BRPI0810587B1

BRPI0810587B1 - Sistema de tratamento de água e métodos de limpeza a jusante

Info

Publication number: BRPI0810587B1
Application number: BRPI0810587-1A
Authority: BR
Inventors: J. Monsrud Lee; E. Olson Keith; A. Mills Kristen; R. Smith Kim
Original assignee: Ecolab Inc.
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2018-03-13
Also published as: US20110301072A1; US20100234262A1; US7960329B2; JP2010526187A; MX2009011624A; US20100173820A1; US20090149363A1; WO2008137798A2; US20080274932A1; US7709434B2; CN101675153B; JP5592252B2; WO2008137798A3; WO2008137785A2; EP2144986A2; BRPI0811473A2; US20110160114A1; US7919448B2; EP2145032A2; JP5563444B2

Description

(54) Título: SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA E MÉTODOS DE LIMPEZA A JUSANTE (51) Int.CI.: C11D 1/83; C11D 1/00; C11D 3/00 (30) Prioridade Unionista: 04/05/2007 US 60/927.575 (73) Titular(es): ECOLAB INC.

(72) Inventor(es): LEE J. MONSRUD; KEITH E. OLSON; KRISTEN A. MILLS; KIM R. SMITH “SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA E MÉTODOS DE LIMPEZA A JUSANTE”

Este pedido está sendo depositado em 02 de maio de 2008, como um pedido de Patente Internacional PCT no nome de ECOLAB INC., uma corporação nacional norteamericana, requerente para a designação de todos os países exceto U.S., e Lee J. MONSRUD, um cidadão de U.S., Keith E., OLSON, um cidadão do U.S., Kim R. SMITH, um cidadão do U.S., e Kristen A. MILLS, um cidadão do U.S., requerentes para a designação de U.S. somente, e reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório U.S. No. de Série 60/927.575, depositado em 04 de maio de 2007.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere aos métodos para tratar um sistema aquoso, isto é, uma fonte ou corrente de água. Em particular, os métodos para reduzir dureza solubilizada em água usando vários agentes de conversão, são fornecidos. Os métodos para inibir ou reduzir a formação de escama também são fornecidos. A presente invenção também se refere aos métodos de empregar água tratada, por exemplo, em processos de limpeza.

ANTECEDENTES

O nível de dureza em água pode ter um efeito danoso em muitos sistemas. Por exemplo, quando água dura sozinha, ou junto com composições de limpeza, contata uma superfície, ela pode causar precipitação de escama de água dura na superfície contatada. Em geral, água dura se refere à água tendo um nível total de íons de cálcio e magnésio em excesso de cerca de 100 ppm expresso em unidades de ppm de carbonato de cálcio. Geralmente, a relação de molar de cálcio para magnésio na água dura é cerca de 2:1 ou cerca de 3:1. Embora a maioria dos locais tenha água dura, a dureza da água tende a variar de um local para outro.

A dureza da água tem sido tratada de vários modos. Um método atualmente usado para amolecer água é por permuta de íon, por exemplo, adicionando-se sódio à água para permutar os íons de cálcio e magnésio na água com sódio associado com um leito de resina em uma unidade de amolecimento de água. O cálcio e magnésio aderem a uma resina no amolecedor. Quando a resina for saturada é necessário regenerá-la usando quantidades grandes de cloreto de sódio dissolvido em água. O sódio desloca o cálcio e magnésio, que é afastado em uma solução salgada junto com o cloreto do cloreto de sódio adicionado. Quando os amolecedores de água se regeneram, eles produzem uma corrente de resíduos que contém quantidades significantes de cloreto, criando uma carga no sistema, por exemplo, sistema de esgoto, no qual eles são dispostos de, incluindo uma multidão de aplicações de reutilização de água a jusante como usos de água potável e agricultura.

A água dura também é conhecida por reduzir a eficácia de detergentes. Um método para contrapor-se a isso adicionar agentes de quelação ou sequestrantes em composições detersivas que são pretendidas serem misturadas com água dura em uma quantidade sufi2 ciente para controlar a dureza. Porém, em muitos casos a dureza da água excede a capacidade de quelação da composição. Como um resultado, os íons de cálcio livres podem estar disponíveis para atacar componentes ativos da composição, para causar corrosão ou precipitação, ou causar outros efeitos danosos, tais como fraca eficácia de limpeza ou formação de escama de lima.

SUMÁRIO

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um método para reduzir dureza solubilizada em água em uma fonte de água. O método compreende colocar em contato a fonte de água tendo um pH dentre cerca de 6 e cerca de 9 com uma composição que compreende um agente de conversão sólido. O agente de conversão faz com que o cálcio endureça os íons na fonte de água para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a dureza solubilizada em água seja substancialmente reduzida.

Em algumas modalidades, o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxidos de metal, hidróxidos de metal, e combinações dos mesmos. Em outras modalidades, o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de titânio, e combinações dos mesmos. Entretanto também em outras modalidades, o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e combinações dos mesmos. Em outras modalidades, o agente de conversão compreende óxido de magnésio.

Em algumas modalidades, a forma cristalina de não calcita é aragonita. Em outras modalidades, a composição também compreende aragonita. Em algumas modalidades, a composição compreende cerca de 1 % em peso a cerca de 50% em peso de aragonita. Entretanto em ainda outras modalidades, o agente de conversão é insolúvel em água. Em algumas modalidades, dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 15% ou mais.

Em algumas modalidades do método da presente invenção, a etapa de colocar em contato a água com o agente de conversão compreende conduzir a água sobre a fonte de sólido do agente de conversão.

Em outras modalidades, o agente de conversão sólido está contido em uma coluna. A coluna é agitada por um método selecionado do grupo que consiste no fluxo de água pela coluna, por fluidização, agitação mecânica, lavagem a contra-corrente de fluxo elevado, recirculação, e combinações dos mesmos, em algumas modalidades. Entretanto em ainda outras modalidades, a temperatura da fonte de água antes do contato com o agente de conversão é entre cerca de 54,44°C (130°F) e cerca de 85°C (185°F). Em algumas modalidades, a dureza da água por íons de cálcio solubilizados é reduzida.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um método para usar uma fonte de água tratada para limpar um artigo. O método compreende tratar uma fonte de água com uma composição que compreende um agente de conversão, em que o agente de conversão causa dureza por íons de cálcio na fonte de água para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a dureza solubilizada da água seja substancialmente reduzida. Uma solução de uso é então formada com a água tratada e um detergente. O artigo é então contatado com a solução de uso, tal que o artigo seja limpo.

Em algumas modalidades, o método também compreende a etapa de enxaguar o artigo após ele ter sido lavado. Em algumas modalidades, o artigo é enxaguado usando água tratada. Em outras modalidades, o artigo é enxaguado usando água não tratada.

Em algumas modalidades, o método também compreende aplicar um auxiliar de enxágüe ao artigo após ele ter sido lavado. Entretanto em ainda outras modalidades, o detergente usado é substancialmente livre de um quelante ou sequestrante. Em outras modalidades, o detergente compreende um composto de magnésio insolúvel, um carbonato de metal alcalino, e água.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um aparato para tratar uma fonte de água para uso em uma máquina de lavagem de utensílio. O aparato compreende: uma entrada por fornecer a fonte de água para um reservatório de tratamento; um reservatório de tratamento que compreende um agente de conversão; uma saída para fornecer água tratada do reservatório; e uma linha de liberação de água tratada para fornecer a água tratada para a máquina de lavar louça automática.

Em algumas modalidades, o agente de conversão no reservatório de tratamento é uma partícula sólida. Em outras modalidades, o agente de conversão sólido é selecionado do grupo de óxidos de metal, hidróxidos de metal, e misturas dos mesmos. Entretanto em ainda outras modalidades, o óxido de metal é selecionado do grupo que consiste em óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de titânio, e misturas dos mesmos. Em outras modalidades, o hidróxido de metal é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e misturas dos mesmos.

Entretanto em ainda outras modalidades, o agente de conversão sólido é um leito agitado no reservatório de tratamento. Em algumas modalidades, o leito de agente de conversão é agitado por um método selecionado do grupo que consiste no fluxo de água pela coluna, fluidização, agitação mecânica, lavagem a contra-corrente de fluxo elevado, recirculação, e combinações dos mesmos.

Em algumas modalidades, o reservatório de tratamento compreende um cartucho portátil, removível. Em outras modalidades, não há nenhum filtro entre a saída e a linha de liberação de água tratada.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um sistema para uso em um processo de limpeza. O sistema compreende fornecer uma fonte de água a um aparato para tratar a fonte de água. O aparato compreende: uma entrada para fornecer a fonte de água a um reservatório de tratamento; um reservatório de tratamento que compreende um agente de conversão; uma saída para fornecer água tratada do reservatório; e uma linha de liberação de água tratada para fornecer a água tratada à máquina de lavagem automática. A água tratada é fornecida para uma máquina de lavagem automática da linha de liberação de água tratada do aparato. A água tratada é combinada com uma composição detergente para fornecer uma composição de uso.

Em algumas modalidades, a máquina de lavagem automática é selecionada do grupo que consiste em uma máquina de lavagem de utensílios automática, sistema de lavagem de veículos, lavadora de instrumento, sistema de limpeza no local, sistema de limpeza de processamento de comida, lavadora de garrafas, e uma máquina de lavagem de roupa suja automática. Em outras modalidades, a composição detergente compreende uma composição de limpeza, uma composição de agente de enxágüe ou uma composição de agente de secagem. Em algumas modalidades, o agente detergente é substancialmente livre de um quelante, construtor, agente limitante, sequestrante ou combinação dos mesmos. Entretanto em ainda outras modalidades, não há nenhum filtro entre a saída e a linha de liberação de água tratada.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um método para reduzir a formação de escama em um sistema compreendendo aquoso colocar em contato o sistema aquoso com uma composição que compreende um agente de conversão sólido, em que o agente de conversão faz com que o cálcio endureça os íons na fonte de água para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não caicita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a formação de escama no sistema aquoso seja reduzida.

Estas e outras modalidades serão evidentes para aqueles de experiência na técnica e outros devido à seguinte descrição detalhada. Porém, deveria ser entendido que este sumário e a descrição detalhada ilustram somente alguns exemplos, e não deveria ser pretendido serem limitantes da invenção como reivindicado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 é uma visão esquemática de um aparato para uso no tratamento de água de acordo com os métodos da presente invenção.

Figura 2 é uma fotografia de copos tratados com relações variadas de óxido de magnésio para caicita de acordo com os métodos da presente invenção.

Figura 3 é uma fotografia de copos enxaguados com água tratada ou não tratada como descrito no Exemplo 1(c).

Figura 4 é uma fotografia de copos lavados com qualquer dos dois: um detergente livre de quelante e água tratada; ou um detergente convencional e água não tratada, como descrito no Exemplo 1 (d).

Figura 5 é uma fotografia de copos lavados com qualquer dos dois: uma água tratada com detergente livre de quelante, e um auxiliar de enxágüe; ou um detergente convencional, água não tratada, e um auxiliar de enxágüe, como descrito no Exemplo 1(d).

Figura 6 é uma fotografia de copos sujos lavados com qualquer dos dois: uma detergente livre de quelante e água tratada; ou um detergente convencional e água não tratada, como descrito no Exemplo 1(d).

Figura 7 é uma descrição gráfica do efeito de vários agentes de conversão da presente invenção em dureza solubilizada em água.

Figura 8 é uma descrição gráfica do percentual de remoção de sujeira em várias sujeiras e tecidos de qualquer um: um detergente livre de quelante e água tratada; ou um detergente convencional e água não tratada, como descrito no Exemplo 3.

Figura 9 é uma descrição gráfica do percentual cinza deixada nos panos de lavagem lavados com água tratada ou não tratada como descrito no Exemplo 3.

Figura 10 é uma descrição gráfica da quantidade de cálcio (ppm) deixada nos panos de lavagem lavados com água tratada ou não tratada como descrito no Exemplo 3.

Figura 11 é uma fotografia de copos contatados com água tratada ou não tratada em temperaturas diferentes como descrito no Exemplo 4.

Figura 12 é uma descrição gráfica da quantidade de Sólidos Dissolvidos Totais (ppm), e SiO₃ em água não tratada e tratada usada em um aparelho de lavagem de veículo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente invenção se refere aos métodos para tratar água, tal que a dureza solubilizada em água seja reduzida. Em algumas modalidades, a porção de cálcio solubilizado de dureza da água é precipitada ou é reduzida. Em alguns aspectos, um agente de conversão, por exemplo, um óxido ou hidróxido de metal ou um polimorfo de carbonato de cálcio, é usado para tratar a água. Em algumas modalidades, uma fonte sólida de um agente de conversão insolúvel ou ligeiramente solúvel é usada para tratar a água. A água tratada de acordo com os métodos da presente invenção tem muitos efeitos benéficos, incluindo, porém não limitado a, redução de escama e sujeira em áreas onde água dura pode causar sujeira, proteger o equipamento, por exemplo, equipamento industrial, de formação de escama, eficácia de limpeza aumentada quando usada com composições detersivas convencionais, e reduzir a necessidade de substâncias químicas específicas, por exemplo, aquelas que contêm os agentes limiares, agentes de quelação, ou sequestrantes, ou fosforosos, em processos de limpeza a jusante.

De forma que a invenção possa ser mais facilmente entendida certos termos são primeiro definidos.

Como usado aqui, os termos agente de quelação e sequestrante se referem a um composto que forma um complexo (solúvel ou não) com íons de dureza da água (da água de lavagem, sujeira e substratos que são lavados) em uma relação molar específica. Os agentes de quelação que podem formar um complexo solúvel em água incluem tripolifosfato de sódio, EDTA, DTPA, NTA, citrato, e similares. Os sequestrantes que podem formar um complexo insolúvel incluem trifosfato de sódio, zeólito A, e similares. Como usado aqui, os termos agente de quelação e sequestrante são sinônimos.

Como usado aqui, o termo livre de agente de quelação ou substancialmente livre de agente de quelação se refere a uma composição, mistura, ou ingredientes que não contêm agente de quelação ou sequestrante ou a qual somente uma quantidade limitada de agente de quelação ou sequestrante foi adicionada. Se um agente de quelação ou seques10 trante estiver presente, a quantidade de agente de quelação ou sequestrante será menor do que cerca de 7% em peso. Em algumas modalidades, uma tal quantidade de agente de quelação ou sequestrante é menor do que cerca de 2% em peso. Em outras modalidades, uma tal quantidade do agente de quelação ou sequestrante é então menor do que cerca de 0,5% em peso. Entretanto em ainda outras modalidades, uma tal quantidade de agente de quela15 ção ou sequestrante é menor do que cerca de 0,1% em peso.

Como usado aqui, o termo sem uma quantidade efetiva de agente de quelação se refere a uma composição, mistura, ou ingredientes que contêm muito pouco agentes de quelação ou sequestrante para mensuravelmente afetar a dureza da água.

Como usado aqui, o termo agente de conversão se refere a uma espécie que faz com que o cálcio solubilizado em água substancialmente precipite da solução como carbonato de cálcio em uma forma que é considerada ser a aragonita de forma de cristal termodinamicamente desfavorável no lugar de como a calcita de forma de cristal termodinamicamente favorável. A aragonita é um cristal frágil que não se liga bem às superfícies e não forma escama de água dura ao mesmo tempo em que a calcita é um cristal mais robusto que se liga firmemente às superfícies, formando uma escama de água dura que não é vista com aragonita.

Como usado aqui, o termo dureza solubilizada em água se refere à dureza de minerais dissolvidos na forma iônica em uma fonte ou sistema aquoso, isto é, Ca⁺⁺ e Mg⁺⁺. Dureza solubilizada em água não se refere aos íons de dureza quando eles estão em um estado precipitado, isto é, quando o limite de solubilidade dos vários compostos de cálcio e magnésio na água é excedido e tais compostos precipitam como vários sais como, por exemplo, carbonato de cálcio e carbonato de magnésio.

Como usado aqui, o termo solúvel em água se refere a um composto que pode ser dissolvido em água a uma concentração de mais de 1% em peso.

Como usado aqui, os termos ligeiramente solúvel ou ligeiramente solúvel em água se refere a um composto que pode ser dissolvido em água somente a uma concentração de 0,1 a 1,0% em peso.

Como usado aqui, o termo insolúvel em água se refere a um composto que pode ser dissolvido em água somente a uma concentração de menos de 0,1% em peso. Por exemplo, o óxido de magnésio é considerado ser insolúvel uma vez que ele tem uma solubilidade em água (% em peso) de cerca de 0,00062 em água fria, e cerca de 0,00860 em água quente. Outros compostos insolúveis para uso com os métodos da presente invenção incluem, por exemplo: hidróxido de magnésio com uma solubilidade em água de 0,00090 em água fria e 0,00400 em água quente; aragonita com uma solubilidade em água de 0,00153 em água fria e 0,00190 em água quente; e calcita com uma solubilidade de água de 0,00140 em água fria e 0,00180 em água quente.

Como usado aqui, o termo agente limitante se refere a um composto que inibe a cristalização de íons de dureza da água de solução, porém que não necessita formar um complexo específico com o íon de dureza da água. Isto distingue um agente limitante do agente de quelação ou sequestrante. Os agentes limiares incluem um poliacrilato, um polimetacrilato, um copolímero de olefina/maléico, e similares.

Como usado aqui, o termo livre de agente limitante ou substancialmente livre de agente limitante se refere a uma composição, mistura, ou ingrediente que não contém um agente limitante ou ao qual somente uma quantidade limitada de um agente limitante foi adicionada. Se um agente limitante deveria estar presente, a quantidade de um agente limitante será menor do que cerca de 7% em peso. Em algumas modalidades, uma tal quantidade de um agente limitante é menor do que cerca de 2% em peso. Em outras modalidades, uma tal quantidade de um agente limitante é então menor do que cerca de 0,5% em peso. Entretanto em ainda outras modalidades, uma tal quantidade de um agente limitante é menor do que cerca de 0,1% em peso.

Como usado aqui, o termo agente anti-redeposição se refere a um composto que ajuda a manter uma composição de sujeira suspensa em água em vez de re-depositar sobre o objeto sendo limpo.

Como usado aqui, o termo livre de fosfato ou substancialmente livre de fosfato se refere a uma composição, mistura, ou ingrediente que não contém um fosfato ou composto contendo fosfato ou ao qual um fosfato ou composto contendo fosfato não tenha adi30 cionado. Se um fosfato ou composto contendo fosfato estiver presente por contaminação de uma composição, mistura, ou ingredientes livres de fosfato a quantidade de fosfato será menor do que cerca de 1,0% em peso. Em algumas modalidades, a quantidade de fosfato é menor do que cerca de 0,5% em peso. Em outras modalidades, a quantidade de fosfato é então menor do que cerca de 0,1% em peso. Entretanto em ainda outras modalidades, a quantidade de fosfato é menor do que cerca de 0,01 % em peso.

Como usado aqui, o termo livre de fósforo ou substancialmente livre de fósforo se refere a uma composição, mistura, ou ingrediente que não contém fósforo ou um com8 posto contendo fósforo ou ao qual o fósforo ou um composto contendo fósforo não foi adicionado. Se o fósforo ou um composto contendo fósforo estiver presente por contaminação de uma composição, mistura, ou ingredientes livres de fósforo, a quantidade de fósforo será menor do que cerca de 1,0% em peso. Em algumas modalidades, a quantidade de fósforo é menor do que cerca de 0,5% em peso. Em outras modalidades, a quantidade de fósforo é menor do que cerca de 0,1% em peso. Entretanto em ainda outras modalidades, a quantidade de fósforo é menor do que cerca de 0,01% em peso.

Limpeza significa realizar ou auxiliar na remoção de sujeira, branqueamento, redução de população microbiana, ou combinação dos mesmos.

Como usado aqui, o termo utensílios se refere a artigos tais como utensílios de cozinha e alimentação e outras superfícies duras tais como chuveiros, pias, banheiros, banheiras, prateleiras, janelas, espelhos, veículos de transporte, e pisos. Como usado aqui, o termo lavagem de utensílios se refere a lavar, limpar, ou enxaguar utensílios.

Como usado aqui, o termo superfície dura inclui chuveiros, pias, banheiros, banheiras, prateleiras, janelas, espelhos, veículos de transporte, pisos, e similares.

Como usado aqui, a frase superfície de assistência de saúde se refere a uma superfície de um instrumento, um dispositivo, um carrinho, uma gaiola, mobília, uma estrutura, uma construção, ou similares que são empregados como parte de uma atividade de assistência de saúde. Os exemplos de superfícies de assistência de saúde incluem superfícies de instrumentos médicos ou dentais, de dispositivos médicos ou dentais, de autoclaves e esterilizadores, de aparato eletrônico empregado para monitorar a saúde paciente, e de pisos, paredes, ou instalações de estruturas nas quais a assistência de saúde ocorre. As superfícies de assistência de saúde são encontradas em quartos de hospital, cirúrgico, fraqueza, nascimento, necrotério, e diagnose clínica. Estas superfícies podem ser aquelas tipificadas como superfícies duras (tal como paredes, pisos, bed-pans, etc.,), ou superfícies de tecido, por exemplo, superfícies tricotadas, tecidas, e não tecidas (tais como artigos de vestuário cirúrgicos, cortinas, forros cama, bandagens, etc.,), ou equipamento de cuidado com paciente (tais como respiradores, equipamento diagnóstico, desvios, escopias de corpo, cadeiras de rodas, leitos, etc.,), ou equipamento cirúrgico e diagnóstico. As superfícies de assistência de saúde incluem artigos e superfícies empregadas em assistência de saúde animal.

Como usado aqui, o termo instrumento se refere aos vários instrumentos ou dispositivos médicos ou dentais que podem beneficiar a limpeza usando água tratada de acordo com os métodos da presente invenção.

Como usado aqui, as frases instrumento médico, instrumento dental, dispositivo médico, dispositivo dental, equipamento médico ou equipamento dental se referem aos instrumentos, dispositivos, ferramentas, eletrodomésticos, aparatos, e equipamento usado em medicina ou odontologia. Tais instrumentos, dispositivos, e equipamento podem ser es9 terilizados a frio, embebidos ou lavados e então esterilizados a quente, ou de outro modo beneficiar a limpeza usando água tratada de acordo com a presente invenção. Estes vários instrumentos, dispositivos e equipamentos incluem, porém não estão limitados a: instrumentos diagnósticos, bandejas, panelas, suportes, prateleiras, fórceps, tesouras, lâminas, serras (por exemplo, serras de osso e suas lâminas), hemostato, facas, cinzéis, fórceps utilizados em cirurgia, limas, alicates, brocas, pedaços de broca, limas, carrapichos, espalhadores, britadores, elevadores, braçadeiras, porta agulha, veículos, clipes, ganchos, cinzelam, cureta, retratores, alinhador, ponches, extratores, conchas, ceratomas, espátulas, expressores, trocartes, dilatadores, gaiolas, artigos de vidro, tubulação, cateteres, cânulas, tomadas, stents, escopias (por exemplo, endoscópios, estetoscópios, e artoscópios) e equipamento relacionado, e similares, ou combinações dos mesmos.

Como usado aqui, percentual em peso (% em peso), percentual em peso,% em peso, e similares são sinônimos que se referem à concentração de uma substância como o peso daquela substância dividido pelo peso total da composição e multiplicado por 100.

Como usado aqui, o termo cerca de modificando a quantidade de um ingrediente nas composições da invenção ou empregado nos métodos da invenção se refere à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, por medição típica e procedimentos de manipulação de líquidos usados para fabricar concentrados ou uso de soluções no mundo real; por erro inadvertido nestes procedimentos; por diferenças na fabricação, fonte, ou pureza dos ingredientes empregados para fabricar as composições ou realizar os métodos; e similares. O termo cerca de também abrange quantidades que diferem devido a condições de equilíbrio diferentes para uma composição que é o resultado de uma mistura inicial particular. Se ou não modificadas pelo termo cerca de, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades.

Composições e Métodos de Uso

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece métodos para tratar água, compreendendo reduzir a dureza solubilizada em água. Em algumas modalidades, a porção de cálcio solubilizada de dureza da água é reduzida. Em algumas modalidades, a água é contatada com uma composição que compreende um agente de conversão. Em outros aspectos, a presente invenção fornece métodos para inibir ou reduzir formação de escamas em um sistema aquoso compreendendo colocar em contato o sistema aquoso com uma composição que compreende um agente de conversão. O agente de conversão pode estar em qualquer forma, por exemplo, sólida, partícula, líquida, pó, nanopartícula, suspensão, adequada para uso com os métodos da presente invenção. Em algumas modalidades, uma fonte sólida de um agente de conversão é usada.

Sem desejar se prender a qualquer teoria particular, é considerado que os agentes de conversão para uso com os métodos da presente invenção fazem com que os íons de dureza da água de cálcio solubilizado em água substancialmente precipitem por uma reação interfacial de solução como carbonato de cálcio na aragonita de forma de cristal termodinamicamente desfavorável no lugar de como a calcita de forma de cristal termodinamicamente favorável. A aragonita é um cristal frágil que não se liga bem às superfícies e não forma escama de água dura, ao mesmo tempo em que a calcita é um cristal mais robusto que se liga firmemente às superfícies, formando uma escama de água dura que não é vista com aragonita. Desse modo, o contato da água com um agente de conversão da presente invenção reduz a dureza solubilizada em água da água tratada, e leva a uma redução na formação de escama em uma superfície em contato com a água tratada. Os cristais de aragonita também podem agir como cristais sementes para redução adicional de cálcio solubilizado após colocar em contato o agente de conversão.

Agentes de Conversão

Os agentes de conversão adequados para uso com os métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a óxidos de metal, hidróxidos de metal, polimorfos de carbonato de cálcio e combinações e misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o agente de conversão compreende um óxido de metal. Os óxidos de metal adequados para uso nos métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a, óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de titânio, e combinações e misturas dos mesmos. Os hidróxidos de metal adequados para uso com os métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a, hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e combinações e misturas dos mesmos. Os polimorfos de carbonato de cálcio adequados para uso como agente de conversão com os métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a, aragonita. Em algumas modalidades, o óxido de magnésio é usado como um agente de conversão para tratar água. Em algumas modalidades, o hidróxido de magnésio é usado como um agente de conversão para tratar água. Entretanto em ainda outras modalidades, uma combinação de hidróxido e óxido de magnésio é usada como um agente de conversão para tratar água. Em algumas modalidades o agente de conversão selecionado para uso com os métodos da presente invenção é ligeiramente solúvel em água. Em algumas modalidades, o agente de conversão selecionado para uso com os métodos da presente invenção é insolúvel em água. Em algumas modalidades, o agente de conversão selecionado para uso com os métodos da presente invenção tem uma solubilidade menor do que cerca de 0,01 g /100 mL em água. Em algumas modalidades, a baixa solubilidade é preferida para atividade de agente de conversão mais longa.

Em algumas modalidades, a água contatada com um agente de conversão forma um precipitado de cálcio. O precipitado de cálcio formado usando os métodos da presente invenção é tal que os precipitados fluam pela fonte de água inofensivamente. Isto é, em al11 gumas modalidades, sistemas de tratamento de água convencionais diferentes, não há uma necessidade para filtrar ou remover o precipitado da água tratada.

Em algumas modalidades, o agente de conversão usado com os métodos da presente invenção está na forma sólida. Pelo termo sólido como usado para descrever a composição de agente de conversão, é entendido que a composição endurecida não fluirá perceptivelmente e substancíalmente reterá sua forma sob tensão ou pressão moderada ou mera gravidade, como por exemplo, a forma de um molde quando removido do molde, a forma de um artigo como formado em extrusão de um extrusor, e similares. O grau de dureza da composição de sólido pode variar daquele de um bloco sólido fundido que é relativamente denso e duro, por exemplo, como concreto, a uma consistência caracterizada como sendo maleável e como esponja, semelhante ao material de calafetar.

A composição que compreende um agente de conversão pode também compreender ingredientes funcionais adicionais. Os ingredientes funcionais adicionais adequados para uso com os métodos da presente invenção incluem qualquer material que apresente propriedades benéficas ao agente de conversão, à fonte de água sendo tratada, ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, em algumas modalidades o agente de conversão compreende um leito de meio sólido de partículas, por exemplo, partículas de óxido de magnésio. Os ingredientes funcionais adicionais podem ser adicionados os quais ajudam na prevenção de cementação do leito médio, isto é, aglomeração das partículas, quando ela é contatada com uma fonte de água.

Em algumas modalidades, o ingrediente funcional adicional compreende um polimorfo de carbonato de cálcio. Os polimorfos exemplares de carbonato de cálcio adequados para uso com os métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a, aragonita, calcita, vaterita e misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, o ingrediente funcional adicional compreende aragonita. Em outras modalidades, o ingrediente funcional compreende calcita.

Em algumas modalidades, o ingrediente funcional adicional compreende um composto de cátion misturado de íons de cálcio e magnésio. Em algumas modalidades, o material funcional adicional compreende carbonato de magnésio de cálcio, alguns minerais naturais dos quais também podem ser conhecidos pelo nome de dolomita.

Em algumas modalidades, a composição que compreende um agente de conversão também compreende cerca de 10% em peso a cerca de 90% em peso de um ingrediente funcional adicional. Em outras modalidades, a composição que compreende um agente de conversão também compreende cerca de 25% em peso a cerca de 75% em peso de um ingrediente funcional adicional. Entretanto em ainda outras modalidades, a composição que compreende um agente de conversão também compreende cerca de 50% em peso de um ingrediente funcional adicional. Em algumas modalidades, a composição que compreende um agente de conversão também compreende cerca de 25% em peso de aragonita. Em algumas modalidades, a composição que compreende um agente de conversão também compreende cerca de 25% em peso de calcita. Será entendido que todos os valores e faixas entre estes valores e faixas são abrangidos pelos métodos da presente invenção.

Fonte de Água

Em alguns aspectos, os métodos da presente invenção compreendem tratar uma fonte de água tal que a dureza solubilizada da água seja reduzida. O termo fonte de água” como usado aqui, se refere a qualquer fonte de água que tenha uma dureza que seja beneficiada pelo tratamento de acordo com os métodos da presente invenção. As fontes de água exemplares adequadas para tratamento usando os métodos da presente invenção incluem, porém não estão limitados a, água de uma fonte de água municipal, ou sistema de água privado, por exemplo, um fornecimento de água público ou um poço. A água pode ser água da cidade, água de poço, água fornecida por um sistema de água municipal, água fornecida por um sistema de água privado, e/ou água diretamente do sistema ou poço. Em algumas modalidades, a fonte de água não é uma água de processo industrial, por exemplo, água produzida de uma operação de recuperação de betume. Em outras modalidades, a fonte de água não é uma corrente de água residual.

Em algumas modalidades, a fonte de água tem um pH de cerca de 6 a cerca de 9 antes do tratamento usando os métodos da presente invenção. Em algumas modalidades, a fonte de água tem um pH dentre cerca de 8 e cerca de 12 antes do tratamento usando os métodos da presente invenção. Em algumas modalidades, a fonte de água terá um pH mais alto, isto é, mais alcalino, depois do tratamento de acordo com os métodos da presente invenção.

Em algumas modalidades, a temperatura da água antes do contato com um agente de conversão é uma temperatura ambiente, isto é, cerca de 17,78°C (64°F) a cerca de 23,89°C (75°F). Em algumas modalidades, a temperatura da água antes do contato com um agente de conversão é uma temperatura menor do que a temperatura ambiente. Em outras modalidades a fonte de água é aquecida antes do contato com um agente de conversão. Em algumas modalidades, o aquecimento da fonte de água antes do contato com um agente de conversão resulta em uma maior redução na quantidade de escama formada em uma superfície, e uma maior redução na dureza solubilizada em água do que se a fonte de água não fosse aquecida.

Em algumas modalidades a temperatura da água antes do contato com um agente de conversão é maior do que cerca de 37,78°C (100°F), maior do que cerca de 48,89°C (120°F), ou maior do que cerca de cerca de 65,56°C (150°F). Em algumas modalidades, a temperatura da água antes do contato com um agente de conversão é entre cerca de 37,78°C (100°F) e cerca de 93,33°C (200°F). Em outras modalidades, a temperatura de água é entre cerca de

48,89°C (120°F) e cerca de 60°C (140°F), entre cerca de 60°C (140°F) a cerca de 71,11°C (160°F), ou entre cerca de 18,33°C (65°F) a cerca de 82,22°C (180°F) antes do contato com um agente de conversão. Será entendido que todos os valores e faixas entre estes valores e faixas são abrangidos pelos métodos da presente invenção.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece métodos para reduzir a dureza solubilizada em água compreendendo colocar em contato uma fonte de água com uma composição que compreenda um agente de conversão. A etapa de colocar em contato pode incluir, porém não está limitada a, conduzir a fonte de água sobre ou por uma fonte sólida, por exemplo, uma coluna, cartucho, ou tanque, compreendendo o agente de conversão. O tempo de contato é dependente de uma variedade de fatores, incluindo, por exemplo, o pH da fonte de água, a dureza da fonte de água, e a temperatura da fonte de água. Em algumas modalidades, a fonte de água tem um tempo de contato dentre cerca de 30 segundos e cerca de 6000 segundos com a fonte de agente de conversão. A fonte de água tem um tempo de contato dentre cerca de 120 segundos e cerca de 1800 segundos com a fonte de agente de conversão em algumas modalidades. Entretanto em ainda outras modalidades, a fonte de água tem um tempo de contato dentre cerca de 200 segundos e cerca de 1200 segundos com a fonte de agente de conversão. Será entendido que todos os valores e faixas entre estes valores e faixas são abrangidos pelos métodos da presente invenção.

Em algumas modalidades, os métodos da presente invenção substancialmente reduzem a dureza solubilizada da fonte de água. A quantidade de redução de dureza da água alcançada é dependente de uma variedade de fatores, incluindo, porém não limitados ao pH da fonte de água, a temperatura da fonte de água, e a dureza da água inicial.

Por exemplo, em algumas modalidades a dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 25%. Em algumas modalidades, a dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 50%. Entretanto em ainda outras modalidades, a dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 75%. Entretanto em ainda outras modalidades, a dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 90%.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece métodos para reduzir ou inibir a formação de escama em um sistema aquoso. Em algumas modalidades, um sistema aquoso, isto é, uma fonte de água, é contatado com um agente de conversão, por exemplo, um óxido ou hidróxido de metal. Sem desejar estar preso a qualquer teoria particular, é considerado, que o sistema aquoso tratado resultante terá uma dureza solubilizada reduzida. Em algumas modalidades, o sistema aquoso tratado resultante terá uma dureza de cálcio solubilizada reduzida. Esta redução na dureza reduzirá a quantidade de escama formada em superfícies contatadas pela fonte de água. Desse modo, o uso de uma fonte de água tratada de acordo com os métodos da presente invenção inibirá ou reduzirá a quantidade de escama de água formada em uma superfície.

Por exemplo, em algumas modalidades a quantidade de formação de escama é reduzida em cerca de 25%. Em algumas modalidades, a quantidade de formação de escama é reduzida em cerca de 50%. Em ainda contudo outras modalidades, a quantidade de formação de escama é reduzida em cerca de 80%. Entretanto em ainda outras modalidades, a quantidade de formação de escama é reduzida em cerca de 100%.

Os métodos da presente invenção são especialmente efetivos na remoção ou prevenção da formação de escama em que a escama compreende sãs de cálcio, por exemplo, fosfato de cálcio, oxalato de cálcio, carbonato de cálcio, bicarbonato de cálcio ou silicato de cálcio. A escama que é pretendida ser prevenida ou removida pela presente invenção pode ser formada por qualquer combinação dos íons notados acima. Por exemplo, a escama pode envolver uma combinação de carbonato de cálcio e bicarbonato de cálcio. A escama tipicamente compreende pelo menos cerca de 90% em peso do material inorgânico, mais tipicamente pelo menos cerca de 95% em peso do material inorgânico, e tipicamente pelo menos cerca de 99% em peso do material inorgânico.

Métodos de Usar uma Fonte de Água Tratada em um Processo de Limpeza a jusante

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um método para usar uma fonte de água tratada para limpar um artigo. Descobriu-se que o uso de uma fonte de água tratada tem muitas vantagens nos processos de limpeza à jusante comparada com o uso de uma fonte de água não tratada. Por exemplo, o uso de uma fonte de água tratada de acordo com os métodos da presente invenção aumenta a eficácia de detergentes convencionais. O uso de uma fonte de água tratada também permite o uso de composições detersivas benéficas ao meio ambiente específicas, por exemplo, aquelas livres de quelantes ou sequestrantes, ou fósforos.

Em algumas modalidades, os métodos da presente invenção compreendem tratar uma fonte de água com uma composição que compreende um agente de conversão, em que o agente de conversão causa dureza por íons de cálcio na fonte de água para substanciaimente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a dureza solubilizada da água seja substanciaimente reduzida. Uma solução de uso pode então ser formada com a água tratada e uma composição detergente. O artigo ou artigos a serem limpos são então contatados com a solução de uso, tal que o artigo(s) seja limpo.

Em algumas modalidades, o método também compreende enxaguar o artigo. O artigo pode ser enxaguado com água tratada, ou com água não tratada. Em algumas modalidades, o artigo é enxaguado usando a água tratada. Um auxiliar de enxágüe também pode ser aplicado ao artigo após ele ter sido lavado.

Qualquer composição detergente convencional pode ser usada com os métodos da presente invenção. A composição detergente pode compreender uma composição de limpeza, uma composição de agente de enxágüe, uma composição de secagem ou qualquer combinação dos mesmos. Sem desejar estar preso a qualquer teoria particular, acredita-se que o uso de uma fonte de água tratada em um processo de limpeza aumente a eficácia da composição detergente devido à quantidade reduzida de minerais de dureza solubilizada na fonte de água, por exemplo, dureza por íons de cálcuio solubilizada. Sabe-se que íons de dureza solubilizada combinam com sabão e detergentes para formar uma escama ou espuma. Além disso, os íons de dureza solubilizada limitam a quantidade de espuma formada com sabões e detergentes. A redução da quantidade destes íons de dureza solubilizada pode então reduzir a quantidade destes efeitos colaterais prejudiciais.

As composições detersivas para uso com os métodos da presente invenção podem incluir, porém não estão limitadas a, composições detergentes, composições de agente de enxágüe, ou composições de agente de secagem. As composições detergentes exemplares incluem composições detergentes de lavagem de utensílio, composições detergentes de lavanderia, composições detergentes de CIP, composições de limpeza ambientais, composições de limpeza de superfície dura (tal como aquelas para uso em prateleiras ou pisos), composições de lavagem de automóvel, e composições de limpeza de vidro. As composições de agente de enxágüe exemplares incluem aquelas composições usadas para reduzir a formação de riscos ou películas em uma superfície tal como vidro. As composições de agente de secagem exemplares incluem composições desidratantes. Na indústria de lavagem de veículo, é freqüentemente desejável incluir uma etapa de desidratação onde um agente de laminação ou de formação de contas é aplicado ao exterior do veículo.

Os artigos exemplares que podem ser tratados, isto é, limpos, com a solução de uso que compreende uma composição detergente e água tratada incluem, porém não estão limitados aos exteriores de automóvel, tecidos, artigos que contatam comida, equipamento de limpeza no local (CIP), superfícies de assistência de saúde e superfícies duras. Os exteriores de automóvel exemplares incluem carros, caminhões, reboques, ônibus, etc. que geralmente são lavados em instalações de lavagem de veículo comerciais. Os tecidos exemplares incluem, porém não estão limitados àqueles tecidos que geralmente são considerados no termo lavanderia e incluem roupas, toalhas, folhas, etc. Além disso, os tecidos incluem cortinas. Os artigos de contato com comida exemplares incluem, porém não estão limitados a, pratos, copos, utensílios de comida, tigelas, artigos de cozinha, artigos de armazenamento de comida, etc. O equipamento de CIP exemplar inclui, porém não está limitado a, tubos, tanques, permutadores de calor, válvulas, circuitos de distribuição, bombas, etc. As superfícies de assistência de saúde exemplares incluem, porém não estão limitadas a, superfícies de dispositivos ou instrumentos médicos ou dentais. As superfícies duras exemplares incluem, porém não estão limitadas a, pisos, prateleiras, vidro, paredes, etc. As superfí16 cies duras também podem incluir o interior de máquinas de lavar prato, e máquinas de lavanderia. Em geral, as superfícies duras podem incluir aquelas superfícies geralmente referidas na indústria de limpeza como superfícies ambientais.

Em algumas modalidades, a composição detergente para uso com os métodos da presente invenção compreende um detergente que é substancialmente livre de um sequestrante quelante, e/ou agente limitante, por exemplo, um ácido aminocarboxílico, um fosfato condensado, um fosfonato, um poliacrilato, ou similares. Sem desejar estar preso a qualquer teoria particular, acredita-se que porque os métodos da presente invenção substancialmente reduza os ions de dureza solubilizada na fonte de água, quando usada com um detergente, há uma necessidade substancialmente reduzida ou eliminada para incluir os agentes de quelação, sequestrantes, ou agentes limiares na composição detergente para controlar os ions de dureza.

Em algumas modalidades, o detergente para uso com os métodos da presente invenção é substancialmente livre de um agente de quelação ou sequestrante e compreende um composto de magnésio insolúvel, um carbonato de metal alcalino, e água. Em algumas modalidades, a composição detergente para uso com os métodos da presente invenção é uma composição detergente descrita no Pedido de Patente U.S. No. / , intitulado Solid Cleaning Compositions of Magnesium Compounds And Methods of Making and Using them (Parecer do Procurador No. 2454US01), os teores totais dos quais estão desse modo incorporados por referência.

Em algumas modalidades, a composição detergente pode incluir outros aditivos, incluindo aditivos convencionais tal como agentes alvejantes, agentes de endurecimento ou modificadores de solubilidade, desespumantes, agentes anti-redeposição, agentes limiares, estabilizadores, dispersantes, enzimas, tensoativos, agentes de realce estéticos (isto é, tinta, perfume), e similares. Os adjuvantes e outros ingredientes aditivos variarão de acordo com o tipo de composição sendo fabricada. Deveria ser entendido que estes aditivos são opcionais e não precisam ser incluídos na composição de limpeza. Quando eles são incluídos, eles podem ser incluídos em uma quantidade que fornece a eficácia do tipo particular de componente.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um aparato para tratar uma fonte de água usada em um processo de limpeza ou lavagem. Por exemplo, o aparato pode ser para uso em uma máquina de lavar louça automática, uma máquina de lavagem de tecido automática, e/ou uma máquina de lavagem de veículo automática. O aparato pode ser usado tanto em estabelecimentos comerciais, por exemplo, em um restaurante, um hospital, e em estabelecimentos residenciais, por exemplo, uma casa privada, ou prédio de apartamentos.

Referindo-se a Figura 1, um esquema de um aparato da presente invenção é mostrado na referência 10. O aparato compreende: uma entrada 12 para fornecer a fonte de água a um reservatório de tratamento 14; um reservatório de tratamento 14 que compreende um agente de conversão 16; uma saída 18 para fornecer água tratada do reservatório de tratamento; e uma linha de liberação de água tratada 20 para fornecer a água tratada ao dispositivo de limpeza selecionado. Em algumas modalidades, não há nenhum filtro entre a saída e a linha de liberação de água tratada. Um dispositivo de controle de fluxo 22 tal como uma válvula 24 pode ser fornecido na liberação de água tratada linha 18 para controlar o fluxo da água tratada no dispositivo de uso final selecionado, por exemplo, uma máquina de lavagem de utensílio, uma máquina de lavar roupa.

Em algumas modalidades, o agente de conversão está contido em um reservatório de tratamento no aparato. O reservatório pode ser, por exemplo, um tanque, um cartucho, um leito de filtro de várias formas ou tamanhos físicos, ou uma coluna. Em algumas modalidades, o reservatório de tratamento que compreende um agente de conversão é livre de resina, isto é, não contém um material que contém hidrogênio univalente, íons de sódio ou potássio que permuta com íons de cálcio e magnésio divalente na fonte de água. Em algumas modalidades, o reservatório é pressurizado. Em outras modalidades, o reservatório não é pressurizado. Um reservatório ou múltiplos reservatórios podem ser usados com os métodos da presente invenção. Por exemplo, a fonte de água pode ser passada sobre uma pluralidade de reservatórios, no mesmo ou em recipientes separados, compreendendo os mesmos ou diferentes agentes de conversão. Os reservatórios podem estar dispostos em série ou em paralelo.

Em algumas modalidades, o agente de conversão está na forma de um leito ou coluna agitada. O leito ou coluna pode ser agitado para evitar cementação isto é, aglomeração do agente de conversão sólido uma vez contatado com a fonte de água. O leito ou coluna pode ser agitado por qualquer método conhecido incluindo, por exemplo, pelo fluxo de água pela coluna, fiuidização, agitação mecânica, lavagem a contra-corrente de fluxo elevado, recirculação, e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o agente de conversão sólido compreende um leito fluidizado, por exemplo, uma coluna ou um cartucho, no reservatório de tratamento. A fiuidização é obtida por um aumento na velocidade do fluido, por exemplo, água, atravessando o leito tal que esteja em excesso da velocidade de fiuidização mínima da média.

Em algumas modalidades, o reservatório de tratamento inteiro pode ser removível e substituível. Em outras modalidades, o reservatório de tratamento pode ser configurado tal que o leito de agente de conversão contido no reservatório de tratamento seja removível e substituível. Em algumas modalidades, o reservatório de tratamento compreende um cartucho removível, portátil, trocável que compreende um agente de conversão, por exemplo, óxido de magnésio.

Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um sistema para uso em um processo de limpeza. O sistema compreende fornecer uma fonte de água a um aparato para tratar a fonte de água. Em algumas modalidades, o aparato para tratar a fonte de água compreende: (i) uma entrada para fornecer a fonte de água a um reservatório de tratamento; (ii) um reservatório de tratamento que compreende um agente de conversão; (iii) uma saída para fornecer água tratada do reservatório de tratamento; e (iv) uma linha de liberação de água tratada para fornecer a água tratada à máquina de lavar louça automática. Em algumas modalidades, um dispositivo, por exemplo, uma tela, está presente no reservatório de tratamento para manter o agente de conversão contido dentro do reservatório de tratamento enquanto o fluido está passando sobre ou por ele. Em algumas modalidades, não há nenhum filtro entre a saída e a linha de liberação de água tratada. Uma vez que a água foi tratada, a água tratada é fornecida a uma máquina de lavagem automática, por exemplo, uma máquina de lavagem de utensílios automática, um sistema de lavagem de veículos, uma lavadora de instrumento, um sistema de limpeza no lugar, um sistema de limpeza de processamento de comida, uma lavadora de garrafas, e uma máquina de lavar roupa automática, da linha de liberação de água tratada do aparato. Qualquer máquina de lavagem automática que se beneficie do uso de água tratada de acordo com os métodos da presente invenção pode ser usada. A água tratada é então combinada com uma composição detergente na máquina de lavagem para fornecer uma composição de uso. Qualquer composição detergente pode ser usada no sistema da presente invenção, por exemplo, uma composição de limpeza, uma composição de agente de enxágue ou uma composição de agente de secagem. Os artigos a serem limpos são então contatados com a solução de uso na máquina de lavagem automática tal que eles sejam limpos.

Os métodos e sistemas de tratamento de água da presente invenção podem ser usados em uma variedade de aplicações industriais e domésticas. Os métodos e sistemas de tratamento de água podem ser empregados em um estabelecimento residencial ou em um estabelecimento comercial, por exemplo, em um restaurante, hotel, hospital. Por exemplo, um método de tratamento de água, sistema, ou aparato da presente invenção podem ser usados em: aplicações de lavagem de utensílio, por exemplo, lavagem de utensílios de cozinha e comida e outras superfícies duras tal como chuveiros, pias, banheiros, banheiras, prateleiras, janelas, espelhos, e pisos; em aplicações de lavanderia, por exemplo, para tratar água usada em uma máquina de lavagem de tecido automática nos estágios de prétratamento, lavagem, acidez, amolecimento, e/ou enxágüe; em aplicações de cuidado de veículo, por exemplo, para tratar água usada para pré-enxaguar, por exemplo, um préembebimento alcalino e/ou pré-embebimento de pH baixo, lavagem, polimento, e enxágüe de um veículo; aplicações industriais, por exemplo, torres de resfriamento, caldeiras, equipamento industrial que compreende os trocadores de calor; em aplicações de serviço de comida, por exemplo, para tratar tubos de água para fermentadores de café e chá, máquinas de expresso, máquinas de gelo, fogões de macarrão, aquecedores de água, navios a vapor e/ou provadores; em aplicações de cuidado de instrumento de assistência de saúde, por exemplo, embeber, limpar, e/ou enxaguar instrumentos cirúrgicos, tratar água para alimento para esterilizadores de autoclave; e em água para alimento para várias aplicações tais como umidificadores, banheiras quentes, e piscinas.

Em algumas modalidades, os métodos e sistemas de tratamento de água da presente invenção podem ser aplicados no momento do uso. Isto é, um método, sistema, ou aparato de tratamento de água da presente invenção pode ser aplicado a uma fonte de água imediatamente antes do uso final desejado da fonte de água. Por exemplo, um aparato da presente invenção poderia ser empregado a uma tubo de água conectada a uma aplicação de restaurante ou doméstica, por exemplo, uma cafeteira, uma máquina de expresso, uma máquina de gelo. Um aparato que emprega os métodos da presente invenção também pode ser incluído como parte de uma aplicação que usa uma fonte de água, por exemplo, um sistema de tratamento de água construído em uma cafeteira, ou máquina de gelo.

Adicionalmente, um aparato para empregar os métodos de tratamento de água da presente invenção pode ser conectado à água principal de uma casa ou escritório. O aparato pode ser empregado em linha antes do aquecedor de água quente, ou depois do aquecedor de água quente. Desse modo, um aparato da presente invenção pode ser usado para reduzir a dureza solubilizada em água em fontes de água de temperatura quente, fria e ambiente.

EXEMPLOS

A presente invenção é mais particularmente descrita nos seguintes exemplos que são pretendidos como ilustrações somente, uma vez que numerosas modificações e variações no escopo da presente invenção serão evidentes para aqueles versados na técnica. A menos que de outro modo notado, todas as partes, porcentagens, e relações informadas nos exemplos seguintes estão em uma base de peso, e todos os reagentes usados nos exemplos foram obtidos, ou estão disponíveis, dos fornecedores químicos descritos abaixo, ou podem ser sintetizados através de técnicas convencionais. Exemplo 1 - Tratamento de Água com um Agente de Conversão que Compreende Meios de Magnésio de Baixa Solubilidade em Água

As seguintes experiências foram realizadas para avaliar o efeito de vários agentes de conversão em dureza da água, e aplicações de lavagem de utensílio.

(a) Capacidade de um Agente de Conversão que Compreende uma Fonte Sólida de Óxido de Magnésio de Reduzir Dureza solubilizada em água

A capacidade de um agente de conversão que compreende uma fonte sólida de óxido de magnésio insolúvel de tratar água, por exemplo, reduzir a dureza solubilizada em água, foi avaliada. Para esta experiência água foi passada por um leito médio de partículas de óxido de magnésio. As partículas tiveram um tamanho médio de cerca de 900 mícrons.

Os meios foram mantidos em um tanque.

A quantidade de íons de cálcio e magnésio na água foi medida antes e depois de passar sobre o leito que compreende o agente de conversão. O sólidos dissolvidos totais (TDS), dureza da água, e pH foram também medidos ambos antes e depois do tratamento. A tabela abaixo de resume os resultados.

Tabela 1.

	Antes do tratamento	Após o tratamento
PH	7,6	9,3
TDS (PPM)	360,5	201,5
Dureza da Água (grãos)	18	12
íons de Ca⁺⁺ presentes (ppm)	66	9
íons de MG⁺⁺ presentes (ppm)	28	48

Como pode ser visto desta tabe a, o pH da água tratada subiu ligeiramente depois do tratamento. Sem desejar estar preso a qualquer teoria particular, acredita-se que isso seja devido ao óxido de magnésio no leito médio que dissolve em MG⁺ e OH' uma vez contatado pela água. Também foi observado que a dureza solubilizada em água total diminuiu em cerca de 35%, e o Ca⁺⁺ solubilizado total diminuiu em cerca de 86%. Além disso, foi observado que o tratamento de uma fonte de água com o agente de conversão sólido, isto é, óxido de magnésio, forneceu efeitos benéficos, por exemplo, dureza solubilizada em água reduzida, e quantidades reduzidas de sólidos dissolvidos totais, para a fonte de água tratada.

(b) Adição de Caicita a um Agente de Conversão

Outro teste foi feito para determinar o efeito de adicionar caicita ao leito médio que compreende o agente de conversão, isto é, óxido de magnésio. Foi teorizado que a caicita preveniría a cementação do óxido de magnésio durante uso com o passar do tempo, uma vez que o óxido de magnésio é conhecido para aglomerar e formar uma massa sólida. A quantidade de íons de magnésio e íons de cálcio na água tratada foram medidas após o tratamento com várias concentrações de óxido e cálcio de magnésio. A tabela abaixo resume os resultados.

Tabela 2.

Percentual de Preparação no Tanque de Tratamento (%)
MgO/Calcita	100/0	75/25	50/50	25/75	0/100
Composição de Água Tratada
Mg⁺⁺	48,3	45,3	39,0	36,8	26,0

Ca⁺⁺

8,96

13,5

25,1

37,3

63,9

Os copos de bebida também foram lavados em uma máquina de lavagem de utensílio usando água tratada com as formulações de MgO/Calcita acima. Após 100 ciclos os copos foram avaliados quanto à formação de manchar e película, embora a formação de película tenha sido considerada ser um indicador mais seguro de aparência de copo no teste. Os copos pesadamente peliculados não mostram manchas bem porque uma película pesada previne o aparecimento de manchas. A Figura 2 mostra os copos tratados nesta experiência. Foi observado que os copos lavados com a água que compreende 100% de MgO e nenhuma calcita tiveram pouca a nenhuma mancha. Foi observado que a quantidade de mancha e película aumentou nos copos quando a quantidade de MgO usado diminuiu, e a quantidade de calcita aumentou, (c) Adição de um Agente de Conversão Durante um Processo de Lavagem de Utensílio

Outro teste de lavagem de utensílios em copos de bebida foi feito usando um tanque que compreende um agente de conversão, isto é, óxido de magnésio, e nenhum calcita. Para este teste, uma Hobart -14 máquina de lavar louça automática foi usada. A água antes de tratamento teve uma dureza de 17 grãos. A água tratada com óxido de magnésio foi fornecida antes do reservatório na máquina, desse modo também tendo um efeito durante o ciclo de enxágüe. Nenhum detergente ou auxiliar de enxágüe foi aplicada aos copos. Como um controle, um copo foi lavado durante 100 ciclos com água não tratada. Depois de 100 ciclos os copos foram avaliados quanto à formação de mancha e película. A Figura 3 mostra os resultados desta experiência. Foi observado que o utensílio de copo tratado com água e com um agente de conversão não teve nenhuma formação de película ou escama, diferente do copo de controle que teve formação de película e mancha significativa.

(d) Adição de um Agente de Conversão Durante um Processo de Lavagem de Utensílio com Formulações Detergentes com e sem um Quelante ou Sequestrante

Um sistema de tratamento de água que compreende uma fonte sólida de um agente de conversão foi preso a um sistema de lavagem de utensílio automática. O agente de conversão usado neste estudo compreendeu óxido de magnésio. Para este teste, uma máquina Hobart AM- 14 foi usada. A água antes do tratamento teve uma dureza de 17 grãos. Duas formulações detergentes foram testadas. A primeira compreendeu cerca de 1000 ppm de um detergente comercialmente disponível com cerca de 35% de quelante, Apex Power®, disponível de Ecolab Inc. Um auxiliar de enxágüe foi aplicado após os copos terem sido lavados com este detergente.

O segundo detergente estava livre de um agente quelante ou sequestrante, e compreendeu cerca de 32% de NaOH, cerca de 35% de silicato de RU (um silicato de sódio disponível de Philadelphia Quartz), cerca de 0,6% de siloxane de poliéter, cerca de 2% de Plurionic N3® (um copolímero disponível de BASF), cerca de 1% de um agente desespumante não iônico, cerca de 9,5% de soda calcinada, cerca de 12% de sulfato de sódio, e cerca de 1% de água. Cerca de 650 ppm do detergente livre de quelante foram usados. Nenhum auxiliar de enxágüe foi usado com o detergente livre de quelante. Os copos foram lavados com qualquer formulação durante 100 ciclos.

Os copos lavados com o detergente livre de quelante foram lavados usando água tratada com um agente de conversão da presente invenção, isto é, óxido de magnésio. Os copos lavados com o detergente comercialmente disponível que compreende um construtor, isto é, Apex Power®, foram lavados usando água não tratada.

A Figura 4 mostra os copos depois da conclusão do teste de 100 ciclos. Como pode ser visto desta figura, o copo lavado usando um detergente livre de quelante e água tratada, teve substancialmente menos formação de película e mancha do que os copos lavados com Apex Power® e um auxiliar de enxágüe, porém com água não tratada. Além disso, foi observado que após os 100 ciclos terem sido completados, o interior da máquina usada com o detergente livre de quelante e a água tratada visualmente olharam melhor do que a máquina usada com o Apex Power® e a água não tratada.

Este teste foi repetido, porém, um auxiliar de enxágüe foi adicionado após o ciclo de lavagem. Cerca de 2,33 mL do auxiliar de enxágüe foram adicionados por ciclo. A Figura 5 mostra os copos depois da lavagem com cada formulação. Como pode ser visto nesta figura, quando um auxiliar de enxágüe foi adicionado, ambos os copos tiveram uma aparência visual melhorada. Porém, o copo tratado com o detergente livre de quelante, e a água tratada, ainda teve substancialmente menos formação de mancha e película do que o copo lavado com água não tratada, e Apex Power®.

O mesmo teste foi realizado, desta vez usando artigos de vidro sujos. Os copos foram sujos com 100% de leite integral e uma sujeira combinada de proteína/amido/gordura seca. Os copos sujos foram lavados durante 10 ciclos, como descrito acima, com qualquer Apex Power®, ou a composição detergente livre de quelante descrita acima. Os copos foram sujos novamente entre cada ciclo de limpeza com sujeira de amido e proteína adicional. Os copos lavados com Apex® foram lavados com água não tratada, e os copos lavados com o detergente livre de quelante foram lavados com água tratada com um agente de conversão, isto é, óxido de magnésio.

Os resultados são mostrados na Figura 6. Como pode ser visto desta figura, os copos lavados com o detergente livre de quelante e a água tratada tiveram menos formação de manchas e película do que aqueles lavados usando Apex Power®. Também foi observado que os copos lavados com Apex Power® e água não tratada tiveram uma tonalidade ligeiramente azulada, e aqueles lavados com a água tratada não tiveram nenhuma mancha azul visual.

Exemplo 2 - Efeito de Vários Óxidos de Metal e Sais em Água Dura

Uma variedade de testes foi realizada para determinar o efeito que vários óxidos de metal e sais tiveram em dureza da água.

(a) Efeito de Vários Complexos de Metal em Água Dura

O seguinte teste foi realizado para determinar o efeito de vários complexos de me5 tal, isto é, óxidos, carbonato, e hidróxidos, com ou sem calcita ou aragonita, em dureza da água. A água inicial teve uma dureza de cerca de 23 grãos. Complexos de metal diferentes foram adicionados à água, e a dureza da água foi medida por conseguinte. Para estas experiências, cerca de 216g de agente de tratamento foram adicionados a um béquer contendo cerca de 500 mL de água dura. Após agitar os teores do béquer durante 20 minutos uma alíquota foi removida e filtrada por um filtro de seringa de 0,2 mícron para remover qualquer particulado suspenso. Então a amostra filtrada foi titulada quanto à dureza da água total (Ca⁺⁺ e Mg⁺⁺) usando um equipamento de teste de água. A seguinte tabela resume os resultados.

Tabela 3.

Tratamento	Dureza da água após o tratamento (grãos)
Água inicial	23
Óxido de alumínio	6
Óxido de alumínio + aragonita	8
Óxido de alumínio + calcita	4

Óxido de ferro	24
Óxido de ferro + aragonita	26
Óxido de ferro + calcita	24
Carbonato de magnésio	24
Carbonato de magnésio + aragonita	50
Carbonato de magnésio + calcita	23
Hidróxido de magnésio + aragonita	26
Óxido de magnésio	8
Óxido de titânio	3
Óxido de titânio + aragonita	12
Óxido de titânio + calcita	9
Óxido de zinco	23
Óxido de zinco + aragonita	22
Óxido de zinco + calcita	23

Estes resultados também são descritos graficamente na Figura 7. Como pode ser visto da tabela acima, e Figura 7, a adição de óxido de alumínio, óxido de magnésio, ou óxi24 do de titânio reduziu a dureza da água mais que os outros óxidos de metal testados. Por exemplo, a adição de óxido de alumínio resultou em mais do que cerca de uma redução de 70% na dureza da água, a adição de óxido de titânio resultou em mais que cerca de uma redução de 80% em dureza da água, e a adição de óxido de magnésio resultou em mais que cerca de uma redução de 60% em dureza da água.

Também se descobriu que a adição de aragonita e calcita com um óxido de metal não aumentou a redução na dureza da água tanto quanto quando óxido de alumínio, óxido de magnésio ou óxido de titânio foi adicionado sozinho à água. Porém, o uso de óxido de alumínio, óxido de titânio ou óxido de magnésio com calcita ou aragonita ainda reduziu a dureza da água mais do que os outros óxidos de metal testados, isto é, óxido de ferro, e óxido de zinco.

b) Avaliação de Agentes de Amaciamento de Água Potenciais por Alteração do Efeito Umectante

Vários óxidos de metal, hidróxidos, e sais foram testados para determinar sua ca15 pacidade de agir como amaciante de água. As soluções de cerca de 100 ppm das várias composições foram preparadas. Os azulejos de cerâmica lisos foram enxaguados com as soluções e foram retirados parar secagem. O ângulo de contato de água deionizada na superfície dos azulejos foi medido. Os azulejos foram então enxaguados sob dureza da água de 17 grãos, secados, e o ângulo de contato foi medido novamente. Os resultados são mos20 trados na tabela abaixo.

Tabela 4.

T ratamento	Antes do enxágüe com água dura	Após enxágüe com água dura	Relação após/antes enxágüe com água dura
0,1% de óxido de titânio	24	17	0,7
0,1% de óxido de alumínio	26	19	0,7
1% de óxido de magnésio	18	15	0,8
1 % de nanopartículas de óxido de magnésio	18	15	0,8
1% de hidróxido de magnésio	22	19	0,9
0,001% de hidróxido de magnésio	23, 17, 25	15	0,7
0,01% de hidróxido de magnésio	13, 18, 18	15	0,9
0,1% de hidróxido de magnésio	18, 16	16, 18	0,9, 1,1
Não tratado	37, 36	48	1,3
0,1% de cloreto de magnésio	21	28	1,3

0,1% de óxido de zinco	16	22	1,4
0,1% de cloreto de cálcio	20	35	1,8
0,1% de sulfato de magnésio	11	24	2,2
0,1% de nanopartículas de óxido de silício (Snowtex N, Nissan Chemical)	9	23	2,6
0,1% de nanopartículas de óxido de silício (Snowtex 40, Nissan Chemical)	10	26	2,6
0,1% de nanopartículas de óxido de silício (Snowtex ZL, Nissan Chemical)	6	22	3,7
0,1% de hidróxido de sódio	2	21	10,5

Foi teorizado que uma relação mais baixa do ângulo de contato de água antes e depois do enxágüe com água dura do substrato se correlaciona com a proteção melhorada do substrato da água dura uma vez que mostra menos impacto de íons de dureza da água na umectação de superfície. Como pode ser visto desta Tabela, a relação do ângulo de con5 tato após/antes o enxágüe de água dura foi cerca de 1 ou menos para o óxido de titânio, óxido de alumínio, e o óxido de magnésio e soluções de hidróxido testadas. Com base nestes resultados, foi teorizado que estas soluções provavelmente amoleceriam a água. As nanopartículas de óxido de silicone e hidróxido de sódio tiveram a alteração mais elevada no ângulo de contato.

(c) Avaliação de Agentes de Amaciamento de Água Potenciais através de Eletrodo

Seletivo de Cálcio

Vários óxidos de metal, hidróxidos, e sais foram testados para determinar sua capacidade de agir como amaciantes de água. As soluções das várias composições foram preparadas. Para preparar as soluções, os volumes iguais do tratamento foram misturados com água dura de cerca de 17 grãos que é dureza da água de cerca de 400 ppm. As misturas foram permitidas descansar durante 10 minutos. Uma alíquota foi removida e filtrada por um filtro de seringa de 0,2 mícrons para remover qualquer material não solubilizado. O nível de cálcio dissolvido que permanece na solução foi determinado usando um eletrodo seletivo de cálcio (por exemplo, modelo 9720BNWP de ThermoScientific). A Tabela abaixo mostra os resultados deste teste.

Tabela 5.

Tratamento

Ca restante de Solução Inicial de 400 ppm (PPm)


Não tratado	400
Calcita	300
Aragonita	275
Dolonita	300
Óxido de magnésio	275
Hidróxido de magnésio	275
Óxido de alumínio	150
Óxido de ferro	300
Óxido de silício	300
Óxido de titânio	250
Argila (só- dio/magnésio/aluminossilicato de cálcio)*	50

* virou gel; nível de Ca medido após filtração com um filtro de 0,2 mícron.

Como pode ser visto desta Tabela, as soluções tratadas com óxido e hidróxido de magnésio, óxido de alumínio, e óxido de titânio produziram a maior redução na quantidade de cálcio que permanece na solução após o tratamento. O óxido de ferro e o óxido de silício diminuíram a quantidade de cálcio que permanece na solução, a um nível mais baixo do que os outros óxidos de metal testados.

Exemplo 3 - Uso de um Agente de Conversão em uma Aplicação de Lavanderia

O efeito de um agente de conversão em linha em uma aplicação de lavanderia foi determinado. Para determinar o efeito do agente de conversão na remoção de sujeira, as amostras sujas são lavadas em um dispositivo tal como um Terg-o-tometer (United States Testing Cia., Hoboken, NJ.). O Terg-o-tometer é um dispositivo de lavagem em laboratório que consiste em múltiplos potes que residem em um único banho de água de temperatura controlada, com agitadores suspensos sob controle de tempo e velocidade. Os parâmetros de teste de lavagem incluem: temperatura da lavagem, duração da lavagem, pH, agitação mecânica, dose de composição de limpeza, dureza da água, fórmula da lavagem, e relação de pano/líquido. Para este teste, um par de cilindros compreendendo um agente de conversão, isto é, óxido de magnésio, foi montado em linha, a jusante de uma roda de lavagem em tubos de água de 17 grãos de banho quente e frio.

Depois de completar os tempos de exposição apropriados as amostras de tecido foram removidas. As substâncias químicas de detergente foram imediatamente estimuladas, e as amostras enxaguadas com água de 5 grãos sintética fria até que 5 ciclos de carregamento e enxágües fossem completos. As amostras foram então postas deitadas e secadas durante a noite em toalhas de poliéster-algodão brancas antes que as leituras de refletância fossem tomadas usando um espectrofotômetro, por exemplo, Espectrofotômetro Hunter ColorQuest XE (refletância).

Para determinar o % de remoção de sujeira (SR), a refletância da amostra de tecido é medida em um espectrofotômetro. O valor L é uma leitura direta fornecida pelo espectrofotômetro. L geralmente é indicativo de refletância de espectro visível amplo, onde um valor de 100% seria branco absoluto. O % de remoção de sujeira é calculado da diferença entre o valor de leveza (L) inicial (antes da lavagem) e o valor L final (depois da lavagem):

SR — ((Lfj_na|-Linícial)/(96-Ljnicial)) X 100%

Duas composições detergentes foram usadas neste estudo. O primeiro compreendeu uma mistura de quelante/sequestrante isto é, polímero de poliacrilato e citrato de sódio, e o segundo foi substancialmente livre de qualquer quelante/sequestrante. Exceto a presença ou ausência de um quelante ou sequestrante, as duas composições detergentes foram equivalentes e compreenderam cerca de 3-75% em peso de tensoativo (se presente), cerca de 5-50% em peso de sequestrante (se presente), cerca de 0-50% em peso de fonte de alcalinidade e cerca de 0-30% em peso de uma composição de enzima ativa. A composição de detergente sem quelante ou sequestrante foi usada com água tratada, isto é, água contatada com o agente de conversão, e o detergente com a mistura de quelante/sequestrante foi usado com água não tratada. Os resultados são mostrados na Figura 8. Como pode ser visto nesta figura, a composição detergente livre de quelante/água tratada teve um percentual de remoção de sujeira mais elevado para a amostra suja de leite, sangue, algodão, carbono. Para as outras amostras testadas, o detergente que compreende um quelante/sequestrante usado com água não tratada teve um percentual de remoção de sujeira mais elevado do que a composição detergente livre de água tratada/quelante. Porém, para a maioria das sujeiras testadas, os resultados foram semelhantes entre ambos os grupos de teste.

Outro teste foi feito para avaliar a incrustação de linhos ao usar agente de conversão da presente invenção. Para este teste, os panos de face foram lavados durante 20 ciclos na roda de lavagem usando água de 17 grãos. Os únicos panos de face foram removidos para análise em 0, 5, 15, e 20 ciclos. Dois testes foram feitos. Para ambos os testes, o detergente livre de quelante/sequestrante descrito acima foi usado. O primeiro teste incluiu um cilindro em linha que compreende um agente de conversão, e o segundo teste usou água não tratada. A quantidade de teor de cálcio e cinza total para os panos de lavagem foram medidos usando Plasma Indutivamente Acoplado (ICP), e os resultados são mostrados na Tabela abaixo.

Tabela 6.

Percentual de Cinza
Número de	0	5	10	15	20

ciclos de lavagem
Água não tratada	0,13	0,36	0,79	1,45	2,58
Água tratada	0,13	0,19	0,65	0,76	0,83

Cálcio (ppm)
Número de ciclos de lavagem	0	5	10	15	20
Água não tratada	121	1120	2750	5240	10100
Água tratada	125	750	3080	3570	4120

Esses resultados são também descritos graficamente nas Figuras 9 e 10. Como pode ser visto destes resultados, os panos de lavagem lavados usando a água tratada tiveram uma quantidade muito mais baixa de cinza permanecendo nos panos em cada ponto de teste. Por exemplo, após 20 lavagens, os panos lavados com água tratada tiveram cerca de

32% da quantidade de cinza como aqueles lavados com a água não tratada. Com respeito à quantidade de cálcio presente nos panos de lavagem, em todos os pontos do teste exceto o ponto de teste de ciclolO, houve menos cálcio nos panos de lavagem lavados com água tratada do que aqueles lavados com água não tratada.

A quantidade de outros metais nos panos de lavagem também foi medida. Estes resultados são mostrados na tabela abaixo.

Tabela 7.

Cobre (ppm)
Número de ciclos de lavagem	0	5	10	15	20
Água não tratada	37,7	18,4	25,2	27,4	35,1
Água tratada	37,7	16,6	16	15,3	16
Magnésio (ppm)
Número de ciclos de lavagem	0	5	10	15	20
Água não	23,9	146	198	242	295

tratada
Água tratada	22,8	176	408	460	543
Fósforo (ppm)
Número de ciclos de lavagem	0	5	10	15	20
Água não tratada	10,3	18,6	29,1	42,2	61,5
Água tratada	7,56	22,3	73,1	77,7	97
Ferro (ppm)
Número de ciclos de lavagem	0	5	10	15	20
Água não tratada	4,73	3,81	3,88	3,67	3,69
Água tratada	5,21	4,23	3,7	3,44	3,53

Como pode ser visto deste gráfico, houve menos cobre nas amostras lavadas com a água tratada do que a água não tratada. Porém, houve mais magnésio nas amostras lavadas com a água tratada do que a água não tratada. Isto seria esperado, uma vez que o agente de conversão usado para este estudo compreendeu magnésio, e pode ter dissolvido parcialmente com o passar do tempo.

Exemplo 4 - Efeito de Temperatura de Água em Agentes de Conversão

O efeito da temperatura da água contatada por um agente de conversão na formação de película e manchas de artigos de vidro foi determinado. A água com uma dureza de 17 grãos por galão foi conectada a um tanque que compreende um agente de conversão da presente invenção, isto é, óxido de magnésio. O tanque foi então conectado a uma máquina de lavagem de pratos automática. Os copos em uma prateleira de artigos de vidro foram colocados na máquina de prato. A máquina de prato foi ajustada para funcionar automaticamente 100 ciclos um após o outro. Um ciclo é uma lavagem completa, enxágüe, e 15 segundos de pausa. Após 100 ciclos o teste foi parado e os copos foram observados. Nenhum detergente foi usado para este teste. O teste estava repetido com água quente, isto é, cerca de 60°C (140°F) a cerca de 65,56°C (150°F), e água fria. Um controle de água não tratada, isto é, nenhum contato com o agente de conversão também foi realizado. Os copos foram visualmente inspecionados quanto à formação de mancha e película. Os resultados são mostrados na Figura 11.

Na Figura 11, o copo na esquerda foi o copo tratado com um agente de conversão e água quente, o copo no meio do quadro foi tratado com agente de conversão e água fria, e o copo era à direita foi o controle em água fria, isto é, não contatado com o agente de conversão. Como pode ser visto desta figura, o copo lavado com a água quente contatado com o agente de conversão produziu copos substancialmente sem manchas. O copo tratado com a água fria contatada com o agente de conversão mostrou menos formação de película do que o copo de controle, porém não ficou tão limpo ou claro quanto o copo tratado com água quente. Estes resultados foram surpreendentes uma vez que o cálcio fica menos solúvel, isto é, precipita mais, quando aquecido.

Exemplo 5 - Uso de um Agente de Conversão para Prevenir Espuma de Sabão

Um teste foi feito para determinar o efeito de água tratada, isto é, água contatada com agente de conversão, na formação de espuma de sabão. A corrente de água frio para dois chuveiros foi presa a um tanque compreendendo uma fonte de sólido de um agente de conversão, isto é, óxido de magnésio. A água fria teve dureza de 17 grãos antes do tratamento. A água quente foi misturada na maçaneta de controle de temperatura do chuveiro, e compreendeu água amolecida.

Depois de dois meses de execução, os chuveiros com e sem tratamento foram inspecionados. Foi observado que as paredes do chuveiro ladrilhadas foram limpas mais facilmente nos boxes de chuveiro tratado, comparado com os boxes de chuveiro não tratado. A película branca, isto é, espuma de sabão, que se formou foi removida muito mais facilmente esfregando-se no boxe de chuveiro que tinha água tratada correndo nele. Os boxes não tratados tiveram uma espuma de sabão pastosa que era pegajosa e mais difícil de esfregar. Também foi notado que as cabeças do chuveiro nos boxes não tratados tiveram uma escama branca muito mais visível presente do que aquelas nos boxes de chuveiro tratado.

Os boxes de chuveiro também foram submetidos a um teste de assobio. Um ácido foi pulverizado sobre as paredes do chuveiro e observado para ver se houve qualquer assobio em contato. O assobio indica a presença de carbonato de cálcio. Os boxes de chuveiro tratados não mostraram nenhum assobio quando pulverizados com um ácido. Porém, o boxe de chuveiro sem o tratamento mostrou um assobio pronunciado quando contatado pelo ácido.

Exemplo 6 - Uso de um Sistema de Tratamento de Água para Cuidado de Veículo

Um teste foi feito para determinar o efeito do uso de água tratada em um aparelho de lavagem de veículo. Dois tanques que compreendem uma fonte de sólido de óxido de magnésio como um agente de conversão foram instalados em um aparelho de lavagem de veículo automático. O primeiro tanque (Tanque 1) foi instalado no primeiro arco de préembebimento. O segundo tanque (Tanque 2) foi instalado no segundo arco de pré31 embebimento. O pH, TDS, e temperatura da água quente não tratada, água tratada do Tanque 1, e água tratada do Tanque 2 foram medidos. A quantidade de SiO₃ nas águas não tratadas e tratadas também foi medida.

Figura 12 é uma descrição gráfica dos resultados deste teste. Como pode ser visto nesta figura, os tanques (Tanque 1 e Tanque 2) foram instalados no Dia 22. O TDS aumentou neste dia. Porém, no dia 32, os níveis de TDS na água tratada foram menores do que o nível de TDS na água não tratada. Como também pode ser visto nesta figura, depois que os tanques foram instalados, a quantidade de SiO₃ na água caiu significantemente nas amostras de água tratadas. Também foi observado que os veículos lavados com água tratada durante o pré-embebimento tiveram uma quantidade muito mais baixa de escama depois que foram lavados do que aqueles que foram lavados usando água não tratada durante a fase de pré-embebimento. Além disso, o uso de água tratada de acordo com os métodos da presente invenção teve efeitos benéficos quando usado em um aparelho de lavagem de veículo.

Outras Modalidades

Será entendido que ao mesmo tempo em que a invenção foi descrita junto com a descrição detalhada da mesma, é pretendido que a descrição precedente ilustre, e não limite o escopo da invenção, que é definida pelo escopo das reivindicações anexas. Outros aspectos, vantagens, e modificações estão dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Além disso, os teores de todas as publicações de patente descritas supra estão incorporados em sua totalidade por esta referência.

Será entendido que sempre que os valores e faixas são fornecidos aqui, todos os valores e faixas abrangidos por estes valores e faixas, são pretendidos serem abrangidos no escopo da presente invenção. Além disso, todos os valores que se incluem nestas faixas, como também os limites superiores ou inferiores de uma faixa de valores, também são contemplados pelo presente pedido.

1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES:

1. Método para reduzir dureza da água solubilizada em uma fonte de água CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

(a) colocar em contato a fonte de água tendo um pH entre cerca de 6 e cerca de 9 5 com uma composição compreendendo um agente de conversão sólido, em que o agente de conversão causa dureza por íons cálcio na fonte de água para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a dureza solubilizada em água seja substancialmente reduzida.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o 10 agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxidos de metal, hidróxidos de metal, e suas combinações.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de titânio, e suas combinações.

15
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e suas combinações.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a forma cristalina de não calcita é aragonita.

20
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição compreende ainda aragonita.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição compreende cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso de aragonita.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o

25 agente de conversão é insolúvel em água.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dureza solubilizada em água é reduzida em cerca de 15% ou mais.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de colocar em contato a água com o agente de conversão compreende escoar a

30 água sobre a fonte sólida do agente de conversão.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de conversão sólido está contido em uma coluna.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a coluna é agitada por um método selecionado do grupo que consiste no fluxo de água pela

35 coluna, por fluidização, agitação mecânica, lavagem em contracorrente de fluxo elevado, recirculação, e suas combinações.

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2/3
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura da fonte de água antes do contato com o agente de conversão é entre cerca de 54,44°C (130^oF) e cerca de 85°C (185^oF).
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que 5 a dureza da água por íons cálcio solubilizados é reduzida.
15. Método para usar uma fonte de água tratada para limpar um ou mais artigos CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

(a) tratar uma fonte de água com uma composição que compreende um agente de conversão, em que o agente de conversão causa dureza por íons cálcio na fonte de água

10 para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água, tal que a dureza solubilizada da água seja substancialmente reduzida;

(b) formar uma solução de uso com a água tratada e um detergente; e (c) colocar em contato o artigo com a solução de uso tal que o artigo seja limpo.

15
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxidos de metal, hidróxidos de metal e suas combinações.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o óxido de metal é selecionado do grupo que consiste em óxido de magnésio, óxido de alu20 mínio, óxido de titânio, e suas misturas.
18. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o hidróxido de metal é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e suas misturas.
19. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que 25 a composição compreende ainda aragonita.
20. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de água tem um pH neutro antes do tratamento.
21. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a dureza da água diminui em cerca de 15% ou mais após o tratamento.

30
22. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de enxaguar o artigo após ter sido lavado.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo é enxaguado usando água tratada.
24. Método, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que 35 o artigo é enxaguado usando água não tratada.
25. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que

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3/3 a quantidade de dureza por íons cálcio na fonte de água tratada é mais baixa do que a quantidade de dureza por íons cálcio na fonte de água antes da etapa de tratamento.
26. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda aplicar um auxiliar de enxágue ao artigo após ele ter sido lavado.

5
27. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o detergente é substancialmente livre de um quelante ou sequestrante.
28. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o detergente compreende um composto de magnésio insolúvel, um carbonato de metal alcalino, e água.

10
29. Método para reduzir a formação de escama em um sistema aquoso

CARACTERIZADO por compreender colocar em contato o sistema aquoso com uma composição que consiste essencialmente em um agente de conversão sólido, em que o agente de conversão causa dureza por íons cálcio na fonte de água para substancialmente precipitar em uma forma cristalina de não calcita que não precisa ser removida da fonte de água,

15 tal que a formação de escama no sistema aquoso seja reduzida.
30. Método, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de conversão é selecionado do grupo que consiste em óxidos de metal, hidróxidos de metal e suas combinações.
31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que 20 o óxido de metal é selecionado do grupo que consiste em óxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido de titânio, e suas misturas.
32. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o hidróxido de metal é selecionado do grupo que consiste em hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, hidróxido de titânio, e suas misturas.

25 33. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição compreende ainda aragonita.

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Dureza da Água (grãos)

-a n> ω σι σ> ο ο ο ο ο ο ο

Água inicial Óxido de alumínio Óxido de alumínio + aragonita Óxido de alumínio + calcita

Óxido de alumínio + calcita

Óxido de ferro

Óxido de ferro + aragonita

Óxido de ferro + calcita

Carbonato de magnésio

Carbonato de magnésio + aragonita

Carbonato de magnésio + calcita

Hidróxido de magnésio + aragonita Óxido de magnésio

Óxido de titânio Óxido de titânio + aragonita Óxido de titânio + calcita

Óxido de zinco

Óxido de zinco + aragonita

Óxido de zinco + calcita

Efeito na Água Dura

Percentual de cinza m

o o

Número de lavagens (e Secagem) oioieo ap tudd

Número de lavagens & Secagens (uidd) eois

8 8 8 £ £

-.-1-1-1-1-1.