BR112020004343B1 - Métodos para limpar um sistema de filtro de membrana e uma membrana de filtração - Google Patents

Abstract

Trata-se de processos de limpeza de separação de membrana e composições de limpeza in situ para essas membranas. As composições de limpeza podem remover proteínas, gorduras e outros alimentos, bebidas e manchas à base de produtos destilados e oferecer um sistema de tensoativo alternativo ecológico ao NPE. Os tensoativos não iônicos de cadeia longa PO/EO ramificada com certas características podem ser usados para fornecer limpeza superior às membranas. Os tensoativos específicos podem ser utilizados sozinhos ou em combinação. Em algumas modalidades, a embalagem de tensoativo é usada como parte de uma composição de limpeza.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido Provisório U.S. N° de Série 62/565.361, depositado em 29 de setembro de 2017, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Aqui são descritos métodos e composições para limpeza de membranas usadas em instalações de separação. As composições de limpeza podem remover proteínas e gorduras e oferecer um sistema de tensoativo alternativo ecológico ao etoxilato de nonilfenol (NPE). O pedido inclui um aditivo tensoativo ou sistema de reforço que pode fazer parte de uma composição de limpeza ou pode ser usado sozinho para melhorar as propriedades de limpeza das soluções de limpeza, bem como para melhorar o desempenho da membrana limpando a superfície e minimizando a subsequente incrustação de proteínas ou de sujeira durante a execução de processamento posterior.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] As membranas fornecidas dentro de uma instalação de separação podem ser tratadas com uso de métodos de limpeza local (CIP) para fornecer lavagem, enxágue, pré-tratamento, limpeza, saneamento e preservação, visto que as membranas de filtração têm uma tendência a sujar durante o processamento. A incrustação se manifesta como um declínio no fluxo com o tempo de operação. O declínio de fluxo é tipicamente uma redução no fluxo de permeação ou taxas de permeação que ocorre quando todos os parâmetros operacionais, como pressão, taxa de fluxo de alimentação, temperatura e concentração de alimentação, são mantidos constantes. Em geral, a sujeira da membrana é um processo complicado e acredita-se que ocorra devido a vários fatores, incluindo atração eletrostática, interações hidrofóbicas e hidrofílicas, a deposição e acúmulo de componentes de alimentação, por exemplo, partículas suspensas, solutos dissolvidos impermeáveis, e até mesmo solutos normalmente permeáveis, na superfície da membrana e/ou dentro dos poros da membrana. Espera-se que quase todos os componentes de alimentação colidam com as membranas até certo ponto. Ver Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Publicação Técnica, Lancaster, Pa., 1998 (Páginas 237 a 288). Os componentes e depósitos de sujeira podem incluir sais inorgânicos, particulados, microbianos e orgânicos.

[004] Normalmente, as membranas de filtração exigem limpeza periódica para permitir uma aplicação industrial bem-sucedida nas instalações de separação, como as encontradas nas indústrias de alimentos, laticínios e bebidas. As membranas de filtração podem ser limpas através da remoção de material estranho da superfície e do corpo da membrana e equipamento associado. O procedimento de limpeza para membranas de filtração pode envolver um processo de limpeza in situ CIP, em que os agentes de limpeza são circulados através da membrana para molhamento, penetração, dissolução e/ou enxágue longe de materiais estrangeiros da membrana. Vários parâmetros que podem ser manipulados para limpeza incluem tipicamente tempo, temperatura, energia mecânica, composição química, concentração química, tipo de sujeira, tipo de água, projeto hidráulico e materiais de construção da membrana.

[005] A energia química na forma de detergentes e produtos de limpeza pode ser usada para solubilizar ou dispersar a sujeira ou as manchas. A energia térmica na forma de calor pode ser usada para ajudar na ação dos limpadores químicos. Em geral, quanto maior a temperatura da limpeza da solução, mais eficaz ela é como tratamento de limpeza, embora a maioria dos materiais de membrana tenha limitações de temperatura devido ao material de construção. Além disso, muitas membranas têm limitações químicas. A energia mecânica na forma de fluxo de alta velocidade também contribui para a limpeza bem-sucedida dos sistemas de membrana. Ver Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technical Publication, Lancaster, Pa., 1998, Páginas 237 a 288.

[006] Em geral, constatou-se que a frequência de limpeza e o tipo de tratamento químico realizado na membrana afetam a vida operacional de uma membrana. Acredita-se que a vida operacional de uma membrana pode ser diminuída como resultado da degradação química da membrana ao longo do tempo. Várias membranas são fornecidas com temperatura, pH e restrições químicas para minimizar a degradação do material da membrana. Por exemplo, muitas membranas de osmose inversa de poliamida têm restrições de cloro porque o cloro pode ter uma tendência para halogenar e danificar a membrana. Limpar e higienizar membranas de filtração é desejável para cumprir as leis e regulamentações que podem exigir limpeza em certas aplicações (por exemplo, indústrias de alimento e biotecnologia), reduzir micro-organismos para evitar a contaminação das correntes de produtos e otimizar o processo restaurando-se o fluxo. Ver Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technical Publication, Lancaster, Pa., 1998, Páginas 237 a 288.

[007] Outras técnicas exemplificativas para limpeza de membranas de filtração são divulgadas pela Pat. n° U.S. 4.740.308 de Fremont et al.; Pat. n° U.S. 6.387.189 de Groschl et al.; Pat. n° U.S. 6.071.356 de Olsen; e Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technical Publication, Lancaster, Pa., 1998 (Páginas 237 a 239).

[008] Acredita-se que o desempenho da membrana diminua durante o processamento de leite, soro e outras correntes de alimentação devido à incrustação da superfície da membrana ou poros da membrana por proteínas, gorduras, minerais e outros componentes da corrente de alimentação.

[009] A incrustação de membranas que processa alto teor de fluxos de alimentação de sólidos, portanto, exige que elas sejam limpas regularmente com uso de uma abordagem de limpeza no local (CIP), na qual o uso de adjuvantes alcalinos, ácidos e de limpeza, como tensoativos e polímeros condicionadores de água, ajuda na limpeza dos contaminantes e restaura a membrana para uso funcional.

[0010] O uso adequado de alcalinos, ácidos e adjuvantes requer um entendimento da funcionalidade do produto químico utilizado. Como exemplo, um pH muito alto ou muito baixo pode danificar o material da membrana polimérica. O uso de solventes ou o uso excessivo de tensoativos muitas vezes pode levar à destruição da linha de cola, causando a delaminação da membrana, tornando-a não funcional. O uso excessivo de produtos químicos oxidativos, como hipoclorito de sódio (água sanitária) ou peróxido de hidrogênio, pode causar danos irreversíveis a alguns tipos de membranas poliméricas.

[0011] As composições de limpeza convencionais usadas nos protocolos CIP, particularmente aqueles destinados ao uso institucional, geralmente contêm etoxilatos de alquilfenol (APEs). Os APEs são utilizados em composições de limpeza como limpador e desengordurante por sua eficácia na remoção de uma variedade de sujeiras de uma variedade de superfícies. Os APEs comumente usados incluem tensoativos de etoxilatos de nonilfenol (NPE), como NPE 9.5 ou nonoxinol-9, que é um etoxilato de 9,5 mols de nonilfenol.

[0012] No entanto, apesar de eficazes, os APEs são desfavorecidos devido a preocupações ambientais. Por exemplo, os NPEs são formados através da combinação de óxido de etileno com nonilfenol (NP). NP e NPEs exibem propriedades semelhantes ao estrogênio e podem contaminar a água, a vegetação e a vida marinha. O NPE também não é facilmente biodegradável e permanece no meio ambiente ou na cadeia alimentar por períodos indefinidos. Portanto, existe uma necessidade na técnica de uma alternativa ecológica e biodegradável que possa substituir os APEs em produtos de limpeza de membranas, que permitam que as membranas sejam adequadamente limpas da sujeira, não causem danos às membranas ou materiais de construção da membrana e não contaminem as próprias membranas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] Aqui são divulgadas modalidades no campo de limpeza no local e outros protocolos de limpeza de membranas para limpeza de membranas em instalações de separação. Mais especificamente, a divulgação se refere a um sistema de tensoativo que, para uso no mesmo, oferece um sistema de tensoativo alternativo mais seguro do que o NPE, atualmente usado em muitas operações.

[0014] É divulgado aqui um sistema de tensoativo, bem como composições de limpeza alcalina que incorporam o mesmo e métodos de uso do mesmo. Em uma modalidade, um sistema de tensoativo é divulgado para uso sozinho ou em composições de limpeza. Os requerentes identificaram características e certos tensoativos não iônicos estendidos para uso em membranas de limpeza. É divulgado aqui o uso de um ou mais tensoativos não iônicos estendidos para processos de limpeza de membranas, sendo também divulgadas divulgados combinações sinérgicas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, o tensoativo é um tensoativo propoxilado/etoxilado de cadeia estendida ramificada. Também são divulgadas características adicionais de tais tensoativos. O tensoativo, em uma modalidade, tem um ponto de turvação de 50 °C ou superior. Características adicionais incluem um ângulo de contato abaixo de 20 e uma baixa tensão interfacial. Os requerentes determinaram vários tensoativos e polímeros, um ou mais dos quais podem ser utilizados com sucesso em protocolos de limpeza de membranas. Em algumas modalidades, o tensoativo é um álcool Guebert.

[0015] Os tensoativos não iônicos estendidos incluem os da fórmula geral: R-[L]x-[O—CH2--CH2]y em que R é a porção química lipofílica, preferencialmente radical de hidrocarboneto ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou não substituído, alifático ou aromático que tem cerca de 8 a 20 átomos de carbono, L é um grupo de ligação, bloco de óxido de poli-alquileno, como um bloco de óxido de polipropileno; x é o comprimento da cadeia do grupo de ligação que varia de 5 a 25; e y é o grau médio de etoxilação que varia de 1 a 20, de preferência 6 a 10. O requerente constatou que, quando L é PO, o comprimento de extensão superior fica entre 5 e 8 mols de PO. Modalidades adicionais incluem combinações de tensoativos não iônicos de cadeia estendida que podem ser usadas em combinação com os tensoativos preferidos. Em algumas modalidades, o tensoativo tem um grupo R de 2 etil hexila.

[0016] Outra modalidade inclui uma composição de limpeza que compreende uma fonte de alcalinidade e o tensoativo e/ou sistema de polímero. A fonte de alcalinidade é tal que compreende aproximadamente 500 ppm a 10.000 ppm de ativos em uma solução de uso. O sistema de tensoativo compreende de cerca de 0,05 por cento em peso a cerca de 1,0 por cento em peso de ativos na solução de limpeza. Ingredientes funcionais adicionais, como quelantes, conservantes, hidrotopos e similares, também podem estar presentes. O sistema de tensoativo pode ser usado como parte de uma composição de limpeza, pode ser usado como uma composição de reforço em combinação com composições de limpeza padrão ou pode ser usado sozinho como parte de um processo geral de CIP.

[0017] Outra modalidade, é um método de remoção de sujeiras, solutos e proteínas das membranas de filtração em um processo de limpeza. O método inclui etapas de aplicação a uma membrana da composição de limpeza divulgada aqui, em algumas modalidades o método inclui remover o produto líquido do sistema de filtração, colocar a membrana em contato com uma composição de limpeza alcalina ou um sistema de tensoativo. Em algumas modalidades, o método inclui a falta de água com um dos tensoativos divulgados e lavar, posteriormente, a membrana com água e os tensoativos divulgados neste documento. Isso é tipicamente conseguido circulando-se, pelo sistema de filtração, uma solução de uso de limpeza aquosa e depois enxaguando-se o sistema de filtração.

[0018] As membranas que podem ser tratadas incluem quaisquer membranas que são concebidas para limpeza periódica, e são frequentemente utilizadas em várias aplicações que requerem separação por filtração. Indústrias exemplificativas que utilizam membranas que podem ser tratadas incluem a indústria de alimentos, a indústria de bebidas, a indústria de biotecnologia, a indústria farmacêutica, a indústria química e a indústria de purificação de água. No caso das indústrias de alimentos e bebidas, produtos como leite, soro, suco de frutas, cerveja e vinho são frequentemente processados através de uma membrana para separação. A indústria de purificação de água geralmente depende de membranas para dessalinização, remoção de contaminantes e tratamento de águas residuais. Um uso exemplificativo de membranas na indústria química inclui processos de eletropintura. Os métodos são particularmente úteis na remoção de proteínas, gorduras e minerais, como os do soro de leite em um processo de produção de leite ou queijo. Em uma modalidade, a membrana é uma membrana de polietersulfona ou uma membrana de fluoreto de polivinilideno.

[0019] Embora múltiplas modalidades sejam divulgadas, ainda outras modalidades da presente invenção ficarão evidentes para os versados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir, a qual mostra e descreve modalidades ilustrativas. Consequentemente, os desenhos e a descrição detalhada serão considerados como de natureza ilustrativa e não restritiva.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0020] A Figura 1 é um gráfico de Tensão Interfacial Dinâmica (IFT) medido a 50 °C, 400 rpm contra óleo de amendoim.

[0021] A Figura 2 é um gráfico de IFT dinâmico medido a 50 °C, 400 rpm contra óleo de palma.

[0022] A Figura é um gráfico de IFT dinâmico medido a 50 °C, 400 rpm contra ghee.

[0023] A Figura 4 é um gráfico do ângulo de contato medido a 50 °C ao longo do tempo para o tensoativo EH 9, água desionizada, NPE e óxido de amina.

[0024] A Figura 5 é um gráfico do ângulo de contato dos tensoativos EH9, 25R2, XP40 e XP 80 à temperatura ambiente.

[0025] A Figura 6 é um gráfico do ângulo de contato dos tensoativos EH9, EH9/25R2, EH9/XP40 e EH9/XP80 a mescla de 95/5 à temperatura ambiente.

[0026] A Figura 7 é um gráfico do ângulo de contato dos tensoativos EH9, EH9/25R2, EH9/XP40 e EH9/XP80 a mescla de 90/10 à temperatura ambiente.

[0027] A Figura 8 é um gráfico do ângulo de contato dos tensoativos EH9, EH9/25R2, EH9/XP40 e EH9/XP80 a mescla de 80/20 à temperatura ambiente.

[0028] A Figura 9 é um gráfico comparativo das mesclas XP40 e EH9 em cupom de polisulfona à temperatura ambiente.

[0029] A Figura 10 é uma tensão interfacial contra ghee de tensoativos a 1.000 ppm, pH 11 e 50 °C.

[0030] A Figura 11 é um gráfico da remoção de gordura de manteiga de várias mesclas EH9/XP40.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0031] Além dos exemplos operacionais, ou quando indicado de outra forma, todos os números que expressam quantidades de ingredientes ou condições de reação aqui utilizados devem ser entendidos como modificados em todos os casos pelo termo ”cerca de”.

[0032] Como usado no presente documento, porcentagem em peso (% em peso), percentual em peso, % em peso e semelhantes são sinônimos que se referem à concentração de uma substância como o peso de tal substância dividido pelo peso total da composição e multiplicado por 100.

[0033] Conforme usado no presente documento, o termo "cerca de", que modifica a quantidade de um ingrediente nas composições da invenção, ou quando empregado nos métodos da invenção, se refere a variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, através de procedimentos de medição e manipulação de líquido típicos usados para fazer concentrados ou usar soluções no mundo real; através de erro inadvertido nesses procedimentos; através de diferenças na fabricação, fonte ou pureza dos ingredientes empregados para fazer as composições ou realizar os métodos; e semelhantes. O termo cerca de também engloba quantidades que diferem devido às condições de equilíbrio diferentes para uma composição que resulta de uma mistura inicial particular. Independentemente de terem sido modificadas ou não pelo termo “cerca de”, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades.

[0034] Conforme usado no presente documento, o termo “alquila” ou “grupos alquila” se refere a hidrocarbonetos saturados que têm um ou mais átomos de carbono, incluindo grupos alquila de cadeia linear (por exemplo, metila, etila, propila, butila, pentila, hexila, heptila, octila, nonila, decila, etc.), grupos alquila cíclicos (ou grupos "cicloalquila" ou "alicíclicos" ou "carbocíclicos") (por exemplo, ciclopropila, ciclopentila, ciclo-hexila, ciclo- heptila, ciclo-octila, etc.), grupos alquila de cadeia ramificada (por exemplo, isopropila, terc-butila, sec-butila, isobutila, etc.) e grupos alquila substituídos por alquila (por exemplo, grupos cicloalquila substituídos por alquila e grupos alquila substituídos por cicloalquila).

[0035] A menos que especificado de outra forma, o termo “alquila” inclui tanto “alquilas não substituídas” quanto “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 cadeia principal do hidrocarboneto. Esses 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 (incluindo alquilamino, dialquilamino, arilamino, diarilamino e alquilarilamino), acilamino (incluindo alquilcarbonilamino, arilcarbonilamino, carbamoíla e ureído), imino, sulfidrila, alquiltio, ariltio, tiocarboxilato, sulfatos, alquilssulfinila, sulfonatos, sulfamoíla, sulfonamido, nitro, trifluorometila, ciano, azido, heterocíclicos, alquilarila ou aromáticos (incluindo heteroaromáticos). Em algumas modalidades, alquilas substituídas podem incluir um grupo heterocíclico. Conforme usado no presente documento, o termo “grupo heterocíclico” inclui estruturas de anel fechado análogas a grupos carbocíclicos, em que um ou mais dentre os átomos de carbono no anel são um elemento diferente de carbono, por exemplo, nitrogênio, enxofre ou oxigênio. Grupos heterocíclicos podem ser saturados ou insaturados. Grupos heterocíclicos exemplificativos incluem, porém sem limitação, aziridina, óxido de etileno (epóxidos, oxiranos), ti-irano (epissulfetos), dioxirano, azetidina, oxetano, tietano, dioxetano, ditietano, ditiete, azolidina, pirrolidina, pirrolina, oxolano, di-hidrofurano e furano.

[0036] O termo "tensoativo" ou "agente ativo de superfície" se refere a um produto químico orgânico que quando adicionado a um líquido altera as propriedades desse líquido em uma superfície.

[0037] “Limpeza” significa executar ou auxiliar na remoção de sujeira, branqueamento, redução da população microbiana, lavagem ou combinação dos mesmos.

[0038] Conforme usado no presente documento, o termo "substancialmente livre" se refere a composições que carecem completamente do componente ou que têm uma quantidade tão pequena do componente que o componente não afeta o eficácia da composição. O componente pode estar presente como uma impureza ou como um contaminante e deve ser menor que 0,5% em peso. Em outra modalidade, a quantidade do componente é menor que 0,1% em peso e em ainda outra modalidade a quantidade de componente é menor que 0,01% em peso.

[0039] Deve ser observado que, quando usadas neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, as formas singulares “um”, “uma” e “o” e “a” incluem os referentes plurais, a menos que o conteúdo claramente determine de outro modo. Assim, por exemplo, a referência a uma composição que contém “um composto” inclui uma mistura de dois ou mais compostos. Vale citar também que o termo "ou" geralmente é usado em seu sentido mais amplo, incluindo "e/ou", salvo quando o contexto ditar claramente o contrário.

[0040] Os termos “ativos” ou “porcentagem de ativos” ou “percentagem em peso de ativos” ou “concentração de ativos” são usados no presente documento intercambiavelmente e se referem à concentração desses ingredientes envolvidos em limpeza expressos como uma percentagem menos ingredientes inertes, como água ou sais.

[0041] Conforme usado neste documento, os termos "livre de etoxilato de alquilfenol" ou "livre de NPE" se referem a uma composição, mistura ou ingredientes que não contêm etoxilatos de alquilfenol ou compostos contendo fenol ou aos quais o mesmo não foi adicionado. Se os compostos etoxilatos de alquilfenol ou etoxilato de alquilfenol estiverem presentes através da contaminação de uma composição, mistura ou ingredientes, a quantidade do mesmo deverá ser menor que 0,5% em peso. Em outra modalidade, a quantidade do componente é menor que 0,1% em peso e em ainda uma outra modalidade a quantidade de componente é menor que 0,01% em peso.

[0042] O termo "desempenho de limpeza substancialmente semelhante" se refere, de modo geral, à obtenção de um produto de limpeza substituto ou sistema de limpeza substituto, de modo geral, do mesmo grau (ou pelo menos não significativamente menor) de limpeza ou geralmente com o mesmo gasto (ou pelo menos não uma despesa significativamente menor) de esforço, ou ambos, quando usar o produto de limpeza substituo ou sistema de limpeza substituto do que um a limpeza contendo alquil fenol etoxilato para tratar uma condição de sujeira típica em um substrato típico. Esse grau de limpeza pode, dependendo do produto de limpeza específico e do substrato específico, corresponder a uma ausência geral de sujeiras visíveis ou a um grau menor de limpeza, conforme explicado no parágrafo anterior.

[0043] A citação de faixas numéricas por pontos de extremidade inclui todos os números incluídos nessa faixa (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 e 5).

[0044] Os termos “inclui” e “incluindo”, quando usados em referência a uma lista de materiais, se referem, porém sem limitação, aos materiais assim listados.

SISTEMA DE TENSOATIVO/POLÍMERO

[0045] A divulgação inclui um sistema de tensoativo que pode ser usado como reforço ou como parte de uma composição de limpeza alcalina ou ácida e métodos de uso do mesmo. Os tensoativos podem ser utilizados como adjuvantes de limpeza de membranas para remoção melhorada de proteínas, gordura e outras sujeiras das membranas e, em alguns casos, melhorando as propriedades de hidrofilicidade das membranas e melhorando as propriedades de permeação do processamento. Outras considerações para um sistema de tensoativo bem-sucedido incluem boas características de enxágue, baixa formação de espuma, boas propriedades de remoção ou limpeza de sujeira, biodegradabilidade e custo relativamente baixo. O uso de um tensoativo incompatível com a membrana pode causar problemas de incrustação nas superfícies da membrana. Por exemplo, o uso de tensoativos catiônicos está frequentemente associado a incrustações irreversíveis da membrana devido à incapacidade de enxaguar ou lavar o tensoativo da superfície. Entende-se que a membrana tem uma carga superficial negativa e, portanto, um tensoativo catiônico é fortemente atraído para a superfície e não pode ser facilmente removido. Esse tensoativo residual na superfície atua como um agente nocivo, causando baixas taxas de produção e fluxo de água, resultando em baixo desempenho da produção.

[0046] Outros tensoativos, como tensoativos aniônicos (DDBSA), não são atraídos para a superfície devido à carga negativa da membrana e do tensoativo. Acredita-se que isso melhore a capacidade de enxágue do tensoativo, ao mesmo tempo em que ajuda na limpeza de gorduras e proteínas devido à sua redução na tensão superficial.

[0047] Tensoativos não iônicos têm sido pouco utilizados como adjuvantes de limpeza de membranas. Eles geralmente têm propriedades positivas como desengorduramento, baixa formação de espuma, umedecimento e redução da tensão superficial. No entanto, muitos dos tensoativos não iônicos também podem causar problemas de incrustação na membrana devido às suas características gerais de baixa capacidade de lavagem. Como os não iônicos são moléculas tecnicamente neutras, a previsibilidade de que eles tenham ou não um bom desempenho como um intensificador de tensoativo em um tipo específico de membrana é menos certa. O peso molecular, o equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB), o comprimento da cadeia do álcool, a umidade de Draves e o grau de etoxilação isoladamente não prediz adequadamente se um tensoativo ou polímero não iônico funcionará bem em uma membrana. Os requerentes descobriram que, ao usar tensoativos não iônicos de cadeia estendida, várias características importantes existem e devem ser consideradas. Por exemplo, o ângulo de contato como um preditor de molhabilidade é importante e é preferível que o ângulo de contato seja menor que 20 graus. Também é importante a ramificação, pois pelo menos algumas ramificações tendem a melhorar as características de limpeza. Uma baixa tensão interfacial do tensoativo é talvez o preditor mais importante, bem como um ponto de turvação que é próximo ou mais alto que a temperatura de limpeza (normalmente 50 °C ou mais).

[0048] Além disso, o tipo de superfície da membrana, como polietersulfona (PES), fluoreto de polivinildenodenato (PVDF), tem diferentes energias de superfície que também afetam o funcionamento de um tensoativo na superfície e o funcionamento de contaminantes na superfície.

[0049] O corte de peso molecular ou o tamanho dos poros de uma membrana específica provavelmente também afetará a funcionalidade de um tensoativo devido à incrustação dos poros, penetração dos poros para limpeza de poros, exclusão de permeação de membrana devido à ramificação e peso molecular e facilidade de permeação devido à linearidade.

[0050] Uma modalidade inclui um componente tensoativo para uso nas composições e métodos de limpeza. O componente de tensoativo e polímero é preferencialmente um agente tensoativo PO/EO de cadeia prolongada não iônico.

TENSOATIVOS/POLÍMEROS

[0051] Em certas modalidades, o tensoativo inclui um ou mais tensoativos não iônicos geralmente caracterizados pela presença de um grupo hidrofóbico orgânico e um grupo hidrofílico orgânico e são tipicamente produzidos pela condensação de um composto hidrofóbico alifático orgânico, alquil aromático ou de polioxialquileno com uma fração de óxido alcalino hidrofílica a qual na prática comum é óxido de etileno ou um produto de poli- hidratação do mesmo, polietileno glicol. Praticamente qualquer composto hidrofóbico que tenha 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, tal como óxido de propileno, para formar um agente ativo de superfície não iônico. O comprimento da porção química de polioxialquileno hidrofílica que é condensada com qualquer composto hidrofóbico particular pode ser prontamente ajustado para render um composto dispersível em água ou solúvel em água que tenha um grau desejado de equilíbrio entre propriedades hidrofílicas e hidrofóbicas.

[0052] É divulgado aqui o uso de um ou mais tensoativos não iônicos estendidos para processos de limpeza de membranas. Em uma modalidade preferida, o tensoativo é um álcool etoxilado/propoxilado ramificado de cadeia estendida. O tensoativo em uma modalidade tem um ponto de turvação de 50° ou superior. Características adicionais incluem um ângulo de contato abaixo de 20 e uma baixa tensão interfacial. Os requerentes determinaram vários tensoativos e polímeros, um ou mais dos quais podem ser utilizados com sucesso em protocolos de limpeza de membranas.

[0053] Os tensoativos não iônicos estendidos incluem os da fórmula geral: R-[L]x-[O—CH2--CH2]y em que R é a porção química lipofílica, preferencialmente radical de hidrocarboneto ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou não substituído, alifático ou aromático que tem cerca de 8 a 20 átomos de carbono, L é um grupo de ligação, bloco de óxido de poli-alquileno, como um bloco de óxido de polipropileno, um bloco de óxido de poli-etileno, um bloco de óxido de poli-butileno ou uma mistura dos mesmos; x é o comprimento da cadeia do grupo de ligação que varia de 5 a 25; e y é o grau médio de etoxilação que varia de 1 a 20. O requerente constatou que, quando L é PO, o comprimento de extensão superior fica entre 5 e 8 mols de PO.

[0054] Outra modalidade é fornecer uma composição de limpeza compreendendo uma fonte de alcalinidade e o sistema de tensoativo. A fonte de alcalinidade é tal que compreende aproximadamente 500 ppm a 10.000 ppm de ativos em uma solução de uso. O sistema de tensoativo compreende de cerca de 0,05 por cento em peso a cerca de 1,0 por cento em peso de ativos na solução de limpeza. Também podem estar presentes ingredientes funcionais adicionais, como quelantes, conservantes, hidrotropos e similares. O sistema de tensoativo pode ser usado como parte de uma composição de limpeza, pode ser usado como uma composição de reforço em combinação com composições de limpeza padrão ou pode ser usado sozinho como parte de um processo geral de CIP.

[0055] Os tensoativos estendidos preferidos incluem: alcoxilatos de álcool Guerbet ramificados; tais como C10(PO)8(EO)x (x = 3,6,8,10) também, estendido alcoxilatos de álcoois lineares; C(12-14)(PO)16(OE)x (x = 6,12,17).

ALCOXILATOS DE ÁLCOOL RAMIFICADO

[0056] Alcoxilatos de álcool ramificado preferidos incluem etoxilatos de Guerbet. Os etoxilatos de Guerbet adequados têm a seguinte fórmula:

[0057] O etoxilato de Guerbet pode ser ainda definido em que R1 é C2-C20 alquila e R2 é H ou C1-C4 alquila. Em um aspecto adicional, o etoxilato de Guerbet é definido em que "n" é um número inteiro entre 2 e 20 e em que "m" é um número inteiro entre 1 e 40.

[0058] Em um aspecto preferido, o alcoxilato de álcool ramificado é um etoxilato de Guerbet que é preparado a partir de um álcool de Guerbet por dimerização de alcenos (por exemplo, butano).

[0059] Os alcoxilatos de álcool ramificado, incluindo os etoxilatos de Guerbet, podem ser preparados de acordo com a Pat. U.S. Nos. 6.906.320, 6.737.553 e 5.977.048, a divulgação dessas patentes é aqui incorporada por referência na sua totalidade. Exemplos de alcoxilatos de álcool ramificado incluem aqueles disponíveis sob os nomes comerciais Lutensol XP-30 e Lutensol XP-50 (BASF Corporation). Em geral, o Lutensol XP-30 pode ser considerado como tendo 3 grupos etóxi repetidos e o Lutensol XP-50 pode ser considerado como tendo 5 grupos etóxi repetidos.

[0060] Os alcoxilatos de álcool ramificado podem ser classificados como relativamente insolúveis em água ou relativamente solúveis em água. Em geral, um alcoxilato de álcool ramificado insolúvel em água pode ser considerado um alcoxilato que, quando fornecido como uma composição contendo 5% em peso do alcoxilato de álcool ramificado e 95% em peso de água, tem uma tendência para separar por fase. Lutensol XP-30 e Lutensol XP-50 da BASF Corporation são exemplos de alcoxilatos de álcool ramificado insolúveis em água.

[0061] De acordo com uma modalidade, um alcoxilato de álcool ramificado, de preferência um etoxilato de Guerbet insolúvel em água tem de cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de óxido de etileno, de cerca de 20% em peso a cerca de 70% em peso de óxido de etileno, de preferência, de cerca de 30% em peso a cerca de 60% em peso de óxido de etileno. Em uma modalidade preferida, estes tensoativos podem ser utilizados em combinação com outros tensoativos, tais como os tensoativos estendidos etil hexila (PO)5(EO)y.

[0062] Os tensoativos estendidos adicionais incluem tensoativos não iônicos estendidos com tampa que diminuem o perfil de espuma da composição e a espuma da sujeira proteica.

[0063] Os tensoativos não iônicos estendidos limitados podem incluir: R-[PO]x-[EO]y[N]z

[0064] em que N é um grupo de nivelamento, como um grupo alquila, como metila, benzila, butila, etc.; um grupo de PO de 1 a 5 de comprimento. Estes tensoativos não iônicos tampados têm perfis de espuma reduzidos e semelhantes e são eficazes para formulações e detergentes de auxílio de lavagem.

[0065] Deseja-se a formação da microemulsão.

[0066] Muitos tensoativos aniônicos ou não aniônicos de cadeia estendida são comercialmente disponíveis a partir de um número de fontes. A Tabela 1 é uma lista representativa e não limitativa de vários exemplos do mesmo. TABELA 1 ** Exp são fabricados pela Ecolab

[0067] Particularmente preferidos são os tensoativos não iônicos estendidos de etil hexila (PO)5(EO)6 ou 9 estendidos. Mais preferencialmente ramificado na posição 2. Em modalidades adicionais, o álcool estendido de etil hexila ramificado pode ser emparelhado com um álcool Guerbet, como a série de tensoativos Lutensol da BASF. (Álcool guerbet de 3 propil-heptanol C10-(PO)a(EO)b, em que a é 1,0 a 1,5 e b é 4 a 14). O sistema de tensoativo pode ser usado sozinho como um intensificador, compreendendo tensoativo e um transportador (como água) ou pode compreender de cerca de 0,005 por cento em peso a cerca de 5,0 por cento em peso de ativos, de preferência cerca de 0,01 por cento em peso a cerca de 3,0 por cento em peso, e mais preferencialmente cerca de 0,05 por cento em peso a cerca de 1,0 por cento em peso é ativado como parte de uma composição de limpeza.

TENSOATIVO NÃO IÔNICO ADICIONAL

[0068] Em certas modalidades, tensoativos não iônicos adicionais podem ser utilizados em uma composição de limpeza junto com os tensoativos divulgados. Tensoativos não iônicos úteis incluem:

[0069] Produtos de condensação de um mol de um álcool saturado ou insaturado de cadeia reta ou ramificada que têm de 6 a 24 átomos de carbono com 3 a 50 mols de óxido de etileno. A porção química de álcool pode consistir em misturas de álcoois na faixa de carbono delineada acima ou a mesma pode consistir em um álcool que tem um número específico de átomos de carbono dentro dessa faixa. Os exemplos de tensoativo comercial semelhantes estão disponíveis sob os nomes comerciais Neodol™ fabricado pela Shell Chemical Co. e Alfonic™ fabricado pela Vista Chemical Co. Isso inclui álcoois Guerbet, tais como aqueles vendidos sob o nome Lutensol da BASF.

[0070] Além dos ácidos carboxílicos etoxilados, comumente chamados ésteres de polietilenoglicol, outros ésteres de ácido alcanoico formados por reação com glicerídeos, glicerina e álcoois poli-hídricos (sacarídeo ou sorbitano/sorbitol) têm aplicação nessa invenção. Todas essas porções químicas de éster têm um ou mais sítios de hidrogênio reativo na sua molécula que podem sofrer acilação adicional ou adição de óxido de etileno (alcóxido) para controlar a hidrofilicidade destas substâncias.

[0071] Os álcoois graxos C6-C18 etoxilados e álcoois graxos C6-C18 etoxilados e propoxilados misturados são tensoativos adequados para uso nas presentes composições, particularmente aquelas que são solúveis em água. Álcoois graxos etoxilados adequados incluem os álcoois graxos C10-C18 etoxilados com um grau de etoxilação de 3 a 50.

[0072] Tensoativos de alquilpolissacarídeo não iônicos adequados, particularmente para uso nas presentes composições incluem aqueles divulgados na Pat. U.S. No. 4.565.647, Llenado, emitida em 21 de Jan., 1986. Esses tensoativos incluem um grupo hidrofóbico que contém de 6 a 30 átomos de carbono e um polissacarídeo, por exemplo, um poliglicosídeo, grupo hidrofílico que contém de 1,3 a 10 unidades de sacarídeos. Qualquer sacarídeo redutor que contém 5 ou 6 átomos de carbono pode ser usado, por exemplo, porções químicas de glicose, galactose e galactosil podem ser usadas em lugar de porções químicas de glicosil. (Opcionalmente, o grupo hidrofóbico é anexado nas posições 2, 3, 4, etc., resultando em glicose ou galactose, em oposição a um glicosídeo ou galactósido). As ligações entre sacarídeos podem estar, por exemplo, entre a única posição das unidades de sacarídeo adicionais e as posições 2, 3, 4 e/ou 6 nas unidades de sacarídeo anteriores.

[0073] O tratado Nonionic Surfactants, editado por Schick, M. J., Vol. 1 da Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., New York, 1983 é uma excelente referência sobre a ampla variedade de compostos não iônicos geralmente empregados na prática da presente invenção. Uma listagem típica de classes não iônicas e espécies desses tensoativos é fornecida na Pat. U.S. n° 3.929.678, emitida para Laughlin e Heuring em 30 de dezembro de 1975. Exemplos adicionais são fornecidos em "Surface Active Agents and Detergents" (Volume I e II por Schwartz, Perry e Berch).

[0074] Em algumas modalidades, o agente tensoativo não iônico é um etoxilato de álcool de Guerbet da fórmula R1--(OC2H4)n--(OH), em que R1 é um grupo alquila C9-C20 ramificado e n é de 2 a 10.

[0075] Em uma modalidade preferida, o etoxilato de álcool de Guerbet usado no sistema de tensoativo líquido é um etoxilato de álcool de Guerbet de fórmula R1--(OC2H4)n--(OH), que inclui um etoxilato de álcool de Guerbet em que R1 é um grupo alquila C10 a C18 alquila e n é de 5 a 10, de preferência 7 a 9 e também aqueles em que R1 é um grupo alquila C8 a C12 ramificado, de preferência grupo alquila C10 ramificado e n é 2 a 4, de preferência 3. Esses álcoois de Guerbet estão disponíveis, por exemplo, sob o nome comercial Lutensol da BASF ou Eutanol G da Cognis.

[0076] A reação de Guerbet é uma autocondensação de álcoois pela qual são produzidos álcoois com cadeias de alquila ramificadas. A sequência da reação está relacionada à condensação de Aldol e ocorre a altas temperaturas em condições catalíticas. O produto é um álcool ramificado com o dobro do peso molecular do reagente menos um mol de água. A reação prossegue por um número de etapas de reação sequenciais. Inicialmente, o álcool é oxidado em um aldeído. Então a condensação de Aldol ocorre após a extração de prótons. Depois disso, o produto aldol é desidratado e ocorre a hidrogenação do aldeído alílico.

[0077] Esses produtos são chamados de álcoois de Guerbet e são posteriormente reagidos aos álcoois de Guerbet alcoxilados não iônicos por alcoxilação com, por exemplo, óxido de etileno ou óxido de propileno. Os álcoois de Guerbet etoxilados têm uma menor solubilidade em água em comparação com os álcoois etoxilados lineares com o mesmo número de átomos de carbono. Portanto, a troca de álcoois graxos lineares por álcoois graxos ramificados torna necessário o uso de bons solubilizadores que são capazes de manter o álcool de guerbet em solução e a emulsão resultante estável mesmo durante um período de armazenamento mais longo.

[0078] Em certas modalidades, os sistemas tensoativos incluem um ou mais outros polímeros adequados que podem ser utilizados, tais como sulfonatos de alquilarila. Sulfonatos de alquilarila adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza podem ter um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono e o grupo arila pode ser pelo menos um dentre benzeno, tolueno e xileno. Um sulfonato de alquilarila adequado inclui sulfonato de alquilbenzeno linear. Um sulfonato de alquilbenzeno linear adequado inclui dodecil benzilsulfonato linear que pode ser proporcionado como um ácido sulfônico que é neutralizado para formar o sulfonato. Sulfonatos de alquilarila adicionais adequados incluem sulfonato de xileno e sulfonato de cumeno.

[0079] Sulfonatos de alcano adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza podem ter um grupo alcano que tem 6 a 24 átomos de carbono. Sulfonatos de alcano adequados que podem ser utilizados incluem sulfonatos de alcano secundários. Um sulfonato secundário de alcano adequado inclui sulfonato de C14-C17 alquila secundário de sódio disponível comercialmente como Hostapur SAS da Clariant.

[0080] Em uma modalidade preferida, o sistema de tensoativo inclui um ou mais dos seguintes: um polialquileno glicol, um álcool etoxilado, um etoxilato de éter polialquileno glicol, um alquil glucosídeo, um sulfonato de alquilarila, um alquil dimetil amina óxido de alquil dimetil amina e um sulfonato de alfa-olefina. Em uma modalidade mais preferida, o tensoativo inclui um polietilenoglicol, um etoxilato de álcool C9-C11 linear (de preferência com 5 a 6 mols de etoxilação, um alcoxilato de álcool de Guerbet, como os vendidos com o nome comercial Lutensol® (ex. BASF AG), disponíveis em uma variedade de graus, de um modo preferido Lutensol XP- 50, um alquil glucosido hexilo, um alquilo linear benzeno sulfonato, um dimetil lauril amina óxido e uma alfa-olefina sulfonato.

ÁGUA

[0081] As composições de reforço e limpeza podem compreender água em quantidades que variam dependendo das técnicas para processar a composição.

[0082] A água fornece um meio que dissolve, suspende ou transporta os outros componentes da composição. A água também pode funcionar para fornecer e molhar a composição em um objeto.

[0083] Em algumas modalidades, a água constitui uma grande porção da composição e pode ser o equilíbrio da composição além da mescla de tensoativo, fonte de alcalinidade, ingredientes adicionais e similares. A quantidade e o tipo de água dependerão da natureza da composição como um todo, do armazenamento ambiental e do método de aplicação, incluindo composição de concentração, forma da composição e método de entrega pretendido, entre outros fatores. Notavelmente, o carreador deve ser escolhido e utilizado em uma concentração que não iniba a eficácia dos componentes funcionais na composição da invenção para o uso pretendido, por exemplo, branqueamento, higienização, limpeza.

[0084] Em certas modalidades, a presente composição inclui cerca de 5 a cerca de 90% em peso de água, cerca de 10 a cerca de 80% em peso de água, cerca de 20 a cerca de 60% em peso de água ou cerca de 30 a cerca de 40% em peso de água. Deve ser entendido que todos os valores e faixas entre esses valores e faixas estão abrangidos pela presente invenção.

COMPOSIÇÕES DE LIMPEZA

[0085] Como indicado anteriormente, a mescla de tensoativo da composição pode ser formulada como parte de uma composição de limpeza que inclui uma fonte de alcalinidade e/ou ácido.

FONTE DE ALCALINIDADE

[0086] A composição de limpeza inclui uma quantidade eficaz de uma ou mais fontes alcalinas para melhorar a limpeza e melhorar o desempenho da remoção de sujeira. Em geral, espera-se que uma composição de limpeza concentrada inclua a fonte alcalina em uma quantidade de pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 15% em peso ou pelo menos cerca de 25% por peso. A fim de proporcionar espaço suficiente para outros componentes no concentrado, a fonte alcalina pode ser fornecida no concentrado em uma quantidade inferior a cerca de 75% em peso, menor que cerca de 60% em peso ou menor que cerca de 50% em peso. Em outra modalidade, a fonte de alcalinidade pode constituir entre cerca de 0,1% e cerca de 90% em peso, entre cerca de 0,5% e cerca de 80% em peso e entre cerca de 1% e cerca de 60% em peso do peso total da composição de limpeza. Uma fonte de alcalinidade está presente em uma quantidade suficiente para fornecer 500 ppm a cerca de 5000 ppm de ativos em uma composição de uso.

[0087] Uma quantidade eficaz de uma ou mais fontes alcalinas deve ser considerada como uma quantidade que fornece uma composição de uso com um pH de pelo menos cerca de 8 e geralmente entre cerca de 9,5 e 13. Quando a composição de uso tiver um pH entre cerca de 8 e cerca de 10, a mesma pode ser considerada levemente alcalina e, quando o pH for maior que cerca de 13, a composição de uso pode ser considerada cáustica. Em algumas circunstâncias, a composição de limpeza pode fornecer uma composição de uso que é útil em níveis de pH abaixo de cerca de 8. Em tais composições, a fonte alcalina pode ser omitida e agentes de ajuste de pH adicionais podem ser utilizados para fornecer à composição de uso o pH desejado.

[0088] Exemplos de fontes alcalinas adequadas da composição de limpeza incluem, porém sem limitação, carbonatos de metais alcalinos e hidróxidos de metais alcalinos. Os carbonatos de metais alcalinos exemplificativos que podem ser usados incluem, porém sem limitação: carbonato de sódio ou potássio, bicarbonato, sesquicarbonato e misturas dos mesmos. Hidróxidos de metal alcalino exemplificativos que podem ser usados incluem, porém sem limitação, hidróxido de sódio, lítio ou potássio. O hidróxido de metal alcalino pode ser adicionado à composição em qualquer forma conhecida na técnica, incluindo esferas sólidas, dissolvidas em uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, hidróxidos de metal alcalino estão comercialmente disponíveis como um sólido na forma de sólidos prensados ou microesferas que têm uma mistura de tamanhos de partículas na faixa de 12 a 100 mesh americana ou como uma solução aquosa, como por exemplo, como uma solução de 45% e 50% em peso. Em uma modalidade, o hidróxido de metal alcalino é adicionado na forma de uma solução aquosa, particularmente uma solução de hidróxido de 50% em peso, para reduzir a quantidade de calor gerado na composição devido à hidratação do material alcalino sólido.

[0089] Além da primeira fonte de alcalinidade, a composição de limpeza pode compreender uma fonte secundária de alcalinidade. Exemplos de fontes alcalinas secundárias úteis incluem, porém sem limitação: silicatos metálicos, tais como silicato de sódio ou potássio ou metassilicato; carbonatos de metal, tais como carbonato de sódio ou potássio, bicarbonato, sesquicarbonato; boratos metálicos tais como borato de sódio ou potássio; e etanolaminas e aminas. Tais agentes de alcalinidade estão normalmente disponíveis na forma aquosa ou em pó, sendo que qualquer um deles é útil na formulação das presentes composições de limpeza.

[0090] A composição de limpeza pode ser livre de fósforo e/ou ácido nitrilotriacético (NTA) para atender a certos regulamentos. Sem fósforo (também dito como "livre de fósforo") significa uma composição concentrada com menos de aproximadamente 0,5% em peso, mais particularmente, menos que aproximadamente 0,1% em peso e ainda mais particularmente menor que aproximadamente 0,01% em peso de fósforo com base no peso total da composição concentrada. Isento de NTA (também dito como "isento de NTA") significa uma composição concentrada com menos de aproximadamente 0,5% em peso, menos de aproximadamente 0,1% em peso e geralmente menos de aproximadamente 0,01% em peso de NTA com base no peso total do concentrado composição.

FONTE DE ACIDEZ

[0091] As composições também podem ser de natureza ácida e podem compreender pelo menos um ácido inorgânico e/ou orgânico em uma quantidade suficiente para que as composições tenham um pH de 4 ou menos. Geralmente, ácidos inorgânicos úteis incluem ácidos inorgânicos e minerais solúveis em água. Exemplos não limitativos de ácidos úteis incluem ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, etc., individualmente ou em combinação.

[0092] Quanto aos ácidos orgânicos, exemplos não limitativos incluem qualquer ácido orgânico conhecido que pode ser considerado eficaz nas composições da invenção. Ácidos orgânicos geralmente úteis são aqueles que incluem pelo menos um átomo de carbono e incluem pelo menos um grupo (--COOH) carboxila em sua estrutura. Mais especificamente, os ácidos orgânicos úteis contêm de 1 a cerca de 6 átomos de carbono têm pelo menos um grupo carboxila e são solúveis em água. Exemplos não limitativos incluem ácido acético, ácido cloroacético, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido propiônico e assim por diante.

MATERIAIS FUNCIONAIS ADICIONAIS

[0093] Os componentes do reforço de tensoativo ou composição de limpeza podem ser combinados com vários componentes funcionais adicionais. Em algumas modalidades, a composição de limpeza, incluindo a fonte de alcalinidade, fonte de acidez, o sistema de tensoativo e a água, compõe uma grande quantidade, ou mesmo substancialmente todo o peso total da composição de limpeza, por exemplo, em modalidades com pouco ou nenhum adicional materiais funcionais dispostos nele. Nessas modalidades, as faixas de concentrações de componentes fornecidas acima para a composição de limpeza são representativas das faixas dos mesmos componentes na composição de limpeza.

[0094] Os materiais funcionais fornecem propriedades e funcionalidades desejadas às composições de detergente. Para as finalidades deste pedido, o termo “materiais funcionais" inclui um material que, quando disperso ou dissolvido em um uso e/ou concentrado, 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 dados apenas a título de exemplo e uma ampla variedade de outros materiais funcionais possa ser usada. Por exemplo, muitos dentre os materiais funcionais discutidos abaixo se referem a materiais usados em aplicações de limpeza. No entanto, outras modalidades podem incluir materiais funcionais para uso em outras aplicações.

TENSOATIVOS ADICIONAIS

[0095] A composição de limpeza pode conter um componente tensoativo adicional que inclui uma quantidade detersiva de um tensoativo aniônico ou uma mistura de tensoativos aniônicos. Os tensoativos aniônicos são desejáveis em composições de limpeza devido às suas propriedades umidificantes, detersivas e muitas vezes boa compatibilidade com membranas. Os tensoativos aniônicos que podem ser utilizados incluem qualquer tensoativo aniônico disponível na indústria de limpeza. Grupos adequados de tensoativos aniônicos incluem sulfonatos e sulfatos. Tensoativos adequados que podem ser proporcionados no componente tensoativo aniônico incluem alquilarilsulfonatos, alcanossulfonatos secundários, sulfonatos de éster metilalquílico, sulfonatos de alfa-olefina, sulfatos de éster de alquila, sulfatos de alquila e sulfatos de álcool.

[0096] Sulfonatos de alquilarila adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza podem ter um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono e o grupo arila pode ser pelo menos um dentre benzeno, tolueno e xileno. Um sulfonato de alquilarila adequado inclui sulfonato de alquilbenzeno linear. Um sulfonato de alquilbenzeno linear adequado inclui dodecil benzilsulfonato linear que pode ser proporcionado como um ácido que é neutralizado para formar o sulfonato. Sulfonatos de alquilarila adicionais adequados incluem sulfonato de xileno e sulfonato de cumeno.

[0097] Sulfonatos de alcano adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza podem ter um grupo alcano que tem 6 a 24 átomos de carbono. Sulfonatos de alcano adequados que podem ser utilizados incluem sulfonatos de alcano secundários. Um sulfonato secundário de alcano adequado inclui sulfonato de C14-C17 alquila secundário de sódio disponível comercialmente como Hostapur SAS da Clariant.

[0098] Os sulfonatos de éster metílico de alquila adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza incluem aqueles que possuem um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono. Os sulfonatos de alfa-olefina adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza incluem aqueles que possuem grupos alfa-olefina que contêm 6 a 24 átomos de carbono.

[0099] Os sulfatos de alquiléter apropriados que podem ser utilizados na composição de limpeza incluem aqueles que têm entre cerca de 1 e cerca de 10 grupos alcóxi repetidos, entre cerca de 1 e cerca de 5 grupos alcóxi repetidos. Em geral, o grupo alcóxi conterá entre cerca de 2 e cerca de 4 átomos de carbono. Um grupo alcóxi adequado é etóxi. Um sulfato de alquiléter adequado é o sulfato de lauril éter etoxilado de sódio e está disponível sob o nome de Steol CS-460.

[00100] Os alquilsulfatos adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza incluem aqueles que têm um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono. Os alquilsulfatos adequados incluem, porém sem limitação, laurilsulfato de sódio e lauril/miristilsulfato de sódio.

[00101] Os alquilsulfatos adequados que podem ser utilizados na composição de limpeza incluem aqueles que têm um grupo alquila que contém 6 a 24 átomos de carbono.

[00102] Em uma modalidade preferida, o componente cotensoativo é um material de cadeia menor, de preferência menos de 12 carbonos e mais preferencialmente de cerca de 6 a cerca de 10 carbonos. O tensoativo e qualquer combinação opcional de cotensoativo juntos substituem o NPE em uma base de 1:1 no nível de ativos.

[00103] O tensoativo aniônico pode ser neutralizado com um sal de metal alcalino, uma amina ou uma mistura dos mesmos. Os sais de metais alcalinos adequados incluem sódio, potássio e magnésio. Aminas adequadas incluem monoetanolamina, trietanolamina e monoisopropanolamina. Se for usada uma mistura de sais, uma mistura adequada de sal de metal alcalino pode ser sódio e magnésio, e a razão molar entre sódio e magnésio pode estar entre cerca de 3:1 e cerca de 1:1.

[00104] A composição de limpeza, quando fornecida como um concentrado, pode incluir o componente tensoativo em uma quantidade suficiente para fornecer uma composição de uso com as propriedades desejáveis de umedecimento e de detersão após a diluição em água. O concentrado pode conter cerca de 0,1% em peso a cerca de 0,5% em peso, cerca de 0,1% em peso a cerca de 1,0% em peso, cerca de 1,0% em peso a cerca de 5% em peso, cerca de 5% em peso a cerca de 10% em peso, cerca de 10% em peso a cerca de 20% em peso, 30% em peso, cerca de 0,5% em peso a cerca de 25% em peso e cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso, e concentrações intermediárias semelhantes do tensoativo aniônico.

[00105] A composição de limpeza pode conter um componente cotensoativo não iônico adicional que inclui uma quantidade detersiva de um tensoativo não iônico adicional ou uma mistura de tensoativos não iônicos. Tensoativos não iônicos podem ser incluídos na composição de limpeza para melhorar as propriedades de remoção de sujeira. Embora o componente cotensoativo adicional possa incluir um componente tensoativo não iônico, deve ser entendido que o componente cotensoativo não iônico pode ser excluído da composição de limpeza.

[00106] Os tensoativos não iônicos que podem ser utilizados na composição incluem tensoativos de óxido de polialquileno (também conhecidos como tensoativos de polioxialquileno ou tensoativos de polialquilenoglicol). Tensoativos de óxido de polialquileno adequados incluem tensoativos de polioxipropileno e tensoativos de polioxietilenoglicol. Tensoativos adequados desse tipo são copolímeros em bloco de polioxipropileno orgânico (PO)-polioxietileno (EO). Esses tensoativos incluem um polímero dibloco compreendendo um bloco EO e um bloco PO, um bloco central de unidades de polioxipropileno (PO), e que tem blocos de polioxietileno enxertados na unidade de polioxipropileno ou um bloco central de OE com blocos PO ligados. Além disso, esse tensoativo pode ter mais blocos de polioxietileno ou polioxipropileno nas moléculas. Uma faixa de pesos moleculares médios adequados de tensoativos úteis pode ser de cerca de 1.000 a cerca de 40.000 e a percentagem em peso de óxido de etileno pode ser de cerca de 10 a 80% em peso.

[00107] Tensoativos não iônicos adicionais incluem alcoxilatos de álcool. Um alcoxilato de álcool adequado inclui etoxilatos de álcool lineares, como Tomadol™ 1-5, que é um tensoativo que contém um grupo alquila que tem 11 átomos de carbono e 5 mols de óxido de etileno. Alcoxilatos de álcool adicionais incluem etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de álcool ramificado, etoxilatos de álcool secundário (por exemplo, Tergitol 15-S-7 da Dow Chemical), etoxilatos de óleo de rícino, etoxilatos de alquilamina, etoxilatos de sebo amina, etoxilatos de ácidos graxos, etoxilatos de oleato sorbital, etoxilatos com extremidades fixas ou misturas dos mesmos. Tensoativos não iônicos adicionais incluem amidas tais como alcanolamidas graxas, alquildietanolamidas, dietanolamida de coco, dietanolamida de lauramida, dietanolamida de cocoamida, cocoamida de polietilenoglicol (por exemplo, cocoamida PEG-6), dietanolamida oleica ou misturas das mesmas. Tensoativos não iônicos adequados 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 alquílico, ésteres alquílicos, ésteres alquilfenol etoxilato fosfato, alquil polissacarídeos copolímeros em bloco, alquil glucosídeos ou misturas dos mesmos.

[00108] Quando cotensoativos não iônicos são incluídos no concentrado da composição de limpeza, eles podem ser incluídos em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,1% em peso e podem ser incluídos em uma quantidade de até cerca de 15% em peso. O concentrado pode incluir cerca de 0,1 a 1,0% em peso, cerca de 0,5% em peso a cerca de 12% em peso ou cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso do tensoativo não iônico.

[00109] Tensoativos anfotéricos também podem ser usados para fornecer propriedades detersivas desejadas. Os tensoativos anfotéricos adequados que podem ser utilizados incluem, porém sem limitação: betaínas, imidazolinas e propionatos. Tensoativos anfotéricos adequados incluem, porém sem limitação: sultaínas, anfopropionatos, anfodipropionatos, aminopropionatos, aminodipropionatos, anfoacetatos, anfodiacetatos e anfo- hidroxipropilsulfonatos.

[00110] Quando a composição de limpeza inclui um tensoativo anfotérico, o tensoativo anfotérico pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 15% em peso. O concentrado pode incluir cerca de 0,1% em peso a cerca de 1,0% em peso, 0,5% em peso a cerca de 12% em peso ou cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso do tensoativo anfotérico.

AGENTES DE CLAREAMENTO

[00111] A composição de limpeza também pode incluir agentes de branqueamento para clarear ou embranquecer um substrato. Exemplos de agentes de branqueamento adequados incluem compostos de branqueamento capazes de libertar uma espécie de halogênio ativo, tais como Cl2, Br2, -OCl- e/ou -OBr-, sob condições tipicamente encontradas durante o processo de limpeza. Os agentes de branqueamento adequados para uso nas presentes composições de limpeza incluem, por exemplo, compostos contendo cloro, como cloro, hipoclorito e cloramina. Alguns exemplos de compostos de liberação de halogênio incluem os dicloroisocianuratos de metais alcalinos, fosfato trissódico clorado, hipocloritos de metais alcalinos, monocloramina e dicloroamina e semelhantes. Fontes de cloro encapsulado também podem ser usadas para intensificar a estabilidade da fonte de cloro na composição (consultar, por exemplo, as Patentes U.S. Nos. 4.618.914 e 4.830.773, cujas descrições são incorporadas aqui por referência). Um agente de branqueamento pode ser também um peróxido ou ativo de hidrogênio, peróxido de hidrogênio, perboratos, peroxi-hidrato de carbonato de sódio, peroxi-hidratos de fosfato, permonossulfato de potássio e mono e tetra-hidrato de perborato de sódio com e sem ativadores, tais como diamina de tetra- acetiletileno e semelhantes. A composição pode incluir uma quantidade eficaz de um agente de branqueamento. Quando o concentrado inclui um agente de branqueamento, pode ser incluído em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 60% em peso, cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso, cerca de 3% em peso a cerca de 8% em peso e cerca de 3% em peso a cerca de 6% em peso.

CARGAS DE LIMPEZA

[00112] A composição de limpeza pode incluir uma quantidade eficaz de cargas de limpeza, que não funciona como um agente de limpeza em si, mas coopera com o agente de limpeza para melhorar a capacidade geral de limpeza da composição. Exemplos de cargas de limpeza adequados para uso nas presentes composições de limpeza incluem sulfato de sódio, cloreto de sódio, amido, açúcares, C1-C10 alquileno-glicóis tais como propileno glicol, e outros semelhantes. Quando o concentrado inclui uma carga de limpeza, pode ser incluído em uma quantidade entre cerca de 1% em peso e cerca de 20% em peso e entre cerca de 3% em peso e cerca de 15% em peso.

AGENTES DE ESTABILIZAÇÃO

[00113] Os agentes de estabilização que podem ser usados na composição de limpeza incluem, porém sem limitação: aminas alifáticas primárias, betainas, borato, íons cálcio, citrato de sódio, ácido cítrico, formato de sódio, glicerina, ácido malônico, diácidos orgânicos, polióis, propileno glicol e suas misturas. O concentrado não precisa incluir um agente de estabilização, mas quando o concentrado inclui um agente de estabilização, ele pode ser incluído em uma quantidade que forneça o nível desejado de estabilidade do concentrado. Intervalos exemplificativos do agente de estabilização incluem até cerca de 20% em peso, entre cerca de 0,5% em peso e cerca de 15% em peso e entre cerca de 2% em peso e cerca de 10% em peso.

DISPERSANTES

[00114] Os dispersantes que podem ser usados na composição de limpeza incluem copolímeros de ácido maleico/olefina, ácido poliacrílico e seus copolímeros e suas misturas. O concentrado não precisa incluir um dispersante, mas quando um dispersante é incluído, ele pode ser incluído em uma quantidade que forneça as propriedades dispersantes desejadas. Faixas exemplares do dispersante no concentrado podem ser de até cerca de 20% em peso, entre cerca de 0,5% em peso e cerca de 15% em peso, e entre cerca de 2% em peso e cerca de 9% em peso.

HIDRÓTROPO

[00115] As composições podem opcionalmente incluir um hidrótropo que auxilia na estabilidade da composição e na formulação aquosa. Funcionalmente falando, os acopladores hidrotrópicos adequados que podem ser empregados não são tóxicos e retêm os ingredientes ativos em solução aquosa em toda a faixa de temperatura e concentração à qual um concentrado ou qualquer solução de uso está exposta.

[00116] Qualquer acoplador hidrótropo pode ser usado desde que ele não reaja com os outros componentes da composição ou afete negativamente as propriedades de desempenho da composição. As classes representativas de agentes de acoplamento hidrotrópicos ou solubilizantes que podem ser empregados incluem tensoativos aniônicos, tais como alquilsulfatos e alcano sulfonatos, alquil benzeno linear ou naftaleno sulfonatos, alcano sulfonatos secundários, sulfatos ou sulfonatos de éter alquílico, alquilfosfatos ou fosfonatos, ésteres de dialquil sulfossuccínicos, ésteres de açúcar (por exemplo, ésteres de sorbitano), óxidos de amina (mono-, di- ou tri-alquila) e glicosídeos de C8-C10 alquila. Os agentes acopladores incluem n- octanossulfonato, disponível como NAS 8D da Ecolab, Inc., óxido de n-octil- dimetilamina, e os sulfonatos aromáticos vulgarmente disponíveis, tais como alquilbenzenossulfonatos (por exemplo, xileno sulfonatos) ou naftaleno sulfonatos; e ésteres fosfato de arila ou alcarila ou análogos dos mesmos alcoxilados que têm 1 a cerca de 40 unidades de etileno, propileno ou óxido de butileno ou misturas desses. Outros hidrótropos preferenciais incluem tensoativos não iônicos de alcoxilatos de C6-C24 álcool (meios alcoxilato etoxilatos, propoxilatos, butoxilatos, e co-or-terpolímero e suas misturas) (de preferência, alcoxilatos de C6-C14 álcool) que tem 1 a cerca de 15 grupos de óxido de alquileno (preferencialmente cerca de 4 a cerca de 10 grupos óxido de alquileno); alcoxilatos de C6-C24 alquilfenol (preferencialmente, alcoxilatos de C8-C10 alquilfenol) que têm 1 a cerca de 15 grupos óxido de alquileno (de preferência cerca de 4 a cerca de 10 grupos de óxido de alquileno); C6-C24 alquilpoliglicosídeos (de preferência, C6-C20 alquilpoliglicosídeos) que têm 1 a cerca de 15 grupos de glicosídeo (de preferência, cerca de 4 a cerca de 10 grupos de glicosídeo); ácidos graxos C6C24 de éster de etoxilatos, propoxilatos ou glicéridos; e mono ou dialcanolamidas C4-C12. Um hidrótopo preferido é sódio cumenosulfonato (SCS). A composição de um hidrótropo opcional pode estar presente na faixa de cerca de 0 a cerca de 25 por cento em peso.

AGENTE DE CONDICIONAMENTO DE ÁGUA/QUELANTE

[00117] Os agentes de condicionamento de água funcionam para inativar a dureza da água e impedir que os íons de cálcio e magnésio interajam com sujeiras, tensoativos, carbonato e hidróxido. Os agentes de condicionamento de água, portanto, melhoram a detergência e evitam efeitos a longo prazo, como redesposições insolúveis de sujeira, escamas minerais e suas misturas. O condicionamento da água pode ser alcançado por diferentes mecanismos, incluindo sequestro, precipitação, troca iônica e dispersão (efeito limiar).

[00118] Os agentes de condicionamento de água que podem ser utilizados incluem agentes de condicionamento de água inorgânicos solúveis em água, agentes de condicionamento de água inorgânicos insolúveis em água, agentes de condicionamento orgânicos solúveis em água e agentes de condicionamento de água orgânicos insolúveis em água. Agentes de condicionamento de água solúveis em água inorgânicos exemplares incluem todas as formas físicas de sais de metais alcalinos, amônio e amônio substituído de carbonato, bicarbonato e sesquicarbonato; pirofosfatos e polifosfatos condensados, tais como tripolifosfato, trimetafosfato e derivados abertos em anel; e, metafosfatos poliméricos vítreos de estrutura geral Mn + 2PnO3 n + 1, que tem um grau de polimerização de n de cerca de 6 a cerca de 21 em formas anidras ou hidratados; e suas misturas. Agentes de condicionamento de água insolúveis em água inorgânicos exemplificadores incluem construtores de aluminossilicato. Agentes de condicionamento de água solúveis em água exemplificativos incluem iminoacetatos, polifosfonatos, aminopolifosfonatos, carboxilatos de cadeia curta e policarboxilatos. Os agentes de condicionamento de água solúveis em água orgânicos úteis nas composições das presentes composições incluem aminpoliacetatos, polifosfonatos, aminopolifosfonatos, carboxilatos de cadeia curta e uma ampla variedade de compostos de policarboxilatos.

[00119] Sais de condicionamento de água com aminopoliacetato adequados para uso aqui incluem os sais de sódio, potássio, lítio, amônio e amônio substituído dos seguintes ácidos: ácido etilenodiaminotetracético, ácido N-(2-hidroxietil)-etilenodiamina triacético, ácido N-(2-hidroxietil)- nitrilodiacético, ácido dietilenotriaminopentacético, ácido 1,2- diaminociclohexanotetracético e ácido nitrilotriacético; e misturas dos mesmos. Os polifosfonatos úteis aqui incluem especificamente os sais de sódio, lítio e potássio do ácido etileno difosfônico; sais de sódio, lítio e potássio do ácido etano-1-hidroxi-1,1-difosfônico e sais de sódio e lítio, potássio, amônio e amônio substituídos do ácido etano-2-carboxi-1,1- difosfônico, ácido hidroximetanodifosfônico, ácido carbonildifosfônico, ácido etano-1-hidroxi-1,1,2-trifosfônico, ácido etano-2-hidroxi-1,1,2-trifosfônico, ácido propano-1,1,3,3-tetrafosfônico-propano, ácido propano-1,1,2,3- tetrafofônico e ácido propano 1,2,2,3-tetrafosfônico; e misturas dos mesmos. Exemplos destes compostos polifosfônicos são divulgados na Pat. Britânica No. 1.026.366. Para mais exemplos, consulte a Pat. U.S. No. 3.213.030 de Diehl, emitida em 19 de outubro de 1965 e Pat. U.S. No. 2.599.807 de Bersworth, emitida em 10 de junho de 1952. Os compostos de aminopolifosfonato são excelentes agentes de condicionamento de água e podem ser utilizados com vantagem. Exemplos adequados incluem sais solúveis, por exemplo, sais de sódio, lítio ou potássio, de ácido dietileno tiamina pentametileno fosfônico, ácido etileno diamina tetrametileno fosfônico, ácido hexametilenodiamina tetrametileno fosfônico e ácido nitrilotrimetileno fosfônico; e suas misturas. Os sais de ácido carboxílico de cadeia curta solúveis em água constituem outra classe de condicionador de água para uso aqui. Exemplos incluem ácido cítrico, ácido glucônico e ácido fítico. Os sais preferidos são preparados a partir de íons de metais alcalinos, como sódio, potássio, lítio e de amônio e amônio substituído. Os condicionadores de água de policarboxilato solúveis em água adequados incluem os vários policarboxilatos de éter, poliacetal, policarboxilatos, policarboxilatos de epóxi e policarboxilatos alifáticos, cicloalcânicos e aromáticos.

ENZIMAS

[00120] As enzimas podem ser usadas para catalisar e facilitar reações orgânicas e inorgânicas. É sabido, por exemplo, que as enzimas são usadas em reações metabólicas que ocorrem na vida animal e vegetal.

[00121] As enzimas que podem ser usadas incluem proteínas simples ou proteínas conjugadas produzidas por organismos vivos e funcionando como catalisadores bioquímicos que, na tecnologia de limpeza, degradam ou alteram um ou mais tipos de resíduos de sujeira encontrados nas superfícies dos equipamentos de processo alimentar, removendo a sujeira ou tornando a sujeira mais removível pelo sistema de limpeza. Tanto a degradação quanto a alteração dos resíduos de sujeira podem aprimorar a detergência reduzindo-se as forças físico-químicas que ligam a sujeira à superfície a ser limpa, por exemplo, a sujeira se torna mais solúvel em água. A enzima pode ser funcional na faixa de pH ácido, neutro ou alcalino.

[00122] As enzimas são catalisadores extremamente eficazes. Na prática, quantidades muito pequenas acelerarão a taxa de degradação da sujeira e reações de alteração da sujeira sem serem consumidas no processo. As enzimas também têm especificidade de substrato (sujeira), que determina a amplitude de seu efeito catalítico. Algumas enzimas interagem com apenas uma molécula de substrato específica (especificidade absoluta); enquanto outras enzimas têm ampla especificidade e catalisam reações em uma família de moléculas estruturalmente semelhantes (especificidade de grupo).

[00123] As enzimas exibem atividade catalítica em virtude de três características gerais: a formação de um complexo não covalente com o substrato, a especificidade do substrato e a taxa catalítica. Muitos compostos podem se ligar a uma enzima, mas apenas certos tipos levarão à reação subsequente. Estes últimos são chamados substratos e atendem ao requisito específico de especificidade enzimática. Os materiais que se ligam, mas não reagem quimicamente, podem afetar a reação enzimática de maneira positiva ou negativa. Por exemplo, espécies não reagidas chamadas inibidores interrompem a atividade enzimática.

[00124] Várias enzimas podem caber em mais de uma classe. Uma referência valiosa nas enzimas é "Industrial Enzymes", Scott, D., in Kirk- Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3a Edição, (editors Grayson, M. and EcKroth, D.) Vol. 9, páginas 173 a 224, John Wiley & Sons, New York, 1980.

[00125] As proteases, uma subclasse de hidrolases, são divididas em três subgrupos distintos, agrupados pelo pH ótimo (ou seja, atividade enzimática ideal em uma determinada faixa de pH). Esses três subgrupos são as proteases alcalina, neutra e ácida. Essas proteases podem ser derivadas de origem vegetal, animal ou de micro-organismos; mas, preferencialmente, são de última origem, que incluem leveduras, bolores e bactérias. Exemplos de proteases alcalinas adequadas comercialmente disponíveis são Alkalize®, Savinase® e Esperase® - todos da Novo Industri AS, Dinamarca; Purafect® da Genencor International; Maxacal®, Maxapem® e Maxatase® - todos da Gist-Brocase International NV, Holanda; Optimase® e Opticlean® da Solvay Enzymes, EUA e assim por diante.

[00126] As proteases alcalinas comerciais são obtidas na forma líquida ou seca, são vendidas como soluções aquosas brutas ou em formas purificadas, processadas e compostas, e incluem cerca de 2% a cerca de 80% em peso de enzima ativa geralmente em combinação com estabilizadores, tampões, cofatores, impurezas e veículos inertes. O teor real de enzima ativa depende do método de fabricação e não é crucial, assumindo-se que a solução de limpeza tem a atividade enzimática desejada. A enzima particular escolhida para uso no processo e produtos depende das condições de utilidade final, incluindo a forma do produto físico, uso do pH, temperatura de uso e tipos de sujeira a serem degradados ou alterados. A enzima pode ser escolhida para fornecer atividade e estabilidade ideais para qualquer conjunto de condições de utilidade.

[00127] Naturalmente, misturas de diferentes enzimas proteolíticas podem ser usadas. Embora várias enzimas específicas tenham sido descritas acima, deve ser entendido que qualquer protease que possa conferir a atividade proteolítica desejada à composição pode ser usada.

[00128] Além das proteases, também deve ser entendido, e um versado na técnica verá pela enumeração acima, que outras enzimas que são bem conhecidas na técnica também podem ser usadas com a composição. Incluem- se outras hidrolases, tais como esterases, carboxilases e similares; e outras classes de enzimas.

[00129] Além disso, a fim de melhorar sua estabilidade, a enzima ou mistura enzimática pode ser incorporada em várias modalidades não líquidas como uma forma revestida, encapsulada, aglomerada, pré-prensada ou marumerizada. Além disso, para melhorar a estabilidade, a enzima ou mistura por adição enzimática pode ser incorporada em várias modalidades não aquosas, como propilenoglicol, glicerina, etc.

AGENTES DE AJUSTE DE PH

[00130] Vários agentes de ajuste de pH podem ser utilizados para alterar o pH da composição de tratamento. Os agentes de ajuste de pH podem fornecer os sistemas de tamponamento desejados. Agentes de ajuste de pH alcalino exemplificadores incluem carbonato, bicarbonato, hidróxido de sódio, tetraborato e ácido bórico. Um sistema de tamponamento que inclui carbonato e bicarbonato pode fornecer um pH exemplificador entre cerca de 9 e cerca de 10, um sistema de tamponamento que inclui carbonato e hidróxido de sódio pode fornecer um pH exemplificador entre cerca de 9 e cerca de 11 e um sistema de tamponamento que inclui sódio o tetraborato e o ácido bórico podem incluir um pH entre cerca de 7,6 e cerca de 9,2. O agente de ajuste de pH pode incluir um ácido para fornecer um sistema de tamponamento ácido. Exemplos de ácidos incluem ácido cítrico, citrato, ácido acético, acetato, ácido fosfórico e fosfato. Por exemplo, um sistema de tamponamento que inclui ácido cítrico e hidróxido de sódio pode fornecer um pH exemplificador entre cerca de 2,2 e cerca de 6,5, um sistema de tamponamento que inclui citrato de sódio e ácido cítrico pode fornecer um pH exemplificador entre cerca de 3,0 e cerca de 6,2, um sistema de tamponamento que inclui acetato de sódio e ácido acético pode fornecer um pH exemplar entre cerca de 3,6 e cerca de 5,6 e um sistema de tamponamento que inclui di-hidrogênio fosfato de sódio e hidrogenofosfato dissódico pode fornecer um pH exemplificador entre cerca de 5,8 e 8,0.

LIMPEZA IN SITU

[00131] As composições e métodos de limpeza de membranas são geralmente sistemas de limpeza in situ (CIP), sistemas de limpeza ex situ (COP), máquinas de lavar roupas têxteis, sistemas de filtragem por micro, ultra, nano e osmose reversa. Os sistemas de COP podem incluir sistemas de fácil acesso, incluindo tanques de lavagem, vasos de imersão, baldes de esfregão, tanques de retenção, lavatórios, lavadoras de peças de veículos, lavadoras e sistemas de bateladas não contínuas e similares. Os sistemas de CIP incluem os componentes internos de tanques, linhas, bombas e outros equipamentos de processo usados para processar tipicamente fluxos de produtos líquidos, como bebidas, leite e sucos. Os sistemas de CIP são limpos sem desmontar os componentes e sem abrasão mecânica, como esfregar, etc.

[00132] Geralmente, a limpeza do sistema in situ ou de outra superfície (isto é, a remoção de miudezas indesejadas) é realizada com uma limpeza alcalina que é introduzida com água aquecida. As composições podem ser introduzidas durante, antes ou simultaneamente com a etapa de limpeza (como um reforço separado ou como parte da composição de limpeza) e são aplicadas ou introduzidas no sistema em uma concentração de solução de uso em água não aquecida à temperatura ambiente. A CIP normalmente utiliza taxas de fluxo da ordem de 40 a 600 litros por minuto, temperaturas do ambiente até cerca de 70 °C e tempos de contato de pelo menos cerca de 10 segundos, por exemplo, cerca de 30 a 120 segundos. A presente composição pode permanecer em solução em água fria (por exemplo, 40 °F/4 °C) e água aquecida (por exemplo, 140 °F/60 °C). Embora normalmente não seja necessário aquecer a solução de uso aquoso da presente composição, em algumas circunstâncias o aquecimento pode ser desejável para aumentar ainda mais sua atividade. Esses materiais são úteis em qualquer temperatura concebível.

PROGRAMAS DE TRATAMENTO DE MEMBRANAS

[00133] Vários programas de tratamento diferentes podem ser usados para tratar uma membrana. O método para o tratamento de uma membrana pode incluir uma pluralidade de etapas. Uma primeira etapa pode ser chamada de etapa ou deslocamento de remoção do produto em que o produto (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 da usina. Em geral, a etapa de remoção do produto pode ser caracterizada como uma etapa de troca em que o fluxo de água, gás ou de múltiplas fases desloca o produto do sistema de membrana. A etapa de remoção do produto pode durar o tempo necessário para remover e recuperar o produto do sistema de filtração. Em geral, espera-se que a etapa de remoção do produto leve pelo menos alguns minutos para a maioria dos sistemas de filtragem.

[00134] Outra etapa frequentemente utilizada pode ser chamada de etapa de pré-enxaguamento. Em geral, água e/ou uma solução alcalina pode ser circulada no sistema de filtração para remover sujeira brutas. Deve ser entendido que um sistema de filtração em grande escala se refere a um sistema industrial possuindo pelo menos cerca de 10 vasos da membrana, pelo menos cerca de 40 membranas e uma área total da membrana de pelo menos cerca de 200 m2. Sistemas de filtração industriais para uso em aplicações de laticínios e de destilação incluem frequentemente cerca de 10 a cerca de 200 vasos de membrana, cerca de 40 a cerca de 1.000 membranas e uma área de membrana total de cerca de 200 m2 a cerca de 10.000 m2.

[00135] Vários ciclos de tratamento químico podem ser repetidos para tratamento ácido, tratamento alcalino e tratamento neutro. Em geral, os vários tratamentos podem ser fornecidos com ou sem uma enzima.

[00136] O componente líquido pode ser fornecido como tratamento alcalino, tratamento ácido, tratamento neutro, tratamento com solvente e/ou como tratamento enzimático.

[00137] A título de exemplo, o sistema de tensoativo pode ser usado em várias etapas no processo de limpeza do filtro. Por exemplo, o enxágue pode ser realizado com o sistema de tensoativo isolado ou como uma solução neutra, ácida ou alcalina. A limpeza pode ser realizada usando uma composição de limpeza que pode incluir alcalinos, ácidos, enzimas, componentes não aquosos e/ou o sistema de tensoativo. A higienização e/ou preservação pode ser realizada com uma composição que inclui cloro, ácidos, perácidos e/ou composições redutoras. Um penetrante é geralmente considerado um componente que penetra na sujeira e amolece a sujeira para remoção. O penetrante pode ser selecionado para o tipo particular de sujeira esperado na membrana. No caso de membranas utilizadas na indústria de laticínios, espera-se que o penetrante seja selecionado para fornecer penetração em sujeira proteicas e lipídicas.

FORMANDO UM CONCENTRADO

[00138] A composição concentrada pode ser fornecida como um sólido, líquido, ou gel, ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade, as composições de limpeza podem ser fornecidas como um concentrado, de modo que a composição de limpeza esteja substancialmente livre de qualquer água adicionada ou o concentrado possa conter uma quantidade nominal de água. O concentrado pode ser formulado sem água ou pode ser fornecido com uma quantidade relativamente pequena de água para reduzir as despesas de transporte do concentrado. Por exemplo, o concentrado da composição pode ser fornecido como uma cápsula ou pélete de pó comprimido, um pó sólido ou solto, contido ou não por um material solúvel em água. No caso de fornecer a cápsula ou pélete da composição em um material, a cápsula ou pélete pode ser introduzida em um volume de água e, se presente, o material solúvel em água pode solubilizar, degradar ou dispersar para permitir o contato do concentrado da composição com a água. Para os fins desta divulgação, os termos "cápsula" e "pélete" são usados para fins exemplificativos e não se destinam a limitar o modo de entrega a uma forma particular.

[00139] Quando fornecido como uma composição de concentrado líquido, o concentrado pode ser diluído através de equipamento de distribuição usando aspiradores, bombas peristálticas, bombas de engrenagem, medidores de fluxo de massa e similares. Esta modalidade de concentrado líquido também pode ser entregue em garrafas, frascos, frascos doseadores, frascos com tampas doseadoras e similares. A composição de concentrado líquido pode ser preenchida em uma inserção de cartucho com várias câmaras que é então colocada em um frasco de spray ou outro dispositivo de entrega cheio com uma quantidade pré-medida de água.

[00140] Em ainda outra modalidade, a composição de concentrado pode ser fornecida em uma forma sólida que resiste à desintegração ou outra degradação até ser colocada em um recipiente. Esse recipiente pode ser preenchido com água antes de colocar o concentrado da composição no recipiente ou pode ser preenchido com água após o concentrado da composição ser colocado no recipiente. Em qualquer um dos casos, a composição de concentrado sólido se dissolve, solubiliza ou de outro modo se desintegra em contato com a água. Em uma modalidade particular, a composição de concentrado sólido se dissolve rapidamente, permitindo que a composição de concentrado se torne uma composição de uso e permitindo ainda que o usuário final aplique a composição de uso a uma superfície que precisa de limpeza. Quando a composição de limpeza é fornecida como um sólido, as composições fornecidas acima podem ser alteradas de maneira a solidificar a composição de limpeza por qualquer meio conhecido na técnica. Por exemplo, a quantidade de água pode ser reduzida ou ingredientes adicionais podem ser adicionados à composição de limpeza, como um agente de solidificação.

[00141] Em outra modalidade, a composição de concentrado sólido pode ser diluída através de equipamento de distribuição, pelo qual a água é pulverizada no bloco sólido que forma a solução de uso. O fluxo de água é fornecido a uma taxa relativamente constante usando controles mecânicos, elétricos ou hidráulicos e similares. A composição de concentrado sólido também pode ser diluída através de equipamento de distribuição, pelo qual a água flui ao redor do bloco sólido, criando uma solução de uso à medida que o concentrado sólido se dissolve. A composição de concentrado sólido também pode ser diluída através de distribuidores de péletes, comprimidos, pós e pastas, e similares.

[00142] A água usada para diluir o concentrado (água de diluição) pode estar disponível no local ou no local de diluição. A água de diluição pode conter níveis variados de dureza, dependendo do local. A água de serviço disponível em vários municípios tem vários níveis de dureza. É desejável fornecer um concentrado que tem que lidar com os níveis de dureza encontrados na água de serviço de vários municípios. A água de diluição usada para diluir o concentrado pode ser caracterizada como água dura quando inclui pelo menos 0,06 g (1 dureza de grão). Espera-se que a água de diluição possa incluir pelo menos 0,3 g (5 grãos de dureza), pelo menos 0,6 g (10 grãos de dureza) ou pelo menos 1 g (20 grãos de dureza).

[00143] Espera-se que o concentrado seja diluído com a água de diluição para fornecer uma solução de uso com um nível desejado de propriedades detersivas. Se a solução de uso for necessária para remover sujeiras difíceis ou pesadas, espera-se que o concentrado possa ser diluído com a água de diluição em uma razão em peso de pelo menos 1:1 e até 1:8. Se for desejada uma solução de uso leve para limpeza, espera-se que o concentrado possa ser diluído em uma razão em peso de concentrado para água de diluição de até cerca de 1:256.

[00144] Em uma modalidade alternativa, as composições de limpeza podem ser fornecidas como uma composição pronta para uso (RTU). Se a composição de limpeza é fornecida como uma composição de RTU, uma quantidade mais significativa de água é adicionada à composição de limpeza como um diluente. Quando o concentrado é fornecido como líquido, pode ser desejável fornecê-lo em uma forma fluida para que possa ser bombeado ou aspirado. Verificou-se que geralmente é difícil bombear com precisão uma pequena quantidade de líquido. Geralmente é mais eficaz bombear uma quantidade maior de líquido. Consequentemente, embora seja desejável fornecer o concentrado com o mínimo de água possível, a fim de reduzir os custos de transporte, também é desejável fornecer um concentrado que possa ser dispensado com precisão. No caso de um concentrado líquido, espera-se que a água esteja presente em uma quantidade de até cerca de 90% em peso, particularmente entre cerca de 20% em peso e cerca de 85% em peso, mais particularmente entre cerca de 30% em peso e cerca de 80% em peso e mais particularmente entre cerca de 50% em peso e cerca de 80% em peso.

[00145] No caso de uma composição RTU, deve-se notar que a composição de limpeza acima divulgada pode, se desejado, ser mais diluída com até cerca de 96% em peso de água, com base no peso da composição de limpeza.

[00146] A composição de limpeza pode ser feita usando um processo de mistura. A composição de reforço de tensoativo e/ou composição de limpeza compreendendo o mesmo e outros ingredientes funcionais são misturadas por um período de tempo suficiente para formar uma composição homogênea final. Em uma modalidade exemplar, os componentes da composição de limpeza são misturados por aproximadamente 10 minutos.

[00147] Uma composição de limpeza sólida, conforme usada na presente divulgação, abrange uma variedade de formas, incluindo, por exemplo, sólidos, péletes, blocos, comprimidos e pós. A título de exemplo, os péletes podem ter diâmetros entre cerca de 1 mm e cerca de 10 mm, os comprimidos podem ter diâmetros entre cerca de 1 mm e cerca de 10 mm ou entre cerca de 1 mm e cerca de 10 cm e os blocos podem ter diâmetros de pelo menos cerca de 10 cm. Deve ser entendido que o termo "sólido" refere-se ao estado da composição de limpeza sob as condições esperadas de armazenamento e uso da composição de limpeza sólida. Em geral, espera-se que a composição de limpeza permaneça sólida quando for fornecida a uma temperatura de até cerca de 37,77 °C (100 °F) ou inferior a cerca de 48,88 °C (120 °F).

[00148] Em determinadas modalidades, a composição de limpeza sólida é fornecida sob a forma de uma dose unitária. Uma dose unitária se refere a uma unidade de composição de recurso de enxágue sólida dimensionada de modo que toda a unidade seja usada durante um único ciclo de lavagem. Quando a composição de limpeza sólida for fornecida como uma dose unitária, a mesma pode ter uma massa de cerca de 1 g a cerca de 50 g. Em outras modalidades, a composição pode ser um sólido, um pélete ou um comprimido que tem um tamanho de cerca de 50 g a 250 g, de cerca de 100 g ou maior ou cerca de 40 g a cerca de 11.000 g.

[00149] Em outras modalidades, a composição de limpeza sólida é fornecida na forma de um sólido de múltiplos usos, tal como um bloco ou uma pluralidade de péletes, e pode ser repetidamente usada para gerar composições aquosas de enxágue para múltiplos ciclos de lavagem. Em determinadas modalidades, a composição de limpeza sólida é fornecida como um sólido que têm uma massa de cerca de 5 g a cerca de 10 kg. Em determinadas modalidades, uma forma de múltiplos usos da composição de limpeza sólida tem uma massa de cerca de 1 kg a cerca de 10 kg. Em outras modalidades, uma forma de múltiplos usos da composição de limpeza sólida tem uma massa de cerca de 5 kg a cerca de 8 kg. Em outras modalidades, uma forma de múltiplos usos da composição de limpeza sólida tem uma massa de cerca de 5 g a cerca de 1 kg ou cerca de 5 g e cerca de 500 g.

[00150] Os componentes podem ser misturados e extrudados ou fundidos para formar um sólido, como péletes, pós ou blocos. Calor pode ser aplicado de uma fonte externa para facilitar o processamento da mistura.

[00151] Um sistema de mistura fornece mistura contínua dos ingredientes a alto cisalhamento para formar uma mistura líquida ou semissólida substancialmente homogênea na qual os ingredientes são distribuídos em toda sua massa. O sistema de mistura inclui meios para misturar os ingredientes para fornecer cisalhamento eficaz para manter a mistura em uma consistência escoável, com uma viscosidade durante o processamento de cerca de 1 a 1.000 Pa^s (1.000 a 1.000.000 cP) ou na faixa de cerca de 50 a 200 Pa^s (50.000 a 200.000 cP). O sistema de mistura pode ser um misturador de fluxo contínuo ou um aparelho extrusor de rosca simples ou dupla.

[00152] A mistura pode ser processada a uma temperatura para manter a estabilidade física e química dos ingredientes, como a temperatura ambiente de cerca de 20 a 80 °C e cerca de 25 a 55 °C. Embora possa ser aplicado calor externo limitado a mistura, a temperatura alcançada pela mistura pode se elevar durante o processamento devido ao atrito, variações nas condições ambientais e/ou por uma reação exotérmica entre os ingredientes. Opcionalmente, a temperatura da mistura pode ser aumentada, por exemplo, nas entradas ou saídas do sistema de mistura.

[00153] Um ingrediente pode estar na forma de um líquido ou um sólido, tal como um particulado seco, e podem ser adicionados à mistura separadamente ou como parte de uma pré-mistura com outro ingrediente, como por exemplo, o componente de controle de escala pode ser separado do restante da composição de limpeza. Uma ou mais pré-misturas podem ser adicionadas à mistura.

[00154] Os ingredientes são misturados para formar uma consistência substancialmente homogênea em que os ingredientes são distribuídos de forma substancialmente uniforme pela massa. A mistura pode ser descarregada do sistema de mistura através de uma matriz ou outro meio de formação. O extrudado perfilado pode ser dividido em tamanhos úteis com uma massa controlada. O sólido extrudado pode ser embalado em filme. A temperatura da mistura, quando descarregada do sistema de mistura, pode ser suficientemente baixa para permitir que a mistura seja fundida ou extrudada diretamente para um sistema de embalagem sem primeiro resfriar a mistura. O tempo entre a descarga de extrusão e a embalagem pode ser ajustado para permitir o endurecimento da composição para a melhor manipulação durante o processamento e a embalagem adicionais. A mistura no ponto de descarga pode ser de cerca de 20 a 90 °C e cerca de 25 a 55 °C. A composição pode endurecer até uma forma sólida que pode variar de uma baixa densidade, tipo esponja, maleável, consistência calafetada em um bloco sólido de alta densidade, fundido, semelhante a concreto.

[00155] Opcionalmente, dispositivos de aquecimento e resfriamento podem ser montados adjacente ao aparelho de mistura para aplicar ou remover calor a fim de obter um perfil de temperatura desejado no misturador. Por exemplo, uma fonte externa de calor pode ser aplicada a uma ou mais seções de cilindro do misturador, tal como a seção de entrada de ingrediente, a seção de saída final e semelhantes, para aumentar a fluidez da mistura durante o processamento. De preferência, a temperatura da mistura durante o processamento, inclusive na porta de descarga, é mantida preferencialmente a cerca de 20 a 90 °C.

[00156] Quando o processamento dos ingredientes estiver concluído, a mistura pode ser descarregada do misturador através de um matriz de descarga. O processo de solidificação pode durar de poucos minutos a cerca de seis horas, dependendo, por exemplo, do tamanho da composição fundida ou extrudada, dos ingredientes da composição, da temperatura da composição e de outros fatores semelhantes. Preferencialmente, a composição fundida ou extrudada “assenta" ou começa a endurecer para uma forma sólida dentro de cerca de 1 minuto a cerca de 3 horas, ou na faixa de cerca de 1 minuto a cerca de 2 horas ou em algumas modalidades dentro de cerca de 1 minuto a cerca de 1,0 minutos.

[00157] O concentrado pode ser fornecido na forma de um líquido. Várias formas líquidas incluem géis e pastas. Obviamente, quando o concentrado é fornecido na forma de um líquido, não é necessário endurecer a composição para formar um sólido. De fato, espera-se que a quantidade de água na composição seja suficiente para impedir a solidificação. Além disso, dispersantes e outros componentes podem ser incorporados no concentrado para manter uma distribuição desejada dos componentes.

[00158] Em certas modalidades, a composição de limpeza pode ser misturada com uma fonte de água antes ou no ponto de uso. Em outras modalidades, as composições de limpeza não requerem a formação de uma solução de uso e/ou diluição adicional e podem ser usadas sem diluição adicional.

[00159] Em aspectos que empregam composições de limpeza sólidas, uma fonte de água entra em contato com a composição de limpeza para converter composições de limpeza sólidas, particularmente pós, em soluções de uso. Também podem ser usados sistemas de distribuição adicionais que são mais adequados para converter composições alternativas de limpezas sólidas em soluções de uso. Os métodos incluem o uso de uma variedade de composições de limpeza sólidas, incluindo, por exemplo, blocos extrudados ou tipos de embalagem "cápsula".

[00160] Em um aspecto, um dispensador pode ser empregado para pulverizar água (por exemplo, em um padrão de pulverização de um bico) para formar uma solução de uso de limpeza. Por exemplo, a água pode ser pulverizada em direção a um aparelho ou outro reservatório de retenção com a composição de limpeza, em que a água reage com a composição de limpeza sólida para formar a solução de uso. Em certas modalidades dos métodos, uma solução de uso pode ser configurada para escorrer para baixo devido à gravidade até que a solução dissolvida da composição de limpeza seja dispensada para uso.

EXEMPLOS EXEMPLO 1 Estudo de ponto de turvação

[00161] O ponto de turvação é a temperatura na qual um tensoativo não é mais miscível em água e, portanto, precipita para fora da solução como óleo. Um tensoativo acima de seu ponto de turvação não limpa tão bem quanto um abaixo de seu ponto de turvação, mas um tensoativo acima de seu ponto de turvação é melhor que o tensoativo abaixo de seu ponto de turvação. Basicamente, o ponto de turvação pode ser detectado visualmente quando a solução fica turva à medida que a temperatura aumenta. Neste trabalho, aplicamos o medidor de turbidez para uma detecção de ponto de turvação.

[00162] Para nossa medição, uma solução de 1000 ml de tensoativo aquoso foi preparada a 1% em p/v em pH 11. A temperatura foi aumentada a uma taxa constante com agitação adequada para garantir uma temperatura uniforme da solução sem criar a bolha a partir de agitação muito forte. As leituras de turbidez foram feitas automaticamente e a inclinação da turbidez versus tempo pode ser calculada. O ponto de turvação foi capturado no ponto em que ocorreu uma acentuada mudança de inclinação.

[00163] À medida que a temperatura se aproxima do ponto de turvação, o tensoativo não iônico se torna mais hidrofóbico. Uma vez que a temperatura está acima do ponto de turvação, o tensoativo não iônico se torna uma fase semelhante a óleo, perde sua detergência e suja a membrana, conforme mostrado nas Tabelas A e B.

[00164] Ecosurf EH-3 é um tensoativo estendido não iônico (2-etil- hexil-alcoxilato) C8-ramificado (PO)5(EO)3 ramificado, comercialmente disponível junto à Dow Chemical, Midland Michigan.

[00165] Ecosurf EH-6 é um tensoativo estendido não iônico C8 etil hexila (PO)5(EO)6 ramificado disponível comercialmente

[00166] Ecosurf EH-9 é um tensoativo estendido não iônico C8 etil hexila (PO)5(EO)9 ramificado disponível comercialmente

[00167] Os resultados são mostrados nas Tabelas A e B TABELA A Resultado do teste do cupom Temperatura 50 C, pH 11, 10min, ativo = 1000 ppm TABELA B. XL experimental é propil heptila (PO)m (EO)n Temperatura 40 C, pH11, 10 min., ativo = 1000 ppm

EXEMPLO 2 Estudo mecanicista de remoção de gordura de manteiga - Medição de tensão interfacial dinâmica (IFTdyn)

[00168] Medições de tensão interfacial dinâmicos foram conduzidos utilizando uma gota de fiação Tensiometer (SVT15N). Um pequeno volume de ghee líquido foi injetado em um capilar contendo a solução de tensoativo aquosa a pH 11. O capilar foi girado a 4000 rpm em uma câmara controlada constante à temperatura de 50 C. O valor do IFTdyn foi obtido assim que a tensão interfacial alcançou o equilíbrio ou aos 30 min.

[00169] O IFT dinâmico foi medido a 50 °C, 4000 rpm, contra óleo de amendoim, óleo de palma e ghee. Os resultados são mostrados nas Figuras 1, 2 e 3, respectivamente. A partir das figuras, pode-se observar que o produto de limpeza de membrana disponível comercialmente com NPE, o produto de limpeza disponível comercialmente com óxido de cocoamina e o EH9 têm uma tensão interfacial comparável contra o óleo de amendoim, óleo de palma e ghee (menos de 7).

EXEMPLO 3 Molhabilidade da solução de limpeza no cupom de polissulfona (PS) por medição do ângulo de contato.

[00170] O ângulo de contato inferior significa que a solução pode molhar bem a superfície. As Figuras 4 e 5 mostram a medição do ângulo de contato do produto de limpeza de membrana disponível comercialmente com NPE, produto de limpeza disponível comercialmente com óxido de cocoamina e EH 9. Os resultados mostram que a composição comercial contendo EH 9 e NPE pode molhar o cupom PS muito mais rápido que a composição de óxido de cocaína e água. As composições EH9 e NPE são melhores para remover a gordura do cupom PS.

EXEMPLO 4 Teste de mescla

[00171] Diferentes tensoativos foram testados em combinação com os tensoativos estendidos EH para verificar se havia alguma sinergia.

[00172] Lutensol TO5 é um álcool iso-C13 saturado disponível junto à BASF

[00173] Surfynol é um tensoativo acetileno glicol substituído por polioxietileno não iônico, disponível comercialmente junto à Evonik Industries

[00174] Dynol 604 e Dynal 360 são tensoativos Gemini disponíveis junto à Air Products.

[00175] Os dados de estabilidade também foram testados e estão listados na Tabela C abaixo. TABELA C.

[00176] Embora algumas mesclas fossem estáveis à temperatura ambiente após 7 dias, nenhuma era estável após 4 ciclos de congelamento e descongelamento

[00177] Comparações iniciais de matérias-primas foram feitas para ver como os outros três tensoativos se comportam em comparação com EH9 para o ângulo de contato. Os resultados são apresentados na Figuras 5 a 9. A partir dos gráficos, podemos ver que as mesclas EH9/XP40 mostraram a maior promessa em molhabilidade. As mesclas foram testadas na data de estabilidade e os resultados são mostrados na Tabela C.

[00178] A seguir, a IFT foi medida para Ecosurf EH9, Lutensol XP40 (etoxilato de álcool Guerbet) Pluronic (copolímero de bloco EO/PO inverso 25R2 e mescla EH9/XP40 para comparar como eles podem emulsificar a gordura de manteiga. Na Figura 10, podemos ver que a mistura EH9/XP40 será um melhor tensoativo de limpeza devido à sua capacidade de umedecimento superior e menor tensão interfacial com o ghee.

[00179] A próxima remoção de gordura de manteiga foi testada. Os dados de remoção de gordura de manteiga na Figura 11 mostram que não há diferença estatística entre a capacidade de limpeza do EH9 e qualquer tensoativo que se mescle com o XP40.

[00180] A partir dos dados, até agora é possível ver que a remoção de gordura da membrana é uma combinação de molhabilidade, emulsificação e ponto de turvação para tensoativos etoxilados não iônicos. Embora nenhuma diferença estatística entre a limpeza do EH9 e XP40 possa ser vista nos dados atuais, foi observado que o XP40 não remove a sujeira de gordura de manteiga com a mesma eficácia que o EH9 nas condições de 1000 ppm, pH 11 e 50 C. Isso fornece evidências de que a limpeza abaixo do ponto de turvação é essencial na remoção de gordura de manteiga.

EXEMPLO 5

[00181] Na prática geral, a limpeza de membranas para fábricas de laticínios por uma solução tensoativo é realizada a uma temperatura de limpeza de 50 °C e pH de 11. Os dados mostraram que a combinação de um ponto de turvação de solução de tensoativo não iônico ligeiramente acima da temperatura de limpeza, uma baixa tensão interfacial contra a gordura da manteiga e um baixo contato contra os materiais da membrana são necessários para alcançar a remoção geral de sujeira adiposa na membrana. A combinação dessas características permite que o tensoativo seja mais eficaz na limpeza de sujeira de gordura de manteiga nos sistemas de membrana.

[00182] O ângulo de contato foi medido no cupom de polissulfona à temperatura ambiente, pois os tensoativos utilizados em nosso estudo poderiam atingir o ponto de turvação e separar-se da solução. A polissulfona foi escolhida por ser usada principalmente como material para membrana em fábricas de laticínios. Um baixo ângulo de contato significa que o tensoativo se espalhará mais facilmente na membrana e ajudará a retirar a sujeira da manteiga da membrana, altos ângulos de contato significam que o tensoativo não é capaz de se espalhar efetivamente na membrana e entra em menor contato com as sujeiras de gordura de manteiga.

[00183] O sistema de tensoativo não iônico usado em nossa fórmula de limpeza exibe fenômenos de ponto de turvação onde permanecerá ativo na superfície e miscível em solução aquosa na temperatura abaixo do ponto de turvação. A uma temperatura acima do ponto de turvação, o tensoativo não iônico na solução de limpeza se separa como uma fase coacervada ou fase oleosa e perde suas propriedades de superfície ativa. A fase oleosa combinada com a sujeira oleosa pode levar a cargas mais elevadas da sujeira e tornar-se mais difícil de remover, pois possuem forte fixação na membrana, a qual é principalmente hidrofóbica. Um valor de baixa tensão interfacial (IFT) com gordura de manteiga significa que o tensoativo é capaz de emulsificar efetivamente a gordura de manteiga, reduzindo a reposicionamento no sistema de membrana.

[00184] Na comparação de tensoativos, verificou-se que o Ecosurf EH9 possuía todas as características favoráveis de remoção de gordura de manteiga. Apresentava baixo ângulo de contato com a polissulfona, um ponto de turvação acima de 50 °C e um baixo IFT contra ghee ou gordura de manteiga clarificada. Ao comparar com outros tensoativos, verificou-se que nenhum outro possuía todas as três características favoráveis. O Ecosurf EH6 tem um ângulo de contato comparável ao EH9, um ponto de turvação próximo a, mas ainda inferior a 50 °C, e um valor de IFT maior que o EH9. Assim, era esperado que houvesse uma porcentagem menor de remoção de gordura de manteiga, que foi o que foi encontrado. O Ecosurf EH-3, com um ponto de turvação ainda mais baixo, também se mostrou pior que o EH6, dando origem à importância do ponto de turvação com a remoção de gordura de manteiga. O Surfonic X-AES não tem ponto de turvação, pois é um tensoativo aniônico e um valor de IFT menor que o EH9, levando a crer que ele pode ter um desempenho superior na remoção de gordura de manteiga em comparação com o EH9, mas possui um ângulo de contato muito mais alto com a polissulfona. Com um alto ângulo de contato na membrana, o tensoativo pode não ser capaz de atingir adequadamente uma quantidade suficiente da sujeira de gordura de manteiga para removê-la efetivamente da membrana.

[00185] Veja a Tabela D. TABELA D. PERCENTUAL DE REMOÇÃO DE GORDURA DE MANTEIGA AO LADO DO PONTO DE TURVAÇÃO DE CADA TENSOATIVO, EXECUTADO A 1000 PPM, PH 11 * 1 g de tensoativo em 100 g de água DI.

EXEMPLO 6 ENSAIOS DE REMOÇÃO DE GORDURA DE MANTEIGA

[00186] Pluronic 25R2: Bloco de polioxipropileno e polioxietileno (reverso)

[00187] Plurifac LF-500: propoxilato de etoxilado de álcool

[00188] Dehypon E127: alcoxilato de álcool de ácido graxo

[00189] SLf-18B45: álcool alcoxilado

[00190] Novel II 1012-GB-21: etoxilado de álcool C10-12, 21EO

[00191] Foram realizados testes de remoção de gordura de manteiga em vários tensoativos diferentes em cupons de polissulfona. Cada cupom foi lavado com uma solução de sabão a 0,50% em peso (usando uma toalha saturada), depois enxaguado com DI e seco. Os cupons foram mergulhados duas vezes em metanol e deixados secar ao ar durante a noite antes de pesar em uma balança analítica. A sujeira utilizada foi manteiga sem sal/aprox. pesos de 0,020 a 0,025 grama (aplicados ao cupom usando pincel de espuma de 2,54 cm (1”)). O tamanho do copo = 1.000 ml, volume de solução de teste = 600 ml, concentração da solução de teste do produto = 0,05% em peso, a temperatura da solução de teste foi de 48,88 °C (120 °F). O pH da solução de teste foi 11,00 (a água DI ou as soluções que contêm o produto de teste são ajustadas para pH 11,00 após a solução atingir 48,88 °C (120 °F), antes de submergir cupons), o tamanho da barra de agitação era de 5 CM, velocidade de agitação durante o teste = 250 RPM com 10 min de tempo de exposição. Os resultados estão abaixo na Tabela E.

[00192] Várias modificações e adições podem ser feitas nas modalidades exemplares discutidas sem se afastar do escopo da presente divulgação. Por exemplo, enquanto as modalidades descritas acima se referem a características particulares, isso também inclui modalidades com diferentes combinações de características e modalidades que não incluem todas as características descritas. Por conseguinte, o escopo da divulgação visa abranger todas as alternativas, modificações e variações que se enquadram no escopo das reivindicações, juntamente com todos os seus equivalentes.

Claims (31)

1. Método para limpar um sistema de filtro de membrana, caracterizado pelo fato de que compreende: lavar a dita membrana com um tensoativo que compreende um ou mais tensoativos não iônicos estendidos ramificados com um ângulo de contato inferior a 20 graus e um ponto de turvação de 50°C ou superior, em que o dito tensoativo não iônico estendido ramificado tem a seguinte fórmula: R-[L]x-[O—CH2--CH2]y em que R é 2 etil hexila, L é um grupo de ligação de óxido de propileno (PO), x é o comprimento da cadeia do grupo de ligação que varia 2 a 25, e y é o grau médio de etoxilação que varia de 2 a 20.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana está contaminada com um produto de alimento, água, bebida ou produto destilado.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a membrana está contaminada com um produto lácteo.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que x é 5.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que y é 6 ou 9.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo é um componente de uma composição, em que a composição compreende ainda um álcool Guebert.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito álcool Guebert é 3 propil-heptanol C10-(PO)a(EO)b, em que a é 1,0 a 1,5 e b é de 4 a 14.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de polietersulfona.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de fluoreto de polivinilideno.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de compósito de filme fino e/ou poliamida.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a a dita membrana é uma membrana de cerâmica.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de aço inoxidável.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o tensoativo é um componente de uma composição, em que a dita composição tem uma tensão interfacial de menos de 7mN/m.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende lavar a dita membrana com uma fonte de alcalinidade.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a dita lavagem ocorre antes, simultaneamente ou após a dita etapa de lavagem com o dito tensoativo.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o dito método não inclui a aplicação de NPE à dita membrana.

17. Método para limpar uma membrana de filtração, caracterizado pelo fato de que compreende: aplicar à dita membrana uma composição de limpeza que compreende: uma fonte de alcalinidade; e um ou mais tensoativos não aniônicos estendidos ramificados com um ângulo de contato de menos de 20 graus e um ponto de turvação de 50 °C ou superior e, subsequentemente, enxaguar a dita membrana, em que a dita composição de limpeza é livre de NPE, e em que o dito tensoativo não aniônico estendido ramificado tem a seguinte fórmula: R-[L]x-[O—CH2--CH2]y em que R é 2 etil hexila, L é um grupo de ligação de óxido de propileno (PO), x é o comprimento da cadeia do grupo de ligação que varia 2 a 25, e y é o grau médio de etoxilação que varia de 2 a 20.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que x é 5.

19. Método de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que y é 6 ou 9.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que a dita composição de limpeza compreende ainda um álcool Guerbet.

21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dito álcool Guebert é 3 propil heptanol C10-(PO)a(EO)b, em que a é 1,0 a 1,5, e b é 4 a 14.

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de polietersulfona.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de fluoreto de polivinilideno.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de compósito de filme fino e/ou poliamida.

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de cerâmica.

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita membrana é uma membrana de aço inoxidável.

27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 26, caracterizado pelo fato de que a dita composição tem uma tensão interfacial de menos de 7 mN/m.

28. Método para limpar uma membrana de filtração, caracterizado pelo fato de que compreende: misturar água com um ou mais tensoativos não aniônicos estendidos ramificados com um ângulo de contato de menos de 20 graus e um ponto de turvação de 50 °C ou superior e, subsequentemente, lavar a dita membrana com água e mistura de tensoativo, em que o dito tensoativo não aniônico estendido ramificado tem a seguinte fórmula: R-[L]x-[O—CH2--CH2]y em que R é 2 etil hexila, L é um grupo de ligação de óxido de propileno (PO), x é o comprimento da cadeia do grupo de ligação que varia 2 a 25, e y é o grau médio de etoxilação que varia de 2 a 20.

29. Método de acordo a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que x é 5.

30. Método de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que y é 6 ou 9.

31. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que a dita mistura compreende ainda um álcool Guebert.