BR112018000270B1

BR112018000270B1 - Processo para a preparação de uma composição contínua de óleo e composição contínua de óleo

Info

Publication number: BR112018000270B1
Application number: BR112018000270-4A
Authority: BR
Inventors: Anat Shiloach; John Robert Winters; Badreddine Ahtchi-Ali
Original assignee: Unilever Ip Holdings B.V.
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2021-09-28
Also published as: MX2018000685A; CN107847409A; JP6833803B2; US20180200160A1; BR112018000270A2; US10702456B2; CN107847409B; ZA201800220B; JP2018520183A; EP3322399A1; EA201792683A1; WO2017009267A1; MX370961B; CA2992505C; EP3322399B1; EA034381B1; CA2992505A1

Abstract

processo para a preparação de uma composição contínua de óleo e composição contínua de óleo. a presente invenção se refere às composições inovadoras e a um processo inovador in situ para a produção de tamanho pequeno de partícula média, distribuição estreita de fai em óleo. o processo compreende a preparação de fai; separadamente opcionalmente o aquecimento de óleo; adicionando o óleo ao fai em estado fundido; o aquecimento a temperatura definida; e o resfriamento da mistura aquecida a uma taxa definida e controlada que garante que o tamanho e a distribuição adequados sejam satisfeitos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a denominadas composições contínuas de óleo (OCC) e a pré-misturas (que também podem ser referidas como óleo contínuo) utilizadas na preparação da composição final. As OCCs são suspensões não aquosas de partículas finas de tensoativo sólido (por exemplo, o isetionato de acila, glicinato, betaína) em uma fase contínua de óleo. A fase contínua de óleo não aquosa pode incluir os óleos minerais, óleos naturais ou polióis e pode servir como veículo (por exemplo, para o tensoativo de limpeza) e como agente de benefício da pele (por exemplo, o próprio óleo) que pode fornecer níveis elevados de deposição. A OCC normalmente é as composições para os cuidados pessoais espumáveis incluindo, por exemplo, as composições de limpeza, removedores de maquiagem, composições de barbear e outras composições de espumação para o tratamento de pele e/ou cabelo. A presente invenção ainda se refere a um processo in situ para a produção dessas composições.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Muitas composições para os cuidados pessoais espumáveis são líquidos à base de água, que incluem um ou mais tensoativos de limpeza sintéticos, isto é, detergentes, normalmente conhecidos como “syndet” e de maneira alternativa é referido no presente como “tensoativo sintético” ou “tensoativo de limpeza”. As composições normalmente são as emulsões óleo em água, nas quais uma fase aquosa contendo o tensoativo é combinada com uma fase oleosa e outros ingredientes da composição, por exemplo, os voláteis. A criação de concentrados (utilizados, por exemplo, como pré-misturas) com os detergentes líquidos convencionais à base de água pode ser problemática, na medida em que a quantidade reduzida de água em um concentrado pode originar os produtos que são propensos à formação ou cristalização de gel e, como resultado, tais concentrados são muito viscosos para serem facilmente aplicados ou diluídos.

[003] As OCCs são composições fluidas espumantes desejadas que possuem uma fase contínua de óleo e que oferecem vantagens potenciais em relação às composições à base de água convencionais em uma ou mais áreas, por exemplo, no processamento, formação de concentrado. Conforme discutido na publicação WO 2015/014604 de Tsaur et al., estão descritas diversas composições para os cuidados pessoais à base de óleo. Estas incluem a patente US 4.673.526 de Zabotto; patente US 8.063.005 de Kalidindi; patente US 6.620.773 de Cegonha; patente US 6.524.594 de Santora; e publicação de patente US 2005/0.158.351 A1 de Subramanian.

[004] Conforme observado na publicação WO 2015/014604 de Tsaur, a formulação de composições contínuas de fase oleosa com a estabilidade de fase desejada tem sido problemática. Como uma fase dispersa em óleo, o tensoativo sólido tende a se separar ao longo do tempo, o que pode formar uma camada de partículas na parte inferior e o óleo na parte superior. Essa tendência aumenta quando partículas maiores ou mais pesadas são utilizadas. As rotas de estabilização convencionais, por exemplo, a utilização de modificadores de viscosidade e espessantes, podem interferir com a liberação de tensoativo em utilização, o que, por sua vez, pode afetar a formação de espuma e espumação. A publicação WO 2015/014604 de Tsaur aborda estas questões utilizando quantidades relativamente pequenas de cristais de sabão de ácidos graxos para estabilizar o tensoativo sintético na fase de óleo. Nos intervalos de pH utilizados nas composições da presente invenção (por exemplo, de 3,0 a 6,5, de preferência, de 4,0 a 6,0), tais cristais não se formam e, na verdade, as composições da presente invenção estão livres do cristal de sabão de ácido graxo definido na aplicação de Tsaur. Em vez disso, as composições da presente invenção são preparadas através de um processo inovador que envolve baixas taxas de cisalhamento e uma taxa de resfriamento lento.

[005] A presente invenção se refere às composições de pré- mistura contínua de óleo não aquosa que compreendem os tensoativos de isetionato de acila graxo (por exemplo, o isetionato de cocoila), cujas pré- misturas podem ser utilizadas em uma OCC final (em teoria, a pré-mistura pode ser utilizada como OCC "final", caso desejado) ou cujas pré-misturas podem ser utilizadas como ingredientes na formulação de outras composições. As composições de pré-mistura são desejadas uma vez que as composições que compreendem os tensoativos de isetionato de acila graxo espumam bem, são macias para a pele e possuem boas propriedades emolientes.

[006] A preparação de OCCs que contêm os tensoativos de isetionato de acila graxo (quando esses tensoativos são produzidos através da esterificação direta de ácido graxo e isetionato, são comumente conhecidos como tensoativos "DEFI") pode ser problemática. Especificamente, é importante obter as partículas de isetionato de acila graxo (FAI) que possuem um tamanho médio de partícula de 100 mícrons ou inferior, de preferência, inferior a 75 mícrons, de maior preferência, inferior a 50 mícrons. Normalmente, essas partículas de tamanho pequeno não são percebidas como "granulação"pelo consumidor. Também se acredita que as partículas pequenas são mais facilmente bombeáveis e, por conseguinte, mais fáceis de incorporar em uma composição final ou em recipientes durante o processamento.

[007] Uma maneira de assegurar que as partículas que possuem um tamanho pequeno de partícula médio sejam obtidas é através da moagem em linha molhada. Este processo compreende a moagem de partículas de FAI de tamanho maior que foram combinadas com o óleo utilizando equipamentos de cisalhamento ultraelevados especializados (até 100.000 s-1) projetados para reduzir o tamanho médio de partículas inferior a 100 mícrons. Durante a produção de OCC, isto, em seguida, pode ser seguido pela adição posterior de outros tensoativos sólidos (por exemplo, a betaína e/ou pó de glicinato). O polímero e o sabão normalmente ainda são adicionados como estruturantes ao misturador principal. O processo de moagem úmida é intensivo em energia (cisalhamento elevado transferido para o produto), levando ao aumento da temperatura do produto e exigindo o resfriamento do produto. O processo pode ser dispendioso e requer a introdução de um moinho úmido em linha e um trocador de calor para o projeto do misturador. Além disso, é difícil controlar a distribuição de tamanho de partícula (por exemplo, o espaço de partículas) quando se utiliza o processo de moagem úmida.

[008] Os Depositantes descobriram no momento que o tamanho pequeno de partícula médio de FAI (que possui tamanho de partícula médio de 100 mícrons ou inferior, também possui uma distribuição estreita de tamanho de partícula) pode ser formado em uma pré-mistura de FAI / óleo (a ser utilizado na OCC final) utilizando um específico processo in situ em que (1) o óleo aquecido e o FAI fundido (obtidos, por exemplo, a partir do isetionato de acila graxo diretamente esterificado ou "DEFI", formados no término de uma reação DEFI) são misturados; (2) a mistura é aquecida para assegurar a formação da fase líquida; e (3) a mistura é resfriada de uma maneira controlada (por exemplo, de 0,5 a 5° C por minuto) para garantir que as partículas de tensoativo de tamanho médio de partícula de 100 mícrons ou inferior sejam formadas. Utilizando um processo de resfriamento controlado, é possível produzir partículas pequenas de tamanho médio de partícula a uma taxa de cisalhamento relativamente baixa (por exemplo, de 10 a inferior a 1.000 seg-1, a taxa de cisalhamento é estimada com base nas dimensões físicas do reator / homogeneizador e a rotação em rotações por minuto ou RPM; as taxas de cisalhamento da presente invenção foram estimadas em cerca de 95 a 100 seg-1a 350 RPM). A taxa de cisalhamento durante a etapa (c) e/ou (d) é de 10 a 1.000 seg-1.

[009] Além disso, no processo da presente invenção, a água é conduzida durante a reação de DEFI (a reação de temperatura elevada ocorre entre 200 a 245° C) e nenhuma água é novamente adicionada, uma vez que isso seria desnecessário e ineficiente. Embora exista uma quantidade pequena de água que se originam com as matérias primas iniciais, de preferência, a composição final contém uma quantidade inferior a 2%, ou 1% ou inferior, ou 0,5% ou inferior (de 0 a 0,5% em peso) de água.

[010] A presente invenção se refere ao tamanho inovador médio de partícula pequena, distribuição de partículas estreitas de FAI nas próprias composições de óleo. Ainda é direcionado a um processo inovador para a obtenção das composições inovadoras.

[011] O processo da presente invenção para a formação da pré- mistura normalmente se refere à combinação de FAI e óleo, embora os estruturantes opcionais (por exemplo, o sabão) e emulsionantes possam ser parte do processo para a formação da pré-mistura. A pré-mistura (contendo o FAI e óleo, estruturante opcional e emulsionante opcional) pode ser combinada posteriormente com outros ingredientes para a formação da OCC final. Esta pré- mistura intermediária, na verdade, é uma matéria prima que pode ser produzida e, em seguida, armazenada e utilizada conforme necessário para a produção da "final" (conforme observado, caso desejado, a pré-mistura intermediária pode ser a OCC final) ou para a produção de outras formulações de limpeza. Observe que, se o FAI é produzido através de processo de DEFI, a pré-mistura pode compreender o FAI formado a partir da reação e o ácido graxo não reagido, o sal de isetionato não reagido (por exemplo, o isetionato de sódio), catalisador (caso empregado) e qualquer vestígio de impurezas que possa estar presente nas matérias primas.

[012] Os processos para a preparação de ésteres de ácidos graxos de sais de isetionato (por exemplo, através da reação de ácidos graxos com o sal de sódio de sulfonatos de hidroxilalquila, por exemplo, para a formação do isetionato de cocoila de sódio ou "SCI") não são novos (esterificação direta de ácido graxo e o sal de sódio são, conforme observado, o que é referido como reação de "DEFI"). A patente US 6.069.262 de Walele et al., publicação WO 1898/42658, patente US 3.029.264 de Voorburg e muitas outras referências descrevem tais processos, por exemplo.

[013] Nenhuma das referências relativas à formação de sal de isetionato de acila descreve os processos in situ em que, ao término de um processo para a produção de FAI (por exemplo, o processo de DEFI), o FAI fundido e óleo (opcionalmente aquecidos) são combinados, a mistura ainda é aquecida para assegurar a formação da fase líquida, e esta mistura em seguida, é resfriada de uma maneira controlada (por exemplo, taxa definida de queda de temperatura por minuto) para obter os cristais de FAI que possuem um tamanho médio de partículas de 100 mícrons ou inferior, e ainda possuem uma distribuição estreita de tamanho de partícula (por exemplo, o espaço, conforme definido abaixo, inferior a 4,5, de preferência, inferior a 4, de maior preferência, inferior a 3). As composições produzidas através desse processo também não estão descritas.

[014] Muitas referências descrevem as composições que contêm os óleos ou as composições que contêm o isetionato de acila graxo ou as composições que contêm ambos, mas, novamente, nenhum destes descreve um processo in situespecífico para a produção de uma pré-mistura que compreende o FAI e óleo, esse processo envolve resfriar o FAI (mais qualquer ácido graxo não reagido, sal de isetionato não reagido, catalisadores (caso empregados) e vestígios de impurezas, caso presente, o que pode ser o subproduto da presente invenção) e óleo (além de qualquer estruturante e/ou emulsionante opcional) que foram combinados conforme observado acima de maneira controlada para garantir o tamanho médio de partícula pequenas de FAI no óleo, em que as partículas ainda possuem uma distribuição estreita de tamanho de partícula (definida pelo espaço); e ainda em que a reação está a cisalhamento baixo (< 1.000 seg-1) e nenhuma água é adicionada durante a reação. De preferência, a composição final da presente invenção possui uma quantidade inferior a 2%, por exemplo, de 0 a inferior a 2% em peso de água.

[015] A publicação WO 2002/079717 de Merz, por exemplo, parece descrever um banho aquoso de formação de lipossomas que pode conter o óleo (reivindicação 5) e isetionato (reivindicação 6), mas o processo de resfriamento controlado, cisalhamento baixo da presente invenção e a formação de tamanho de partícula médio pequeno, o FAI de distribuição estreita de partículas não parece estar descrito.

[016] As patentes US 8.111.824 de Dasgupta et al.; US 2012/0.094.884, US 2012/0.094.885 e US 2010/0.210.500 todas de Liu; e as patentes US 2008/0.153.727, US 2008/0.513.729 e US 2008/0.153.730, todas de Tsaur et al., todos descrevem as composições com o DEFI e óleos na composição. Não existe descrição de um FAI em pré-mistura de óleo, ou de um processo específico para a produção de tal pré-mistura e garantindo a formação in situ de tamanho pequeno de partícula médio de FAI, além de possuir uma distribuição estreita de tamanho de partícula.

[017] De maneira similar, as publicações US 2004/0.136.942 de Yamazaki, WO 2003/051319 de Beirsdorf e WO 2000/21492 de Johnson e Johnson descrevem as composições que podem possuir o DEFI e óleos, mas não existe ensinamento de concentrados específicos de pré-mistura de FAI- em óleo ou processos para a formação destes e que asseguram a formação de tamanho pequeno de partícula médio de FAI, além de possuir uma distribuição estreita de tamanho de partícula.

[018] A publicação WO 1999/04751 de Puvvada et al. (Unilever) descreve as composições em que o nível de emoliente de óleo é igual ou superior ao nível de tensoativo. Em primeiro lugar, nenhum FAI é especificado. Além disso, novamente não existe nenhuma descrição do processo específico da presente invenção ou das composições da presente invenção.

[019] A patente EP 0.585.071 de Hoechst descreve um processo para a produção de isetionato de acila de sódio que diretamente compreende a esterificação de ácido graxo e ácido hidroxialquanssulfônico a uma temperatura de cerca de 180 a 240° C, a adição da parafina à mistura de reação, a destilação do excesso de ácido graxo, o resfriamento, de preferência, inferior a 180° C, e a adição de mais sais alcalinos de ácidos graxos e sais anidros. Não é fornecida informação em relação à velocidade de resfriamento e, a partir do Exemplo 1, foi observado que a cerca de 100° C, a água gelada é adicionada e existe resfriamento rápido. Isso significativamente difere do o processo da presente invenção em que (1) existe uma taxa de resfriamento constante e controlada e (2) em que o excesso de resfriamento conduz a uma distribuição de tamanho de partícula significativamente maior (vide o Exemplo 3 da presente invenção). O tamanho médio de partícula e a distribuição de partículas e o efeito de processamento nesses parâmetros não são reconhecidos e não mencionados na referência.

[020] A publicação WO 2015/014604 referida acima descreve a utilização de cristais de sabão de ácidos graxos para estabilizar o tensoativo. Nos níveis de pH utilizados nas composições da presente invenção, tais cristais de sabão de ácido graxo não se formam.

[021] Na publicação WO 2015/014667 relatada, a estabilização é alcançada utilizando os tensoativos sólidos pré-agregados e/ou as partículas sólidas de tensoativo que são agregadas in situ através da adição de água. As partículas da presente invenção não são pré-agregadas, nem a água é adicionada na reação de DEFI da presente invenção, uma vez que isso iria adicionar complexidade e ineficiência adicionais.

[022] A patente US 2014/155.309 se refere às barras de cuidados pessoais sólidas. As composições utilizam as ceras sintéticas que são sólidas à temperatura ambiente (por exemplo, de 20 a 25° C). Os óleos utilizados nas composições da presente invenção, de preferência, são líquidos à temperatura ambiente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[023] De maneira inesperada, os Depositantes descobriram no momento que as pré-misturas inovadoras contínuas de óleo não aquosas (utilizando o resfriamento com precisão controlada) que compreendem as partículas de FAI (de preferência, preparadas através de um processo de DEFI, especialmente um processo de DEFI de cisalhamento baixo) que possuem um tamanho médio de partícula de 100 mícrons ou inferior, de preferência, 75 mícrons ou inferior, de maior preferência, de 0,1 a 50 mícrons. Ainda de maior preferência, o tamanho médio de partícula é de 1 a 40 mícrons. De preferência, o espaço de tamanho de partícula (que é uma medida da distribuição de partículas) é inferior a 4,5, de preferência, inferior a 4. As composições estão livres de cristais de sabão de ácido graxo e as partículas não são pré-agregadas ou agregadas in situ através da adição de água.

[024] As composições da presente invenção são produzidas através de um processo inovador. De preferência, a composição compreende de 25 a 90% de óleo e de 10 a 60% de FAI, de maior preferência, de 40 a 90% ou 30 a 85% ou, de maior preferência ainda, de 50 a 85% ou até mesmo, de 50 a 80% de óleo e de 15 a 50% de FAI. O processo para a produção de ditas composições inovadoras é um processo in situ para a formação de partículas de FAI que possuem um tamanho de partícula médio de 100 mícrons ou inferior, de preferência, de 75 mícrons ou inferior; e uma distribuição estreita de tamanho de partícula (espaço inferior a 4,5), em que dito processo compreende: (a) a preparação de FAI em um reator através da reação (opcionalmente na presença de um catalisador, os catalisadores, caso empregados, podem incluir os sais de íons de metais multivalentes, ácidos fortes, óxido de zinco acidificado, sais de zinco solúveis e suas combinações, o óxido de zinco é um catalisador de preferência): - HOR’SO3M; - em que R’ é um radical hidrocarboneto divalente contendo de 2 a 4 carbonos e M é um cátion de metal alcalino; - com o ácido orgânico RCOOH; - em que R é um radical alifático monovalente contendo de 7 a 24 carbonos (por exemplo, o ácido graxo C7-C24, de preferência, o ácido graxo C8C18, C12 é um ácido graxo de preferência); - para a produção de RCOOR’SO3M; - (R, R’ e M são definidos conforme acima); - em que os reagentes, em primeiro lugar, são combinados a uma temperatura de cerca de 20 a 25°C (temperatura ambiente) e aquecidos a cerca de 200 a 245°C; (Conforme observado anteriormente, a reação normalmente não alcança 100% de conclusão, de maneira que irá existir uma mistura de FAI e ácido graxo não reagido e sal de isetionato não reagido, bem como outros catalisadores, caso empregados, e vestígios de impurezas, caso presentes); (b) opcionalmente o aquecimento de óleo em um reator separado a uma temperatura de 80 a 130° C (isto é realizado para evitar a redução excessiva da temperatura da batelada após a adição de óleo); (c) a adição de dito óleo ao FAI enquanto o FAI ainda está em estado fundido (normalmente a uma temperatura de 200 a 245°C); (d) a continuação do aquecimento da mistura de FAI e óleo a uma temperatura de 200° a 245° C para a formação de uma mistura de fase líquida de FAI, ácido graxo não reagido, isetionato não reagido, catalisador (por exemplo, o ZnO), caso utilizado, vestígios de impurezas, caso presentes, e óleo; e (e) o resfriamento da mistura de 0,5 a 5° C, de preferência, de 0,5 a 3° C, de maior preferência, de 0,5 a 2°C por minuto, para garantir uma pré- mistura em que o espaço do tamanho médio de partícula é de 100 mícrons ou inferior e o tamanho de partículas é inferior a 4,5.

[025] Acredita-se que é a taxa controlada de resfriamento da pré- mistura que forma as partículas pequenas médias de FAI no óleo em que o FAI possui uma distribuição estreita de tamanho de partícula com um espaço inferior a 4,5. Ainda é de preferência que a queda de temperatura seja consistente ao longo do reator.

[026] A mistura é resfriada abaixo da temperatura de solidificação de FAI, normalmente a uma temperatura inferior a 170°C. De preferência, é resfriada a uma temperatura de 25° a 70°C.

[027] O pH das composições da presente invenção (que, sem estar ligado pela teoria, se acredita estar associado à ausência de cristais de sabão de ácido graxo), de preferência, é de 3,0 a 6,5, de maior preferência, de 4,0 a 6,0. O pH pode ser ligeiramente superior, mas não tão elevado como o que irá conduzir a formação de cristais de sabão de ácidos graxos.

[028] Os óleos utilizados na presente invenção normalmente são líquidos à temperatura ambiente. Os pontos de fusão de tais óleos normalmente são de 30° C e inferior, de preferência, de 25° C e inferior, de maior preferência, que possui um intervalo superior de 10 a 20° C (a vaselina normalmente possui o MP de 35° C a 37° C). De preferência, o óleo compreende o óleo mineral. De preferência, o óleo (todo o óleo da presente invenção, incluindo o óleo mineral) é utilizado em uma quantidade de, pelo menos, 25% (por exemplo, de 25 a 90% em peso) da composição. Em uma realização, o óleo mineral é utilizado e, de preferência, compreende de 25% a 70% da composição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[029] Exceto nos exemplos, ou quando indicado de outra maneira, todos os números nesta descrição indicando a quantidade de material ou condições de reação, propriedades físicas de materiais e/ou utilização devem ser entendidos como modificados pelo termo "cerca de".

[030] Conforme utilizado, os intervalos são utilizados como estenografia para descrever cada valor que esteja dentro do intervalo. Qualquer valor dentro do intervalo pode ser selecionado como o término do intervalo. A utilização de “e/ou” indica que qualquer um da lista pode ser selecionado individualmente ou qualquer combinação da lista pode ser selecionada.

[031] Para evitar dúvidas, o termo "que compreende" pretende significar "incluir", mas não necessariamente "consiste em" ou "composto de". Em outras palavras, as etapas ou opções listadas não precisam ser exaustivas.

[032] Salvo indicação em contrário, todas as porcentagens de quantidade ou as quantidades de ingredientes utilizados devem ser entendidas como porcentagens em peso com base nos pesos ativos do material no peso total da composição em que o total é de 100%.

[033] A descrição da presente invenção conforme encontrada no presente deve ser considerada como abrangendo todas as realizações, conforme encontradas nas reivindicações, cada vez sendo mais dependentes entre si independentemente do fato das reivindicações poderem ser encontradas sem dependência múltipla ou redundância.

[034] A presente invenção se refere ao FAI nas composições de óleo e processo para a produção de tal composição. As composições são produzidas através de um processo in situ para a produção de um FAI em pré- mistura de óleo em que as partículas de FAI possuem um tamanho de partícula médio de 100 mícrons ou inferior, de preferência, de 75 mícrons ou inferior, de maior preferência, de 0,1 a 50 mícrons, de maior preferência ainda, de 0,1 a 40 mícrons; e espaço do tamanho de partículas (medida de distribuição) inferior a 4,5. Essas partículas, por conseguinte, não são percebidas como "granulação"dentro da pré-mistura ou dentro da OCC final ou qualquer outra formulação na qual a pré-mistura é utilizada. Embora não desejando estar ligado à teoria, acredita-se que as partículas pequenas também podem auxiliar a tornar a pré- mistura mais facilmente bombeável e, por conseguinte, mais fácil de incorporar em qualquer composição final em que possam ser utilizadas.

[035] O processo in situ para a fabricação de composições inovadoras da presente invenção é utilizado em vez de processos que envolvem a moagem úmida e, uma vez que o cisalhamento maior utilizado durante a moagem úmida é evitado, nenhum equipamento de moagem adicional ou trocador de calor (para controlar o aumento da temperatura da moagem úmida) são necessários. Especificamente, o cisalhamento baixo utilizado para a produção de composições da presente invenção (inferior a 1.000 seg-1, especificamente cisalhamento de 95-100 seg-1a RPM de 350) é uma ordem ou duas ordens de magnitude inferior às taxas de cisalhamento utilizadas nos homogeneizadores de cisalhamento elevado típicos.

[036] Outra vantagem é encontrada em que não existe necessidade de manipular os sólidos de FAI se estiver utilizando a pré-mistura em uma formulação completa. Isto é, se partículas sólidas forem adicionadas, os sólidos teriam que ser transferidos eficientemente para um tanque de batelada. Isso, por sua vez, pode criar riscos de poeira ou segurança. Quando formados como um líquido, de acordo com a presente invenção, os riscos de poeira são evitados e, conforme observado, acredita-se que os líquidos podem ser mais facilmente bombeados.

[037] Quando produzida através da moagem úmida, a mistura de partículas em óleo normalmente é mais viscosa no mesmo nível de sólidos. Isso faz com que as caldas moídas molhadas sejam mais resistentes à pasta e mais difíceis de bombear. Embora não desejem estar ligados pela teoria, isso pode ser devido ao teor de água, ou à distribuição de tamanho de partícula (maior espaço, por exemplo, superior a 4,5).

[038] De maneira notável e inesperada, os Depositantes descobriram que, utilizando uma etapa de taxa de "resfriamento controlado" em qual óleo e FAI (opcionalmente, o estruturante e/ou emulsionante podem estar em pré-mistura), em primeiro lugar, são misturados enquanto o FAI está em estado fundido e esta pré-mistura, em seguida, é resfriada em pequenos intervalos (por exemplo, de 0,5 a 5° C por minuto), o produto final (composições da presente invenção) compreendem os tensoativo de FAI no óleo em que é formado o tamanho pequeno de partícula médio de FAI e existe uma distribuição estreita de tamanho de partícula (definida pelo espaço). Sem querer estar ligado à teoria, acredita-se que o intervalo lento, até mesmo à taxa de resfriamento da mistura fundida possibilita evitar um choque rápido de temperatura fraca e possibilita a solidificação da partícula de FAI de maneira a possibilitar as partículas pequenas de tamanho médio com espaço estreito de tamanho de partícula para formar em óleo. Isso fornece as vantagens de processamento (bombeabilidade) e de produto (menos granulação).

[039] As composições são livres de cristais de sabão de ácido graxo; e as partículas não são pré-agregadas e nem agregadas in situ através da adição de água. De preferência, as composições finais compreendem uma quantidade inferior a 2% de água.

[040] Mais especificamente, a presente invenção fornece uma composição inovadora que possui as partículas pequenas de tamanho médio de distribuição estreita. As composições são produzidas através de um processo in situ para a formação da mistura de FAI em óleo que compreende: (a) a preparação de FAI em um reator através da reação (opcionalmente na presença de um catalisador): - HOR’SO3M; - em que R’ é um radical hidrocarboneto divalente contendo de 2 a 4 carbonos e M é um cátion de metal alcalino; - com o ácido orgânico RCOOH; - em que R é um radical alifático monovalente contendo de 7 a 24 carbonos (de preferência C8-C18, de maior preferência, de C12-C14, de maior preferência, C12); - para a produção de RCOOR’SO3M; - (R, R’ e M são definidos conforme acima); - em que os reagentes, em primeiro lugar, são combinados a uma temperatura de 20 a 25°C; (Deve ser entendido que os reagentes podem ser combinados, caso desejado, a uma temperatura superior à temperatura ambiente e ao aquecimento); (b) opcionalmente o aquecimento de óleo em um reator separado a uma temperatura de 80 a 130° C; (c) a adição de dito óleo ao FAI enquanto o FAI ainda está em estado fundido (de 200 a 245°C); (d) a continuação do aquecimento da mistura de FAI e óleo a uma temperatura de 200° C a 245° C para a formação de uma mistura de fase líquida de FAI, ácidos graxos não reagidos, isetionato não reagido, catalisador, caso empregado, impurezas de rastreio, caso presente, e óleo; e (e) o resfriamento da mistura de 0,5 a 5° C, de preferência, de 0,5° e 3° C por minuto, para garantir a pré-mistura, em que o tamanho médio das partículas é de 100 mícrons ou inferior e o espaço das partículas é inferior a 4,5. De preferência, a diferença na taxa de resfriamento entre duas porções do reator não irá exceder 3° C/minuto. Isto é, a taxa de resfriamento deve ser cerca de igual em todo o reator. Isso garante que o tamanho e o espaço médio das partículas permaneçam dentro de parâmetros definidos.

[041] A mistura é resfriada a uma temperatura inferior à temperatura de solidificação de FAI, normalmente inferior a 170°C; de preferência, de 25°C a 70°C.

[042] As composições possuem um pH de 3,0 a 6,5, de preferência, de 4,0 a 6,0; acredita-se que este pH garanta que as composições estejam livres de cristais de sabão de ácido graxo. De preferência, o processo compreende um ajuste de pH, para resultar em um pH da composição resultante entre 3,0 e 6,5, de preferência, de 4,0 a 6,0.

[043] As composições da presente invenção são produzidas como uma extensão do processo de fabricação de isetionato de acila graxo, esse processo envolve a mistura de cisalhamento baixo sem necessidade de nenhum equipamento de processo adicional. A homogeneização, em contrapartida, é intensiva em cisalhamento e requer a utilização de equipamentos de processo adicionais, o que novamente, o processo da presente invenção não necessita.

[044] A taxa de cisalhamento para um homogeneizador pode ser calculada como: - Taxa de cisalhamento (seg-1) = Velocidade da ponta do rotor (M/s) / Espaço entre o rotor e estator (M).

[045] Aplicando o mesmo cálculo ao reator de processo utilizado para a produção das composições presente invenção, a taxa de cisalhamento pode ser estimada como: - Taxa de cisalhamento (seg-1) = Velocidade do rotor (M/s) / Espaço entre o rotor e a parede do reator (M).

[046] Para Comparação: - Taxa de cisalhamento calculada aproximada para um homogeneizador típico (homogeneizador de laboratório Silverson L5M-A a 5.000 RPM) = 41.495 seg-1; - Taxa de cisalhamento calculada aproximada no reator (reator do vegetal piloto DEFI a 350 RPM) = 98 seg-1.

[047] Conforme mencionado acima, as partículas em óleo são referidas como pré-mistura ou concentrado. Os ingredientes opcionais que podem ser utilizados ou formados durante a formação pré-mistura são os estruturantes tais como o sabão e emulsionantes. Os estruturantes de preferência incluem o sabão, tal como o sabão ácido laurico. Os sabões em geral, são formados quando o isetionato de sódio e os ácidos graxos são reagidos e não existe ácido graxo não reagido. O sabão pode ser formado através da neutralização do ácido graxo não reagido. Os emulsionantes de preferência incluem os tensoativos não iônicos, de preferência, os emulsionantes não iônicos à base de silicones tais como o Abil®EM 90 de Evonik. Outro possível emulsionante é o Rheodol®430V de Kao.

[048] A primeira etapa no processo envolve a preparação de FAI no reator conforme estabelecido na etapa (a) acima.

[049] O óleo da etapa (b) normalmente é um óleo mineral. As viscosidades de óleo mineral de preferência incluem a 70 SUS (Segunda medida universal da viscosidade cinemática Saybolt, o cálculo de SUS é especificado pela norma ASTM, especificação da American Society of Testing Materials D2161) e 1.000 SUS de óleos minerais. Assumindo que as viscosidades estão na mesma temperatura e que o índice de viscosidade é de 95 (que é um índice de viscosidade típico para a maioria dos óleos minerais), 70 SUS é cerca de igual a cerca de 13,1 centistokes e 1.000 SUS é cerca de igual a cerca de 216 centistokes. Os óleos também podem ser os óleos de triglicerídeos ou óleos de silicone. Os óleos de triglicerídeos de preferência incluem o óleo de soja, óleo de semente de girassol, óleo de canola, óleo de semente de uva, óleo de oliva, óleo de palma, óleo de palmeira e suas misturas; um óleo especialmente de preferência é o óleo de soja.

[050] De preferência, o óleo utilizado é líquido à temperatura ambiente. Normalmente, o ponto de fusão dos óleos utilizados é 30° C e inferior, de preferência, 25° C e inferior, de maior preferência, que possuem um intervalo de MP superior de 10 a 20° C. De preferência, as composições compreendem o óleo mineral. De preferência, todos os óleos na composição compreendem de 25 a 90% da composição.

[051] Em uma realização, o óleo mineral compreende de 25% a 70% da composição.

[052] Os ingredientes opcionais que podem ser encontrados na pré-mistura / concentrado incluem os estruturantes (por exemplo, o sabão e/ou emulsionante), ácidos graxos não reagidos e isetionato não reagido.

[053] Em uma realização, a composição consiste em FAI (incluindo os ácidos graxos e isetionato não reagidos conforme observado) e o óleo. Em outra realização, a composição consiste em FAI, óleo e emulsionante. Em outra realização, a composição consiste em FAI, óleo e estruturante. A composição também pode consistir em FAI, óleo, estruturante e emulsionante. O óleo em qualquer uma das realizações acima pode ser o óleo mineral ou triglicerídeo ou uma de suas combinações.

[054] Em uma realização, a composição consiste em óleo mineral, FAI e estruturante (por exemplo, os sabões). Em uma realização, a composição consiste em óleo mineral, FAI, estruturante e emulsionante não iônico, de preferência, o emulsionante não iônico à base de silicone.

[055] Em uma realização, a pré-mistura compreende o isetionato de acila graxo (por exemplo, o isetionato de lauroil de sódio), ácido graxo não reagido e óleo de soja.

[056] Conforme observado, as diversas trocas são o que nos referimos como pré-mistura ou concentrado. Normalmente, essa pré-mistura é observada como um "ingrediente bruto" que pode ser adicionado com outros ingredientes para a produção de uma composição contínua de óleo "final". No entanto, caso desejado, a pré-mistura pode ser o produto "final" e pode ser comercialmente comercializada.

[057] Em relação ao processamento, as taxas de resfriamento de preferência, conforme observado, são de 0,5° a 5° C, de preferência, de 0,5° a 3° C por minuto. Se a taxa de resfriamento for muito elevada, a pré-mistura não pode ser formada com sucesso uma vez que o FAI sólido pode precipitar nas paredes do reator. Isso resulta em um produto não homogêneo com uma distribuição de tamanho de partícula muito ampla.

[058] Utilizando este resfriamento controlado, os Depositantes são capazes de obter a distribuição estreita de tamanho de partícula que caracteriza as composições inovadoras produzidas através do processo inovador da presente invenção. O espaço de partículas é inferior a 4,5, de preferência, de 0,1 a 4, de preferência, de 0,1 a 3.

[059] As distribuições de tamanho de partícula foram medidas utilizando um instrumento de difração à laser Malvern Mastersizer 3000 equipado com uma Unidade de Dispersão de Amostra de Volume Pequeno. O miristato de isopropila (IPM, índice de refração de 1.435) foi utilizado como dispersante da amostra. Foi utilizado um índice de refração de 1,485 para as partículas dispersas. A taxa de agitação para a Unidade de Dispersão de Amostra Pequena foi suficiente para bombear os dispersantes e as partículas de amostra dispersas através da câmara de medição, normalmente a 2.000 RPM ou superior.

[060] A unidade de dispersão da amostra foi limpa entre as medidas da amostra com a descarga repetida com o IPM. Para a medição, algumas gotas de amostra foram introduzidas na unidade de dispersão, suficientes para produzir um valor de obscuridade inferior a 20%. (O dispersante de IPM adicional pode ser adicionado para diluir ainda mais a amostra e reduzir a obscuridade inferior a 20%, conforme necessário). A medida foi iniciada. O protocolo de medição empregou um atraso de pré-medição de 120 segundos para possibilitar a mistura completa da amostra no dispersor de IPM. As distribuições de tamanho de partículas relatadas são uma média de 3 medidas por amostra.

[061] Os seguintes parâmetros são utilizados para caracterizar a distribuição de tamanho de partícula: - D[4,3] é o tamanho médio de partícula do volume, também conhecido como o Diâmetro médio De Brouckere.

[062] O valor Di para cada tamanho de partícula n é o diâmetro médio geométrico. No numerador, Di para o quarto poder é multiplicado pela porcentagem desse tamanho de partícula, somado em todos os tamanhos de partículas. Para o denominador, Di para o terceiro poder é multiplicado por Vi, a porcentagem desse tamanho de partícula, somado em todos os tamanhos de partículas.

[063] O espaço é uma medida da polidispersão. É definido como:

- Legenda: “Span” significa Espaço; - O diâmetro médio do volume D(v, 0,5) é o diâmetro em que 50% da distribuição está acima e 50% está abaixo; - D(v, 0,9), 90% da distribuição de volume está abaixo desse valor; - D (v, 0,1), 10% da distribuição de volume está abaixo desse valor; - O espaço é a largura da distribuição com base no quantil de 10%, 50% e 90%.

[064] De acordo com a presente invenção, o espaço de partículas (conforme definido acima) é inferior a 4,5.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[065] Os seguintes Exemplos foram realizados utilizando o processo acima com o óleo mineral M1000 como fase contínua.

[066] Todas as quantidades da composição são porcentagem em peso.

[067] Conforme observado acima, por resfriamento à taxa de 2° C/minuto conseguimos obter as partículas pequenas médias de partículas de isetionato graxo.

[068] Quando a taxa foi desigual em todo o reator e a diferença de taxas excedeu 3° C em diferentes pontos do reator (Exemplo A), o espaço (8,89) foi quase 3 vezes maior do que outros Exemplos. Quando a taxa foi superior a 5° C (no Exemplo A e em um exemplo separado produzido pelo Depositante), não foi possível até mesmo produzir a pré-mistura uma vez que o FAI (SLI) precipitou no reator, resultando em produto não homogêneo.

[069] As seguintes composições foram produzidas utilizando o processo acima do óleo mineral M70 como fase contínua.

[070] Todas as quantidades da composição são porcentagem em peso.

[071] Conforme observado nos Exemplos acima, o processo da presente invenção resulta em material em que o tamanho médio de partícula em volume é de 100 μm ou inferior e o espaço é 4,5 ou inferior.

[072] O óleo de triglicerídeo natural como fase contínua: as seguintes composições foram preparadas em escala de banco utilizando o SLI produzido através do processo descrito anteriormente. O SLI foi derretido e aquecido a uma temperatura de 220° C. O óleo foi aquecido a 120° C e adicionado à mistura com agitação. A mistura foi reaquecida a 220° C e, em seguida, foi resfriada com agitação a 1,0° C/min até uma temperatura de descarga de 70° C.

[073] Todas as quantidades da composição são porcentagem em peso. O óleo de soja Plenish é um óleo de soja de teor oleico elevado desenvolvido para cozinhar e outras aplicações de temperatura elevada.

[074] Os Exemplos de 14 a 18 que demonstram o pH das composições da presente invenção:

[075] Nos Exemplos de 14 a 18, os Depositantes formaram cinco misturas de 1:1 separadas de isetionato de lauroil de sódio (um isetionato de alcanoil de sódio) em óleo mineral. Os valores de pH para as dispersões a 1% para cada uma destas misturas são apresentados a seguir:

[076] Embora não deseje estar ligado pela teoria, acredita-se que os valores de pH explicam a razão pela qual os cristais de sabão de ácidos graxos não são encontrados nas composições da presente invenção.

[077] Exemplos comparativos produzidos através da moagem úmida: - 50% de sólidos em óleo mineral M70; O Exemplo C é de 1 passagem, o Exemplo D é de 3 passagens e o Exemplo E é de 5 passagens, através de um homogeneizador Kinematica Megatron a 9.600 RPM de rotor / estator de cisalhamento elevado de 3 estágios.

[078] Embora a moagem úmida forneça um bom tamanho médio de partículas inferior a 100 mícrons, o espaço é muito elevado, indicando uma distribuição ampla que inclui as partículas grandes que contribuem para a granulação e as partículas pequenas que contribuem para uma viscosidade elevada.

Claims

1. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO CONTÍNUA DE ÓLEO, caracterizado por compreender as etapas: (a) reagir HOR'SO3M, em que R’ é um radical hidrocarboneto divalente contendo de 2 a 4 carbonos e M é um cátion de metal alcalino, com o RCOOH, em que R é um radical alifático monovalente possuindo de 7 a 24 carbonos para produzir o RCOOR'SO3M, referidos reagentes sendo combinados a temperatura de 20 a 25°C e aquecidos de 200° a 245°C, (b) adicionar um óleo selecionado a partir do grupo que consiste em óleo mineral, óleo de triglicerídeo, óleo de silicone e suas misturas, em que referido óleo foi opcionalmente aquecido a partir de 20 a 25°C para 80 a 130°C, para o produto de reação aquecido do componente (a) enquanto ainda em um estado fundido; (c) continuar o aquecimento da mistura do produto de (a) e o óleo de (b) a uma temperatura de 200 a 245°C para a formação de uma mistura de fase líquida de isetionato de acila graxo, ácido graxo não reagido, isetionato não reagido, catalisador, caso usado , vestígios de impurezas, caso alguma esteja presente , e óleo; e (d) do resfriamento da mistura resultante de 0,5 a 5° por minuto abaixo da temperatura de solidificação de FAI.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo óleo de triglicerídeo ser adicionado na etapa (b) e dito óleo de triglicerídeo ser óleo de soja.

3. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por um catalisador ser usado na etapa (c).

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo referido catalisador ser óxido de zinco.

5. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo processo compreender um ajuste de pH, para resultar em um pH da composição resultante entre 3,0 e 6,5.

6. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela taxa de cisalhamento durante a etapa (c) e/ou (d) ser de 10 a 1.000 seg-1.

7. COMPOSIÇÃO CONTÍNUA DE ÓLEO, caracterizada por ser obtida pelo processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, compreendendo as partículas de isetionato de acila graxo, as quais não são pré-agregadas, possuindo um tamanho de partícula médio de 100 mícrons ou inferior e uma distribuição de tamanho de partícula definida por um espaço inferior a 4,5; referida composição está livre de cristais de sabão de ácido graxo.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por compreender as partículas de isetionato de acila graxo possuindo um tamanho de partícula médio inferior a 75 mícrons.

9. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizada pelo espaço ser inferior a 4.

10. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo isetionato de ácido graxo ser isetionato de alcanoil de sódio.

11. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada por compreender de 25 a 90% em peso de óleo e 10 a 60% em peso de isetionato de acila graxo.

12. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizada pela referida composição contínua de óleo ser uma composição não aquosa.

13. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizada por possuir um pH de 3,0 a 6,5, preferivelmente, de 4,0 a 6,0.