BR112014002706B1

BR112014002706B1 - Métodos para produção no local de cloramina

Info

Publication number: BR112014002706B1
Application number: BR112014002706-4A
Authority: BR
Inventors: Amit Gupta; Laura E. Rice; Randall Elliott; Yu-Mei Lu; Wen Li Tu
Original assignee: Nalco Company
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2020-03-03
Also published as: EP2760284A4; KR102044836B1; AU2012316418B2; WO2013048899A3; AR088079A1; NZ619916A; WO2013048899A2; CN107125261A; TWI612898B; BR112014002706A2; JP2014534954A; AU2012316418A1; CN103796512A; CA2842066A1; EP2760284B1; KR20140072142A; EP2760284A2; CA2842066C; MY169429A; TW201332446A

Abstract

resumo métodos para produção no local de cloramina e uso da mesma um método para produzir desinfetante estável para uso como uma composição de biocida. o método compreende: a) fornecer reagentes, b) alimentar de forma assíncrona os pelo menos dois dos reagentes em um espaço amplo e c) permitir que todos os reagentes entrem em contato e se misturem uns com os outros. os reagentes compreendem: a) uma fonte de amina de desinfetante em forma concentrada, b) um composto de halogênio oxidante em forma concentrada e c) um diluente. o uso de alimentação assíncrona e um espaço amplo resulta em um regime biocida dinâmico. esse esquema resulta em um ambiente em alteração cujas infestações têm dificuldade em se adaptar. este método também proporciona resultados superiores devido à prevenção de efeitos de canalização que de outra forma enfraqueceriam os efeitos do biocida.

Description

“MÉTODOS PARA PRODUÇÃO NO LOCAL DE CLORAMINA”

Referência Cruzada para Pedidos Relacionados [001] Este pedido é uma Continuação em Parte do atualmente pendente Pedido de Patente US 12/546.086 que foi depositado em 24 de agosto de 2009 e que em si é uma Continuação em Parte do atualmente abandonado Pedido de Patente US 11/618.227 depositado em 29 de dezembro de 2006.

Declaração Sobre Pesquisa ou Desenvolvimento Patrocinado pelo Governo Federal

Não Aplicável.

Fundamentos da invenção [002] Esta invenção refere-se a métodos e composições para produzir cloramina estável para uso como uma composição biocida. Sistemas de água industriais estão sujeitos a vários tipos de incrustação. A incrustação pode ocorrer sob a forma de incrustação mineral, incrustação biológica e frequentemente combinações das duas. Na verdade, a incrustação mineral frequentemente fornece uma âncora e substrato para infestações biológicas, e alguns organismos lixiviam ou secretam minerais nas superfícies do sistema de água industrial.

[003] A incrustação pode ocorrer como resultado de uma variedade de mecanismos, incluindo a deposição de contaminantes transmitidos pelo ar, transmitidos pela água e formados na água, estagnação de água, vazamentos de processo e outros fatores. Se permitida a progressão, a incrustação pode causar uma diminuição da eficiência operacional do sistema, falha prematura do equipamento, perda de produtividade, perda na qualidade do produto e (em particular no caso de incrustação microbiana) aumento dos riscos relacionados com a saúde.

[004] A incrustação biológica resulta da rápida propagação de comunidades microbianas que se desenvolvem em qualquer superfície úmida ou semiúmida do

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2/19 sistema de água. Uma vez que estes micro-organismos estão presentes na água a granel, formarão biofilmes sobre as superfícies sólidas do sistema.

[005] A substância exopolimérica secretada dos micro-organismos ajuda na formação de biofilmes, à medida que comunidades microbianas se desenvolvem. Esses biofilmes são ecossistemas complexos que estabelecem um meio de concentração de nutrientes e oferecem proteção para o crescimento. Os biofilmes podem acelerar a escala, corrosão e outros processos de incrustação. Os biofilmes não apenas contribuem para a redução da eficiência do sistema, mas também fornecem um excelente ambiente para proliferação microbiana que pode incluir bactérias patogênicas. Portanto é importante que os biofilmes e outros processos de incrustação sejam reduzidos na maior medida possível para maximizar a eficiência do processo e minimizar os riscos relacionados com a saúde dos patógenos transmitidos pela água.

[006] Vários fatores contribuem para o problema de incrustação biológica e determinam sua extensão. A temperatura da água; pH da água; nutrientes orgânicos e inorgânicos, condições de crescimento como condições aeróbicas ou anaeróbicas e em alguns casos, a presença ou ausência de luz solar, etc. pode desempenhar uma função importante. Estes fatores também ajudam a decidir que tipos de microorganismos podem estar presentes no sistema de água.

[007] Muitas abordagens diferentes da Técnica Anterior tentaram controlar a incrustação biológica de processos industriais. O método mais comumente usado é a aplicação de compostos biocidas para as águas do processo. Os biocidas aplicados podem ser oxidantes ou não oxidantes por natureza. Devido a vários fatores diferentes, como preocupações econômicas e ambientais, os biocidas oxidantes são preferenciais. Biocidas oxidantes como o gás de cloro, ácido hipocloroso, biocidas derivados do bromo e outros biocidas oxidantes são amplamente usados no tratamento de sistemas de água industriais.

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3/19 [008] Um fator em estabelecer a eficácia dos biocidas oxidantes é a presença de componentes dentro da matriz de água que constitui uma demanda de cloro ou demanda de biocida oxidante. Substâncias consumidoras de cloro incluem, entre outras, micro-organismos, moléculas orgânicas, amônia e derivados de amino; sulfetos, cianetos, cátions oxidáveis, ligninas de celulose, amido, açúcares, óleo, água aditivos de tratamento como escala, inibidores de corrosão, etc. O crescimento microbiano na água e em biofilmes contribui para a demanda de cloro da água e para a demanda de cloro do sistema a ser tratado. Biocidas oxidantes convencionais foram demonstraram ser ineficazes em águas contendo uma alta demanda de cloro, incluindo lodos pesados. Biocidas não oxidantes são geralmente recomendados para essas águas.

[009] Conforme descrito nos Pedidos de Patente 12/546.086 e 11/618.227, as Cloraminas são eficazes e são normalmente usadas em condições onde uma alta demanda de biocidas oxidantes como cloro existe ou sob condições que se beneficiam da persistência de um biocida oxidante. Sistemas de água domésticos estão cada vez mais sendo tratados com cloraminas. Cloraminas geralmente são formadas quando o cloro livre reage com a amônia presente ou adicionada às águas. Muitos métodos diferentes para a produção de cloraminas foram documentados. Certos parâmetros principais da reação entre o cloro e a fonte de nitrogênio determinam a estabilidade e a eficácia do composto biocida produzido.

[010] Métodos da Técnica Anterior para produzir cloraminas foram descritos, por exemplo, nas Patentes US 7.285.224, 6.132.628, 5.976.386, 7.067.063 e 3.254.952 e Pedidos de Patente Publicados US 2007/0123423. Os métodos da Técnica Anterior geralmente de baseiam na combinação de um componente de estabilizador de amônio e um componente de hipoclorito de sódio em uma forma concentrada ou diluída para produzir uma solução de cloraminas, seguido de imediata introdução no sistema de água a ser tratado. Também normalmente a

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4/19 combinação dos componentes químicos é realizada de forma contínua e síncrona em um conduíte. Para alcançar este objetivo, os componentes são adicionados aos diferentes fluxos de diluente (como água) seguido pela combinação dos diferentes fluxos que contêm os componentes diluídos ou os componentes são adicionados simultaneamente para o mesmo fluxo em locais diferentes, ou os concentrados dos componentes são combinados. Os componentes compreendem uma fonte de nitrogênio, geralmente sob a forma de um sal de amônio (como um sulfato, brometo ou cloreto) e um doador de cloro ou Bromo na forma de gás ou combinado com metais alcalinos terrosos (por exemplo, sódio, potássio ou cálcio). Os métodos da técnica prévia se baseiam no controle do pH da solução misturada pela adição de um componente em um pH elevado ou pela adição separada de uma solução cáustica.

[011] As limitações destes métodos da Técnica Anterior impuseram uma série de desvantagens no seu uso. A mais limitante é o fato de que a cloramina produzida deve ser usada imediatamente e não pode ser armazenada para uso futuro, pois está sujeita à rápida degradação. A cloramina também deve ser gerada fora do sistema sendo tratado e deve ser rapidamente canalizada para o sistema. Como resultado, várias restrições econômicas, de eficiência e processo limitam o uso e a praticidade desses métodos da Técnica Anterior. Assim, há clara necessidade e utilidade para métodos e composições úteis em melhorar a produção e uso de cloramina estável para uso como uma composição de biocida.

[012] A técnica descrita nesta seção não se destina a constituir uma admissão que qualquer patente, publicação ou outra informação referida aqui é “Técnica Anterior” em relação a esta invenção, a menos que especificamente designada como tal. Além disso, esta seção não deve ser interpretada para significar que foi feita uma pesquisa, ou que não existem outras informações pertinentes conforme definido em 37 CFR § 1.56(a).

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Breve Sumário da Invenção [013] Pelo menos uma modalidade da invenção é direcionada para um método para produzir desinfetante estável para uso como uma composição de biocida. O método compreende:

A) fornecer reagentes, B) alimentar de forma assíncrona os pelo menos dois dos reagentes em um espaço amplo e C) permitir que todos os reagentes entrem em contato e se misturem uns com os outros. Os reagentes compreendem: a) uma fonte de amina de desinfetante na forma concentrada, b) um composto de halogênio oxidante na forma concentrada e c) um diluente.

[014] A fonte de amina pode ser cloramina. O diluente pode compreender cáustica suficiente para reduzir o pH da combinação de reagentes para não mais de 12,5. A concentração de desinfectante na forma concentrada pode estar na faixa de 5% a 80% e depois de ser misturado com o diluente cai para 0,01% a 5%. A concentração do composto de halogênio oxidante na forma concentrada pode estar dentro da faixa de 3% a 18% e depois de ser misturado com o diluente cai para 0,01% a 3%. A razão molar de cloramina para halogênio oxidante pode ser dentro da faixa de 0,1:1 a 10:1. O halogênio oxidante pode ser uma fonte de cloro e pode ser o hipoclorito de sódio. O desinfetante pode ser produzido de acordo com um processo em batelada, um processo de dose contínua, um processo de dose pistonada ou qualquer combinação dos mesmos.

[015] Características e vantagens adicionais são descritas aqui e serão aparentes a partir da seguinte Descrição Detalhada.

Breve Descrição dos Desenhos

Uma descrição detalhada da invenção é doravante descrita com referência específica sendo feita para os desenhos em que:

A FIG. 1 é um desenho de um método de adição separado para produzir cloramina usando um espaço amplo nas linhas de mistura ou um método em

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6/19 batelada.

A FIG. 2 é um desenho de um método de diluição contínua para produzir cloramina usando um espaço amplo nas linhas de mistura ou um método em batelada.

A FIG. 3 é um desenho de um método para mistura anterior para produzir cloramina diluída usando um espaço amplo nas linhas de mistura ou um método em batelada.

A FIG. 4 é um desenho de um método para mistura anterior e subsequente diluição para produzir cloramina diluída usando um espaço amplo nas linhas de mistura ou um método em batelada.

A FIG. 5 é um desenho de um método de adição sequencial para produzir cloramina diluída.

Excluir figura 6 dos gráficos.

A FIG. 6 é um desenho de um método de alimentação sequencial para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 7 é um desenho de um método de adição periódica para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 8 é um desenho de uma primeira forma de método de adição alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 9 é um desenho de uma segunda forma de método de adição alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 10 é um desenho de uma terceira forma de método de adição alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 11 é um desenho de uma quarta forma de método de adição alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 12 é um desenho de uma primeira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

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A FIG. 13 é um desenho de uma segunda forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 14 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado.

A FIG. 15 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado onde os componentes de amina e halogênio são adicionados no mesmo local no conduíte.

A FIG. 16 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado onde os componentes de amina e halogênio são adicionados no mesmo local no conduíte.

A FIG. 17 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado onde os componentes de amina e halogênio são adicionados no mesmo local no conduíte.

A FIG. 18 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado onde os componentes de amina e halogênio são adicionados no mesmo local no conduíte.

A FIG. 19 é um desenho de uma terceira forma de método de adição de alimentação alternada para introduzir cloramina em um sistema a ser tratado onde os componentes de amina e halogênio são adicionados no mesmo local no conduíte.

Descrição Detalhada da Invenção [016] As definições seguintes são fornecidas para determinar como os termos usados neste pedido, e em particular como as reivindicações devem ser interpretadas. A organização das definições é apenas para conveniência e não se destina a limitar qualquer uma das definições para qualquer categoria particular.

[017] “Fonte de Amina” significa qualquer composto orgânico ou inorgânico, compreendendo um íon e/ou fração amônio que pode ser oxidado e/ou halogenado por um halogênio oxidante.

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8/19 [018] “Mistura Assíncrona” significa misturar de forma que em um determinado período de tempo a quantidade ou concentração de material misturado e então alimentado em um sistema flutue. É mais provável que a mistura assíncrona de biocidas resulte na formulação particular ideal para matar o organismo particular presente e também cria um ambiente dinâmico que torna difícil para que os organismos se adaptem ao mesmo.

[019] “Processo em batelada” significa um processo químico no qual apenas um número finito de reagentes pode ser alimentado em uma operação de reação durante um período de tempo, tendo um horário de início e de término determinado e que produz uma quantidade finita de produto.

[020] “Canalização” significa um processo no qual a mistura de materiais que flui através de uma linha se separa em diferentes camadas de fluxo ordenada por densidade, viscosidade, temperatura ou alguma outra propriedade. A canalização pode ser evitada pelo uso de um espaço amplo na linha de mistura.

[021] “Demanda de cloro” significa a quantidade de cloro que é reduzida ou de outra forma transformada em formas inertes de cloro por substâncias na água.

[022] “Concentrado” significa que os materiais são usados como liberados, sem a adição de um diluente. Quando hipoclorito de sódio é usado, a concentração varia de 3 a 18% como cloro total disponível. As concentrações das soluções de amina podem variar de 5 a 80%.

[023] “Processo Contínuo” significa um processo químico contínuo, que é capaz de continuar teoricamente ao longo de um período ilimitado de tempo em que os reagentes podem ser continuamente alimentados em uma operação de reação para produzir continuamente o produto. Processo Contínuo e Processo em Batelada são mutuamente exclusivos.

[024] “Incrustação” significa a deposição indesejada de material orgânico ou inorgânico em uma superfície.

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9/19 [025] “Halogênio Oxidante” significa um halogênio tendo a composição da matéria incluindo, entre outros, derivados de cloro, bromo ou iodo, mais preferencialmente um derivado de cloro ou bromo como ácido hipocloroso ou ácido hipobromoso, em que a composição é capaz de oxidar uma fonte de amina.

[026] “Espaço Amplo” significa uma área na linha de mistura onde o diâmetro da linha é maior do que a maior linha de abastecimento de reagente individual que leva à mesma e em que a transição do menor para o maior diâmetro não é racionalizada, de forma que quando um líquido flui para esta área, a mudança no diâmetro resulta em redemoinhos que mistura os materiais alimentados de forma errática e impede a canalização. Este espaço amplo permite a mistura adequada, funcionando de forma diferente de um conduíte padrão. O espaço amplo pode ser um tanque em batelada isolado.

[027] No caso de as definições acima ou uma descrição especificada em outro lugar neste pedido serem incompatíveis com um significado (explícito ou implícito) que é comumente usado, em um dicionário, ou especificada em uma fonte incorporada como referência neste pedido, o pedido e os termos da reivindicação em particular são compreendidos para serem interpretados de acordo com a definição ou descrição neste pedido, e não de acordo com a definição comum, definição do dicionário ou a definição que foi incorporada como referência. Tendo em conta o que precede, no caso em que um termo só pode ser entendido se for interpretado por um dicionário, se o termo é definido pelo Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition, (2005), (Publicado por Wiley, John & Sons, Inc.) esta definição deve controlar como o termo deve ser definido nas reivindicações.

[028] Em pelo menos uma modalidade, a cloramina é gerada por um processo em que os reagentes químicos são introduzidos em um espaço amplo para a produção de cloramina. Em pelo menos uma modalidade, um ou mais dos

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10/19 reagentes são introduzidos automaticamente através de um dispositivo controlador, como um dispositivo PLC ou um temporizador, ou manualmente. Qualquer número de medições pode ser usado para regular o fluxo dos reagentes, incluindo, entre outros, volume do tanque, ORP, cloro residual, pH, temperatura e atividade microbiana. O espaço amplo pode assumir a forma de uma zona ampla sondada em um conduíte que é conectado ao processo a ser tratado, ou pode ser um recipiente separado, por exemplo, um tanque. Um diluente que é qualquer líquido apropriado, incluindo, entre outros, água também é transmitido para o espaço amplo.

[029] Nas FIG.s 1-19 são mostrados vários arranjos para um aparelho usado no método inventivo. Estes aparelhos envolvem a alimentação de pelo menos três itens para o espaço amplo (4). Item de Alimentação A (1) é uma fonte de cloro concentrada ou diluída, normalmente hipoclorito de sódio. Item de Alimentação B (2) é uma composição de estabilizador concentrada ou diluída, que é uma composição contendo nitrogênio. A porção contendo nitrogênio pode ser um material orgânico ou um sal de amônio. A forma de sal pode ser um resultado do item contendo nitrogênio sob a forma de um sulfato, cloreto ou brometo. O material contendo nitrogênio também pode incluir sulfamato de amônio. Em algum momento o Item de Alimentação A (1), Item de Alimentação B (2), entram em contato com um diluente (3). Em pelo menos uma modalidade, o diluente compreende água. Em pelo menos uma modalidade, o diluente compreende cáustica suficiente para manter o pH da combinação dos Itens de Alimentação A e B (1, 2), para não mais de 12,5. Outros meios de adição cáustica incluem adição cáustica para a solução do halogênio e/ou estabilizador para manter o pH da combinação dos Itens de Alimentação A e B (1, 2), para não mais de 12,5.

[030] Referindo-se agora à FIG. 1, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados como produtos concentrados ou diluídos. Diluente adicional (3) pode ou não pode ser adicionado ou os produtos

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11/19 podem ser diluídos em batelada no local. A instalação pode conter um misturador opcional para auxiliar na mistura dos diferentes componentes. A cloramina como produzida no tanque é então introduzida no sistema de água do processo (7) que precisa ser tratado. A introdução pode ser por meio de uma bomba (6). A cloramina é produzida no espaço amplo (4) e é então introduzida no sistema de água do processo que precisa ser tratado.

[031] Referindo-se agora à FIG. 2, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são diluídos continuamente à medida que são introduzidos no espaço amplo (4). Os Itens de Alimentação A e B (1, 2) e diluente (3) podem ser misturados em qualquer ordem. Em pelo menos uma modalidade, nem todos os componentes são diluídos. A instalação pode conter um misturador opcional em linha ou estático para auxiliar a mistura de um ou mais componentes químicos e o diluente. Também, a instalação pode incluir um misturador no tanque para auxiliar na mistura das diferentes soluções. A cloramina como produzida no tanque é então introduzida no sistema de água do processo que precisa ser tratado.

[032] Referindo-se agora à FIG. 3, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são concentrados ou diluídos e são misturados uns com os outros antes de serem introduzidos no tanque. A instalação pode conter um misturador opcional em linha para auxiliar a mistura da cloramina e o diluente. Também, a instalação pode incluir um misturador no tanque para auxiliar na mistura das diferentes soluções. O diluente pode opcionalmente ser introduzido no tanque em um fluxo separado.

[033] Referindo-se agora à FIG. 4, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) podem ser misturados antes de entrar no tanque seguido pela adição do diluente para o conduíte antes de entrar no espaço largo (4). Os Itens de Alimentação A e B (1, 2) podem ser concentrados ou diluídos antes da mistura. A instalação pode conter um misturador opcional em linha para auxiliar na

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12/19 mistura da cloramina e o diluente. Também, a instalação pode incluir um misturador no tanque para auxiliar na mistura eficiente das diferentes soluções.

[034] Referindo-se agora à FIG. 5, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados sequencialmente para um fluxo do diluente. A combinação dos Itens de Alimentação A e B (1, 2) resulta na formação da cloramina, que então é introduzida no espaço amplo (4) juntamente com o diluente. A instalação pode conter um misturador opcional em linha para auxiliar a mistura dos componentes químicos e o diluente. Também, a instalação pode incluir um misturador no tanque para auxiliar na mistura eficiente das diferentes soluções.

[035] Referindo-se agora às FIGs. 6-13, são mostrados métodos em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são combinados de forma síncrona ou assíncrona em uma forma diluída (concentrado adicionado ao diluente) através de um dispositivo controlador, como um dispositivo PLC ou um temporizador, ou manualmente e a cloramina resultante é introduzida, de forma síncrona ou assíncrona, no processo a ser tratado. Neste método, qualquer número de componentes químicos pode ser introduzido no fluxo diluente. O diluente pode ser água ou qualquer outro fluxo líquido apropriado para a diluição dos componentes químicos. O método pode compreender uma válvula (5) para controlar o fluxo. Uma linha de seta sólida após a válvula (5) retrata um fluxo contínuo enquanto uma linha tracejada representa um fluxo interrompido ou descontínuo.

[036] Referindo-se agora à FIG. 6, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados sequencialmente no conduíte em uma forma contínua e a alimentação da cloramina resultante para o processo a ser tratado é contínua.

[037] Referindo-se agora à FIG. 7, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados sequencialmente no conduíte em uma forma contínua, mas a alimentação da cloramina resultante para o processo a ser

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13/19 tratado é descontínua.

[038] Referindo-se agora às FIGs. 8, 9, 10 e 11, é mostrado um método em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados sequencialmente para o conduíte, mas a adição de um dos Itens de Alimentação A ou B é periódica. A alimentação da cloramina resultante do processo a ser tratado pode ser contínua ou periódica.

[039] Referindo-se agora às FIGs. 12 e 13, são mostrados métodos em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados sequencialmente para o conduíte, mas a adição de todos os componentes químicos é periódica. A alimentação da cloramina resultante do processo a ser tratado pode ser contínua ou periódica.

[040] Referindo-se agora às FIGs. 14, 15, 16, 17, 18, e 19, são mostrados métodos em que os Itens de Alimentação A e B (1, 2) são adicionados simultaneamente no mesmo local no conduíte e a adição de todos os reagentes pode ser contínua ou periódica. A alimentação da cloramina resultante do processo a ser tratado pode ser contínua ou periódica.

[041] Os métodos inventivos facilitam a produção de cloramina em maneiras que apresentam numerosas vantagens. O método facilita a produção em batelada e pode ser realizado sob condições diluídas. A capacidade de ajustar finamente as quantidades dos componentes cloramina, estabilizador e halogênio permite compatibilidade de processo e desempenho de programa melhorados através do uso de produto químico otimizado. Em pelo menos uma modalidade, a produção é acoplada a um dispositivo de monitor que mede a quantidade produzida e/ou qualidade do produto.

[042] Conforme descrito anteriormente, a produção de um desinfetante de amina halogenado (por exemplo, cloramina) utiliza uma fonte de amina, um composto oxidante halogenado e um diluente (preferencialmente água) como

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14/19 componentes químicos. A concentração da fonte de amina na forma concentrada de solução pode variar de 5% a 80% e na forma diluída pode variar de 0,01% a 5%. Da mesma forma, a concentração da composição halogenada oxidante na forma concentrada pode variar de 3% a 18% e na forma diluída pode variar de 0,01% a 3%. Na perspectiva da razão de mistura entre os reagentes, a razão molar pode variar de 0,1:1 (N:Cl) a 10:1 (N:Cl). A razão na qual a mistura otimiza a formação de cloramina irá determinar as taxas de fluxo do reagente em relação ao tempo (método inventivo # 1 acima) ou em relação à taxa de fluxo do diluente (método inventivo #2 acima). A necessidade de controle do pH no momento da mistura pode ser alcançada através da adição de outros componentes químicos, por exemplo, cáustico ou um ácido ou outros meios.

[043] Entre outras razões, esta invenção é superior à técnica anterior porque resulta em uma forma de cloro estabilizado que melhorou a persistência de cloro em sistemas de água incrustados, fornecendo assim controle melhorado de bioincrustação.

[044] A invenção também traz à discussão a necessidade de operação contínua do sistema de alimentação de cloramina. Também, uma vez que a cloramina é produzida em um modo em batelada diluído, o equipamento necessário para a produção é simplificado e a necessidade de materiais caros, compatíveis é reduzida. Isto também resulta em um sistema mais seguro uma vez que não há perigo de uma reação “fugitiva” em produção em batelada controlados que sai em reações contínuas. A natureza controlada da reação também permite alterações de dose precisas em resposta às alterações instantâneas nas condições de reação.

[045] A cloramina pode ser produzida em um modo em batelada e então ser dosada continuamente ou intermitentemente no sistema a ser tratado. Este método também fornece a capacidade para liberar periodicamente doses de choque em concentrações muito mais altas do que seriam normalmente aplicadas e em

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15/19 seguida, permitindo que o cloro residual decaia antes do tratamento subsequente. A aplicação de cloramina em um esquema de dose de choque fornece cloro residual mais persistente e amplamente distribuído. A persistência melhorada de cloro permite melhor controle sobre populações microbiológicas, que não podem ser adequadamente controladas em doses mais baixas de cloro ou que tendem a se desenvolver como populações ‘resistentes’.

[046] Em pelo menos uma modalidade, a cloramina é adicionada de acordo com um processo de mistura assíncrono. Ao contrário de, por exemplo, as Patentes US 6.132.628 e 5.976.386, é mais provável que a mistura assíncrona dos reagentes resulte na formulação particular ideal para matar o organismo particular presente e também cria um ambiente dinâmico que torna difícil para que os organismos para se adaptem ao mesmo. Esse alvo em movimento permite um efeito biocida mais minucioso.

[047] Em pelo menos uma modalidade, o processo de mistura assíncrono é um processo em batelada. Os reagentes são feitos em batelada determinados e são misturados e adicionados por um período de tempo determinado.

[048] Em pelo menos uma modalidade, o processo de mistura assíncrono é um processo contínuo. O fluxo de reagentes não está ligado a uma mistura única. A qualquer momento, há uma alternância de quais reagentes são alimentados. Em alguns momentos, todos os reagentes estão sendo alimentados e em outros, alguns ou nenhum dos reagentes são alimentados.

[049] Em pelo menos uma modalidade, o fluxo de reagentes é inibido e não passa diretamente do conduíte no qual é misturado no sistema a ser tratado. Em vez disso, o fluxo reagente é interrompido por um período de tempo em um tanque ou espaço amplo por um período de tempo onde pelo menos alguma mistura ocorre e só então os reagentes continuam no sistema sendo tratado.

[050] Em pelo menos uma modalidade, a cloramina é produzida pela mistura

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16/19 de uma fonte de amina e cloro (ou bromo) em uma determinada razão. As cloraminas fornecem um cloro residual mais persistente em sistemas de água incrustados. Portanto, existem momentos em que seria benéfico não dosar cloramina, mas dosar apenas um dos dois reagentes (fonte de amina ou o composto de cloro). A necessidade dessa estratégia irá variar de uma aplicação para outra. Por exemplo, em condições onde existe a probabilidade de baixo consumo de halogênio, uma adição periódica da fonte de amina sozinha (sem halogênio) irá auxiliar na interrupção do ácido hipocloroso livre, formado ou introduzido e assim reduzir a corrosão. A minimização do halogênio livre também fornece melhora da compatibilidade com outros produtos químicos que podem ser adicionados aos sistemas de água, incluindo, entre outros auxiliares de força, auxiliares de retenção ou drenagem, produtos químicos de dimensionamento, agentes de branqueamento ópticos e corantes. Da mesma forma, nas condições de alta demanda de halogênio, seria prudente administrar periodicamente o halogênio oxidante sozinho (sem amina) para que o halogênio reduza um pouco a demanda de cloro e melhore a persistência de longo prazo da cloramina e cloro residual no sistema de água.

[051] Em pelo menos uma modalidade, o sistema de água do processo sendo tratado para controle microbiano inclui, entre outros: sistemas de água de refrigeração, sistemas de água domésticos, sistemas de água de caldeiras, controle de bioincrustação ou limpeza de sistemas de membrana RO, em aplicações de alimentos e bebidas, como o tratamento de água de calha, lavagem de frutas, saladas e legumes, tratamento de sistemas de água residuais, sistemas de água de lastro e processos de fabricação de papel, tecido, toalha e placa, incluindo caixas de máquina, águas de caixa, caixas quebradas, água de chuveiro etc.

[052] Em pelo menos uma modalidade, o fluxo de pelo menos um dos reagentes é regido por um mecanismo de alimentação. O mecanismo de alimentação pode ser em comunicação informativa com uma ou mais formas de

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17/19 equipamento de diagnóstico. O equipamento de diagnóstico pode medir e transmitir a medição de variáveis como pH, temperatura, quantidade de infestação biológica, tipo de infestação biológica e concentrações de uma ou mais composições de matéria. A medição pode ser de qualquer porção do sistema a ser tratado e/ou em qualquer porção das linhas de alimentação. Em pelo menos uma modalidade, pelo menos uma das formas de equipamento de diagnóstico é pelo menos uma forma de equipamento descrito na Patente US 7.981.679. Em pelo menos uma modalidade, o mecanismo de alimentação é construído e arranjado para aumentar, diminuir ou cessar o fluxo de pelo menos um reagente em resposta à recepção de pelo menos uma medição transmitida.

[053] Em pelo menos uma modalidade, o fluxo assíncrono de reagentes é realizado de acordo com uma estratégia de “dose pistonada”. Em uma dose pistonada, a alimentação alterna entre doses baixas ou ausentes de um ou mais reagentes e então alimentações concentradas. Por exemplo, durante um período de 24 horas estendendo-se entre 0 e 24 horas, em algum ponto entre zero e 6 horas nada é alimentado no sistema e, em seguida, por até 6 horas tanto o alvejante quanto o sulfato de amônio são adicionados, então por até 6 horas alvejante e sulfato de amônio são adicionados. Neste regimento, a concentração de alvejante livre de sulfato de amônio livre de cloro e cloramina formada varia. A dose pistonada ser direcionada para estar em sintonia com o crescimento esperado e persistência de formas particulares de infestação biológica. Em pelo menos uma modalidade, várias doses pistonadas podem ser alimentadas por períodos de 24 horas intercalados com períodos de tempo em que nada é alimentado ao sistema.

[054] Em pelo menos uma modalidade, o fluxo assíncrono de reagentes é realizado de acordo com uma estratégia de “dose contínua”. Em uma dose contínua, constantemente há algum reagente sendo alimentado no sistema, mas qual e a quantidade de cada reagente muda. Por exemplo, durante um período de 24 horas

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18/19 estendendo-se entre 0 e 24 horas, em algum ponto entre zero e 6 horas todos os reagentes são alimentados no sistema, em seguida, por até 6 horas apenas alvejante ou apenas sulfato de amônio é adicionado, então por até 6 horas tanto o alvejante quanto o sulfato de amônio são adicionados. Neste regimento, a concentração de alvejante livre de sulfato de amônio livre de cloro e cloramina formada também varia. Além disso, a dose contínua também pode ser direcionada para estar em sintonia com o crescimento esperado e persistência de formas particulares de infestação biológica. Em pelo menos uma modalidade, várias doses de apenas alvejante e/ou apenas sulfato de amônio podem ser alimentadas por períodos de 24 horas intercalados com períodos de tempo em que ambos são alimentados ao sistema.

[055] Embora esta invenção possa ser demonstrada em muitas formas diferentes, está descrito em detalhes aqui modalidades preferenciais específicas da invenção. A presente revelação é uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção para as modalidades particulares ilustradas. Todas as patentes, pedidos de patentes, artigos científicos e quaisquer outros materiais referenciados mencionados aqui são incorporados como referência em suas totalidades. Além disso, a invenção também inclui qualquer combinação possível de algumas ou todas as diversas modalidades descritas e incorporadas aqui. Além disso, a invenção também inclui combinações em que uma, algumas ou todas menos uma das várias modalidades descritas e/ou incorporadas aqui são excluídas.

[056] A revelação acima se destina a ser ilustrativa e não exaustiva. Esta descrição irá sugerir muitas variações e alternativas para um especialista nesta técnica. Todas essas alternativas e variações destinam-se a ser incluídas no escopo das reivindicações onde o termo “compreendendo” significa “incluindo, entre outros”. Os especialistas na técnica podem reconhecer outros equivalentes para as

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19/19 modalidades específicas descritas cujos equivalentes também se destinam a ser incluídos pelas reivindicações.

[057] Todas as faixas e parâmetros revelados aqui são entendidos como englobando todas e quaisquer subfaixas inseridas nas mesmas e todo número entre os pontos de extremidade. Por exemplo, uma faixa declarada de “1 a 10” deve ser considerada como incluindo todas e quaisquer subfaixas entre (e inclusive de) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; ou seja, todas as subfaixas começando com um valor mínimo de 1 ou mais, (por exemplo, 1 a 6,1) e terminando com um valor máximo de 10 ou menos, (por exemplo, 2,3 a 9,4, 3 a 8, 4 a 7), e finalmente para todo número 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 contido dentro da faixa.

[058] Isso completa a descrição das modalidades preferenciais e alternativas da invenção. Os especialistas na técnica podem reconhecer outros equivalentes para as modalidades específicas descritas cujos equivalentes também se destinam a ser incluídos pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produzir desinfetante estável para uso como uma composição de biocida em um sistema de água de processo, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

fornecer items, os itens consistindo em:

a) uma fonte de amina na forma concentrada, a referida forma concentrada definida como a fonte de amina em um diluente e a fonte de amina compreende entre 5% e 80% da razão molar do diluente e fonte de amina combinados,

b) um composto de halogênio oxidante na forma concentrada, a referida forma concentrada definida como o composto de halogênio em um diluente e o composto de halogênio compreende entre 3% e 18% da razão molar do diluente e composto de halogênio combinados, e

c) água;

criar um fluxo de água livre de amina através de uma primeira alimentação; alimentar de forma assíncrona o composto de halogênio em uma forma concentrada na primeira linha de alimentação;

quando se determina que uma demanda de cloro do sistema de água de processo é tal que o composto de halogênio oxidante sozinho não irá operar como uma composição biocida eficaz porque a água contém itens que reduzem o composto de halogênio oxidante ou torna o composto de halogênio oxidante inerte, alimentar de forma assíncrona a fonte de amina em uma forma concentrada via uma segunda linha de alimentação livre de halogênio em um espaço amplo de modo que a amina concentrada, halogênio concentrado, e água entrem em contato e se misturem uns com os outros no espaço amplo, em que o espaço amplo é um tanque construído e disposto de modo que o espaço amplo tenha um diâmetro maior do que ambas primeira e segunda linhas de alimentação e uma transição da primeira e segunda linhas de alimentação ao tanque não é racionalizada e, assim, um fluxo da

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2/3 primeira e segunda linhas de alimentação resulta em redemoinhos que mistura os itens de modo que por um tempo quando o halogênio não é alimentado ao tanque há ainda halogênio remanescente no tanque misturando com amina remanescente cujos produtos de reação são formados e alimentados no sistema de água de processo criando assim um resíduo de cloro dinâmico que é mais amplamente distribuído do que se o tanque fosse racionalizado; e quando se determina que a demanda de halogênio é baixa, adicionar fonte de amina e não adicionar composto de halogênio ao espaço amplo desse modo interrompendo o ácido hipocloroso livre no sistema de água de processo, em que uma razão molar de amina para halogênio oxidante está dentro de uma faixa de 7:1 a 10:1.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de amina é cloramina.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de halogênio oxidante é uma fonte de cloro.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o composto de halogênio oxidante é hipoclorito de sódio.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo é passado de acordo com um processo em batelada.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo é passado de acordo com um processo de dose contínuo.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluxo é passado de acordo com um processo de dose lento.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de água de processo é um selecionado dentre o grupo consistindo em: sistemas de água de refrigeração, sistemas de água domésticos, sistemas de água de caldeira, controle de bioincrustação de sistemas de membrana de osmose reversa, limpeza de sistemas de membrana de osmose reversa, sistemas de água

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3/3 de lastro e sistemas de tratamento de água residuais.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de água de processo é um componente de um sistema de processo de alimentos e bebidas selecionado dentre o grupo consistindo em: tratamento de água de calha, lavagem de frutas, lavagem de saladas e lavagem de legumes.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de água de processo é um sistema de fabricação de papel.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de processo de água é um componente de um sistema de fabricação de papel selecionado dentre o grupo consistindo em: caixas de máquina, águas de caixa, caixas quebradas, e água de chuveiro.