BR112018010691B1

BR112018010691B1 - Métodos para remover micro-organismos e depósitos minerais e crescimento microbiano

Info

Publication number: BR112018010691B1
Application number: BR112018010691-7A
Authority: BR
Inventors: Junzhong Li; Cynthia Bunders; Richard Staub; Paul Schacht; Caleb Power
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2023-03-14
Also published as: CL2018001662A1; US20200276620A1; JP6728382B2; CA3007478C; WO2017106623A1; JP2019501775A; US11117172B2; BR112018010691A2; AU2016369505B2; AU2016369505A1; BR112018010691A8; RU2687901C1; CN108367243A; CN108367243B; US20170173642A1; MX2018007422A; US10737302B2; NZ742709A; CA3007478A1; EP3389831A1

Abstract

MÉTODOS PARA REMOVER MICRO-ORGANISMOS E DEPÓSITOS MINERAIS E CRESCIMENTO MICROBIANO. Trata-se de composições de ácido peroxifórmico para remoção de crescimento de biofilme e depósitos minerais em membranas. Em particular, as composições de ácido peroxifórmico são geradas in situ ou geração no local para a redução e prevenção de biofilmes e a mitigação de acúmulo de mineral nas membranas. As composições de acordo com a invenção são compatíveis com as membranas na aplicação de condições de uso.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente no U.S. 62/268.152 depositado em quarta-feira, 16 de dezembro de 2015, cuja revelação é incorporada no presente documento em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A invenção se refere ao uso de composições de ácido peroxifórmico para a remoção de crescimento de biofilme e depósitos minerais sobre membranas. Consequentemente, a presente invenção se refere ao campo dos processos de separação de membrana e limpeza no local ou composição de lavagem para limpar tais membranas, o que inclui a remoção de sólidos, tais como gorduras, proteínas, minerais e biofilmes, através do uso de uma lavagem antimicrobiana. Em particular, as composições de ácido peroxifórmico são geradas in situ ou por geração no local para a redução, remoção e/ou extermínio de biofilmes e a mitigação de acúmulo de mineral nas membranas. As composições de acordo com a invenção são inesperadamente compatíveis com as membranas na aplicação de condições de uso.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Várias tecnologias usam membranas, o que inclui aquelas membranas que aplicam osmose reversa. Uma desvantagem no uso de membranas é que durante a operação, as membranas gradualmente se tornam sujas. Em particular, o crescimento de biofilme e depósitos minerais sobre membranas, o que inclui membranas de osmose reversa, membranas de nanofiltração, membranas de ultrafiltração e membranas de microfiltração, pode ter resultados prejudiciais. Tal crescimento de biofilme e depósitos minerais pode causar graves declínios de fluxo, pressão aumentada, produção reduzida, pode impactar negativamente a qualidade de mercadorias prontas e, frequentemente, resulta na substituição prematura de tais membranas.

[004] Membranas fornecidas dentro de uma instalação de separação podem ser tratadas com o uso de métodos de limpeza no local (CIP) para fornecer descarga, enxágue, pré-tratamento, limpeza, desinfecção, saneamento e preservação, visto que as membranas de filtração têm uma tendência a se sujarem durante o processamento. A incrustação ocorre como um declínio no fluxo e um aumento nas pressões com o tempo de operação, o que leva à produção diminuída. O declínio de fluxo é tipicamente uma redução no fluxo de permeação ou taxas de permeação que ocorre quando todos os parâmetros operacionais, tais como pressão, taxa de fluxo de alimentação, temperatura e concentração de alimentação, são mantidos constantes. Em geral, a incrustação de membrana é um processo complicado, e acredita-se que ocorra devido a inúmeros fatores, o que inclui atração eletrostática, interações hidrofóbicas e hidrofílicas, a deposição e o acúmulo de componentes de alimentação, por exemplo, particulados suspensos, solutos dissolvidos impermeáveis, e ainda mais comumente solutos permeáveis, sobre a superfície de membrana e/ou dentro dos poros da membrana. Espera-se que quase todos os componentes de alimentação sujarão as membranas em alguma medida. Consultar Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technical Publication, Lancaster, Pa., 1998 (Páginas 237 a 288). Os componentes de sujeita e depósitos podem incluir sais inorgânicos, particulados, micróbios e orgânicos.

[005] As membranas de filtração exigem tipicamente limpeza periódica para permitir aplicação industrial bem-sucedida dentro das instalações de separação, tais como aquelas encontradas nas indústrias de alimento, laticínio e bebida. As membranas de filtração podem ser limpas através da remoção de material estranho da superfície e corpo da membrana e equipamento associado. O procedimento de limpeza para membranas de filtração pode envolver um processo de CIP limpeza no local em que os agentes de limpeza são circulados sobre a através da membrana para umidificar, penetrar, dissolver e/ou enxaguar materiais estranhos da membrana. Vários parâmetros que podem ser manipulados para limpeza incluem tipicamente tempo, temperatura, energia mecânica, composição química, concentração química, tipo de impureza, tipo de água, projeto hidráulico e materiais de construção de membrana.

[006] As técnicas de limpeza convencionais incluem o uso de alto calor e/ou pH extremo, isto é, soluções de uso de alcalinidade muito alta ou soluções de uso de pH muito baixo. Contudo, muitas superfícies não toleram tais condições. Por exemplo, as membranas usadas na produção de alimentos e bebidas frequentemente têm limitações específicas em relação à temperatura e pH em que as mesmas podem ser operadas e limpas devido ao material a partir do qual as mesmas são construídas.

[007] Em geral, a frequência de limpeza e tipo de tratamento químico realizado demonstrou afetar a vida operacional de uma membrana. Acredita-se que a vida operacional de uma membrana possa ser diminuída como resultado de degradação química da membrana ao longo do tempo. Várias membranas são fornecidas com temperatura, pH e restrições químicas para minimizar a degradação da membrana material. Por exemplo, muitas membranas de osmose reversa de poliamida têm restrições de cloro devido ao fato de que o cloro pode ter uma tendência a atacar de modo oxidativo e prejudicar a membrana. A limpeza e saneamento das membranas de filtração é desejável a fim de cumprir com leis e regulações que podem exigir a limpeza em certas aplicações (por exemplo, as indústrias de alimento e biotecnologia), reduzir micro-organismos para evitar a contaminação das correntes de produto e otimizar o processo através da restauração do fluxo (e pressão).

[008] Tanto biocidas de oxidação quanto de não oxidação são convencionalmente usados em combinação com tratamentos alcalinos para desinfecção de uma membrana e para evitar ou reduzir a incrustação da membrana. Agentes oxidantes exemplificativos são compostos que são conhecidos por terem efeitos biossídicos, contudo, os mesmos têm uma desvantagem significativa pelo fato de que os mesmos podem prejudicar a superfície de membrana. Tal contato com as superfícies de membrana é uma parte exigida do processo desinfetante com o uso do biocida oxidante. Outras técnicas exemplificativas para limpar membranas são reveladas através da Patente no U.S. 4.740.308 de Fremont et al.; Patente no U.S. 6.387.189 de Groschl et al.; e Patente no U.S. 6.071.356 de Olsen; e Publicação no U.S. 2009/0200234.

[009] Vários métodos de limpeza de membranas são conhecidos e a diminuição da vida útil de uma membrana como resultado dos danos às membranas e equipamentos circundantes que devem ser limpos. Por exemplo, um tratamento ácido pode ter um efeito corrosivo sobre as superfícies de equipamentos de processo e sobre membranas de filtração usadas nos mesmos. Além disso, a temperatura bastante alta exigida leva a um aumento nos custos de energia. Ademais, o uso de grandes volumes de composições de inativação ácidas exige sua neutralização e descarte apropriado do refugo líquido. Essa e outras desvantagens conhecidas dos sistemas de limpeza de membrana são conhecidas.

[0010] Embora tenham sido usados vários agentes que evitam o crescimento microbiano para a limpeza de membrana, tais como oxidantes, ainda há necessidade de um método aprimorado para a prevenção do crescimento microbiano e formação de biofilme nas membranas.

[0011] Consequentemente, é um objetivo da invenção reivindicada fornecer composições de ácido peroxifórmico geradas in situ para a prevenção e remoção do crescimento microbiano em membranas e bioincrustação de membranas. Em particular, é um objetivo da invenção fornecer um método que não prejudica as membranas e que mitiga o crescimento microbiano e a bioincrustação nas membranas.

[0012] Um objetivo adicional da invenção é fornecer uma composição compatível com membrana, de modo que a composição não contenha quaisquer componentes que destroem ou bloqueiam a membrana.

[0013] Outros objetos, vantagens e recursos da presente invenção se tornarão evidentes a partir do relatório descrito a seguir tomado em combinação com os desenhos anexos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] Uma vantagem da invenção é uma composição ácida peroxicarboxílico compatível com membrana que compreende composição de ácido peroxifórmico gerada in situ ou no local para uso para remover e/ou reduzir crescimento de biofilme e depósitos minerais em membranas. É uma vantagem da presente invenção que as composições de limpeza sejam biodegradáveis, se decomponham em produtos não prejudiciais que então deixam traços não tóxicos nas membranas tratadas (devido à degradação rápida em água, dióxido de carbono e ácido fórmico que são reconhecidos como GRAS) e não interferem negativamente com as membranas. Adicionalmente, a composição de ácido peroxifórmico é adequada para geração in situ ou no local de um ponto de uso, o que permite prontamente aplicar a composição a uma membrana com necessidade de tratamento para entrar em contato com a superfície de membrana e controlar crescimento de biofilme no local em que o biofilme adere e inicia a formação de biofilme.

[0015] Em uma modalidade, a presente invenção revela composições de ácido peroxicarboxílico geradas no local que compreendem ácido perfórmico que eficientemente exterminam e removem biofilmes e outras impurezas, junto com depósito inorgânico em membranas sem danificar ou interferir negativamente com as membranas tratadas.

[0016] Embora múltiplas modalidades sejam reveladas, ainda outras modalidades da presente invenção se tornarão evidentes para aqueles que são versados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir que mostra e descreve modalidades ilustrativas da invenção. Consequentemente, os desenhos e a descrição detalhada devem ser considerados como ilustrativos em natureza, e não restritivos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 é uma representação gráfica que mostra a redução de log média de biofilme de P. aeruginosa depois da exposição às formulações de ácido peroxifórmico de acordo com uma modalidade da invenção.

[0018] A Figura 2 mostra a redução de log média de esporos mesofílicos depois da exposição às formulações de ácido peroxifórmico de acordo com uma modalidade da invenção.

[0019] A Figura 3 mostra avaliação da compatibilidade de membrana de membranas de osmose reversa com o uso de uma formulação de ácido peroxifórmico de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com a composição perácido comercialmente disponível.

[0020] A Figura 4 mostra a avaliação da compatibilidade de membrana através de medições de fluxo de água limpa de membranas de osmose reversa com o uso de uma formulação de ácido peroxifórmico de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com as composições de controle químico comercialmente disponíveis.

[0021] A Figura 5 mostra a avaliação da compatibilidade de membrana através de medições de rejeição de sal de membranas de osmose reversa com o uso de uma formulação de ácido peroxifórmico de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com as composições de controle químico comercialmente disponíveis.

[0022] Várias modalidades da presente invenção serão descritas em detalhe com referência aos desenhos, em que numerais de referência semelhantes representam partes semelhantes no decorrer das diversas visualizações. Referência a várias modalidades não limita o escopo da invenção. As Figuras representadas no presente documento não são limitações às várias modalidades de acordo com a invenção e são apresentadas para ilustração exemplificativa da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0023] A presente invenção se refere à composição ácida peroxicarboxílico compatível com membrana que compreende composição de ácido peroxifórmico gerada in situ ou no local para uso para reduzir e/ou evitar o crescimento de biofilme e depósitos minerais sobre membranas. As modalidades da presente invenção não se limitam a composições de ácido peroxifórmico particulares que podem variar e são compreendidas por indivíduos versados na técnica com base na revelação no presente documento da presente invenção. É adicionalmente compreendido que toda a terminologia usada no presente documento tem o propósito de descrever modalidades particulares apenas e não pretende limitar de qualquer modo o escopo. Por exemplo, conforme usado no presente relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “o/a” podem incluir referentes plurais exceto se o conteúdo indicar claramente de outro modo. Adicionalmente, todas as unidades, prefixos e símbolos podem ser representados em sua forma aceita pelo SI.

[0024] Faixas numéricas citadas dentro do relatório descritivo são inclusivas dos números dentro da faixa definida. Ao longo da presente revelação, vários aspectos da presente invenção são apresentados em um formato de faixa. Deve ser entendido que a descrição em formato de faixa é meramente um título de conveniência e brevidade e não deve ser interpretado como uma limitação inflexível ao escopo da invenção. Consequentemente, a descrição de uma faixa deve ser considerada ter revelado especificamente todas as possíveis subfaixas assim como valores numéricos individuais dentro daquela faixa (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 e 5).

[0025] De modo que a presente invenção possa ser mais prontamente compreendida, certos termos são definidos primeiro. A menos que definidos de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado conforme comumente compreendido por uma pessoa de habilidade comum na técnica à qual as modalidades da invenção pertencem. Muitos métodos e materiais similares, modificados ou equivalentes àqueles descritos no presente documento podem ser usados na prática das modalidades da presente invenção sem experimentação excessiva, os materiais e métodos preferenciais são descritos no presente documento. Ao descrever e reivindicar as modalidades da presente invenção, a seguinte terminologia será usada de acordo com as definições estabelecidas abaixo.

[0026] O termo “cerca de” conforme usado no presente documento, se refere à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, através de procedimentos de medição típica e manuseio de líquido usados para produção de concentrados ou soluções de uso no mundo real; através de erro inadvertido nesses procedimentos; através de diferenças na fabricação, fonte ou pureza dos ingredientes usados para produzir as composições ou conduzir os métodos; e semelhantes. O termo “cerca de” também abrange quantidades que diferem devido às condições de equilíbrio diferentes para uma composição que resulta de uma mistura inicial particular. Sendo ou não modificadas pelo termo “cerca de”, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades.

[0027] Os termos “ativos” ou “ativos percentuais” ou “ativos em percentual em peso” ou “concentração de ativos” são usados de forma intercambiada no presente documento e se referem à concentração daqueles ingredientes envolvidos na limpeza expressa como uma porcentagem menos ingredientes inertes, tais como água ou sais.

[0028] Conforme usado no presente documento, o termo “alquila” ou “grupo alquila” se refere a hidrocarbonetos saturados que têm um ou mais átomos de carbono, que incluem grupos alquila de cadeia reta (por exemplo, metila, etila, propila, butila, pentila, hexila, heptila, octila, nonila, decila, etc.), grupos alquila cíclicos (ou grupos “cicloalquila” ou “alicíclico” ou “carbocíclico”) (por exemplo, ciclopropila, ciclopentila, ciclohexila, cicloheptila, ciclooctila, etc.), grupos alquila de cadeia ramificada (por exemplo, isopropila, terc-butila, sec-butila, isobutila, etc.), e grupos alquila de alquila substituída (por exemplo, grupos cicloalquila de alquila substituída e grupos alquila de cicloalquila substituída).

[0029] A menos que especificado de outra forma, o termo “alquila” inclui tanto “alquilas não substituídas” como “alquilas substituídas”. Conforme usado no presente documento, o termo “alquilas substituídas” se refere a grupos alquila que têm substituintes que substituem um ou mais hidrogênios em um ou mais carbonos da estrutura principal do hidrocarboneto. Tais substituintes podem incluir, por exemplo, grupos alquenila, alquinila, halogênio, hidroxila, alquilcarbonilóxi, arilcarbonilóxi, alcoxicarbonilóxi, arilóxi, ariloxicarbonilóxi, carboxilato, alquilcarbonila, arilcarbonila, alcoxicarbonila, aminocarbonila, alquilaminocarbonila, dialquilaminocarbonila, alquiltiocarbonila, alcoxila, fosfato, fosfonato, fosfinato, ciano, amino (que inclui alquil amino, dialquilamino, arilamino, diarilamino, e alquilarilamino), acilamino (que inclui alquilcarbonilamino, arilcarbonilamino, carbamoíla e ureído), imino, sulfidrila, alquiltio, ariltio, tiocarboxilato, sulfatos, alquilsulfinila, sulfonatos, sulfamoíla, sulfonamido, nitro, trifluorometila, ciano, azido, heterocíclico, alquilarila ou aromático (que inclui heteroaromático).

[0030] Em algumas modalidades, alquilas substituídas podem incluir um grupo heterocíclico. Conforme usado no presente documento, o termo “grupo heterocíclico” inclui de estruturas em anel fechado análogas a grupos carbocíclicos nos quais um ou mais dos átomos de carbono no anel é um elemento diferente de carbono, por exemplo, nitrogênio, enxofre ou oxigênio. Os grupos heterocíclicos podem ser saturados ou insaturados. Os grupos heterocíclicos exemplificativos incluem, porém, sem limitações, aziridina, óxido de etileno (epóxidos, oxiranos), tiirano (epissulfetos), dioxirano, azetidina, oxetano, tietano, dioxetano, ditietano, ditiete, azolidina, pirrolidina, pirrolina, oxolano, dihidrofurano e furano.

[0031] Conforme usado no presente documento, o termo “limpar” se refere a um método usado para facilitar ou auxiliar na remoção de sujeira, branqueamento, redução de população microbiana e qualquer combinação dos mesmos. Conforme usado no presente documento, o termo “microorganismo” se refere a qualquer organismo não celular ou unicelular (que inclui colonial). Micro-organismos incluem todos os procariotas. Microorganismos incluem bactérias (o que inclui cianobactéria), esporos, liquens, fungos, protozoários, virinos, viroides, vírus, fagos e algumas algas. Conforme usado no presente documento, o termo “micróbio” é sinônimo de micro-organismo.

[0032] Conforme usado no presente documento, o termo “desinfetante” se refere a um agente que extermina todas as células vegetativas que incluem micro-organismos patogênicos mais reconhecidos, com o uso do procedimento descrito em A.O.A.C. Use Dilution Methods, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, parágrafo 955.14 e seções aplicáveis, 15a Edição, 1990 (EPA Guideline 91-2). Conforme usado no presente documento, o termo “desinfecção de alto nível” ou “desinfetante de alto nível” se refere a um composto ou uma composição que elimina substancialmente todos os organismos, exceto altos níveis de esporos bacterianos, e é efetuado com um germicida químico autorizado para comercialização como um esterilizante pela Administração de Alimentos e Fármacos (Food and Drug Administration, FDA). Conforme usado no presente documento, o termo “desinfecção de nível intermediário” ou “desinfetante de nível intermediário” se refere a um composto ou uma composição que elimina micobactéria, a maioria dos vírus e bactérias com um germicida químico registrado como um tuberculocida pela Agência de Proteção Ambiental (EPA). Conforme usado no presente documento, o termo “desinfecção de baixo nível” ou “desinfetante de baixo nível” se refere a um composto ou uma composição que elimina a maior parte de vírus e bactérias com um germicida químico registrado como um desinfetante de hospital pela EPA.

[0033] O termo “reconhecido, em geral, como seguro” ou “GRAS”, conforme usado no presente documento se refere a componentes classificados pela Administração de Alimentos e Medicamentos como seguro para consumo de alimento humano direto ou como um ingrediente com base em condições de uso de boas práticas de fabricação atuais, conforme definido, por exemplo, em 21 C.F.R. Capítulo 1, §170.38 e/ou 570.38.

[0034] O termo “superfície dura” se refere a um sólido, superfície substancialmente não flexível, tal como, um balcão, azulejo, piso, parede, painel, janela, acessório de encanamento, mobília de cozinha e banheiro, utensílio, moto, quadro de circuito e louça. As superfícies duras podem incluir, por exemplo, superfícies de assistência médica e superfícies de processamento de alimentos.

[0035] O termo “incompatibilidade”, conforme usado no presente documento se refere às condições e cenários em que a natureza química do material sendo filtrado não é compatível com a estrutura da membrana. A incompatibilidade de materiais pode ser prejudicial à membrana e levar à redução na capacidade de filtração, danos à membrana, falha completa da membrana, etc. Conforme indicado no presente documento, uma composição de tratamento e método que é “compatível” com a membrana não causa redução significativa na capacidade de filtração como resultado de danos físicos à membrana, o que pode ser medido por uma diminuição no fluxo da membrana. Em um aspecto, uma redução na capacidade de filtração de mais de 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10% ou mais é indicativa de incompatibilidade.

[0036] O termo “membrana” significa uma estrutura que tem dimensões muito maiores do que sua espessura através da qual uma transferência de massa pode ocorrer, membranas podem ser usadas para filtrar líquidos.

[0037] Conforme usado no presente documento, os termos “misturado” ou “mistura” quando usado em relação à “composição de ácido percarboxílico”, “ácidos percarboxílico”, “composição de ácido peroxicarboxílico” ou “ácidos peroxicarboxílicos” se referem a uma composição ou mistura que inclui mais de um ácido percarboxílico ou ácido peroxicarboxílico.

[0038] Para o propósito deste pedido de patente, a redução microbiana de sucesso é obtida quando as populações microbianas são reduzidas por pelo menos cerca de 50%, ou por significativamente mais que quando obtida por uma lavagem com água. Reduções maiores em população microbiana fornecem maiores níveis de proteção.

[0039] Conforme usado no presente documento, o termo “higienizador” se refere a um agente que reduz o número de contaminantes bacterianos a níveis seguros conforme avaliado por exigências de saúde pública. Em uma modalidade, higienizadores para uso na presente invenção fornecerão pelo menos uma redução de log 3 e, mais preferencialmente, uma redução da ordem de log 5. Essas reduções podem ser avaliadas com o uso de um procedimento estabelecido em Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants, Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists, parágrafo 960.09 e seções aplicáveis, 15a Edição, 1990 (EPA Guideline 91-2). De acordo com essa referência, um higienizador deve fornecer uma redução de 99,999% (redução na ordem de log de 5) dentro de 30 segundos à temperatura ambiente, 25 ± 2 °C, contra diversos organismos de teste.

[0040] Conforme usado no presente documento, o termo “sujeira” ou “mancha” se refere a uma substância oleosa não polar que pode ou não conter matéria particulada tal como argilas minerais, areia, matéria mineral natural, negro de carbono, grafite, caulim, poeira do ambiente, etc.

[0041] Conforme usado na presente invenção, o termo “esporicida” se refere a um agente físico ou químico ou processo que tem a capacidade de causar mais do que 90% de redução (redução da ordem de log 1) na população de esporos de Bacillus cereus ou Bacillus subtilis dentro de 10 segundos a 60 °C. Em determinadas modalidades, as composições esporicidas da invenção fornecem mais do que uma redução de 99% (redução da ordem de log 2), mais do que 99,99% de redução (redução da ordem de log 4) ou mais do que uma redução de 99,999% (redução da ordem de log 5) em tal população dentro de 10 segundos a 60 °C.

[0042] A diferenciação de atividade antimicrobiano “-cida” ou “- stática”, as definições que descrevem o grau de eficácia, e o protocolos de laboratório oficiais para medir essa eficácia são considerações para compreender a relevância de agentes e composições antimicrobianos. As composições antimicrobianas podem afetar dois tipos de dano de célula microbiana. O primeiro é uma ação letal, irreversível que resulta em destruição ou incapacitação completa da célula microbiana. O segundo tipo de dano de célula é reversível, de modo que caso o organismo seja liberado do agente, a mesma pode se multiplicar novamente. O primeiro é denominado microbicida e, o último, microbiostático. Um higienizador e um desinfetante são, por definição, agentes que fornecer atividade antimicrobiana ou microbicida. Em contrapartida, um conservante geralmente é descrito como uma composição inibidora ou microbiostática.

[0043] O termo “desempenho de limpeza substancialmente similar” se refere em geral ao alcance por um produto de limpeza substituto ou sistema de limpeza substituto geralmente do mesmo grau (ou pelo menos não um grau significativamente menor) de limpeza ou geralmente com o mesmo dispêndio (ou pelo menos um dispêndio não significativamente menor) de esforço ou ambos.

[0044] Conforme usado no presente documento, o termo “ácido sulfoperoxicarboxílico”, “perácido sulfonado” ou “ácido peroxicarboxílico sulfonado” se referem ao ácido peroxicarboxílico de um ácido carboxílico sulfonado. Em algumas modalidades, os perácidos sulfonados da presente invenção são perácidos sulfonados de cadeia média. Conforme usado no presente documento, o termo “perácido sulfonato de cadeia média” se refere a um composto de perácido que inclui um grupo sulfonato fixado a um carbono que é pelo menos um carbono (por exemplo, a posição três ou mais) a partir do carbono do grupo de ácido percarboxílico na cadeia principal de carbono da cadeia de ácido percarboxílico, em que o pelo menos um carbono não está na posição terminal. Conforme usado no presente documento, o termo “posição terminal” se refere ao carbono na cadeia de estrutura principal de carbono de um ácido percarboxílico que é mais longe do grupo percarboxílico.

[0045] O termo “agente limiar” se refere a um composto que inibe a cristalização dos íons de dureza da água da solução, mas que não precisam formar um complexo específico com o íon de dureza da água. Os agentes limiares incluem, mas não se limitam a poliacrilato, um polimetacrilato, um copolímero de olefina/maleico e similares.

[0046] Conforme usado no presente documento, o termo “águas” inclui processo alimentício ou águas de transporte. O processo alimentício ou águas de processo incluem águas de transporte de produção (por exemplo, como encontrado em calhas, transportes de cano, cortadores, fatiadores, branqueadores, sistemas de retorta, lavadores e similares), aspersões de correia para linhas de transporte de alimento, panelas de imersão para lavar mãos e botas, águas de enxágue de terceiro tanque e similares. Águas incluem também águas domésticas e recreacionais, tais como piscinas, spas, calhas recreativas e tobogãs, fontes e similares.

[0047] O termo “porcentagem em peso”, “% em peso”, “percentual em peso”, “% em peso” e variações dos mesmos, conforme usado no presente documento, se refere à concentração de uma substância como o peso daquela substância dividido pelo peso total da composição e multiplicado por 100. Compreende-se que, conforme usado no presente documento, “porcentagem”, “%” e similares são destinados a serem sinônimos de “porcentagem em peso”, “% em peso” etc. O termo PPM se refere a partes por milhão.

[0048] Os métodos, sistemas, aparelhos e composições da presente invenção podem compreender, consistir essencialmente em ou consistir dos componentes e ingredientes da presente invenção assim como outros ingredientes descritos no presente documento. Conforme usado no presente documento, “consistir essencialmente em” significa que os métodos, sistemas, aparelhos e composições podem incluir etapas, componentes ou ingredientes adicionais, mas apenas se as etapas, componentes ou ingredientes adicionais não alterarem materialmente as características básicas e inovadoras dos métodos, sistemas, aparelhos e composições reivindicadas.

MÉTODOS DE LIMPEZA DE MEMBRANAS

[0049] A presente invenção compreende composições de ácido peroxifórmico que podem ser usadas como uma composição de limpeza, a saber, uma composição de limpeza antimicrobiana, um reforçador ou uma parte de uma composição de limpeza alcalina, ácida e/ou enzimática e métodos de uso das mesmas. Conforme indicado no presente documento, a remoção de micro-organismos, biofilme e depósitos minerais se refere à redução em micro-organismos, biofilme e depósitos minerais em uma superfície de membrana, a remoção de micro-organismos, biofilme e depósitos minerais sobre uma superfície de membrana e/ou a inativação de micro-organismos, biofilme e depósitos minerais sobre uma superfície de membrana.

[0050] Em um aspecto, as composições de ácido peroxifórmico são aplicadas ou entram em contato com uma membrana com necessidade de remoção de crescimento microbiano e depósitos minerais. Membranas são utilizadas para uma variedade de métodos de separação para converter uma mistura de uma substância (ou substâncias) em misturas distintas, sendo pelo menos uma enriquecida em um ou mais dos constituintes da mistura. As membranas que podem ser tratadas de acordo com a invenção incluem quaisquer membranas que são projetadas para limpeza periódica e que são frequentemente utilizadas em várias aplicações que exigem separação por filtração. Indústrias exemplificativas que utilizam membranas que podem ser tratadas de acordo com a invenção incluem a indústria alimentícia, a indústria de bebida, a indústria de biotecnologia, a indústria farmacêutica, a indústria química e a indústria de purificação de água. No caso das indústrias de alimento e bebida, os produtos, o que inclui, leite, soro de leite, suco de fruta, cerveja e vinho são frequentemente processados através de uma membrana para separação. A indústria de purificação de água frequentemente depende de membranas para a dessalinização, remoção de contaminante e tratamento de água residual. Um uso exemplificativo das membranas na indústria química inclui processos de pintura eletrostática. A presente invenção é particularmente útil como uma lavagem antimicrobiana para remover proteínas, gorduras e minerais, tais como aqueles de soro de leite em um processo de produção de leite ou queijo.

[0051] As membranas que podem ser tratadas de acordo com a invenção incluem aquelas fornecidas na forma de membranas enroladas em espiral, membranas em placa e quadro, membranas tubulares, membranas capilares, membranas de fibra ocas e similares. No caso de membranas enroladas em espiral, espera-se que os diâmetros comumente disponíveis industriais de 9,6 cm, 15,7 cm, 20,3 cm (3,8 polegadas, 6,2 polegadas e 8,0 polegadas) podem ser tratadas com o uso dos métodos da presente invenção. As membranas podem ser geralmente caracterizadas de acordo com o tamanho das partículas que estão sendo filtradas. Quatro tipos comuns de tipos de membrana incluem membranas de microfiltração (MF), membranas de ultrafiltração (UF), membranas de nanofiltração (NF) e membranas de osmose reversa (RO).

[0052] Em um aspecto, as membranas de microfiltração são particularmente adequadas para o tratamento de acordo com a invenção que emprega um processo de separação em que as partículas e macromoléculas dissolvidas maiores do que 0,1 μm não passam através da membrana e que podem ser acionadas por pressão. Em um aspecto adicional, as membranas de microfiltração podem ter uma faixa de tamanho de poro de cerca de 0,05 a cerca de 1 μm. Em um aspecto adicional, as membranas de microfiltração são direcionadas a material e contaminantes particulares, tais como bactéria e sólidos suspensos.

[0053] Em um aspecto, as membranas de ultrafiltração (UF) são particularmente adequadas para o tratamento de acordo com a invenção. A ultrafiltração é um processo de filtração em que a pressão hidrostática força um líquido filtrado contra uma membrana semipermeável, sólidos suspensos e solutos de alto peso molecular são retidos, enquanto água e solutos de peso molecular baixo passam através da membrana, a mesma é usada na indústria e pesquisa para purificar e concentrar soluções macromoleculares (103-106 Da). A mesma pode ser aplicada em modo de fluxo transversal ou de via sem saída e a separação em ultrafiltração pode ser submetida à polarização de concentração. As divisas e limites e protocolos para aplicar e categorizar ultrafiltração são estabelecidos na referência científica: Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Segunda Edição, por Munir Cheryan, publicada por CRC Press LLC, (1998), que é incorporada no presente documento a título de referência. Em um aspecto adicional, as membranas de ultrafiltração podem ter uma faixa de tamanho de poro de cerca de 0,005 a cerca de 0,5 μm. Em um aspecto adicional, as membranas de ultrafiltração se direcionam a material e contaminantes particulares, tais como bactérias e sólidos suspensos, além de ácidos húmicos e alguns vírus.

[0054] Em um aspecto, as membranas de nanofiltração são particularmente adequadas para o tratamento de acordo com a invenção que emprega um processo de separação em que partículas e macromoléculas dissolvidas maiores do que 1 nm não passam através da membrana e que podem ser acionadas por pressão. Em um aspecto adicional, as membranas de nanofiltração podem ter uma faixa de tamanho de poro de cerca de 0,0005 a cerca de 0,01 μm. Em um aspecto adicional, as membranas de nanofiltração se direcionam a contaminantes, tais como vírus, bactérias e sólidos suspensos, e, adicionalmente, se direcionam a materiais particulares, o que inclui metais e sais dissolvidos.

[0055] Em um aspecto, as membranas de osmose reversa (RO) membranas são particularmente adequadas para o tratamento de acordo com a invenção. A osmose reversa é uma tecnologia de purificação de água que usa uma força hidrostática (um parâmetro termodinâmico) para superar a pressão osmótica (uma propriedade coligativa) na água para remover um ou mais itens indesejados da água, a RO pode ser um processo de separação com base em membrana, em que a pressão osmótica é superada pela força hidrostática, a mesma pode ser acionada por potencial químico, RO pode ser acionada por pressão, RO pode remover muitos tipos de moléculas e íons e ser usada em processos industriais e na produção de água potável, em um processo de RO pressurizada o soluto é retino no lado pressurizado da membrana e o solvente puro é permitido passar para o outro lado, ser “seletivo”, uma membrana de RO pode ser dimensionada para não permitir moléculas ou íons grandes através dos poros (orifícios) e, frequentemente, apenas permitir componentes menores da solução (tal como o solvente) passarem livremente, em alguns casos moléculas dissolvidas maiores do que 0,5 nm não passam através da membrana. Em um aspecto adicional, membranas de RO podem ter um tamanho de poro de cerca de 0,0001 a cerca de 0,001 μm. Em um aspecto adicional, as membranas de osmose reversa se direcionam a contaminantes, tais como íons monovalentes, íons multivalentes, vírus, bactérias e sólidos suspensos, e, adicionalmente, se direcionam a materiais particulares, o que inclui metais e sais dissolvidos menores.

[0056] Devido aos tamanhos de poro, cada processo de membrana opera e uma pressão ideal. A membrana de microfiltração geralmente opera em pressões menores do que cerca de 0,20 MPa (30 psig). Os sistemas de membrana de ultrafiltração geralmente operam em pressões de cerca de 0,10 a 1,03 MPa (15 a 150 psig). Os sistemas de membrana de nanofiltração geralmente operam em pressões de cerca de 0,51 a 3,44 MPa (75 a 500 psig). Os sistemas de membrana de osmose reversa geralmente operam em pressões de cerca de 1,37 a 13,78 (200 a 2.000 psig). Membranas podem ser formadas a partir de uma variedade de materiais que são comumente usados para formar membranas o que inclui acetato de celulose, poliamida, polissulfona, fluoreto de vinilideno, acrilonitrila, aço inoxidável, cerâmica, etc. Esses vários tipos de química de membrana e outros materiais de construção podem ter pH específico, oxidante, solvente, restrições de compatibilidade química, restrições e/ou limitações de pressão.

[0057] Membranas podem compreender e/ou consistir em vários componentes poliméricos que incluem, por exemplo, celulose, acetato de celulose, triacetato de celulose, nitrocelulose, polissulfona, polietersulfona, poliamida completamente aromática, fluoreto de polivinilideno, politetrafluoroetileno, poliacrilnitrila, polipropileno, carbono, materiais de membrana orgânica, tais como óxido de alfa-alumínio ou óxido de zircônio e podem incluir material de reforço não especificado adicionalmente. Membranas podem adicional ou alternativamente compreender e/ou consistir em cerâmica e aço inoxidável. Materiais adequados adicionais são revelados na Patente no U.S. 7.871.521 que é incorporada a título de referência em sua totalidade. Os métodos de tratamento de uma membrana com as composições de ácido peroxifórmico podem incluir uma pluralidade de etapas. Uma primeira etapa pode ser denominada etapa de remover produto ou deslocamento em que o produto (por exemplo, soro de leite, leite, etc.) é removido do sistema de filtração. O produto pode ser efetivamente recuperado e usado em oposição à descarga como efluente de usina. Em geral, a etapa de remover produto pode ser caracterizada como uma etapa de troca em que água, gás ou fluxo de fase múltipla desloca o produto do sistema de membrana. A etapa de remover produto pode durar o quanto precisar para remover e recuperar o produto do sistema de filtração. Em geral, espera-se que a etapa de remover produto tomará pelo menos alguns minutos para a maioria dos sistemas de filtração.

[0058] A dosagem das composições de ácido peroxifórmico para colocar a membrana em uma quantidade suficiente de tempo de contato com micro-organismos e/ou depósitos minerais sobre a membrana. Em um aspecto, as composições de ácido peroxifórmico entram em contato com a membrana por pelo menos 15 segundos a 2 horas, por pelo menos 30 segundos a 1 hora, por pelo menos 45 segundos a 45 minutos, por pelo menos 60 segundos a 1 ou qualquer faixa de tempo entre as mesmas.

[0059] Em um aspecto, as composições de ácido peroxifórmico entram em contato com as membranas em uma solução de uso de cerca de 0,001% a cerca de 0,1% de ácido peroxifórmico ativo, de cerca de 0,005% a cerca de 0,1% de ácido peroxifórmico ativo, de cerca de 0,01% a cerca de 0,01% de ácido peroxifórmico ativo ou de cerca de 0,025% a cerca de 0,05% de ácido peroxifórmico ativo.

[0060] O ácido peroxifórmico e a membrana podem estar em contato para formar uma composição-alvo tratada que compreende qualquer concentração adequada do dito ácido peroxifórmico, por exemplo, pelo menos cerca de 10 ppm, pelo menos cerca de 100 ppm ou, preferencialmente, de cerca de 10 a 1.000 ppm de ácido peroxifórmico. A composição usada nos presentes métodos pode reter qualquer concentração adequada ou porcentagem da atividade de ácido peroxifórmico por qualquer tempo adequado depois de a composição-alvo tratada ser formada. Em algumas modalidades, a composição usada nos presentes métodos retém pelo menos cerca de 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% ou 90% da atividade de atividade de ácido peroxifórmico inicial por qualquer tempo adequado depois de a composição-alvo tratada ser formada. Em outras modalidades, a composição usada nos presentes métodos retém pelo menos cerca de 60% da atividade de ácido peroxifórmico inicial por pelo menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30 minutos, 1 hora ou 2 horas depois de a composição-alvo tratada ser formada.

[0061] Em um aspecto, a temperatura da membrana tratamento pode estar entre cerca de 2°C a 60°C, entre cerca de 15°C a 50°C, entre cerca de 18°C a 40°C ou qualquer faixa entre as mesmas. Em um aspecto, a temperatura de tratamento de membrana pode ser temperatura ambiente, tal como de 20°C a 30°C.

[0062] De maneira benéfica, os métodos de tratamento da membrana não interferem negativamente com a compatibilidade da membrana, conforme pode ser medida pelo fluxo através da membrana, isto é, a taxa de fluxo ou uma solução processada através da membrana. Em um aspecto benéfico, o método de tratamento da membrana não resulta em qualquer impacto negativo no desempenho, tal como, pode ser determinado pelo fluxo, pressão ou outras medições compreendidas pelos indivíduos versados na técnica. Adicionalmente, os métodos de tratamento de uma membrana de acordo com a presente invenção não produzem reações químicas negativas ou prejudiciais com o material de membrana que criaria, de outro modo, incompatibilidade química.

[0063] Os métodos de tratamento das membranas de acordo com a invenção fornecem ampla eficácia antimicrobiana. Em aspectos particulares, os métodos de tratamento das membranas de acordo com a invenção fornecem eficácia biocida e antimicrobiana de biofilme. Micro-organismos exemplificativos suscetíveis às composições de perácido da invenção incluem, bactérias gram-positivas (por exemplo, Staphylococcus aureus, espécies (sp.) de Bacillus tipo Bacillus subtilis, Clostridia sp.), bactérias gram-negativas (por exemplo, Escherichia coli, Pseudomonas sp., Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Enterobacter sp., Serratia sp., Desulfovibrio sp. e Desulfotomaculum sp.), leveduras (por exemplo, Saccharomyces cerevisiae e Candida albicans), bolores (por exemplo, Aspergillus niger, Cephalosporium acremonium, Penicillium notatum e Aureobasidium pullulans), fungos filamentosos (por exemplo, Aspergillus niger e Cladosporium resinae), algas (por exemplo, Chlorella vulgaris, Euglena gracilis e Selenastrum capricornutum), e outros micro-organismos análogos e organismos unicelulares (por exemplo, fitoplânctons e protozoários). Outros micro-organismos exemplificativos suscetíveis às composições de perácido da invenção incluem os micro-organismos exemplificativos revelados na Patente no U.S. 2010/0160449, por exemplo, as bactérias de redução de enxofre ou sulfato, tais como espécies Desulfovibrio e Desulfotomaculum.

[0064] Os métodos de tratamento das membranas de acordo com a invenção fornecem remoção de depósito mineral e remoção de acúmulo de mineral convencionalmente encontrado em membranas. Em aspectos particulares, os métodos de tratamento das membranas de acordo com a invenção fornecem remoção e prevenção de depósito e mineral de acúmulo ou acumulação. Depósitos minerais são sais solúveis que precipitam como depósitos minerais cristalinos dentro de um sistema, tal como sistemas de filtração que empregam membranas. Exemplos de depósitos minerais incluem carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, fosfato de cálcio, sulfato de bário, sulfato de estrôncio, hidróxido de ferro, dióxido de silicone (sílica), oxalato de cálcio, etc.

[0065] Outra etapa frequentemente usada pode ser denominada uma etapa de pré-enxágue. Em geral, água e/ou uma solução alcalina pode ser passada através do sistema de filtração para remover impurezas. Deve ser compreendido que um sistema de filtração de larga escala se refere a um sistema industrial que tem pelo menos cerca de 10 vasos de membrana, pelo menos cerca de 40 membranas e uma área de membrana total de pelo menos cerca de 200 m2. Os sistemas de filtração industriais para uso em aplicações de laticínio e cervejeira frequentemente incluem cerca de 10 a cerca de 200 vasos de membrana, cerca de 40 a cerca de 1.000 membranas e um total de área de membrana de cerca de 200 m2 a cerca de 10.000 m2.

[0066] Em um aspecto, os métodos de tratamento da membrana com as composições de ácido peroxifórmico podem adicionalmente compreender ciclos de tratamento adicionais selecionados a partir de um tratamento ácido, um tratamento alcalino, um tratamento enzimático e/ou um tratamento neutro antes ou depois de a composição de ácido peroxifórmico entrar em contato com a membrana.

[0067] Em um aspecto alternativo, os métodos de tratamento da membrana com as composições de ácido peroxifórmico podem excluir quaisquer ciclos de tratamento adicionais selecionados a partir de um tratamento ácido, um tratamento alcalino, um tratamento enzimático e/ou um tratamento neutro antes ou depois de a composição de ácido peroxifórmico entrar em contato com a membrana.

[0068] Em um aspecto, um tratamento alcalino emprega uma solução de uso alcalina para entrar em contato com a membrana ao mesmo tempo, e/ou antes, e/ou depois de a composição de ácido peroxifórmico ter sido aplicada sobre a superfície. Fontes alcalinas exemplificativas adequadas para uso com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, sais básicos, aminas, aminas de alcanol, carbonatos e silicatos. Outras fontes de alcalinidade exemplificativas para uso com os métodos da presente invenção incluem NaOH (hidróxido de sódio), KOH (hidróxido de potássio), TEA (trietanolamina), DEA (dietanolamina), MEA (monoetanolamina), carbonato de sódio e morfolina, metassilicato de sódio e silicato de potássio. A fonte alcalina selecionada é compatível com a superfície a ser limpa. Em algumas modalidades, a solução de uso de anulação alcalina inclui um complexo ativador. Em outras modalidades, um complexo ativador é aplicado à superfície antes da aplicação de uma solução de uso de anulação alcalina. A solução de uso de anulação alcalina selecionada é dependente de uma variedade de fatores, o que inclui, mas sem limitação, o tipo de impureza a ser removida e a superfície a partir da qual a impureza é removida.

[0069] Em algumas modalidades, o pH da solução de uso de anulação alcalina é de cerca de 10 a cerca de 13. Em algumas modalidades, o pH é de cerca de 12. O pH da solução de uso de anulação alcalina é formulado para facilitar a remoção de impureza a partir da superfície selecionada, ao mesmo tempo que é compatível com a superfície selecionada. Em algumas modalidades, o pH da solução total usada para limpar a superfície, isto é, o pH da solução depois de a solução de uso de oxigênio ativo e as soluções de uso de anulação alcalina serem aplicadas à superfície é de cerca de 10 a cerca de 11,5.

[0070] Em um aspecto, um tratamento ácido emprega uma solução de uso ácida para entrar em contato com a membrana ao mesmo tempo, e/ou antes, e/ou depois de a composição de ácido peroxifórmico ter sido aplicada à superfície. Fontes de ácido exemplificativas para uso com os métodos da presente invenção incluem, mas sem limitação, ácidos minerais (por exemplo, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico) e ácidos orgânicos (por exemplo, ácido lático, ácido acético, ácido hidroxiacético, ácido cítrico, ácido glutâmico, ácido glutárico, ácido sulfônico de metano, fosfonatos ácidos (por exemplo, HEDP) e ácido glucônico). Em algumas modalidades, o componente ácido adicional ideal fornece boa quelação uma vez neutralizado pela solução de uso de anulação alcalina. Em algumas modalidades, o componente ácido adicional presente na solução de uso de oxigênio ativo inclui um ácido carboxílico. Em geral, ácidos carboxílicos têm a fórmula R-- COOH em que o R pode representas qualquer número de grupos diferentes que incluem grupos alifáticos, grupos alicíclicos, grupos aromáticos, grupos heterocíclicos, sendo que todos podem ser saturados ou insaturados assim como substituídos ou não substituídos. Ácidos carboxílicos para uso com os métodos da presente invenção podem incluir aqueles que têm um, dois, três, ou mais grupos carboxila.

[0071] Em um aspecto, membranas tratadas com as composições de ácido peroxifórmico de acordo com a invenção não diminuem a vida útil da membrana em comparação com uma membrana tratada com um processo de limpeza alcalina e ácida convencional. Em um aspecto, membranas tratadas de acordo com a invenção são adequadas para uso por pelo menos 6 meses até um ano, pelo menos 6 meses, pelo menos 7 meses, pelo menos 8 meses, pelo menos 9 meses, pelo menos 10 meses, pelo menos 11 meses, pelo menos 12 meses, pelo menos 13 meses, pelo menos 14 meses, pelo menos 15 meses, pelo menos 16 meses, pelo menos 17 meses, pelo menos 18 meses, pelo menos 19 meses, pelo menos 20 meses, pelo menos 21 meses, pelo menos 22 meses, pelo menos 23 meses ou pelo menos 24 meses. Um indivíduo versado na técnica sabe que a vida útil de uma membrana é impactada por vários fatores o que inclui métodos de processo, pressão, pH, temperatura, etc.

COMPOSIÇÕES DE LIMPEZA POR FILTRAÇÃO DE MEMBRANA

[0072] Em um aspecto, a presente invenção emprega composições de ácido peroxifórmico produzidas in situ ou em um ponto de uso para o tratamento de membranas de acordo com a invenção que compreende colocar ácido fórmico em contato com peróxido de hidrogênio para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido que compreende ácido peroxifórmico, em que, antes do dito contato, a razão entre a concentração do dito ácido fórmico (p/v) e a concentração do dito peróxido de hidrogênio (p/v) é de cerca de 2 ou mais, e a razão entre a concentração do dito perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na dita composição aquosa resultante formada alcança cerca de 2 ou mais dentro de, preferencialmente, cerca de 1 hora ou, preferencialmente, dentro de cerca de 10 minutos do dito contato.

[0073] O ácido fórmico usado nos presentes métodos pode ser fornecido de qualquer modo adequado.

[0074] Em algumas modalidades, antes da etapa de colocar em contato, o ácido fórmico pode ser fornecido em uma composição que compreende ácido fórmico, por exemplo, uma solução aquosa que compreende ácido fórmico. Em outras modalidades, antes da etapa de contato, o ácido fórmico pode ser fornecido em uma composição que compreende uma substância que gera ácido fórmico mediante contato com uma composição aquosa. Qualquer substância adequada que gera ácido fórmico pode ser usada nos métodos presentes. A substância pode ser um sal de formato, por exemplo, um sódio ou sal de amônio de formato ou em éster de formato. Ésteres exemplificativos de formato incluem formatos de glicerol, formatos de pentaeritritol, formatos de manitol, formatos de propileno glicol, formatos de sorbitol e formatos de açúcar. Formatos de açúcar exemplificativos incluem formatos de sacarose, formatos de dextrina, formatos de maltodextrina e formatos de amido. Em algumas modalidades, os formatos podem ser fornecidos em uma composição sólida, tal como um formato de amido.

[0075] O peróxido de hidrogênio usado nos presentes métodos pode ser fornecido de um modo adequado. Em algumas modalidades, antes da etapa de colocar em contato, o peróxido de hidrogênio pode ser fornecido em uma composição que compreende peróxido de hidrogênio, por exemplo, uma solução aquosa que compreende peróxido de hidrogênio. Em outras modalidades, antes de a etapa de colocar em contato, o peróxido de hidrogênio pode ser fornecido em uma composição que compreende uma substância que gera peróxido de hidrogênio no contato com uma composição aquosa. Qualquer substância adequada que gera peróxido de hidrogênio pode ser usada nos presentes métodos. A substância pode compreender um precursor de peróxido de hidrogênio. Qualquer precursor adequado de peróxido de hidrogênio pode ser usado nos presentes métodos. Por exemplo, o precursor de peróxido de hidrogênio pode ser percarbonato de sódio, perborato de sódio, peróxido de hidrogênio de ureia ou peróxido de hidrogênio PVP.

[0076] Em algumas modalidades, ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa é colocada em contato com peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Em outras modalidades, o ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa é colocado em contato com uma substância que gera peróxido de hidrogênio no contato com uma composição aquosa fornecida em uma segunda composição sólida para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Em ainda outras modalidades, uma substância que gera ácido fórmico no contato com uma composição aquosa fornecida em uma primeira composição sólida é colocada em contato com peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Em ainda outras modalidades, uma substância que gera ácido fórmico no contato com uma composição aquosa fornecida em uma primeira composição sólida e uma substância que gera peróxido de hidrogênio no contato com uma composição aquosa fornecida em uma segunda composição sólida são colocadas em contato com uma terceira composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante. Em ainda outras modalidades, uma substância que gera ácido fórmico no contato com uma composição aquosa e uma substância que gera peróxido de hidrogênio no contato com uma composição aquosa são fornecidas em uma primeira composição sólida, e a primeira composição sólida é colocada em contato com uma segunda composição aquosa para formar ácido peroxifórmico na composição aquosa resultante.

[0077] A na composição aquosa resultante que compreende ácido peroxifórmico pode ser de qualquer tipo adequado de composições aquosas. Por exemplo, a composição aquosa resultante pode ser uma solução aquosa. Em outro exemplo, a composição aquosa resultante pode ser uma suspensão aquosa.

[0078] Ante de a etapa de colocar em contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode estar em uma faixa adequada. Em algumas modalidades, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser de cerca de 2 a cerca de 100, por exemplo, cerca de 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45 ou 45 a 50 ou mais do que de cerca de 50 a 100.

[0079] A razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada pode alcançar qualquer faixa adequada. Em algumas modalidades, a razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada pode alcançar, dentro de cerca de 4 horas ou, preferencialmente, 2 horas do contato, de cerca de 2 a cerca de 1.500, por exemplo, cerca de 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10, 10 a 15, 15 a 20, 20 a 25, 25 a 30, 30 a 35, 35 a 40, 40 a 45, 45 a 50, 50 a 60, 60 a 70, 70 a 80, 80 a 90, 90 a 100, 100 a 200, 200 a 300, 300 a 400, 400 a 500, 500 a 600, 600 a 700, 700 a 800, 800 a 900, 900 a 1.000, 1.000 a 1.100, 1.100 a 1.200, 1.200 a 1.300, 1.300 a 1.400 ou 1.400 a 1.500. Em outras modalidades, a razão entre a concentração do perácido (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa formada alcança pelo menos cerca de 10 dentro de cerca de 30 minutos do contato, preferencialmente, pelo menos cerca de 10 a 40 dentro de cerca de 30 minutos do contato.

[0080] A composição aquosa formada pode compreender concentração adequada de peróxido de hidrogênio. Em algumas modalidades, a composição aquosa formada pode compreender cerca de 5% (p/p) ou menos peróxido de hidrogênio, por exemplo, cerca de 5% (p/p), 4,5% (p/p), 4% (p/p), 3,5% (p/p), 3% (p/p), 2,5% (p/p), 2% (p/p), 1,5% (p/p), 1 % (p/p), 0,9% (p/p), 0,8% (p/p), 0,7% (p/p), 0,6% (p/p), 0,5% (p/p), 0,4% (p/p), 0,3% (p/p), 0,2% (p/p), 0,1% (p/p), 0,05% (p/p), 0,01% (p/p), 0,005% (p/p) ou 0,001% (p/p) de peróxido de hidrogênio. Em outras modalidades, a composição aquosa formada alcança cerca de 2% (p/p) ou menos peróxido de hidrogênio dentro de cerca de 1 hora ou, preferencialmente, dentro de cerca de 10 minutos do contato. Em ainda outras modalidades, a composição aquosa formada alcança cerca de 1% (p/p) ou menos de peróxido de hidrogênio dentro de cerca de 1 hora do contato. Em ainda outras modalidades, a composição aquosa formada alcança cerca de 0% (p/p) a cerca de 0,001% (p/p) peróxido de hidrogênio e mantém cerca de 0% (p/p) a cerca de 0,001% (p/p) de peróxido de hidrogênio por cerca de 1 hora.

[0081] O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio podem colocados em contato na ausência de um ácido carboxílico C2-C22 e/ou um ácido percarboxílico C2-C22 e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico apenas.

[0082] O ácido fórmico e o peróxido de hidrogênio podem ser colocados em contato na presença de um ácido carboxílico C2-C22 e ao perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e o ácido percarboxílico C2-C22. Qualquer ácido carboxílico C2-C22 pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas modalidades, o ácido carboxílico C2-C22 é ácido acético, ácido octanoico e/ou ácido oleico sulfonado e o perácido na composição aquosa formada compreende ácido peroxifórmico e um e mais de ácido peroxiacético, ácido peroxioctanoico e ácido oleico peroxissulfonado.

[0083] Os presentes métodos podem ser conduzidos em qualquer temperatura adequada. Em algumas modalidades, os presentes métodos podem ser conduzidos a uma temperatura que varia de cerca de -2°C a cerca de 70°C, cerca de 10°C a cerca de 70°C, por exemplo, cerca de 10°C a 15°C, 15° C a 20°C, 20°C a 25°C, 25°C a 30°C, 30°C a 35°C, 35°C a 40°C, 40°C a 45°C, 45°C a 50°C, 50°C a 55°C, 55°C a 60°C, 60°C a 65°C ou 65°C a 70°C. Em outras modalidades, os presentes métodos podem ser conduzidos em condições ambientes. Em ainda outras modalidades, os presentes métodos podem ser conduzidos em aquecimento, por exemplo, a uma temperatura que varia de cerca de 30°C a 35°C, 35°C a 40°C, 40°C a 45°C, 45°C a 50°C, 50°C a 55°C, 55°C a 60°C, 60°C a 65°C ou 65°C a 70°C.

[0084] Os presentes métodos podem ser conduzidos na presença de um catalisador. Qualquer catalisador adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas modalidades, o catalisador pode ser um ácido mineral, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido metanossulfônico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico ou ácido fosfônico.

[0085] Os presentes métodos podem ser conduzidos na presença de um sistema de resina de troca ácida de cátion. Qualquer sistema de resina de troca ácida de cátion pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas modalidades, o sistema de resina de troca ácida de cátion é um sistema de resina de troca ácida de cátion forte. Em outras modalidades, o sistema de resina de troca ácida é resina de troca de ácido sulfônico, por exemplo, disponível comercialmente como Dowex M-31 ou Nafion.

[0086] O ácido fórmico fornecido em uma primeira composição aquosa pode ser colocado em contato com o peróxido de hidrogênio fornecido em uma segunda composição aquosa que compreende também ácido peroxiacético para formar uma composição aquosa resultante que compreende um perácido total que compreende ácido peroxifórmico e ácido peroxiacético. Antes da etapa de colocar em contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode estar em qualquer faixa adequada. A razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode alcançar também qualquer faixa adequada. Em algumas modalidades, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) podem ser cerca de 5 ou mais e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante alcança pelo menos cerca de 5 dentro de cerca de 2 minutos do contato. Em outras modalidades, a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode alcançar pelo menos cerca de 10 dentro de cerca de 20 minutos do contato. Em ainda outras modalidades, antes do contato, a razão entre a concentração do ácido fórmico (p/v) e a concentração do peróxido de hidrogênio (p/v) pode ser cerca de 20 ou mais e a razão entre a concentração de perácido total (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode alcançar pelo menos cerca de 10 dentro de pelo menos cerca de 1 minuto do contato. A concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode alcançar qualquer concentração adequada. Em algumas modalidades, a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode alcançar cerca de 0% (p/p) a cerca de 0,001% (p/p) de peróxido de hidrogênio dentro de pelo menos cerca de 4 horas ou, preferencialmente, 2 horas do contato. Em outras modalidades, a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição aquosa resultante pode permanecer em cerca de 0% (p/p) a cerca de 0,001% (p/p) por pelo menos 1 hora.

[0087] A composição aquosa resultante pode compreender um agente de estabilização para o perácido. Quaisquer agentes de solubilização adequado pode ser usado nos presentes métodos. Agentes de estabilização exemplificativos incluem um sal (ou sais) de fosfonato e/ou um ácido dicarboxílico heterocíclico, por exemplo, ácido dipicolínico.

[0088] Os presentes métodos podem compreender adicionalmente uma etapa de reduzir a concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante. A concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante pode ser reduzida com o uso de quaisquer métodos adequados. Por exemplo, a concentração do peróxido de hidrogênio na composição aquosa resultante pode ser reduzida com o uso de uma catalase ou uma peroxidase.

[0089] A composição aquosa resultante pode compreender qualquer concentração adequada de ácido peroxifórmico. Em algumas modalidades, a composição aquosa resultante compreende de cerca de 0,001% (p/p) a cerca de 20% (p/p) de ácido peroxifórmico, por exemplo, cerca de 0,001% a 0,005% (p/p), 0,005% a 0,01% (p/p), 0,01% a 0,05% (p/p), 0,05% a 0,1% (p/p), 0,1% a 0,5% (p/p), 0,5% a 1% (p/p), 1% a 2% (p/p), 2% a 3% (p/p), 3% a 4% (p/p), 4% a 5% (p/p), 5% a 6% (p/p), 6% a 7% (p/p), 7% a 8% (p/p), 8% a 9% (p/p), 9% a 10% (p/p), 10% a 11% (p/p), 11% a 12% (p/p) 12% a 13% (p/p) 13% a 14% (p/p) 14% a 15% (p/p) 15% a 16% (p/p) 16% a 17% (p/p) 17% a 18% (p/p) 18% a 19% (p/p) 19% a 20% (p/p) de ácido peroxifórmico.

[0090] Os presentes métodos podem ser usados para gerar ácido peroxifórmico em qualquer modo adequado ou em qualquer local adequado. Em algumas modalidades, os presentes métodos podem ser usados para gerar ácido peroxifórmico in situ para a aplicação do ácido peroxifórmico formado.

[0091] O ácido peroxifórmico formado com o uso dos presentes métodos (presente composição) pode adicionalmente compreender outros ácidos percarboxílicos. Um perácido inclui qualquer composto da fórmula R-- (COOOH)n em que R pode ser hidrogênio, alquila, alquenila, alquina, acílico, grupo alicíclico, arila, heteroarila ou grupo heterocíclico, e n é 1, 2 ou 3 e nomeados pela prefixação do ácido parente com peróxi. Preferencialmente, R inclui hidrogênio, alquila ou alquenila. Os termos “alquila”, “alquenila”, “alquina”, “acílico”, “grupo alicíclico”, “arila”, “heteroarila” e “grupo heterocíclico” são conforme definido no presente documento. Várias modalidades da invenção em referência às composições de soluções de ácido peroxifórmico e/ou ácido peroxifórmico são adicionalmente compreendidas por compreender opcionalmente ácidos percarboxílicos adicionais. Conforme usado no presente documento, o termo “perácido” pode ser também denominado um “ácido percarboxílico” ou “peroxiácido”. Ácidos sulfoperoxicarboxílico, perácidos sulfonados e ácidos peroxicarboxílicos sulfonados também incluídos dentro do termo “perácido” conforme usado no presente documento. Os termos “ácido sulfoperoxicarboxílico”, “perácido sulfonado” ou “ácido peroxicarboxílico sulfonado” se refere ao ácido peroxicarboxílico formam um ácido carboxílico sulfonado conforme revelado nas Publicações de Patente no U.S. 2010/0021557, 2010/0048730 e 2012/0052134 que são incorporadas no presente documento a título de referência em suas totalidades. Um perácido se refere a um ácido que tem o hidrogênio do grupo hidroxila no ácido carboxílico substituído por um grupo hidróxi. Perácidos de oxidação podem ser também denominados no presente documento como ácidos peroxicarboxílicos.

[0092] Em outras modalidades, um perácido misturado é empregado, tal como um ácido peroxicarboxílico o que inclui pelo menos um ácido peroxicarboxílico de solubilidade em água limitada em que R inclui alquila de 5 a 22 átomos de carbono e pelo menos um ácido peroxicarboxílico solúvel em água em que R inclui alquila de 1 a 4 átomos de carbono. Por exemplo, em uma modalidade, um ácido peroxicarboxílico inclui ácido peroxiacético e pelo menos um outro ácido peroxicarboxílico tal como aqueles nomeados acima. Preferencialmente, uma composição da invenção inclui ácido peroxifórmico, ácido peroxiacético e/ou ácido peroxioctanoico. Outras combinações de perácidos misturados são bem adequados para uso na atual invenção. Vantajosamente, uma combinação de ácidos peroxicarboxílicos fornecem uma composição com atividade antimicrobiana desejável na presença de altas cargas de impureza orgânica. As composições de ácido peroxicarboxílico misturadas fornecem frequentemente micro eficácia sinérgica. Consequentemente, as composições da invenção podem incluir um ácido peroxicarboxílico ou misturas dos mesmos.

ÁGUA

[0093] As composições de ácido peroxifórmico de acordo com a invenção podem compreender água em quantidades que variam dependendo das técnicas para processar a composição. Água fornece um meio que dissolve, suspende ou carrega os outros componentes da composição. Água pode funcionar também para entregar e umidificar a composição da invenção em um objeto.

[0094] Em algumas modalidades, a água constitui uma porção grande da composição da invenção e pode ser o saldo da composição além da composição de ácido peroxifórmico. A quantidade e tipo de água dependerá da natureza da composição como um todo, o armazenamento ambiental e o método de aplicação que inclui composição de concentração, forma da composição e método de entrega pretendido, dentre outros fatores. Notavelmente, o carreador deve ser escolhido e usado a uma concentração que não inibe a eficácia dos componentes funcionais na composição da invenção para o uso pretendido.

INGREDIENTES FUNCIONAIS ADICIONAIS

[0095] Os componentes das composições de ácido peroxifórmico podem ser adicionalmente combinados a vários componentes funcionais adequados para uso no tratamento de membrana. Em algumas modalidades, as composições de ácido peroxifórmico constituem uma grande quantidade ou mesmo substancialmente toda a composição de tratamento para a membranas conforme revelado no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, poucos ou nenhum ingrediente funcional adicional é disposto na mesma.

[0096] Em outras modalidades, ingredientes funcionais adicionais podem ser incluídos nas composições. Os ingredientes funcionais fornecem propriedades e funcionalidades desejadas para as composições. Para o propósito deste pedido, o termo “ingrediente funcional” inclui um material que, quando disperso ou dissolvido em uma solução de uso e/ou concentrada, tal como uma solução aquosa, fornece uma propriedade benéfica em um uso particular. Alguns exemplos particulares de materiais funcionais são discutidos em mais detalhes abaixo, embora os materiais particulares discutidos sejam como forma de exemplos apenas e que uma ampla variedade de outros ingredientes funcionais possa ser usada.

[0097] Em algumas modalidades, as composições de ácido peroxifórmico podem incluir tensoativos, tais como, por exemplo, tensoativos não iônicos e aniônicos, agentes antiespuma, agente de antirredeposição, agentes de branqueamento, modificadores de solubilidade, dispersantes, auxiliares de enxágue, agentes de proteção de metal, agentes de estabilização, inibidores de corrosão, sequestrantes e/ou agentes quelantes, agentes umectantes, agentes condicionantes de água ou quelantes, enzimas, fragrâncias e/ou corantes, modificadores de reologia ou espessantes, hidrótropos ou acopladores, tampões, solvente e similares.

REFORÇADORES

[0098] As presentes composições ou soluções de uso de limpeza podem incluir um construtor. Construtores incluem agentes quelantes (quelantes), agentes sequestrantes (sequestrantes) e similares. O construtor pode atuas para estabilizar a composição de limpeza ou solução de uso. Exemplos de construtores incluem, mas sem limitação, fosfonatos, fosfatos, aminocarboxilatos e seus derivados, pirofosfatos, polifosfatos, derivados de etilenodiameno e etilenotriameno, hidroxiácidos e mono, di e tricarboxilatos e seus ácidos correspondentes. Outros construtores exemplificativos incluem aluminossilicatos, nitroloacetatos e seus derivados e misturas dos mesmos. Ainda outros construtores exemplificativos incluem aminocarboxilatos, o que inclui sais de ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA), ácido hidroxietilenodiamino tetra-acético (HEDTA) e ácido dietilenotriamino penta- acético. Para uma discussão adicional de agentes quelantes/sequestrante, consultar Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Terceira Edição, volume 5, páginas 339 a 366 e volume 23, páginas 319 a 320, cuja revelação é incorporada no presente documento a título de referência. De acordo com um aspecto da invenção, construtores preferenciais são solúveis em água, biodegradáveis e livres de fósforo. A quantidade de construtor na composição de limpeza ou solução de uso, se presente, está tipicamente presente entre cerca de 10 ppm e cerca de 1.000 ppm na composição de limpeza ou solução de uso.

ACIDULANTES E CATALISADORES

[0099] Acidulantes podem ser incluídos como ingredientes funcionais adicionais em uma composição de acordo com a invenção. Em um aspecto, um ácido mineral forte tal como ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico ou um ácido orgânico mais forte tal como ácido metilsulfônico (MSA) pode ser usado. O uso combinado de um ácido mineral forte ou ácido orgânico mais forte com a composição de perácido fornece eficácia antimicrobiana aprimorada. Adicionalmente, alguns ácidos orgânicos e minerais fortes, tal como ácido nítrico, fornecem um benefício adicional de reduzir o risco de corrosão em relação a metais colocados em contato pelas composições de perácido de acordo com a invenção. Em algumas modalidades, a presente composição não compreende um ácido mineral ou um ácido mineral forte.

[00100] Em um aspecto, os métodos de formação do ácido peroxifórmico podem ser conduzidos na presença de um catalisador. Qualquer catalisador adequado pode ser usado nos presentes métodos. Em algumas modalidades, o catalisador pode ser um ácido mineral ou orgânico forte, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido metanossulfônico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico ou ácido fosfônico. Tais catalisadores podem estar presentes no ácido peroxifórmico que forma a composição em uma quantidade de pelo menos cerca de 0% em peso a cerca de 10% em peso, preferencialmente, pelo menos cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso, mais preferencialmente, de cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso.

[00101] Acidulantes podem ser empregados em quantidades suficientes para fornecer a eficácia antimicrobiana pretendida e/ou benefícios anticorrosão. Tais agentes podem estar presentes em uma solução de uso em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, preferencialmente, pelo menos cerca de 0,1% em peso a cerca de 5% em peso, mais preferencialmente, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 1% em peso.

TENSOATIVOS

[00102] Os tensoativos descritos acima no presente documento podem ser usados de modo independente ou em combinação com os métodos da presente invenção. Em particular, os não iônicos e aniônicos podem ser usados em combinação. Os tensoativos zwitteriônico e anfotérico, catiônico, não iônicos, semipolar podem ser empregados em combinação com não iônicos ou aniônicos. Os exemplos acima exemples são meramente ilustrações específicas dos tensoativos numerosos que podem encontrar aplicação dentro do escopo da presente invenção. Deve ser compreendido que a seleção de tensoativos particulares ou combinações de tensoativos podem ter case em um número de fatores que incluem a compatibilidade com a membrana na concentração de uso pretendido e as condições ambientais pretendidas o que inclui temperatura e pH. Consequentemente, um indivíduo deve compreender que tensoativos que podem prejudicar uma membrana particular durante condições de uso devem não ser usadas com aquela membrana. Deve se esperar que o mesmo tensoativo, contudo, pode ser útil com outros tipos de membranas. Além disso, o nível e o grau de formação de espuma sob as condições de uso e na recuperação subsequente da composição podem ser um fator para a seleção de surfactantes particulares e misturas de surfactantes. Por exemplo, em determinadas aplicações, pode ser desejável minimizar a espuma e, como resultado, um indivíduo selecionaria um tensoativo ou mistura de tensoativos que fornecem espuma reduzida. Adicionalmente, pode ser desejável selecionar um tensoativo ou uma mistura de tensoativos que exibe uma espuma que quebra relativamente rápido de modo que a composição possa ser recuperada e reutilizada com uma quantidade aceitável de tempo ocioso. Adicionalmente, o tensoativo ou mistura de tensoativos pode ser selecionado dependendo da impureza que deve ser removida.

[00103] Deve ser compreendido que as composições para uso com os métodos da presente invenção não precisam incluir um tensoativo ou uma mistura de tensoativo e pode incluir outros componentes. Adicionalmente, as composições podem incluir um tensoativo ou mistura de tensoativos em combinação com outros componentes. Componentes adicionais exemplificativos que podem ser fornecidos dentro das composições incluem construtores, agentes condicionantes de água, componentes não aquosos, adjuvantes, carreadores, auxiliares de processamento, enzimas e agentes de ajuste de pH. Quando os tensoativos são incluídos nas composições de ácido peroxifórmico em uma solução de uso, os mesmos podem ser incluídos em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso.

TENSOATIVOS ANIÔNICOS

[00104] As composições de ácido peroxifórmico podem conter um componente (ou componentes) tensoativo que inclui uma quantidade detersiva de um tensoativo aniônico ou uma mistura de tensoativos aniônicos. Tensoativos aniônicos são desejáveis em composições de limpeza devido à sua umidificação, propriedades detersivas e, frequentemente, boa compatibilidade com membranas. Os tensoativos aniônicos que podem ser usados de acordo com a invenção incluem qualquer tensoativo aniônico disponível na indústria de limpeza. Grupos adequados de tensoativos aniônicos incluem sulfonatos e sulfatos. Tensoativos adequados que podem ser fornecidos no componente de tensoativo aniônico incluem aril alquil sulfonato, alcano sulfonatos secundários, alquil metil éster sulfonatos, alfa olefina sulfonatos, alquil éter sulfonatos, alquil sulfonatos e álcool sulfatos. Alquil aril sulfonatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza podem ter um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono e grupo arila pode ser pelo menos um dentre benzeno, tolueno e xileno. Um alquil aril sulfonato adequado inclui sulfonato de benzeno alquila linear. Um sulfonato de benzeno alquila linear adequado inclui dodecil benzil sulfonato linear que pode ser fornecido como um ácido que é neutralizado para formar o sulfonato. Alquil aril sulfonatos adequados adicionais incluem xileno sulfonato e cumeno sulfonato. Alcano sulfonatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza podem ter um grupo alcano que tem de 6 a 24 átomos de carbono. Alcano sulfonatos adequados que podem ser usados incluem alcano sulfonatos secundários. Um alcano sulfonato secundário adequado inclui alquil sulfonato secundário C14-C17 sódio. Alquil metil éster sulfonatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza incluem aqueles que têm um grupo alquila que contém de 6 a 24 átomos de carbono. Alfa olefina sulfonatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza incluem aqueles que têm grupos alfa olefina que contêm de 6 a 24 átomos de carbono. Alquil éter sulfonatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza incluem aqueles que têm entre cerca de 1 e cerca de 10 grupos alcóxi de repetição, entre cerca de 1 e cerca de 5 grupos alcóxi de repetição. Em geral, o grupo alcóxi conterá cerca de 2 e cerca de 4 átomos de carbono. Um grupo alcóxi adequado é etóxi. Um alquil éter sulfato adequado é lauril éter etoxilato sulfato de sódio. Alquil sulfatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza incluem aqueles que tem um grupo alquila que contém de 6 a 24 átomos de carbono. Alquil sulfatos adequados incluem, mas sem limitação, lauril sulfato de sódio e lauril/miristil sulfato de sódio. Álcool sulfatos adequados que podem ser usados na composição de limpeza incluem aqueles que têm um grupo de álcool que contém cerca de 6 a cerca de 24 átomos de carbono.

[00105] Exemplos adicionais de tensoativos aniônicos adequados são apresentados em “Surface Active Agents and Detergents” (Vol. I e II por Schwartz, Perry e Berch). Diversos desses tensoativos também são, em geral, revelados no documento de Patente no U.S. no 3.929.678. As revelações das referências acima relacionadas a tensoativos aniônicos são incorporadas no presente documento a título de referência.

TENSOATIVOS NÃO IÔNICOS

[00106] As composições de ácido peroxifórmico podem conter um componente (ou componentes) de tensoativo que incluem uma quantidade detersiva de um tensoativo não iônico ou uma mistura de tensoativos não iônicos. Tensoativos não iônicos podem ser incluídos na composição para aprimorar as propriedades de remoção de impureza. Tensoativos não iônicos úteis na invenção são geralmente caracterizados pela presença de um grupo hidrofóbico orgânico e um grupo hidrofílico orgânico e são tipicamente produzidos pela condensação de um composto hidrofóbico de polioxialquileno ou alquila aromática, alifática, orgânica com uma porção química de óxido alcalino hidrofílico que na prática comum é óxido de etileno ou um produto de poli-hidratação do mesmo, polietileno glicol. Praticamente qualquer composto hidrofóbico que tem um grupo hidroxila, carboxila, amino ou amido com um átomo de hidrogênio reativo pode ser condensado com óxido de etileno, ou seus adutos de poli-hidratação, ou suas misturas com alcoxilenos, tais como óxido de propileno, para formar um agente ativo de superfície não iônico. O comprimento da porção química de polioxialquileno hidrofílico que é condensado com qualquer composto hidrofóbico particular pode ser prontamente ajustado para produzir um composto dispersável em água ou solúvel em água que tem o grau desejado de equilíbrio entre as propriedades hidrofílica e hidrofóbica.

[00107] Tensoativos não iônicos que podem ser usados na composição incluem tensoativos de óxido de polialquileno (também conhecidos como tensoativos de polioxialquileno ou tensoativos de pilalquileno glicol). Tensoativos de óxido de polialquileno adequados incluem tensoativos de polioxipropileno e tensoativos de polioxietileno glicol. Tensoativos adequados desse tipo são copolímeros em bloco de polioxipropileno (PO) polioxietileno (EO). Esses tensoativos incluem um polímero de bloco duplo que compreende um bloco de EO e um bloco de PO, um bloco de centro de unidades de polioxipropileno (PO) e que tem blocos de polioxietileno enxertado na unidade de polioxipropileno ou um bloco de centro de EO com blocos de PO anexados. Além disso, esse tensoativo pode ter blocos adicionais de polioxietileno ou polioxipropileno nas moléculas. Uma faixa de peso molecular médio adequada de tensoativos úteis pode ser cerca de 1.000 a cerca de 40.000 e o teor de porcentagem de peso de óxido de etileno pode ser cerca de 10 a 80% em peso.

[00108] Tensoativos não iônicos adicionais incluem alcoxilatos de álcool. Um alcoxilato de álcool adequado inclui etoxilatos de álcool lineares. Alcoxilatos de álcool adicionais incluem etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de álcool ramificados, etoxilatos de álcool secundários, etoxilatos de óleo de rícino, etoxilatos de alquilamina, etoxilatos de amina de sebo, etoxilatos de ácido graxo, etoxilatos de oleato de sorbital, etoxilatos tratados ou misturas dos mesmos. Tensoativos não iônicos adicionais incluem amidas, tais como alcanolamidas graxas, alquildietanolamidas, dietanolamida de coco, dietanolamida de lauramida, dietanolamida de cocoamida, polietileno glicol cocoamida, dietanolamida oleica ou misturas dos mesmos. Tensoativos não iônicos adicionais incluem base alifática polialcoxilada, amida polialcoxilada, ésteres de glicol, ésteres de glicerol, óxidos de amina, ésteres de fosfato, fosfato de álcool, triglicerídeos graxos, ésteres de triglicerídeos graxos, fosfato de éter alquila, ésteres de alquila, ésteres de fosfato de etoxilato de fenil alquila, polissacarídeos de alquila, copolímeros de bloco, glicosídeos de alquila ou misturas dos mesmos.

[00109] Outros tensoativos não iônicos exemplificativos para uso com os métodos da presente invenção são revelados no tratado Nonionic Surfactants, editado por Schick, M. J., Volume 1 da Série Surfactant Science, Marcel Dekker, Inc., Nova Iorque, 1983, cujo conteúdo é incorporado no presente documento a título de referência. Uma listagem típica de classes não iônicas, e espécies desses tensoativos, é apresentada no documento de Patente no U.S. 3.929.678. Exemplos adicionais são determinados em “Surface Active Agents and Detergents” (Volume I e II por Schwartz, Perry e Berch). As revelações das referências acima relacionadas a tensoativos não iônicos são incorporadas no presente documento a título de referência.

TENSOATIVOS ANFOTÉRICOS

[00110] Tensoativos anfotéricos podem ser usados também para fornecer propriedades detersivas desejadas.

[00111] Os tensoativos anfotéricos ou anfolíticos, contêm um grupo hidrofílico tanto básico como ácido e um grupo hidrofóbico orgânico. Essas entidades iônicas podem ser qualquer um dentre os grupos aniônico ou catiônico descritos no presente documento para outros tipos de tensoativos. Um nitrogênio básico e um grupo carboxilato ácido são os grupos funcionais típicos empregados como os grupos hidrofílicos básico e ácido. Em poucos tensoativos, sulfonato, sulfato, fosfonato ou fosfato fornecem a carga negativa. Tensoativos anfotéricos adequados incluem, mas sem limitação: sultaínas, anfopropionatos, anfodipropionatos, aminopropionatos, aminodipropionatos, anfoacetatos, anfodiacetatos e anfohidroxipropilsulfonatos.

[00112] Os tensoativos anfotéricos podem ser descritos amplamente como derivados de aminas secundárias e terciárias alifáticas, em que o radical alifático pode ser de cadeia reta ou ramificado e em que um dentre os substituintes alifáticos contém de 8 a 18 átomos de carbono e um contém um grupo de solubilização em água aniônico, por exemplo, carbóxi, sulfo, sulfato, fosfato ou fosfono. Tensoativos anfotéricos são subdivididos em duas grandes classes. A primeira classe inclui derivados de acil/dialquil etilenodiamina (por exemplo, derivados de 2-alquil hidroxietil imidazolina) e seus sais. A segunda classe inclui ácidos N-alquilamino e seus sais. Alguns tensoativos anfotéricos podem ser idealizados como ajustando-se em ambas as classes.

TENSOATIVOS ZWITTERIÔNICOS

[00113] Em algumas modalidades, tensoativos zwitteriônicos são usados com os métodos da invenção. Os tensoativos zwitteriônicos podem ser considerados como um subconjunto dos tensoativos anfotéricos. Os tensoativos zwitteriônicos podem ser descritos amplamente como derivados de aminas secundárias e terciárias, derivados de aminas heterocíclicas secundárias e terciárias, ou derivados de compostos de amônio quaternário, fosfônio quaternário ou sulfônio terciário. Tipicamente, um tensoativo zwitteriônico inclui um amônio quaternário carregado positivamente ou, em alguns casos, um íon de sulfônio ou fosfônio, um grupo carboxila carregado negativamente, e um grupo alquila. Os zwitteriônicos, em geral, contêm grupos catiônicos e aniônicos que ionizam a um grau praticamente igual na região isoelétrica da molécula e que podem desenvolver forte atração “interna ao sal” entre centros de carga positiva-negativa. Exemplos de tais tensoativos zwitteriônicos sintéticos incluem derivados de compostos de amônio, fosfônio e sulfônio quaternário alifático, em que os radicais alifáticos podem ser de cadeia reta ou ramificados, e em que um dos substituintes alifáticos contém de 8 a 18 átomos de carbono e um contém um grupo de solubilização em água aniônico, por exemplo, carbóxi, sulfonato, sulfato, fosfato ou fosfonato. Os tensoativos de betaína e sultaína são tensoativos zwitteriônicos exemplificativos para uso no presente documento.

[00114] Uma listagem típica de classes zwitteriônicas, e espécies desses tensoativos, é apresentado no documento de Patente no U.S. 3.929.678. Exemplos adicionais são determinados em “Surface Active Agents and Detergents” (Volume I e II por Schwartz, Perry e Berch). As revelações de tensoativos zwitteriônicos nas referências acima são incorporadas no presente documento a título de referência.

[00115] Todas as publicações e pedidos de patente neste relatório descritivo são indicativos do nível de habilidade comum na técnica à qual esta invenção pertence. Todas as publicações e pedidos de patente são incorporados ao presente documento a título de referência na mesma extensão que cada publicação individual ou pedido de patente foi especifica e individualmente indicado como incorporado a título de referência.

EXEMPLOS

[00116] As modalidades da presente invenção são adicionalmente definidas nos seguintes Exemplos não limitantes. Deve ser compreendido que esses Exemplos, embora indiquem determinadas modalidades da invenção, são dados como modo de ilustração apenas. A partir da discussão acima e desses Exemplos, uma pessoa versada na técnica pode determinar as características essenciais desta invenção, e sem se afastar do espírito e escopo da mesma, pode fazer várias mudanças e modificações das modalidades da invenção para adaptar a mesma a vários usos e condições. Dessa forma, várias modificações das modalidades da invenção, além das mostradas e descritas no presente documento, serão evidentes àqueles que são versados na técnica a partir da descrição supracitada. Tais modificações também são destinadas a estarem abrangidas dentro do escopo das reivindicações anexas.

[00117] Os materiais usados nos Exemplos a seguir são fornecidos no presente documento:

[00118] Várias soluções de estoque comercialmente disponíveis foram empregadas em formulações (disponíveis a partir de várias fontes) o que inclui: ácido metano sulfônico (70%), sulfonatos de alquilbenzeno lineares (96%), xileno sulfonato de sódio (40%), ácido fórmico (85%), e peróxido de hidrogênio (50%).

[00119] POAA: um produto comercial que contém 5,25 a 6,4% de ácido peroxiacético e 25,6 a 29,4% de H2O2.

[00120] As composições de ácido peroxifórmico exemplificativas empregadas nos Exemplos são listadas na Tabela 1 abaixo: TABELA 1

[00121] As composições de ácido peroxifórmico mostradas na Tabela 1 foram feitas a partir de um sistema de duas partes. A Parte A forneceu o ácido fórmico e opcionalmente com outros ingredientes que excluem o H2O2. A Parte B para as formulações PFA 30-1 e PFA 30-2 forneceram H2O2 e opcionalmente com outros ingredientes excluindo o ácido fórmico fornecido na Parte A. Na mistura de Parte A e Parte B sob condições ambientes, o ácido peroxifórmico (PFA) alcançou o nível máximo dentro de 5 min., isto é, as composições estiveram prontas para uso. A composição 30-3 é uma composição de ácido fórmico e não uma composição de ácido peroxifórmico.

[00122] Consequentemente, o ácido peroxifórmico formado fornece um biocida superior contra micro-organismos, especialmente esporos e biofilmes adequados para os usos revelados no presente documento de acordo com as modalidades da invenção. Adicionalmente, o ácido fórmico na composição (conforme demonstrado pela Composição 30-3) serve como uma fonte de prótons eficaz na dissolução de depósitos minerais acumulados em elementos de membrana em espiral.

EXEMPLO 1

[00123] A remoção de biofilme foi testada para determinar a eficácia de remoção de biofilme e exterminar taxas de Pseudomonas aeruginosa. Pseudomonas são bem conhecidas como bactérias “pioneiras” comuns e frequentemente testadas pela eficácia dos agentes de inibição de biofilme. As bactérias são conhecidas por excretar polissacarídeos e gerar biofilme em uma variedade de superfícies muito rapidamente (o que inclui, por exemplo, elementos de filtração de membrana), assim como demonstrar comumente a resistência a várias composições antimicrobianas. Contudo, bactérias que existem em um biofilme são fenotipicamente diferentes das células suspensas do mesmo genótipo; portanto, o estudo de biofilme no laboratório necessita de protocolos responsáveis por essa diferença. Os biofilmes de laboratório são modificados em reatores de crescimento projetados para produzir um tipo de biofilme específico. Consequentemente, a alteração dos parâmetros de sistema resulta em uma mudança no biofilme.

[00124] Pseudomonas aeruginosa (ATCC 700888) foi o organismo usado. Uma colônia isolada foi removida de modo asséptico de uma placa R2A e colocada em 100 ml de caldo de crescimento líquido bacteriano estéril (300 mg/l) e incubada em um agitador ambiental a 35 °C por 20 a 24 horas. A densidade bacteriana viável deve ser igual a 108 CFU/ml, e pode ser verificada por diluição em série e plaqueamento. Pseudomonas aeruginosa foi cultivada em um sistema de reator de CDC por 48 horas à temperatura ambiente. Consultar Goeres, D. M., et al., Statistical assessment of a laboratory method for growing biofilms, Microbiology 151:757 a 762 (2005). O desafio de biofilme é de aproximadamente 8 logs ao longo do teste de um crescimento de 48 horas.

[00125] Retângulos de membrana UF Koch HFK-131 pequenos foram preparados retirando-se uma membrana enrolada em espiral e colocando-se o disco de membrana em um retângulo plástico usado para servir como “material de enquadramento”. As membranas foram colocadas na haste CDC e usadas para teste.

[00126] Após o biofilme ter sido desenvolvido, os retângulos de membrana foram removidos e colocados em um tubo de centrífuga de plástico estéril. Cada composição exemplificativa foi pipetada no tubo de centrifuga em duplicata e exposta aos retângulos de membrana pelo tempo de exposição especificado (5 ou 10 minutos) à temperatura ambiente. Após o tempo de exposição especificado, as soluções foram neutralizadas em Caldo Neutralizador, centrifugadas, sonicadas, diluídas em série e plaqueadas para contagens de placa. A redução de log média para cada composição avaliada foi obtida conforme a seguir: ácido peroxifórmico (Formulações 30-1 e 30-2), controle não tratado que não contém ácido peroxifórmico (Formulação 30-3), e uma composição antimicrobiana comercialmente disponível (POAA, composição de ácido peroxiacético). Os resultados desses experimentos são mostrados na Figura 1.

[00127] Conforme pode ser visto na Figura 1, todas as três composições exemplificativas reduziram de modo eficaz o biofilme de Pseudomonas aeruginosa nos tempos de exposição indicados. As Composições 30-1 e 30-2 na concentração de 0,3% (produto) fornecem redução de log significante em (>6,68) tanto nos tempos de exposição de 5 e 10 minutos, enquanto a redução de log média para composição 30-3 que contém apenas ácido fórmico (4,15 em 5 minutos e 3,02 em 10 minutos) tem significativamente menos eficácia contra o micro-organismo de teste. Pelo menos uma redução de 3 log nos organismos de biofilme é convencionalmente necessária como um limiar comercial para tratamentos de biofilme para cumprir com as necessidades de EPA. Consequentemente, as composições de PFA de acordo com a invenção fornecem composições adequadas para tratamento de membrana.

[00128] Consequentemente, o ácido peroxifórmico formado fornece um biocida superior contra micro-organismos, especialmente esporos e biofilmes adequados para os usos revelados no presente documento de acordo com as modalidades da invenção. Adicionalmente, o ácido fórmico na composição (conforme demonstrado pela Composição 30-3) serve como uma fonte de prótons eficaz e também fornece benefícios para tratar as membranas.

EXEMPLO 2

[00129] Os endoesporos bacterianos mesofílicos (também denominados esporos nesse Exemplo) presentes em leite natural têm capacidade para sobreviver à pasteurização e outras condições adversas encontradas durante a produção de produto de laticínio. Desse modo, a eficácia de remoção de esporo mesofílico e taxas de extermínio foram examinadas. O procedimento destacado no Exemplo 1 foi seguido substituindo Pseudomonas aeruginosa por isolados de campo de esporos mesofílicos contra concentrações variáveis de ativos do ácido peroxifórmico de acordo com uma concentração ativa inferior (0,15% de composição 30-1 de PFA e 0,2% de composição 30-1 de PFA) a um tempo de exposição de 5 minutos e em comparação a composições de ácido peroxiacético (0,2% ou 0,25% de composições de ácido peracético). Os resultados desses experimentos são mostrados na Figura 2.

[00130] Conforme ilustrado na Figura 2, ambas as concentrações (0,15% e 0,2%) de fórmulas 30-1 e 30-2 foram particularmente eficazes na redução de esporos mesofílicos a um tempo de exposição de 5 minutos a uma concentração de ativos mais baixa do que quando foi avaliada no Exemplo 1. A Composição 30-3 (0,15% e 0,2%) redução de log comparável mostrada com composição de ácido peracético.

EXEMPLO 3

[00131] Além da perturbação de biofilme durante a filtração de membrana, o depósito mineral também serve como um impedimento significante que reduz a emissão e diminui a vida dos elementos de filtração de membrana. A mitigação de acúmulo de mineral foi testada para determinar eficácia das composições exemplificativas para solubilizar os minerais em excesso.

[00132] Para esses experimentos, as composições 30-1 (0,3%), 30-2 (0,3%), e 30-3 (0,3%) foram preparadas para ser testadas. As diluições de produto foram feitas em água DI e o pH inicial da solução foi registrado. As diluições de teste são, então, adicionadas a um béquer e agitadas a 25 °C. As quantidades em excesso de mineral de cálcio (sólidos de fosfato ou carbonato) foram adicionadas até a solução ser opaca e a quantidade de mineral adicionada ser registrada. Permite-se que o mineral em excesso repouse por cerca de 5 minutos e um pH final das soluções ácidas é registrado. As soluções são, então, filtradas e os métodos ICP-MS padrão são usados para determinar capacidade de solubilidade de cálcio e fósforo nas várias formulações. Os resultados desses experimentos são fornecidos na Tabela 2A e 2B abaixo dos quais mostram a habilidade das composições de ácido peroxifórmico e ácido fórmico para dissolver depósitos minerais. À medida que a capacidade de remoção de escala é dependente da quantidade de ácido usada na composição, nenhum conjunto de dados de controle é fornecido, em vez de as composições 30-1 e 30-2 fornecerem ácido peroxifórmico serem comparadas com 30-3 fornecendo ácido fórmico. TABELA 2A

TABELA 2B

[00133] Todas as três fórmulas foram muito eficazes na solubilização tanto de carbonato de cálcio quanto de fosfato de cálcio. Em geral, um ICP Ca acima de 400 ppm é considerado por exibir capacidade para solubilização eficaz que é indicativa da solubilização dos minerais, conforme necessário para limpar uma membrana. Conforme pode ser visto nas Tabelas 2A e 2B, a fórmula 30-2 (0,3%) exibe a capacidade de solubilidade mais alta das fórmulas testadas, enquanto as fórmulas 30-1 e 30-3 também mostram solubilidade desejável. Conforme mostrado, as composições de ácido peroxifórmico fornecem a dissolução de acúmulo de depósito mineral, assim como é encontrado em elementos de membrana. A composição de ácido fórmico também fornece uma fonte de prótons eficaz em dissolver acúmulo de depósito mineral, assim como é encontrado em elementos de membrana. Os resultados confirmam que o uso das composições de ácido peroxifórmico e composições de ácido fórmico são substituições adequadas para limpeza de ácido forte convencionalmente usada de maneira alternada com uma etapa de limpeza alcalina para membranas. Em vez disso, de acordo com modalidades da invenção, as composições de ácido peroxifórmico biocidas e as composições de ácido fórmico podem ser usadas em limpeza de membrana para substituir ácidos fortes que são conhecidos por serem prejudiciais (não compatíveis) com membranas.

EXEMPLO 4

[00134] É importante que qualquer fórmula possível usada para a limpeza de filtração de membrana seja compatível com as membranas e não impactem a função de membrana. Para determinar a fórmula de compatibilidade de membrana 30-1 (0,5%) foi comparada com POAA e água DI foi usada como um controle negativo.

[00135] Membranas são inicialmente enxaguadas com água DI para remover o tampão de armazenamento residual e são colocadas em uma jarra de 3,78 litros (1 galão). As soluções de teste são adicionadas à jarra de 3,78 litros (1 galão) e colocadas em um forno a 50 °C por 24 horas. Após 24 horas, a solução de teste é removida e substituída por solução de teste fresca. A jarra é colocada de volta em um forno por 24 horas e esse mesmo protocolo é repetido por mais 2 vezes por um total de 4 dias. As Tabelas 3A e 3B com base abaixo de 4 dias são equivalentes a 1,5 anos de exposição para limpezas de membrana diárias.

[00136] Após os 4 dias de exposição, as membranas são enxaguadas com água DI e colocadas na plataforma de Membrana de Lâmina Plana (Modelo M20). As membranas são enxaguadas com água DI por 24 horas em pressão e temperatura UF padrão. Uma vez que 24 horas são completadas, as membranas são submetidas à etapa de condicionamento alcalino até o pH de solução ser 11. 15,14 gramas de NaCl são adicionados à água de recirculação (2.000 ppm de NaCl) e permite-se que o sistema continue a circular. A condutividade de cada tubo permeado e alimentação é, então, medida e registrada e mostrada como porcentagem de rejeição. A rejeição de porcentagem é determinada por (condutividade da alimentação - condutividade do permeado) / (condutividade da alimentação). A Figura 3 mostra duas execuções (Série 1 e Série 2) que testam a compatibilidade de membrana de 30-1 (0,5%) em comparação com POAA (0,25%) e controle de DI de água.

[00137] Em média, uma membrana RO nova (virgem) medirá pelo menos (>) 97% de rejeição. Essa rejeição de porcentagem alta se refere à porcentagem de permeado que é rejeitada, isto é, não passa através da membrana. Quanto mais alta a porcentagem, incluindo acima de 97% de rejeição, melhor é um indicador que uma fórmula experimental exibe compatibilidade de membrana e não prejudica a membrana. Conforme pode ser visto na Figura 3, todas as fórmulas avaliadas não tiveram impactos nas membranas em comparação ao controle de água através de uma membrana RO virgem. A Fórmula 30-1 (0,5%) exibiu uma rejeição de porcentagem média comparável a POAA.

[00138] Em combinação, os Exemplos 1-4 mostram as fórmulas exemplificativas da presente invenção talvez particularmente úteis como uma lavagem antimicrobiana para dissolver o depósito mineral e exterminar biofilmes enquanto não diminuem a vida dos elementos de filtração de membrana. Certamente, os resultados mostrados nos exemplos acima demonstram que as composições exemplificativas são superiores contra micro-organismos e são muito eficazes em dissolver depósito mineral nas membranas, adicionalmente, as composições, sob as condições avaliadas, não têm impacto nas membranas em comparação ao controle de água.

EXEMPLO 5

[00139] Em particular, os efeitos de PFA em membros de osmose reversa que contêm uma estrutura de poliamida em comparação com produtos químicos de controle conhecidos foram testados. Três membranas diferentes foram testadas, o que inclui Koch HRX, Hydranautics CPA5 e Hydranautics ESPA2+. As membranas foram embebidas em duplicata, em químicas de acordo com a Tabela 4. Tabela 4

[00140] As membranas foram, então, condicionadas em Ultrasil 110 a um pH de 11 por 90 minutos a 50 °C, seguidas por um enxágue em água DI. As membranas foram, então, preparadas para teste de acordo com o Exemplo 4 nas condições de teste mostradas na Tabela 5. Tabela 5

[00141] Cada uma das químicas, com a exceção de PFA foi renovada diariamente. PFA foi renovado de hora em hora. Depois da exposição simulada, as membranas são enxaguadas com água DI e substituídas no suporte Flat Sheet Membrane (Modelo M20). As membranas foram enxaguadas com água DI por 24 horas em pressão UF padrão e temperatura. Uma vez que se completaram 24 horas, as membranas foram submetidas à etapa de condicionamento alcalino até o pH da solução alcançar 11. 15,14 gramas de NaCl foram adicionados à água recirculatória (2.000 ppm de NaCl) e o sistema foi permitido continuar circulando. A condutividade de cada tubo permeado e alimentação foi depois medida e registrada e mostrada como rejeição percentual. A rejeição percentual foi determinada por (condutividade da alimentação - condutividade do permeado) / (condutividade da alimentação).

[00142] A Figura 4 demonstra os resultados de fluxo de água limpo para as membranas testadas, enquanto a Figura 5 retrata a rejeição de sal para cada uma das membranas testadas. Em combinação, as Figuras 4 a 5 mostram a compatibilidade das membranas com PFA. A Tabela 6 prova os valores iniciais para o fluxo e as rejeições de sal. As Tabelas 7 e 8 representam os resultados numéricos mostrados nas Figuras 4 e 5. Tabela 6

Tabela 7

Tabela 8

[00143] Conforme mostrado, PFA a 300 ppm é mais compatível com uma membrana RO do que tratamento com cloro convencional a 50 ppm e pH de 11. Membranas expostas em um 1 ano simulado de PFA a 300 ppm forneceram resultados comparáveis aqueles de composições de ácido peroxiacético de controle comercialmente disponíveis em 3 anos. Surpreendentemente, nem o ácido peroxifórmico ou o ácido fórmico nos níveis usados foi reativo às membranas tratadas de acordo com as modalidades da invenção. A demonstração de compatibilidade de membrana de RO significa que as substâncias químicas e métodos da invenção são adequados para os tipos de membrana mais sensíveis (RO), o que indica a compatibilidade para membranas menos sensíveis (maior por faixa de tamanho e nível de filtração), o que inclui microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração. Isso é significativo visto que o tamanho de poro das membranas é o fator conhecido que dita a compatibilidade (apesar das outras diferenças nas membranas, o que inclui, por exemplo, material de construção, por exemplo, adesivos).

[00144] Embora a presente invenção possa ser incorporada de diferentes formas, são descritas em detalhes no presente documento modalidades preferenciais específicas da invenção. A presente revelação é uma exemplificação dos princípios da invenção e não pretende limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Todas as patentes, pedidos de patente, artigos científicos e outros materiais indicados mencionados no presente documento são incorporados a título de referência em suas totalidades. Ademais, a invenção engloba qualquer combinação possível de algumas ou todas as várias modalidades mencionadas no presente documento, descritas no presente documento e/ou incorporadas no presente documento. Adicionalmente a invenção engloba qualquer combinação possível que também exclui especificamente qualquer uma ou mais das várias modalidades mencionadas no presente documento, descritas no presente documento e/ou incorporadas no presente documento.

[00145] A revelação acima pretende ser ilustrativa e não exaustiva. Essa descrição irá sugerir muitas variações e alternativas para um indivíduo versado na técnica. Todas essas alternativas e variações pretendem ser incluídas dentro do escopo das reivindicações em que o termo “que compreende” significa “o que inclui, mas sem limitação”. Aqueles indivíduos versados na técnica podem reconhecer outros equivalentes às modalidades específicas descritas no presente documento, sendo que se pretende que esses equivalentes também estejam englobados pelas reivindicações.

Claims

1. Método para remover micro-organismos e depósitos minerais em um sistema de membrana, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar a membrana em contato com uma composição de ácido peroxifórmico que compreende ácido peroxifórmico, ácido fórmico e peróxido de hidrogênio, em que a composição é compatível com membrana e não prejudica a membrana conforme medido por uma diminuição em fluxo da membrana; e remover o crescimento microbiano e dissolver depósitos minerais sobre a membrana, em que a composição de ácido peroxifórmico é gerada IN SITU através do contato do ácido fórmico com peróxido de hidrogênio, em que, antes do dito contato, a razão entre a concentração do dito ácido fórmico (p/v) e a concentração do dito peróxido de hidrogênio (p/v) é de 2 ou mais, e a razão entre a concentração do dito ácido peroxifórmico (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição de ácido peroxifórmico gerada é de 2 ou mais.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana é uma membrana de osmose reversa, uma membrana de nanofiltração, uma membrana de ultrafiltração, ou uma membrana de microfiltração.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as membranas compreendem celulose, acetato de celulose, nitrocelulose, polissulfona, polietersulfona, poliamida completamente aromática, fluoreto de polivinilideno, politetrafluoroetileno, poliacrilnitrila, polipropileno, carbono, óxido de alfa-alumínio, óxido de zircônio, cerâmica e/ou aço inoxidável.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana também é suja com um alimento, produto de laticínio, água, bebida ou produto de destilaria.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tratamento com a composição de ácido peroxifórmico não impacta negativamente a pressão sobre a membrana ou não diminui a vida útil da membrana em comparação com uma membrana tratada com outros biocidas de oxidação contendo agentes oxidantes de cloro.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira etapa de remoção de produto antes de a membrana entrar em contato com a composição de ácido peroxifórmico.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma etapa pré- enxágue de lavar a membrana com água e/ou uma solução alcalina, ou ciclos de tratamento adicionais que compreendem um tratamento ácido, um tratamento enzimático, um tratamento alcalino e/ou um tratamento neutro antes ou depois de a composição de ácido peroxifórmico entrar em contato com a membrana.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os métodos não incluem quaisquer ciclos de tratamento adicionais que compreendem um tratamento ácido, um tratamento enzimático, um tratamento alcalino e/ou um tratamento neutro antes ou depois de a composição de ácido peroxifórmico entrar em contato com a membrana.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a membrana é colocada em contato com 0,001% a 0,1% de ácido peroxifórmico ativo por pelo menos 15 segundos.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações1 a 9, caracterizado pelo fato de que a membrana é colocada em contato com a composição de ácido peroxifórmico a uma temperatura de 2°C a 60°C.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a razão entre a concentração do dito ácido peroxifórmico (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição de ácido peroxifórmico gerada alcança 2 ou mais dentro de 1 hora do dito contato.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que, antes do contato, o ácido fórmico é fornecido em uma composição que compreende ácido fórmico ou uma substância que gera ácido fórmico no contato com uma composição aquosa, e o peróxido de hidrogênio é fornecido em uma composição que compreende peróxido de hidrogênio ou uma substância que gera peróxido de hidrogênio no contato com uma composição aquosa.

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o ácido fórmico é fornecido em uma primeira composição aquosa e é colocado em contato com uma segunda solução aquosa do peróxido de hidrogênio.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos 1% de ácido peroxifórmico é formado na composição aquosa dentro de 5 minutos do contato.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o contato do ácido fórmico e do peróxido de hidrogênio é conduzido na presença de um catalisador ácido forte.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a composição de ácido peroxifórmico compreende adicionalmente um agente de estabilização, um agente de umidificação, um tensoativo, ou uma combinação dos mesmos, em que o tensoativo é pelo menos um tensoativo aniônico e/ou tensoativo não iônico.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma etapa de reduzir a concentração do peróxido de hidrogênio na composição de ácido peroxifórmico com o uso de uma enzima peroxidase ou catalase.

18. Método para remover crescimento microbiano e depósitos minerais em um sistema de membrana, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar a membrana em contato com pelo menos 0,01% de ativos de composição de ácido peroxifórmico gerada IN SITU; e remover micro-organismos e depósitos minerais sobre a membrana, em que a composição de ácido peroxifórmico é gerada IN SITU através do contato do ácido fórmico com peróxido de hidrogênio, em que, antes do dito contato, a razão entre a concentração do dito ácido fórmico (p/v) e a concentração do dito peróxido de hidrogênio (p/v) é de 2 ou mais, e a razão entre a concentração do dito ácido peroxifórmico (p/p) e a concentração de peróxido de hidrogênio (p/p) na composição de ácido peroxifórmico gerada é de 2 ou mais.