Exemplo 3

[0076]A finalidade do exemplo 3 foi caracterizar o impacto do tempo de exposição na eliminação do peróxido de hidrogênio a partir de uma solução de peroxi- gênio utilizando catalase. A enzima catalase Optimase® CA 400L (Genencor International, Rochester, NY) foi adicionada a uma solução de peroxigênio para resultar em uma concentração final de 0,116 mg/L. A solução de peroxigênio foi preparada a partir a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continha 2893 ppm de peróxido de hidrogênio e 634 ppm de ácido peracético no início do experimento. Em intervalos de 2 minutos, o nível de peróxido de hidrogênio foi medido.

[0077]Os resultados são mostrados na figura 3 e demonstram que a adição de catalase a uma solução de peroxigênio eliminou cerca de 50, 90 e 99% do nível inicial de peróxido de hidrogênio em 1, 5 e 10 minutos, respectivamente.

Exemplo 4

[0078]A finalidade do exemplo 4 foi caracterizar o impacto da temperatura de exposição na degradação de peróxido de hidrogênio a partir de uma solução de pe- roxigênio utilizando catalase. Vários níveis da enzima catalase Optimase® CA 400L (Genencor International, Rochester, NY) foram adicionados às soluções de peroxi- gênio em diferentes temperaturas. As soluções de peroxigênio foram preparadas a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continham aproximadamente 2950 ppm de peróxido de hidrogênio e aproximadamente 650 ppm de ácido peracé- tico no início do experimento. Depois de uma exposição de 10 minutos, o nível de peróxido de hidrogênio foi medido. Os dados foram normalizados para levar em consideração ligeiras diferenças nas concentrações de partida, e log-transformados para se adaptar a um modelo linear.

[0079]Os resultados são mostrados na figura 4 e demonstram que a eficácia da catalase para a degradação do peróxido de hidrogênio em soluções de peroxigê- nio foi mais eficaz dentro de uma faixa de temperaturas de cerca de 25 a 50 °C. A eficácia da catalase para eliminação de peróxido de hidrogênio em soluções de pe- roxigênio foi reduzida em temperaturas acima de 50 °C, e a 4 °C.

Exemplo 5

[0080]A finalidade do exemplo 5 foi comparar os níveis de TDS em soluções de peroxigênio neutralizadas utilizando dois processos diferentes: (1) um processo utilizando apenas o agente redutor bissulfito de sódio, e (2) um processo utilizando a enzima catalase seguido por bissulfito de sódio. Em um primeiro experimento, um nível mínimo do bissulfito de sódio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) foi adicionado a uma solução de peroxigênio para degradar tanto o peróxido de hidrogênio quanto o ácido peroxiacético. Em um segundo experimento, em uma primeira etapa, o nível mínimo da enzima catalase Optimase® CA 400L (Genencor International, Rochester, NY) foi adicionado a uma solução de peroxigênio para degradar o peróxido de hidrogênio em apenas 10 minutos a 25 °C. Em uma segunda etapa, um nível mínimo de bissulfito de sódio foi adicionada à solução de peroxigênio para degradar os compostos de peroxigênio restantes. As soluções de peroxigênio em ambos os experimentos foram preparadas a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continham 2952 ppm de peróxido de hidrogênio e 650 ppm de ácido peracético, no início do experimento.

[0081]Os resultados são mostrados na tabela 1 e demonstram que o nível de TDS em uma solução de peroxigênio tratada utilizando apenas o agente redutor bis- sulfito de sódio (Processo 1) foi 13,6 vezes maior do que um processo utilizando a enzima catalase seguido por bissulfito de sódio (Processo 2). Tabela 1

Exemplo 6

[0082]A finalidade do exemplo 6 foi comparar os níveis de compostos de pe- roxigênio totais em uma solução de peroxigênio tratada usando uma variação do Processo 2 descrito no exemplo 5, especificamente, um processo no qual a ordem de adição foi invertida (isto é, bissulfito de sódio foi adicionado primeiro, em seguida, catalase). Este novo processo foi designado Processo 3. Neste experimento, em uma primeira etapa, o mesmo nível de bissulfito de sódio (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) utilizado no Exemplo 5, Processo 2, foi adicionado a uma solução de peroxigê- nio. Em uma segunda etapa, o mesmo nível da enzima catalase Optimase® CA 400L (Genencor International, Rochester, NY) utilizado no Exemplo 5, Processo 2 foi adicionado à solução de peroxigênio. A solução de peroxigênio utilizada no experi-mento foi preparada a partir Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continha 2886 ppm de peróxido de hidrogênio e 636 ppm de ácido peracético, no início do experimento.

[0083]Os resultados são mostrados na Tabela 2 e demonstram que a inversão da ordem de adição (isto é, a adição do agente redutor primeiro, em seguida, da enzima) não foi eficaz na degradação dos compostos de peroxigênio. Tabela 2

Exemplo 7

[0084]A finalidade do exemplo 7 foi caracterizar como a eficiência de degradação de peróxido de hidrogênio em uma solução de peroxigênio é afetada quando a razão de enzima para compostos de peroxigênio é alterada. A enzima catalase Optimase® CA 400L (Genencor International, Rochester, NY) foi adicionada a duas soluções diferentes de peroxigênio para resultar em uma concentração de enzima final de 0,039 mg/L. A solução de peroxigênio foi preparada a partir de Oxonia Active® (Ecolab Inc., St. Paul, MN) e continha 2943 ppm de peróxido de hidrogênio e 650 ppm de ácido peracético, no início do experimento (Solução de Peroxigênio 1), ou 577 ppm de peróxido de hidrogênio e 129 ppm de ácido peracético, no início do experimento (Solução de Peroxigênio 2). Depois de uma exposição de 10 minutos a 55 °C, o nível de peróxido de hidrogênio foi medido.

[0085]Os resultados são mostrados na tabela 3 e demonstram que a degradação do peróxido de hidrogênio em uma solução de peroxigênio é mais eficaz quando a razão de enzima para peróxido de hidrogênio é aumentada. Assim, pode ser preferível adicionar uma quantidade definida de enzima na solução de peroxigê- nio antes que aquela solução de peroxigênio seja diluída. Tabela 3

Exemplo 8

[0086]A finalidade do exemplo 8 foi determinar a eficácia do método divulgado em uma linha de embalagens de alimentos de vida de prateleira prolongada de uma fábrica de bebidas em escala comercial. O impacto da dose de reagente, tempo de contato e temperatura também foi avaliado.

[0087]Várias concentrações de Oxonia Active foram aplicadas aos recipientes na linha de embalagem. Após os recipientes serem tratados, as soluções de pe- roxigênio gastas foram coletadas. Várias concentrações da enzima catalase (Opti- mase CA-400L) foram adicionadas à solução e deixadas reagir. Em seguida, várias concentrações de BC1002 (solução a 30% de metabissulfito de sódio, comercial- mente disponível junto à Ecolab Inc., St. Paul, MN) foram adicionadas à solução e deixadas reagir. As amostras foram coletadas após a adição da enzima e metabis- sulfito de sódio e analisadas. Os resultados são mostrados abaixo.

[0088]A Tabela 4 mostra que uma dose de 1 parte de catalase para 5.000 partes de peróxido de hidrogênio a um tempo de contato de 20 minutos, em geral, reduziu a concentração de peróxido de hidrogênio até abaixo do limite de detecção do método de ensaio utilizado. As concentrações mais elevadas diminuíram em tão pouco como 10 minutos. Tabela 4

[0089]A Tabela 5 mostra que a degradação do peróxido de hidrogênio pela catalase aumenta conforme a temperatura aumenta, o que pode ser desejável para as composições com baixas concentrações de peroxigênio. Tabela 5

[0090]As Tabelas 6 e 7 mostram que uma dose de 1,75 a 2,6 partes de me- tabissulfito de sódio a partir de BC1002 (30% de metabissulfito de sódio) por parte de ácido peracético com um tempo de contato de 10 minutos adequadamente reduziu a concentração de ácido peracético. Tabela 6

Tabela 7

[0091]A Tabela 8 determinou o efeito da temperatura sobre a capacidade do metabissulfito de sódio em BC1002 (30% de metabissulfito de sódio) de reduzir a concentração de ácido peracético, em uma razão de 1,75 parte de metabissulfito de sódio para 1 parte de ácido peracético. A Tabela 8 mostra que a temperatura tem um efeito muito pequeno sobre a redução do ácido peracético. Tabela 8

[0092]A Tabela 9 determinou o efeito da concentração inicial de ácido pera- cético e o tempo de contato na reação entre o metabissulfito de sódio e ácido pera- cético. A Tabela 9 mostra que a reação do metabissulfito de sódio de BC1002 com o ácido peracético, em uma razão de 1,75:1 parece geralmente concluída em menos de 10 minutos, mas também parece produzir um resíduo secundário em concentrações iniciais mais elevadas de ácido peracético, o que sugere que a taxa reacional é dependente da concentração. Tabela 9

[0093]O resumo, descrição detalhada e exemplos acima fornecem uma base sólida para a compreensão da divulgação e alguns exemplos específicos. Uma vez que a invenção pode compreender uma variedade de modalidades, as informações acima não se destinam a ser limitativas. A invenção consiste nas reivindicações.

Claims

1. Método para tratar uma solução de peroxigênio, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: a) coletar uma solução de peroxigênio inicial que compreende um perácido e peróxido de hidrogênio, em que a solução de peroxigênio inicial é coletada de um processo de descontaminação, processo de branqueamento ou processo de oxida-ção em uma planta de alimentos e bebidas, uma instalação de cuidados de saúde, uma cozinha, um restaurante, uma lavanderia ou uma planta de tratamento de águas residuais; b) adicionar 1 mg/L ou menos de uma enzima isolada por cada 1000 mg/L de peróxido de hidrogênio à solução de peroxigênio inicial e, em seguida, c) adicionar um agente redutor à solução de peroxigênio inicial, em que 0,1 parte a 5 partes do peróxido de hidrogênio é degradada pela en-zima para cada 1 parte do perácido e peróxido de hidrogênio que é degradada pelo agente redutor; e d) formar uma solução de peroxigênio tratada como um resultado da adição da enzima e do agente redutor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o perácido é selecionado dentre o grupo que consiste em ácido peracético, ácido peroctanoico e misturas dos mesmos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a enzima é selecionada dentre o grupo que consiste em catalase, peroxidase e misturas dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente redutor é selecionado dentre o grupo que consiste em sais de bissulfi- to, sais de metabissulfito, sais de tiossulfato, sais de sulfito, dióxido de enxofre, carvão vegetal, carvão ativado, ácido ascórbico, ácido eritórbico, catalisadores metáli- cos, luz UV e misturas dos mesmos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pH da solução de peroxigênio inicial é de 1 a 10.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a concentração de perácido na solução de peroxigênio inicial é de 1 ppm a 50.000 ppm.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução de peroxigênio tratada é tratada ainda com um processo de tratamen-to de águas residuais.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a concentração de perácido na solução de peroxigênio tratada é de 0,1 ppm a 1.000 ppm.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os sólidos dissolvidos totais na solução de peroxigênio tratada não aumenta em mais de 10.000 ppm.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução de peroxigênio inicial ou tratada compreende ainda um material selecionado dentre o grupo que consiste em um ácido carboxílico, agente estabili- zante, hidrótropo, tensoativo, desespumante, inibidor de corrosão, modificador de reologia, corante, fragrância, água, açúcar, sal, gordura, óleo, proteína, amido, de-tergente, mineral, sujeira, sangue e misturas dos mesmos.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a enzima e o agente redutor são adicionados à solução de peroxigênio de-pois desta ter sido usada em um processo de descontaminação, branqueamento ou oxidação, porém antes de ser combinada com outros fluxos de resíduos.