BRPI0615675B1 - Solução aquosa adequada para esterilização química de materiais para acondicionamento, e, processo para a preparação e uso da mesma - Google Patents

Description

“SOLUÇÃO AQUOSA ADEQUADA PARA ESTERILIZAÇÃO QUÍMICA DE MATERIAIS PARA ACONDICIONAMENTO, E, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO E USO DA MESMA” Referência cruzada a pedidos relacionados O pedido atual reivindica o benefício do pedido de patente européia 05108331.1 depositada em 12 de setembro de 2005, incorporada aqui como referência. A presente invenção é relacionada com soluções aquosas adequadas para a esterilização química de materiais para acondicionamento, especialmente aqueles contendo peróxido de hidrogênio. Ela também é relacionada com um processo para a preparação destas soluções aquosas e a sua utilização para a esterilização química de materiais para acondicionamento. É conhecida a utilização de soluções de peróxido de hidrogênio para a esterilização química de materiais para acondicionamento. Existem dois processos para acondicionamento asséptico. O primeiro é um processo para acondicionamento em banho de imersão, no qual os materiais para acondicionamento são mergulhados na solução de peróxido de hidrogênio, conforme descrito, por exemplo, do pedido de patente européia EP 0342485. A esterilização em tais processos, usualmente, é feita em temperatura elevada, tipicamente de 80°C. Para evitar que o peróxido de hidrogênio seja decomposto nesta temperatura elevada, deve estar presente uma grande quantidade de estabilizante na solução esterilizante. O segundo processo para acondicionamento acético é um processo para acondicionamento por aspersão, no qual os materiais para acondicionamento são purgados com uma solução de peróxido de hidrogênio, conforme descrito, por exemplo, no pedido de patente alemã DE 19945500. As soluções de peróxido de hidrogênio utilizadas nestes processos devem ter um teor de resíduo seco muito baixo para evitar incrastações no evaporador ou na seção de aspersão e para evitar a limpeza ffeqüente dos mesmos. Os resíduos secos, entre outros, são gerados pelos estabilizante presente na solução de H2O2. Assim sendo, a tecnologia de aspersão requer uma baixa quantidade de estabilizante.

Até 0 presente, tem sido inevitável utilizar-se duas soluções diferentes de peróxido de hidrogênio para os dois processos. Isto força os usuários de máquinas para acondicionamento que com frequência dispõem dos dois processos no local, de dispor de duas instalações de estocagem diferentes com a possibilidade de erro quando utilizando um dos dois produtos.

Em uma tentativa de desenvolver uma só solução de peróxido de hidrogênio, a qual podería ser utilizada em ambos os processos de aspersão e de banho de imersão, ode patente americana US 2004/02247755 da SOLVAY INTEROX GmbH propõe um novo estabilizante compatível com alimentos, i.e., 0 ácido aminotrismetileno fosfônico. Esse estabilizante pode efetivamente ser utilizado em baixas quantidades, especialmente nos processos de banho de imersão. Todavia, 0 teor de resíduo seco destas soluções de H2O2 ainda é muito elevado para ser também adequado na tecnologia de aspersão. A finalidade da presente invenção consiste em desenvolver uma nova solução de peróxido de hidrogênio que possa ser utilizada para a esterilização química de materiais para acondicionamento em ambos os processos de banho de imersão e de aspersão e que tenha a seguintes características: • ela é segura • ela atende os padrões da farmacopéia • ela não contém contaminantes perigosos, tais como antraquinonas vindo para 0 processo de auto-oxidação, para a fabricação de peróxido de hidrogênio • ela evita incrustações ou depósitos nos blocos do aquecedor do equipamento de processo de aspersão ou sobre os rolos de borracha do equipamento do processo de banho • ela é estável para transporte e estocagem • ela atende a requisitos legais para qualidade grau alimentício ou qualquer outro regulamento que seja aplicado • ela é estável durante pelo menos 120 horas durante a operação • ela contém um estabilizante que é solúvel em água ou em ácidos diluídos para a limpeza e manutenção fácil das máquinas para acondicionamento.

Para este fim, a presente invenção se refere a uma solução aquosa adequada para a esterilização química de materiais para acondicionamento, composta de peróxido de hidrogênio e pelo menos um estabilizante compatível com alimentos, onde a referida solução, mas sem o estabilizante compatível com alimentos, tem um teor máximo fosforoso, expresso como PO43- de 10 mg/kg, e apresenta um resíduo seco a 105°C, no máximo, de 10 mg/kg.

Uma das características da presente invenção reside no uso de um estabilizante compatível com alimentos, de preferência, em uma quantidade suficientemente baixa, combinada com uma baixa quantidade de impurezas presentes na solução antes da adição do estabilizante compatível com alimentos, para produzir um baixo teor de resíduo seco. Esta combinação fez com que seja possível produzir-se uma só solução de peróxido de hidrogênio que pode ser utilizada em ambos os processos para acondicionamento asséptico que são os processos de banho de imersão e de aspersão. A solução aquosa da presente invenção, mas sem 0 estabilizante compatível com alimentos, tem um teor máximo fosforoso expresso como P043- de 10 mg/kg. Este teor, com freqüência, é menor do que ou igual a 8 mg/kg. Na maioria dos casos, ele é menor do que ou igual a 5 mg/kg. Ele, de preferência, é menor do que ou igual a 2,5 mg/kg. Geralmente, ele é maior do que ou igual a 0,1 mg/kg. O teor fosforoso é medido pelo método ICP bem conhecido. A solução aquosa da presente invenção (incluindo o estabilizante compatível com alimentos) geralmente tem um teor máximo fosforoso expresso como P043- de 10 mg/kg. Este teor, de preferência, é menor ou igual a 8 mg/kg. Na maioria dos casos, ele é maior do que ou igual a 0,1 mg/kg. A solução aquosa da invenção tem um teor máximo de cloreto de 1 mg/kg. Este teor, com freqüência, é menor do que ou igual a 0,75 mg/kg. Na maioria dos casos, ele é menor do que ou igual a 0,5 mg/kg. Ele, de preferência, é menor do que ou igual a 0,1 mg/kg, e mais de preferência, menor do que ou igual a 0,05 mg/kg. Geralmente, ele é maior do que ou igual a 0,001 mg/kg. A solução aquosa da invenção, mas sem o estabilizante compatível com alimentos, apresenta um resíduo seco a 65°C, no máximo de 10 mg/kg, geralmente, no máximo, 7 mg/kg, e de preferência, no máximo, 5 mg/kg. Este resíduo seco, com freqüência, é maior do que ou igual a 0,1 mg/kg, e especialmente, maior do que ou igual a 0,5, e em muitos casos, pelo menos, 1 mg/kg. O resíduo seco é medido na solução antes da adição do estabilizante compatível com alimentos, pelo método gravimétrico, de acordo com o seguinte procedimento: 1. Colocar um prato de platina em uma mufla a 900°C durante 1 hora. 2. resfriar o prato em um secador e então pesar com aproximação de 0,0001 g. Deixar este peso ser B g. 3. Pesar com aproximação de 0,0001 g um becher de 100 ml e registrar o peso. Adicionar a este becher: • 100 g de amostra (se a concentração de H202 é 5 0% ou menor) • 50 g de amostra (se a concentração de H202 é maior do que 50%). 4. Pesar outra vez o becher com aproximação de 0,0001 g. A diferença em peso do becher antes e após a adição da amostra será W g 5. Diluir a amostra até aproximadamente 100 ml com água desmineralizada utilizando 50 g de amostra. 6. Transferir progressivamente e cuidadosamente a amostra para um prato de evaporação de platina, cercado por água fria. Se o prato estiver extremamente limpo (ele estará brilhoso), ele deveria ser resfriado. Deve-se tomar cuidado: a decomposição do peróxido de hidrogênio é acompanhada pela produção de uma quantidade substancial de calor e de formação de gás; a amostra deve ser adicionada cuidadosamente, em pequenas porções, com resfriamento adequado. 7. Evaporar a solução cuidadosamente até ficar seca, no banho de vapor. Deve-se tomar cuidado: a falha em não se decompor completamente o peróxido de hidrogênio antes da evaporação, poderia concentrar amostra suficiente para produzir um risco de explosão. 8. Colocar o prato em um forno a 105°C durante pelo menos 1 hora. 9. Resfriar em um secador durante 30 minutos e pesar o prato com aproximação de 0,0001 g. Deixar este peso ser A g. 10. Calcular o resíduo a 105°C utilizando a equação: Resíduo a 105°C, g/kg = x 100 W onde: • A (em g) é o peso do prato contendo o resíduo da evaporação • B (em g) é o peso do prato vazio • W (em g) é o peso da amostra adicionada ao prato. A solução aquosa da invenção (incluindo o estabilizante compatível com alimentos) apresenta um resíduo seco a 105°C, medido de acordo com o procedimento acima, no máximo de 10 mg/kg, de preferência, no máximo 7 mg/kg. Este resíduo seco, com freqüência, é maior do que ou igual a 0,1 mg/kg, e com mais freqüência, maior do que ou igual a 0,5 mg/kg. A solução aquosa da invenção geralmente apresenta uma condutividade de 20 a 150 pS/cm, e especialmente, de 50 a 90 pS/cm. A condutividade é medida de acordo com o método do standard DINIEC 60746 -1. A condutividade da solução aquosa pode ser ajustada através da adição na mesma de um sal, por exemplo, nitrato de amônio ou ácido mineral. A solução aquosa da invenção usualmente apresenta uma concentração de peróxido de hidrogênio de 10 a 50% em peso, especialmente, de 20 a 45% em peso, mais de preferência, de 30 a 40% em peso, tipicamente, de cerca de 35%. A concentração de peróxido de hidrogênio é medida de acordo com o standard ISO 7157 (versão de minuta). A solução aquosa da invenção, usualmente apresenta uma acidez máxima de 5 mmoles/kg. A solução aquosa da invenção contém um estabilizante compatível com alimentos. Este estabilizante pode ser escolhido de ácido fosfônico compatível com alimentos. Um exemplo é o ácido aminotrismetileno descrito no pedido de patente US 2004/0247755, o teor da qual é incorporado aqui como referência. A quantidade de estabilizante, geralmente, é pelo menos de 0,5 mg (100% de estabi 1 izante)/kg de solução de H2O2, especialmente, pelo menos, 1 mg/kg de solução de H2O2. A quantidade, usualmente, é menor do que ou igual a 50 mg (100% de estabilizante)/kg de solução de H202, especialmente, menor do que ou igual a 10 mg/kg de solução de H2O2, e de preferência, menor do que ou igual a 8 mg/kg de solução de H2O2. A quantidade, por exemplo, é em tomo de 5 mg (100% de estabilizante)/kg de solução de H2O2. O estabilizante pode ser utilizado na forma de uma solução aquosa, por exemplo, contendo 50% em peso de estabilizante.

Devido à presença do estabilizante, a concentração de peróxido de hidrogênio na solução aquosa da invenção apresenta uma estabilidade elevada. Ela usualmente é tal que a percentagem relativa de perda de titulação depois de 16h a 96°C é menor do que ou igual a 5% da concentração inicial de peróxido de hidrogênio. A estabilidade é medida de acordo com o método standard 7161 da ISO (versão de minuta). A solução aquosa da presente invenção pode ser preparada por qualquer método adequado que permita a preparação de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio e a purificação da mesma a tal ponto que o resíduo seco seja conforme descrito acima, e adicionando na mesma um estabilizante compatível com alimentos, em uma quantidade suficientemente baixa e de forma que o resíduo seco seja conforme descrito acima.

Um processo possível para a preparação de uma solução de peróxido de hidrogênio, consiste no processo bem conhecido de auto-oxídação utilizando antraquinonas, hidrogênio e oxigênio, conforme descrito na Enciclopédia de Tecnologia Química Kirk Othmer,1981, terceira edição, volume 13, páginas 16-21.

Um processo possível para a purificação da solução de peróxido de hidrogênio assim obtida consiste no tratamento da solução de peróxido de hidrogênio por intermédio de osmose reversa, utilizando uma membrana. Podem ser encontrados exemplos nos pedidos de patente EP 0930269 e na WO 2005/033005 pertencente à SOLYAY (Société Anonyme). A invenção, portanto, também se refere a um processo para a preparação da solução aquosa descrita acima, onde a solução de peróxido de hidrogênio, antes da adição na mesma do estabilizante, é purificada através de osmose reversa, utilizando uma membrana. A solução aquosa da invenção pode ser utilizada vantajosamente para a esterilização química de materiais para acondicionamento. A invenção, portanto, é também relacionada com o uso da solução aquosa descrita acima para a esterilização química de materiais para acondicionamento.

Uma das vantagens da solução aquosa da invenção reside no fato de que a mesma solução pode ser utilizada como líquido de banho de imersão em processos para acondicionamento asséptico de banho de imersão assim como líquido de aspersão em processos para acondicionamento asséptico por aspersão.

Outra vantagem reside na grande estabilidade da solução aquosa da invenção, especialmente quando ela é utilizada em processos para acondicionamento asséptico de banho de imersão. Esta estabilidade é expressa como se segue: a concentração de peróxido de hidrogênio, em muitos casos, não é diferente do valor inicial em mais de 10% durante pelo menosl20 horas de operação.

Devido ao baixo teor de estabilizante, o risco de incrustações e bloqueios nos aquecedores de uma máquina para acondicionamento por aspersão é minimizado. A invenção é ainda mais descrita por intermédio de ilustração nos exemplos seguintes.

Exemplos Uma solução de peróxido de hidrogênio não purificada foi preparada de acordo com o processo de auto-oxidação seguido por uma destilação. O produto final apresentou as seguintes características: Concentração de H202 35%, peso/peso Traços de metais: Al <0,1 ppm Cr 0,03 ppm Fe 0,12 ppm Ni 0,02 ppm Cl 0,1 ppm S042- 0,1 ppm PcomoPCV- 17,3 ppm Carbonos orgânicos totais (TOC): 50 ppm Resíduo seco: 25 ppm Esta solução foi então purificada através de osmose reversa utilizando-se uma membrana do tipo SWC3, fornecida pela companhia HYDRANAUTICS, em uma pressão em tomo de 28 bar (2800 kPa). O produto final purificado apresentou as seguintes características: Concentração de H2O2: 35%, peso/peso Traços de metais: Al < 0,005 ppm Cr <0,002 ppm Fe <0,005 ppm NÍ <0,002 ppm Cl <0,005 ppm SO42- <0,05 ppm P como P043- <1 ppm TOC: <5 ppm Resíduo seco: <2 ppm Então, 0 ácido aminotrismetileno fosfônico foi adicionado como 0 estabilizante em uma quantidade de 10 mg na forma de uma solução aquosa a 50% em peso/kg de solução de H2O2, marca CUBLEN API (fabricante ZSCHIMMER & SCHWARZ, MOHSDORF GmbH & Co KG).

Esta solução aquosa estabilizada de H2O2 foi utilizada sucessivamente em máquinas de embalar assépticas de banho de imersão do tipo TBA 8, TBA 9, TBA 19 e TBA 21, assim como nas máquinas para acondicionamento asséptica por aspersão da companhia COMBIBLOC. Ambos os tipos de máquinas foram operadas durante pelo menos 120 horas sem perderem desempenho.

Claims (10)

1. Solução aquosa adequada para esterilização química de materiais para acondicionamento, compreendendo peróxido de hidrogênio e pelo menos um estabílizante compatível com alimentos, caracterizada pelo fato de que a referida composição, sem o estabílizante compatível com alimentos, tem um teor máximo fosforoso expresso como P043- de 10 mg/kg, e apresenta um resíduo seco a I05°C, de no máximo, 10 mg/kg, e em que a solução aquosa contém de 1 a menos que ou igual a 8 mg por kg de solução de HiCh do estabilizante compatível com alimentos.

2. Solução aquosa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que apresenta uma condutividade de 50 a 90 pS/cm.

3. Solução aquosa de acordo com a reivindicação l ou 2, caracterizada pelo fato de que apresenta uma concentração de peróxido de hidrogênio de 35 a 40% em peso.

4. Solução aquosa de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a concentração de peróxido de hidrogênio apresenta uma estabilidade elevada, expressa como percentagem relativa de perda de titulação depois de 16h a 96°C, no máximo de 5%.

5. Solução aquosa de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que apresenta uma acidez máxima de 5 mmoles/kg.

6. Solução aquosa de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o estabilizante compatível com alimentos é um ácido fosfônico, de preferência, o ácido aminotrismelileno fosfônico.

7. Processo para a preparação dc solução aquosa como definida em qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a solução de peróxido de hidrogênio, antes da adição na mesma do estabilizante, é purificada através de osmose reversa, utilizando uma membrana.

8. Uso da solução aquosa como definida em qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de ser para esterilização química de materiais para acondicionamento.

9. Uso de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a mesma solução aquosa é utilizada como líquido para banho de imersão em processos para acondicionamento asséptico em banho de imersão, assim como líquido de aspersão em processos para acondicionamento asséptico por aspersão.

10. Uso de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa é utilizada em um processo para acondicionamento asséptico em banho de imersão e onde a concentração de peróxido de hidrogênio não é diferente do valor inicial em mais de 10% durante pelo menos 120 horas de operação.