BRPI0906489B1

BRPI0906489B1 - métodos de remoção de uma sujeira de uma superfície usando um processo cip

Info

Publication number: BRPI0906489B1
Application number: BRPI0906489-3A
Authority: BR
Inventors: Anthony W. Erickson; Peter J. Fernholz
Original assignee: Ecolab Inc.
Priority date: 2008-02-11
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2020-11-03
Also published as: AU2009213702A1; EP2249975B1; US10099264B2; US20090199875A1; CA2711232C; CN101932389A; EP3238837B1; ES2638272T3; ES2751116T3; JP2011514834A; ZA201004515B; JP5438030B2; CN101932389B; EP2249975A4; BRPI0906489A2; AU2009213702B2; CA2711232A1; MX353256B; EP3238837A1; US20190039102A1

Abstract

MÉTODOS DE REMOÇÃO DE SUJEIRA APRIMORADOS POR BORBULHAMENTO Um método de limpeza de equipamentos, como trocadores de calor, evaporadores, tanques e outros equipamentos industriais, usando procedimentos de limpeza no local (CIP) que incluem a aplicação de uma solução de pré-tratamento antes da aplicação de uma solução de uso sobreposta. Uma solução de uso geradora de gás está presente na solução de pré-tratamento ou solução de uso sobreposta. A solução de uso geradora de gás é capaz de liberar gás sobre e dentro de uma sujeira, resultando em um efeito de degradação da sujeira e limpeza aprimorada.

Description

CAMPO

[001]A presente divulgação refere-se aos métodos para a remoção de sujeiras de superfícies duras através da geração de gás ou gases sobre e dentro da sujeira a ser removida.

CONTEXTO

[002]Em muitas aplicações industriais, por exemplo, na fabricação de alimentos e bebidas, as superfícies duras geralmente ficam contaminadas por sujeiras, como de carboidratos, proteínas, além de sujeiras sólidas, sujeiras de óleo de alimento, de gordura, e outras. Essas sujeiras podem surgir da fabricação de gêneros alimentícios líquidos e sólidos. Sujeiras de carboidratos, como celulósicos, monossacarídeos, dis- sacarídeos, oligossacarídeos, amidos, gomas e outros materiais complexos, quando secas, podem formar sujeiras duras e difíceis de remover, especialmente quando combinadas com outros componentes de sujeiras, como proteínas, gorduras, óleos, minerais, e outros. A remoção dessas sujeiras de carboidratos pode ser um problema significativo. Da mesma forma, outros materiais, como proteínas, gorduras e óleos, também podem formar sujeiras e resíduos difíceis de remover.

[003]As sujeiras de alimentos e bebidas tornam-se particularmente resistentes quando aquecidas durante o processamento. O aquecimento de alimentos e bebidas durante o processamento acontece por uma variedade de razões. Por exemplo, em fábricas de laticínios, esses produtos são aquecidos em um pasteurizador (como o HTST — pasteurizador de alta temperatura em curto período de tempo ou o UHT — pasteurizador de temperatura ultra-alta) a fim de esterilizar o laticínio. Além disso, muitos produtos alimentares e bebidas são concentrados ou criados como resultado da evaporação.

[004]Alguns exemplos específicos de produtos alimentares e bebidas que são concentrados com a utilização de evaporadores incluem laticínios, como leite integral e desnatado, leite condensado, soro de leite e seus derivados, leitelho, proteínas, soluções de lactose e ácido láctico; soluções de proteína, como soro de leite de soja, levedura nutritiva, levedura de forragem e ovo integral; sucos de frutas, como laranja e outras frutas cítricas, maçã e outros pomáceos, sucos de frutas vermelhas, leite de coco e sucos de frutas tropicais; sucos de vegetais, como tomate, beterraba, cenoura e brotos; produtos de amido, como glicose, dextrose, frutose, isomerase, maltose, xarope de amido e dextrina; açúcares, como açúcar líquido, açúcar branco refinado, água doce e inulina; extratos, como de café e de chá, extrato de lúpulo, de malte, de levedura, pectina e extratos de carne e de osso; produtos hidrolisados, como hidroli- sado de soro de leite, temperos de sopa, hidrolisado de leite e de proteína; cervejas, como cerveja sem álcool e mosto; e comida para bebês, clara de ovos, óleo de feijão e bebidas fermentadas.

[005]As técnicas de limpeza no local (CIP - Clean-in-place) constituem um regime específico de limpeza adaptado para a remoção de sujeiras dos componentes internos de tanques, linhas, bombas e outros equipamentos de processo usados, em geral, para o processamento de fluxos de produtos líquidos, como bebidas, leite, sucos, etc. A limpeza no local envolve a passagem de soluções de limpeza através do sistema sem desmontar nenhum de seus componentes. A técnica mínima de limpeza no local envolve a passagem da solução de limpeza através do equipamento e, em seguida, a retomada do processamento normal. Qualquer produto contaminado por resíduos de limpeza pode ser descartado. Frequentemente, os métodos de limpeza no local envolvem um primeiro enxágue, a aplicação das soluções de limpeza e um segundo enxágue com água potável, para em seguida retomar as operações. O processo também pode incluir qualquer outra etapa de contato na qual um fluido funcional básico, ácido ou de enxágue, solventes ou outro componente de limpeza, como água quente, água fria, etc., pode ter contato com o equipamento durante qualquer etapa do processo. Muitas vezes, o enxágue final com água potável não é realizado, a fim de evitar a contaminação do equipamento com bactérias após a etapa de limpeza e/ou desinfecção.

[006]No entanto, técnicas convencionais de limpeza no local nem sempre são suficientes na remoção de todos os tipos de sujeiras. Especificamente, verificou-se que sujeiras orgânicas de baixa densidade, como de ketchup ou molho barbecue, não são facilmente removidas com as técnicas tradicionais de limpeza CIP. Sujeiras ter- micamente degradáveis são especialmente difíceis de remover com a utilização dessas técnicas.

[007]As sujeiras de cervejarias são outro tipo particularmente difícil de remover de uma superfície. A fabricação de cerveja exige a fermentação de açúcares derivados de material à base de amido, como cevada maltada. A fermentação usa a levedura para transformar os açúcares do mosto em álcool e dióxido de carbono. Durante a fermentação, o mosto se transforma em cerveja. Depois que o mosto fervido é resfriado e colocado em um fermentador, a levedura é espalhada no mosto e deixada para fermentar, o que pode exigir de uma semana a meses, dependendo do tipo de levedura e da concentração da cerveja. Além de produzir álcool, as partículas finas em suspensão no mosto são decantadas durante a fermentação. Depois que a fermentação está completa, a levedura também é decantada, deixando a cerveja clara, mas os tanques de fermentação sujos.

[008]Às vezes a fermentação é efetuada em dois estágios: primário e secundário. Depois que a maior parte do álcool foi produzida durante a fermentação primária, a cerveja é transferida para um novo recipiente e entra em um período de fermentação secundária. A fermentação secundária é usada quando a cerveja exige armazenagem prolongada antes de ser embalada ou exige maior clareza.

[009]Frequentemente, durante o processo de fermentação na fabricação comercial de cerveja, os tanques de fermentação desenvolvem um anel de sujeira, ou seja, um anel de resíduos secos, que é particularmente difícil de remover. Os métodos tradicionais de CIP para a limpeza desses tanques nem sempre removem essas sujeiras. Desse modo, os fabricantes de cerveja muitas vezes acabam subindo dentro dos tanques e esfregando-os manualmente para remover a sujeira.

[010]Portanto, é necessário um método melhorado para remover esses tipos de sujeiras que não são facilmente removidas com a utilização de técnicas convencionais de limpeza. É nesse contexto que a presente invenção foi criada.

RESUMO DA DIVULGAÇÃO

[011]A presente invenção fornece métodos para a remoção de sujeiras de su-perfícies, os quais incluem a aplicação de uma solução de pré-tratamento seguida de uma solução de uso sobreposta (override),de modo que não há enxágue entre essas etapas. Uma solução de uso geradora de gás está presente na solução de pré-trata- mento ou na solução de uso sobreposta. A solução de uso geradora de gás é capaz de produzir gás dióxido de carbono ou outro gás, e cria um efeito de degradação da sujeira. A combinação do pré-tratamento com a sobreposição, juntamente com o efeito de degradação da sujeira, permite uma remoção aprimorada da sujeira comparada às técnicas convencionais de limpeza.

[012]Desse modo, em um aspecto, a presente invenção fornece um método para a remoção de sujeiras de uma superfície usando um processo CIP. O método inclui a aplicação de uma solução de pré-tratamento, que contém uma solução de uso geradora de gás, à superfície por um período de tempo suficiente para permitir que a solução de pré-tratamento penetre na sujeira. Em seguida, uma solução de uso sobreposta é aplicada à superfície. A aplicação da solução de uso sobreposta ativa a solução de pré-tratamento para gerar gás sobre e dentro da sujeira. O gás é gerado em quantidade suficiente para fornecer um efeito de degradação da sujeira, que a remove de maneira considerável ao soltá-la da superfície e fragmentar sua massa. A sujeira solta pode ser facilmente eliminada quando a solução de uso sobreposta entra em contato com a superfície. Além disso, é possível eliminar essa sujeira solta durante uma etapa de enxágue após a aplicação da solução de uso sobreposta. Não há etapa de enxágue entre a aplicação da solução de pré-tratamento e da solução de uso sobreposta.

[013]Em alguns casos, a sujeira contém partes termicamente degradáveis. Em outros, ela contém uma sujeira orgânica de alta densidade. Em outros casos ainda, a sujeira é selecionada do grupo consistindo de uma sujeira de alimento à base de tomate, uma sujeira de alimento contendo altos níveis de açúcares redutores e sujeiras de cervejarias.

[014]Em algumas formas de realização, a superfície a ser limpa é selecionada do grupo consistindo de tanques, linhas e equipamentos de processamento. Em alguns casos, os equipamentos de processamento limpos são selecionados do grupo consistindo de um pasteurizador, homogeneizador, separador, evaporador, filtro, secador, membrana, tanque de fermentação e torre de resfriamento. Em outros casos, o equipamento de processamento é selecionado do grupo consistindo de equipamentos de processamento usados nas indústrias de laticínios, queijo, cerveja, bebida, alimento, biocombustível, açúcar e produtos farmacêuticos. E em outros casos ainda, a superfície é selecionada do grupo consistindo de pisos, paredes, louças, talheres, panelas e frigideiras, bobinas de troca de calor, fornos, fritadeiras, casas de defumação, linhas de drenagem de esgotos e veículos.

[015]Em algumas formas de realização, a solução geradora de gás inclui uma solução aquosa que contém um sal produtor de dióxido de carbono. O sal produtor de dióxido de carbono inclui sais de carbonato, de bicarbonato, de percarbonato, de ses- quicarbonato, e suas misturas, em alguns casos. Em algumas formas de realização, o sal de carbonato é selecionado do grupo consistindo de carbonatos de sódio, de potássio, de lítio, de amónio, de cálcio, de magnésio, de propileno, e suas misturas. Em outras formas, a concentração do sal de carbonato na solução é de cerca de 0,2% a 3,0% em peso.

[016]Em algumas formas de realização, o sal de bicarbonato é selecionado do grupo consistindo de bicarbonatos de sódio, de potássio, de amónio, e suas misturas. Em outras formas de realização, o sal de percarbonato é selecionado do grupo consistindo de percarbonatos de sódio, de lítio, de potássio, e suas misturas. E em outras, o sal de sesquicarbonato é selecionado do grupo consistindo de sesquicarbonatos de sódio, de potássio, de lítio, e suas misturas.

[017]Em algumas formas, a solução de uso sobreposta aplicada à superfície inclui um ácido. Em algumas formas de realização, o ácido é selecionado do grupo consistindo de ácidos fosfórico, nítrico, clorídrico, sulfúrico, acético, cítrico, láctico, fór- mico, glicólico, sulfâmico, metanossulfônico, e suas misturas e derivados. Em algumas formas, a concentração do ácido é de cerca de 1 % a 3% em peso. Em outras formas, a solução de uso sobreposta abaixa o pH para menos de cerca de 7,5.

[018]Em algumas formas de realização, a solução de pré-tratamento é aplicada à superfície por cerca de 1 a 20 minutos. Em outras, ela é aplicada à superfície por cerca de 10 minutos. Em algumas formas, as soluções de pré-tratamento e de uso sobreposta são aplicadas a uma temperatura entre cerca de 2°C a 50°C.

[019]Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um método para a remoção de sujeiras de uma superfície usando um processo CIP que inclui a aplicação de uma solução de pré-tratamento à superfície por um período de tempo suficiente para permitir que a solução de pré-tratamento penetre na sujeira. Uma solução de uso sobreposta que inclui uma solução de uso geradora de gás é, em seguida, aplicada à superfície. A aplicação da solução de uso sobreposta ativa a solução de pré-tratamento para gerar gás sobre e dentro da sujeira, fragmentando-a. Em seguida a superfície é enxaguada.

[020]Essas e outras formas de realização serão evidentes para pessoas qualificadas no assunto e para outras pessoas por conta da descrição detalhada a seguir. Deve ser compreendido, no entanto, que este resumo e a descrição detalhada ilustram apenas alguns exemplos, e não se destinam a ser um fator limitante para a invenção conforme declarado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021]O arquivo de patente ou a solicitação contém pelo menos um desenho executado em cores. Cópias desta patente ou publicação de solicitação de patente com desenhos em cores serão fornecidas pela Agência mediante pedido e pagamento da taxa necessária.

[022]A Figura 1 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com sujeiras orgânicas de alta densidade e termicamente degradáveis antes da limpeza.

[023]A Figura 2 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas após a limpeza.

[024]A Figura 3 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas após a limpeza.

[025]A Figura 4 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas após a limpeza.

[026]A Figura 5 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho antes da limpeza.

[027]A Figura 6 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho após 20 minutos do tempo total de limpeza.

[028]A Figura 7 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho após 25 minutos do tempo total de limpeza.

[029]A Figura 8 é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho após a limpeza.

[030]A Figura 9 é uma fotografia que mostra duas bandejas de aço inoxidável sujas com resíduos de cervejaria antes da limpeza.

[031]A Figura 10A é uma fotografia que mostra duas bandejas de aço inoxidável sujas com resíduos de cervejaria após a limpeza a 60°F (15°C).

[032]A Figura 10B é uma fotografia que mostra duas bandejas de aço inoxidável sujas com resíduos de cervejaria após a limpeza a 70°F (21 °C).

[033]A Figura 11A é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de cervejaria antes da limpeza.

[034]A Figura 11B é uma fotografia que mostra duas telas de aço inoxidável sujas com resíduos de cervejaria após a limpeza.

[035]A Figura 12 é uma fotografia que mostra quatro telas de aço inoxidável sujas após a limpθzacom quatro soluções de limpeza diferentes.

[036]A Figura 13 é uma fotografia que mostra quatro telas de aço inoxidável sujas após a limpeza com quatro soluções de limpeza diferentes.

[037]A Figura 14 é uma fotografia que mostra quatro telas de aço inoxidável sujas após a limpeza com os quatro tratamentos de limpeza a seguir: pré-tratamento de bicarbonato de sódio com sobreposição de ácido a 2% e agitação; pré-tratamento de bicarbonato de sódio com sobreposição de ácido a 2% sem agitação; bolhas de ar geradas na solução por um difusor de ar; e limpador de dentadura.

[038]A Figura 15 é uma fotografia que mostra duas bandejas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho após a limpeza.

[039]A Figura 16A é um gráfico que ilustra o efeito do tempo de pré-tratamento em relação à porcentagem da sujeira removida.

[040]A Figura 16B é uma fotografia que mostra quatro telas sujas com resíduos de etanol de milho após a limpeza.

[041]A Figura 17A é uma fotografia que mostra um tanque horizontal de cerveja filtrada antes da limpeza.

[042]A Figura 17B é uma fotografia que mostra um tanque horizontal de cerveja filtrada após a limpeza.

[043]A Figura 18A é uma fotografia que mostra um tanque de fermentação sujo antes da limpθza-

[044]A Figura 18B é uma fotografia que mostra um tanque de fermentação sujo após a limpeza-

[045]A Figura 19A é uma fotografia que mostra um grosso anel de resíduos secos no alto de um tanque de cervejaria.

[046]A Figura 19B é uma fotografia que mostra o tanque de cervejaria da Figura 19A após a limpeza.

[047]A Figura 19C é uma fotografia que mostra o tanque de cervejaria da Figura 19A após a limpeza.

[048]A Figura 20A é uma fotografia que mostra um tanque de cervejaria sujo antes da limpeza.

[049]A Figura 20B é uma fotografia que mostra o tanque de cervejaria da Figura 20A após a limpeza.

[050]A Figura 21A é uma fotografia que mostra um tanque de cervejaria sujo antes da limpeza.

[051]A Figura 21B é uma fotografia que mostra o tanque de cervejaria da Figura 21A após a limpeza com Trimeta OP por 30 minutos.

[052]A Figura 22A é uma fotografia que mostra um tanque de cervejaria sujo antes da limpeza.

[053]A Figura 22B é uma fotografia que mostra o tanque de cervejaria da Figura 22A após a limpeza com Trimeta OP e Stabicip Oxi por 40 minutos.

[054]A Figura 23 é composta por duas fotografias que mostram um tanque com um anel de levedura incrustada antes e após a limpeza.

DESCRICÀO DETALHADA DA INVENÇÃO

[055]Em alguns aspectos, a presente invenção é direcionada para métodos de limpeza e remoção de sujeiras de superfícies duras usando um processo CIP, no qual as sujeiras não são facilmente limpas com o uso de técnicas convencionais de CIP. Em algumas formas de realização, o método inclui a aplicação da solução de uso de pré-tratamento à superfície que será limpa, seguida pela aplicação da solução de uso sobreposta. A solução de uso geradora de gás está presente na solução de uso de pré-tratamento e/ou na solução de uso sobreposta. A solução de uso geradora de gás cria um efeito de degradação da sujeira e aprimora a limpeza e a remoção da sujeira. A solução de uso geradora de gás também pode trazer outros benefícios, como eliminação de sabor e efeitos antimicrobianos.

[056]Para que a invenção possa ser mais facilmente compreendida, primeiramente serão definidos determinados termos.

[057]Conforme usado aqui, o termo “ingredientes ativos” refere-se aos ingredientes não inertes incluídos na solução de uso de pré-tratamento e/ou na solução de uso sobreposta que facilitam e/ou aprimoram a remoção da sujeira da superfície a ser limpa.

[058]Conforme usados aqui, os termos “porcentagem em peso”, “% em peso”, “porcentagem por peso”, “% por peso” e suas variações referem-se à concentração de uma substância, onde seu peso é dividido pelo peso total da composição e multiplicado por 100. Entende-se que, conforme usado aqui, o termo “porcentagem”, “%” e similares são sinônimos de “porcentagem em peso”, “% em peso”, etc.

[059]Conforme usado aqui, o termo “cerca de” refere-se à variação na quantidade numérica que pode ocorrer, por exemplo, em procedimentos típicos de medição e manuseio de líquidos usados para fazer concentrados ou soluções de uso no mundo real; por erro inadvertido nesses procedimentos; por diferenças na fabricação, origem ou pureza dos ingredientes usados para fazer as composições ou executar os métodos; e assim por diante. O termo “cerca de” também abrange quantidades que diferem devido a diferentes condições de equilíbrio para uma composição resultante de uma mistura inicial específica. Independentemente de as declarações serem modificadas pelo termo “cerca de”, elas incluem equivalentes às quantidades.

[060]Deve-se observar que, como usado nestas especificações e nas declarações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” incluem as referentes formas plurais, a menos que o conteúdo claramente indique o contrário. Assim, por exemplo, a referência a uma composição que contenha “um composto” inclui a existência de dois ou mais compostos. Deve-se observar também que o termo “ou” é geralmente empregado em seu sentido incluindo “e/ou”, a menos que o conteúdo claramente indique o contrário.

[061]Em alguns aspectos, os métodos da presente invenção aplicam-se aos equipamentos geralmente limpos com procedimentos de limpeza no local (ou seja, CIP). Alguns exemplos desses equipamentos incluem evaporadores, trocadores de calor (incluindo trocadores tipo duplo tubo, injeção direta de vapor e trocadores a placas com gaxetas), bobinas de aquecimento (incluindo aquecidas a vapor, chama ou fluido de transferência de calor), recristalizadores, recipientes de cristalização, secadores de spray, secadores de tambor e tanques.

[062]Os métodos da presente invenção podem ser usados geralmente em qualquer aplicação em que sujeiras termicamente degradáveis, ou seja, sujeiras secas ou queimadas, como proteínas ou carboidratos, precisem ser removidas. Conforme usado aqui, o termo “sujeira termicamente degradável” refere-se a sujeira(s) que te- nha(m) sido exposta(s) ao calor e, como resultado, tenha(m) secado na superfície a ser limpa. Alguns exemplos de sujeiras termicamente degradáveis incluem sujeiras de alimentos que foram aquecidas durante o processamento, como laticínios aquecidos em pasteurizadores. Os métodos da presente invenção são especialmente eficazes na remoção de sujeiras termicamente degradáveis que contêm altos níveis de açúcares redutores, como frutose e xarope de milho.

[063]Esses métodos também podem ser usados para remover outras sujeiras que não são termicamente degradáveis e não são facilmente removidas usando técnicas convencionais de limpeza. Eles proporcionam uma limpeza aprimorada desses tipos de sujeiras de difícil remoção. Os tipos de sujeiras mais adequados para a limpeza com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, amido, fibra celulósica, proteínas, carboidratos simples e quaisquer combinações desses tipos de sujeiras com complexos minerais. Alguns exemplos de sujeiras de alimentos específicas que são efetivamente removidas usando os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, sucos de vegetais e frutas, resíduos da fabricação de cerveja e fermentação, sujeiras geradas no processamento de beterraba sacarina e cana-de-açúcar e sujeiras geradas na fabricação de temperos e molhos, como ketchup, molho de tomate e molho barbecue. Essas sujeiras podem se desenvolver em superfícies de equipamentos de troca de calor e em outras superfícies durante o processo de fabricação e embalagem.

[064]Alguns exemplos de indústrias nas quais os métodos da presente invenção podem ser usados incluem, mas não se limitam a: indústria de alimento e de bebidas, como indústrias de laticínios, queijo, açúcar e cerveja; indústria de processamento de óleo; agricultura industrial e processamento de etanol; e indústria de produtos farmacêuticos.

[065]O processamento convencional de CIP geralmente é bem conhecido. O processo inclui a aplicação de uma solução diluída (geralmente cerca de 0,5% a 3%) sobre a superfície a ser limpa. A solução flui pela superfície (0,9 a 1,8 metro/segundo), removendo lentamente a sujeira. A nova solução é reaplicada na superfície ou a mesma solução é circulada novamente e reaplicada na superfície.

[066]Um processo típico de CIP para remover sujeiras (incluindo orgânicas, inorgânicas ou uma mistura dos dois componentes) inclui pelo menos três etapas: uma lavagem com solução alcalina, uma lavagem com solução ácida e, em seguida, enxágue com água fresca. A solução alcalina suaviza as sujeiras e remove sujeiras orgânicas alcalinas solúveis. A solução ácida subsequente remove sujeiras minerais deixadas pela etapa de limpeza alcalina. A intensidade das soluções alcalina e ácida e a duração das etapas de limpeza geralmente dependem da durabilidade da sujeira. O enxágue com água remove qualquer resíduo da solução e das sujeiras e limpa a superfície antes que o equipamento volte a funcionar.

[067]Diferentemente das técnicas tradicionais de limpeza CIP, os métodos da presente invenção incluem uma etapa de pré-tratamento que penetra nas sujeiras. Uma solução de uso sobreposta aplicada à superfície após a etapa de pré-tratamento ativa a química de pré-tratamento que penetrou na sujeira. A combinação das químicas de pré-tratamento e de sobreposição com uma solução de uso geradora de gás presente em qualquer uma delas resulta na geração de gás sobre e dentro da sujeira, criando um efeito de degradação da mesma. Descobriu-se que esse efeito de degradação da sujeira facilita e aprimora a limpeza desses tipos de sujeiras em comparação com as técnicas convencionais de limpeza.

Soluções de uso geradoras de gás

[068]Em alguns aspectos da presente invenção, uma solução de uso geradora de gás está presente na solução de pré-tratamento e/ou na solução de uso sobreposta. Conforme usado aqui, o termo “solução de uso geradora de gás” refere-se a uma solução de uso capaz de gerar um gás, como dióxido de carbono, sobre e dentro da sujeira a ser removida. Em algumas formas, a solução de uso geradora de gás é capaz de produzir gás dióxido de carbono sobre e dentro da sujeira a ser removida. Em outras, a solução de uso geradora de gás é capaz de produzir um gás diferente do dióxido de carbono sobre e dentro da sujeira. Alguns exemplos de gases diferentes do dióxido de carbono que podem ser gerados de acordo com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, dióxido de cloro, cloro e oxigênio. As soluções de uso geradoras de gás para utilização com os métodos da presente invenção podem incluir qualquer solução que produza um gás capaz de facilitar e aprimorar a remoção da sujeira, ou que tenha outro efeito positivo na superfície a ser limpa, como eliminação de sabor e/ou efeitos antimicrobianos.

[069]Em algumas formas de realização, uma solução de uso geradora de gás dióxido de carbono é aplicada sobre a superfície a ser limpa. A solução de uso geradora de gás dióxido de carbono pode ser uma solução de uso que inclua sais de carbonato, de bicarbonato, de percarbonato, de sesquicarbonato e/ou suas misturas. Alguns exemplos de sais de carbonato para utilização com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, carbonatos de sódio, de potássio, de lítio, de amónio, de magnésio, de cálcio, de propileno, e suas misturas. Alguns exemplos de sais de bicarbonato para utilização com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, bicarbonatos de sódio, de potássio, de lítio, de amónio, de magnésio, de cálcio, e suas misturas. Alguns exemplos de sais de sesquicarbonato para utilização com os métodos da presente invenção incluem, mas não se limitam a, ses- quicarbonatos de sódio, de potássio, de lítio, e suas misturas.

[070]Em outras formas de realização, é usada uma solução de uso geradora de gás que não seja dióxido de carbono. Por exemplo, em algumas formas, a solução de uso geradora de gás produz um gás que contém cloro, como dióxido de cloro. O gás que contém cloro pode ser gerado in situsobre e dentro da sujeira, por exemplo, pela reação de hipoclorito de sódio com um ácido. Qualquer solução de uso geradora de gás capaz de gerar gás in situsobre e dentro da sujeira pode ser usada com os métodos da presente invenção.

[071]Em algumas formas de realização, a solução de uso geradora de gás produz mais de um tipo de gás sobre e dentro da sujeira. Por exemplo, a solução de uso geradora de gás pode ser capaz de produzir dióxido de carbono, e também gás de cloro, sobre e dentro da sujeira. Isso pode ser realizado de diversas maneiras. Por exemplo, em alguns casos, a solução de uso de pré-tratamento pode incluir um sal de carbonato, bem como clorito de sódio. Quando ativada por uma solução de uso sobreposta que contém ácido, ambos o dióxido de carbono e o dióxido de cloro serão gerados sobre e dentro da sujeira.

[072]Além de aprimorar a remoção de sujeira da superfície, a solução de uso geradora de gás selecionada também pode ter benefícios adicionais. Por exemplo, se gás de cloro ou dióxido de cloro for gerado in situsobre e dentro da sujeira, o gás pode ter propriedades antimicrobianas. Além disso, quando usada para limpar uma superfície na indústria de alimento e de bebidas, o gás gerado também pode ter um efeito de eliminação de sabor, ou seja, a geração de gás sobre e dentro da sujeira e na superfície elimina quaisquer sabores residuais presentes na superfície. A quantidade de solução de uso geradora de gás presente na solução de pré- tratamento ou na solução de uso sobreposta depende de muitos fatores, incluindo, mas não se limitando a, quantidade de sujeiras, tipo de sujeira e superfície a ser limpa. Em alguns casos, cerca de 0,1% a 5% da solução de uso geradora de gás estão presentes na solução de pré-tratamento ou na solução de uso sobreposta. Deve-se compreender que todos os valores e os intervalos entre esses valores são abrangidos pela presente invenção. Em algumas formas de realização, a solução de uso geradora de gás inclui cerca de 1% da solução de uso de carbonato ou bicarbonato.

[073]Em algumas formas, a solução de uso geradora de gás é ativada, por exemplo, o gás é gerado, por uma reação entre a solução de uso geradora de gás e um ácido. Qualquer ácido apropriado para a utilização sobre a superfície a ser limpa e que ativará a solução de uso geradora de gás pode ser usado com os métodos da presente invenção. Alguns exemplos de ácidos incluem, mas não se limitam a, ácidos fosfórico, nítrico, hidroclórico, sulfúrico, acético, cítrico, láctico, fórmico, glicólico, me- tanossulfônico, sulfâmico, e suas misturas. A quantidade e o tipo de ácido presentes na solução de pré-tratamento ou na solução de uso sobreposta dependem de muitos fatores, incluindo, mas não se limitando a, quantidade de sujeiras, tipo de sujeira, superfície a ser limpa e a composição da solução de uso geradora de gás a ser usada. Em alguns casos, cerca de 0,05% a 7,0% de ácido está presente na solução de pré- tratamento ou na solução de uso sobreposta. Deve-se compreender que todos os valores e os intervalos entre esses valores são abrangidos pela invenção. Em algumas formas, cerca de 1 %, 2% ou 3% de ácido está presente na solução de pré-tratamento ou na solução de uso sobreposta. De preferência, cerca de 2% de ácido está presente.

Soluções de uso de pré-tratamento

[074]Em alguns aspectos dos métodos da presente invenção, uma solução de uso de pré-tratamento é aplicada à superfície a ser limpa. A química da solução de pré-tratamento é selecionada para facilitar a remoção das sujeiras nas superfícies a serem limpas. A solução de pré-tratamento reveste previamente e penetra na sujeira. A química específica usada pode ser selecionada com base em uma variedade de fatores, incluindo, mas não se limitando a, superfície a ser limpa, tipo de sujeira a ser removida e solução de uso sobreposta a ser aplicada.

[075] Em algumas formas de realização, a solução de pré-tratamento é composta por cerca de 0,01% a 10,0% de ingredientes ativos. Em outras, a solução de pré-tratamento é composta por cerca de 0,5%, 1%, 2% ou 3% de ingredientes ativos. Deve-se compreender que todos os valores e os intervalos entre esses valores são abrangidos pelos métodos da presente invenção.

[076]Em alguns casos, o ingrediente ativo da solução de uso de pré-tratamento inclui uma solução de uso geradora de gás. Quando uma solução de uso geradora de gás está presente na solução de uso de pré-tratamento, ela pode ser ativada, ou seja, o gás pode ser gerado, pela adição de uma solução de uso sobreposta, como uma solução de uso direito que inclua um ácido. Por exemplo, a solução de uso de pré-tratamento pode incluir uma solução de uso geradora de gás dióxido de carbono (como uma solução de uso que contenha um sal de carbonato) e/ou uma solução de uso geradora de gás que não seja dióxido de carbono como ingrediente ativo (como uma solução de uso geradora de gás dióxido de cloro).

[077]Embora a solução de uso geradora de gás possa produzir algum gás após o contato inicial com a sujeira quando presente na solução de uso de pré-tratamento, a maior parte da liberação do gás ocorre após a ativação da solução de uso geradora de gás pela solução de uso sobreposta. Sem querer vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a geração inicial de gás ocorre devido à reação entre quaisquer ácidos na sujeira e a solução de uso geradora de gás. A geração inicial de gás não é suficiente para causar na sujeira a degradação necessária para garantir sua remoção efetiva.

Soluções de uso sobrepostas

[078]Em alguns aspectos da presente invenção, uma solução de uso sobreposta é aplicada à superfície a ser limpa depois que uma solução de uso de pré-tra- tamento tenha sido aplicada à superfície. Em algumas formas de realização, a solução de uso sobreposta é adicionada à solução de uso de pré-tratamento sem que esta seja drenada ou enxaguada da superfície ou sistema que está sendo limpo. A química da solução de uso sobreposta é selecionada para facilitar a remoção das sujeiras na superfície a ser limpa. A química específica usada pode ser selecionada, por exemplo, com base na sujeira a ser removida, superfície a ser limpa, bem como na química da solução de uso de pré-tratamento selecionada.

[079]Em algumas formas, não há etapa de enxágue entre a aplicação da solução de uso de pré-tratamento e a aplicação da solução de uso sobreposta. Em outros casos, há uma etapa de enxágue entre a aplicação da solução de uso de pré- tratamento e a aplicação da solução de uso sobreposta. Em algumas formas de realização, um agente de ajuste de pH é aplicado entre a aplicação da solução de uso de pré-tratamento e a solução de uso sobreposta.

[080]Em alguns aspectos da presente invenção, a solução de uso sobreposta interage com a solução de uso de pré-tratamento que sobra na sujeira para gerar gás. O gás gerado sobre e dentro da sujeira produz um efeito de degradação da mesma. Conforme usado aqui, o termo “degradação da sujeira” ou “efeito de degradação da sujeira” refere-se ao desprendimento e deslocamento da sujeira de uma superfície após o tratamento de acordo com os métodos da presente invenção. Sem querer vin- cular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a solução de uso de pré- tratamento penetra na sujeira a ser removida. Em seguida, uma solução de uso sobreposta é aplicada à sujeira. A solução de uso de pré-tratamento ou de uso sobreposta inclui uma solução de uso geradora de gás como pelo menos um ingrediente ativo. A solução de pré-tratamento na sujeira reage com a solução de uso sobreposta e o gás começa a ser liberado. As “bolhas” de gás rompem o padrão da sujeira, fragmentando sua massa e soltando-a da superfície. Esse efeito de degradação sozinho resulta na limpeza, ou pode proporcionar uma limpeza mais fácil para as etapas posteriores de lavagem e/ou enxágue. Em algumas formas de realização, a sujeira solta pode então ser enxaguada da superfície por outra lavagem ou por uma etapa de en-xágue, por exemplo.

[081]Em alguns casos, por exemplo, uma solução de uso sobreposta incluindo uma solução de uso geradora de gás dióxido de carbono, como uma solução que inclua sal de carbonato, é aplicada à superfície a ser limpa. Quando uma solução de uso geradora de gás é aplicada à superfície a ser limpa como parte da solução de uso sobreposta, a solução de uso de pré-tratamento selecionada é tal que, quando a solução de uso sobreposta é aplicada à superfície, o gás é gerado sobre e dentro da sujeira. Em alguns casos, uma solução de uso de pré-tratamento que inclui um ácido será aplicada à superfície a ser limpa antes da aplicação da solução de uso sobreposta que inclui a solução geradora de gás.

[082]Em algumas formas de realização, a solução de uso sobreposta é composta por cerca de 0,01% a 10,0% de ingredientes ativos. Em outras, a solução de uso sobreposta é composta por cerca de 0,5%, 1 %, 2% ou 3% de ingredientes ativos. Deve-se compreender que todos os valores e os intervalos entre esses valores são abrangidos pelos métodos da presente invenção. Em algumas formas, os ingredientes ativos na solução de uso sobreposta incluem, mas não se limitam a, um ácido e/ou uma solução geradora de gás.

Componentes adicionais

[083]Em outras formas de realização, componentes adicionais podem estar presentes nas soluções de pré-tratamento e/ou de uso sobreposta. Por exemplo, as soluções de pré-tratamento e/ou de uso sobreposta podem incluir: qualquer alca- lino/base; penetrante, por exemplo, surfactantes, solventes; e/ou ativador. Na maioria das formas de realização, a água forma o restante da solução.

Penetrantes

[084]Um penetrante pode estar presente nas soluções de pré-tratamento e/ou de uso sobreposta. De preferência, o penetrante é miscível com água.

[085]Alguns exemplos de penetrantes adequados incluem álcoois, álcoois eto- xilados de cadeia curta e fenol (com 1 a 6 grupos etoxilados). Solventes orgânicos também são penetrantes adequados. Alguns exemplos de solventes orgânicos adequados para utilização como penetrante incluem ésteres, éteres, cetonas, aminas e hi- drocarbonetos nitrados e clorados.

[086]Outra classe preferida de penetrantes são os álcoois etoxilados. Alguns exemplos de álcoois etoxilados incluem alquil, aril e alquilaril alcoxilatos. Esses alco- xilatos posteriormente podem ser modificados pelo capeamento com os grupos cloro, bromo, benzil, metil, etil, propil, butil e alquil. O nível preferido de álcoois etoxilados na solução é de cerca de 0,01 % a 0,5% em peso.

[087]Outra classe de penetrantes são os ácidos graxos. Alguns exemplos não limitados são os ácidos graxos Cε a C12 lineares ou ramificados. Os ácidos graxos preferidos são líquidos à temperatura ambiente.

[088]Outra classe de solventes preferidos para utilização como penetrantes são os éteres glicólicos, que são solúveis em água. Alguns exemplos de éteres glicó- licos incluem éter metílico de dipropilenoglicol (disponível sob a designação comercial DOWANOL DPM da Dow Chemical Co.), éter monometilico do dietilenoglicol (disponível sob a designação comercial DOWANOL DM da Dow Chemical Co.), éter metilico do propilenoglicol (disponível em o comércio designação DOWANOL PM da Dow Chemical Co.) e éter monobutilico de etilenoglicol (disponível sob a designação comercial DOWANOL EB da Dow Chemical Co.).

[089]Surfactantes também são adequados como penetrantes para utilização na solução de pré-tratamento. Alguns exemplos de surfactantes adequados incluem surfactantes não iônicos, catiônicos e aniônicos. São preferidos surfactantes não iôni- cos. Os surfactantes não iônicos melhoram a remoção da sujeira e podem reduzir o ângulo de contato da solução sobre a superfície a ser tratada. Alguns exemplos de surfactantes não iônicos adequados incluem alquil, aril e arilalquil alcoxilatos, alquil poliglicosídeos e seus derivados, aminas e seus derivados, e amidos e seus derivados. Outros surfactantes não iônicos úteis incluem aqueles com um polímero de óxido de polialquileno como parte da molécula do surfactante. Esses surfactantes não iôni-cos incluem, por exemplo, éteres de glicol polioxipropileno e/ou polioxietileno de ácidos graxos capeados de cloro, benzil, metil, etil, propil, butil e outros similares a alquil; não iônicos livres de óxido de polialquileno, como alquil poliglicosídeos; ésteres de sorbitano e de sacarose e os seus etoxilatos; etilenodiamina alcoxilada; ésteres de ácidos carboxílicos, como ésteres de glicerol, de polioxietileno, de glicol e etoxilados de ácidos graxos e similares; amidas carboxílicas, como condensados de dietanola- mina, condensados de monoalcanolamina, amidas de ácido graxo de polioxietileno e similares; e aminas etoxiladas e éter aminas e outros compostos não iônicos. Também podem ser usados surfactantes de silicone.

[090]Outros surfactantes não iônicos adequados com uma parte de polímero de óxido de polialquileno incluem os surfactantes não iônicos de etoxilatos de álcool C6-C24 tendo de 1 a cerca de 20 grupos de óxido de etileno; etoxilatos de alquilfenol C6-C24 tendo de 1 a cerca de 100 grupos de óxido de etileno; alquilpoliglicosídeos tendo de 1 a cerca de 20 grupos de glicosideos; etoxilatos de éster de ácidos graxos, propoxilatos ou glicerideos e mono ou dialcanolamidas C4-C24.

[091]Se um surfactante for usado como penetrante, sua quantidade nas soluções de pré-tratamento e/ou de uso sobreposta geralmente será de cerca de 100 ppm. Os níveis aceitáveis de surfactante incluem de cerca de 0,01% a 0,5%.

Ativadores

[092]A solução de pré-tratamento e/ou solução de uso sobreposta também pode(m) incluir um ativador. Os ativadores incluem agentes quelantes (queladores), agentes sequestrantes (sequestradores), ativadores de detergente, e afins. O ativador frequentemente estabiliza a composição ou solução. Alguns exemplos de ativadores incluem ácidos fosfônicos e fosfonatos, fosfatos, aminocarboxilatos e seus derivados, pirofosfatos, polifosfatos, etilenodiamino e derivados de etilenotriamino, hidroxiácidos, e mono, di e tricarboxilatos e seus ácidos correspondentes. Outros ativadores incluem aluminossilicatos, nitroloacetatos e seus derivados, e suas misturas. Ainda outros ativadores incluem aminocarboxilatos, incluindo sais de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), ácido hidroxietildietilenodiaminotriacético (HEDTA) e ácido dietilenotriamino- pentacético. São preferidos ativadores solúveis em água.

[093]Ativadores particularmente preferidos incluem EDTA (incluindo EDTA te- trassódico), TKPP (polifosfato tripotássico), PAA (ácido poliacrílico) e seus sais, ácido carboxílico fosfonobutano e gluconato de sódio.

[094]A quantidade de ativador na solução de pré-tratamento, se houver, em geral é de cerca de 0,1% a 5% em peso. Níveis aceitáveis de ativadores incluem 0,25% a 1,0% em peso e 1 % a 2,5% em peso.

Métodos de limpeza

[095]Em alguns aspectos, a presente invenção fornece métodos para a remoção de sujeiras de uma superfície, incluindo: aplicação de uma solução de uso de pré- tratamento à superfície; e aplicação de uma solução de uso sobreposta à superfície. Uma etapa de enxágue pode ou não estar presente entre a aplicação da solução de uso de pré-tratamento e solução de uso sobreposta. Uma solução de uso geradora de gás está presente na solução de uso de pré-tratamento ou de uso sobreposta.

[096]Em algumas formas de realização, as etapas de pré-tratamento e de sobreposição são seguidas por apenas uma etapa de enxágue. Em outras, as etapas de pré-tratamento e de sobreposição são seguidas por um método de CIP convencional adequado para a superfície a ser limpa. Em ainda outras formas de realização, as etapas de pré-tratamento e de sobreposição são seguidas por um método de CIP como aqueles descritos nas Solicitações de Patentes dos EUA 10/928.774 e 11/257.874 intitulada “Métodos para a limpeza de equipamentos industriais com pré- tratamento”, os quais são incorporados aqui para referência, na sua totalidade.

[097]A combinação de solução de pré-tratamento e de uso sobreposta selecionadas também depende da taxa de sobreposição desejada. Conforme usado aqui, o termo “taxa de sobreposição” refere-se aos equivalentes molares do gás liberado por litro de solução aplicada à superfície a ser limpa ao longo do tempo. Ou seja, a taxa de sobreposição para determinado ciclo de limpeza é o número de moles de gás produzido por uma determinada quantidade de solução de uso sobreposta reagindo com a solução de uso de pré-tratamento por litro de solução ao longo do tempo. A combinação das soluções de pré-tratamento e de uso sobreposta é selecionada de modo que a taxa de sobreposição seja suficiente para causar uma quantidade eficaz de degradação da sujeira e limpeza, sem nenhum efeito adverso substancial ocorrendo na superfície ou no equipamento a ser limpo.

[098]Por exemplo, em certos casos, uma solução de uso de pré-tratamento que inclui uma solução de uso geradora de gás dióxido de carbono, como uma solução que inclui sal de carbonato ou de bicarbonato, é aplicada à superfície a ser limpa. Uma solução de uso sobreposta que inclui um ácido é, então, aplicada à superfície. A taxa de sobreposição para o ciclo de limpeza é o número de moles de dióxido de carbono produzido pelo ácido reagindo com o excesso de sal de carbonato ou de bicarbonato, ao longo do tempo, ou seja, a duração do ciclo de limpeza.

[099]Em algumas formas de realização, uma solução de uso de pré-trata- mento que inclui uma solução de uso geradora de gás com cerca de 0,2% a 3,0% de um sal que produz dióxido de carbono é aplicada à superfície a ser limpa. Uma solução de uso sobreposta com cerca de 2,0% de ácido é aplicada à superfície depois, ou seja, sem etapa de enxágue entre elas, por cerca de 4 a 20 minutos. A taxa de sobreposição é de cerca de (1,0 x 10'3 Mco2)min’1 a cerca de (1,0 x 10’1 Mco2)min’1. Expresso em termos de litros de gás gerado por litro de solução, a taxa de sobreposição é de cerca de (2,24 x 10’3 litros CCte/litro de soluçãojmim1 a cerca de (2,24 x 10'1 litros CCte/litro de soluçãojmin'1.

Tempo

[0100]Em alguns aspectos da invenção, a solução de uso de pré-tratamento é aplicada à superfície por tempo suficiente para que penetre na sujeira a ser removida. A penetração da solução de uso de pré-tratamento na sujeira permite que a geração de gás ocorra nela após a ativação da solução de pré-tratamento pela solução de uso sobreposta. Em algumas formas de realização, a solução de uso de pré-trata- mento é aplicada à superfície a ser limpa por cerca de 1 a 30 minutos. Em outras formas de realização, a solução de uso de pré-tratamento é aplicada à superfície a ser limpa por cerca de 5 a 15 minutos. Em outras formas ainda, a solução de uso de pré-tratamento é aplicada à superfície por cerca de 10 minutos. Deve-se compreender que qualquer valor entre esses intervalos deve ser abrangido pelos métodos da presente invenção.

[0101]Em alguns aspectos da presente invenção, a solução de uso sobreposta é aplicada à superfície por tempo suficiente para limpar efetivamente a superfície selecionada e ativar a química de pré-tratamento, ou seja, gerar gás. Em alguns casos, a solução de uso sobreposta é aplicada por cerca de 1 a 30 minutos. Em algumas formas de realização, a solução de uso sobreposta é aplicada por cerca de 5, 10 ou 15 minutos. Deve-se compreender que todos os valores e os intervalos entre esses valores e intervalos são abrangidos pelos métodos da presente invenção.

Temperatura

[0102]Os métodos da presente invenção permitem a remoção efetiva da sujeira sem a necessidade de altas temperaturas, ou seja, acima de 60°C. Dessa forma, os métodos da presente invenção fornecem remoção efetiva da sujeira sem a necessidade de pré-aquecer as soluções de pré-tratamento e/ou de uso sobreposta. Além disso, os métodos da presente invenção não exigem que a superfície a ser limpa seja pré-aquecida.

[0103]Especificamente, foi descoberto que os métodos da presente invenção são mais eficazes em temperaturas inferiores às temperaturas mais altas, ao contrário dos métodos convencionais de limpeza CIP. Sem querer vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a menor eficácia de remoção da sujeira a altas temperaturas se deve a um aumento da taxa de reação, ou seja, a reação entre as soluções de pré-tratamento e de uso sobreposta. Esse aumento na reação resulta em uma capacidade reduzida de gerar gás sobre e dentro da sujeira.

[0104]Em alguns aspectos, a aplicação de ambas as soluções de uso de pré- tratamento e de uso sobreposta ocorre a uma temperatura de cerca de 2°C a 50°C. Em alguns casos, os métodos da presente invenção permitem a remoção efetiva da sujeira à temperatura ambiente, ou seja, cerca de 18°C a 23°C. Todos os valores e intervalos entre esses valores e intervalos devem ser abrangidos pelos métodos da presente invenção.

[0105]A habilidade de fazer limpezas em temperaturas reduzidas resulta em economia de energia e de custos em comparação com as técnicas tradicionais de limpeza que exigem temperaturas elevadas. Além disso, a presente invenção permite a remoção efetiva de sujeira em superfícies que não suportaram altas temperaturas.

[0106]Também foi descoberto que, quando executados a baixas temperaturas, por exemplo, cerca de 40°C, os métodos da presente invenção permitem a remoção efetiva da sujeira com uma menor concentração das soluções de uso geradoras de gás do que se forem executados a altas temperaturas. Por exemplo, verificou-se que a cerca de 40°C, uma solução de uso geradora de gás a 1 % resulta em cerca de 70% de remoção da sujeira. A 80°C, uma solução de uso geradora de gás a 1 % resulta em cerca de 30% de remoção da sujeira. Assim, os métodos da presente invenção podem remover efetivamente a sujeira a uma baixa temperatura e baixa concentração de soluções de uso, proporcionando economia de energia e uma redução na quantidade de química consumida por limpeza.

Usos

[0107]Embora previamente descritos para utilização como um método de limpeza CIP, os métodos da presente invenção também podem ser usados para remover sujeiras em outras aplicações. Por exemplo, os métodos da presente invenção podem ser usados para limpar superfícies duras, como paredes, pisos, louças, talheres, panelas e frigideiras, bobinas de troca de calor, fornos, fritadeiras, casas de defumação, linhas de drenagem de esgotos e veículos. Os métodos da presente invenção também podem ser usados para limpar materiais têxteis, como tecidos e tapetes. Em algumas formas de realização, os métodos da presente invenção são usados para limpar roupas. Por exemplo, uma solução de uso de pré-tratamento é aplicada na roupa por tempo suficiente para permitir que ela penetre na sujeira. Uma solução de uso sobreposta é aplicada na roupa, resultando em geração de gás e em um efeito de degradação da sujeira. Esse processo pode ser seguido por um ciclo convencional na máquina de lavar para remover a sujeira solta. Alternativamente, esse processo pode ser seguido por apenas uma etapa de enxágue para remover qualquer sujeira que esteja solta e a solução de uso sobreposta restante. Outras aplicações a roupas incluem, mas não se limitam a, utilização como detergente de máquina e pré-marcador de sujeiras em roupas.

[0108]Os métodos da presente invenção também podem ser usados como método para o tratamento de carcaças e produtos alimentares. Por exemplo, uma solução de uso de pré-tratamento que inclui uma solução de uso geradora de gás pode ser aplicada à superfície de uma carcaça ou produto alimentar, como vegetais. A solução de uso geradora de gás pode incluir um sal gerador de dióxido de carbono, por exemplo, um sal de carbonato ou de bicarbonato, e uma composição geradora de gás dióxido de cloro, por exemplo, NaCICte. Após tempo suficiente de pré-tratamento, uma solução de uso sobreposta que inclui um acido é aplicada à superfície. Essa combinação resultaria na geração de cloreto de sódio acidificado (ASC) e dióxido de cloro na superfície, além do gás dióxido de carbono. Sem querer vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a geração de dióxido de carbono, juntamente com ASC e dióxido de cloro, resultaria em uma limpeza aprimorada, devido ao aumento da atividade na superfície, ou seja, a degradação da sujeira, causada pelas bolhas de gás presentes nela. Acredita-se que tal método resultaria em um aumento da eficácia da limpeza e ao mesmo tempo em menor consumo de química.

[0109]Para uma compreensão mais completa da invenção, os exemplos a seguir ilustram algumas formas de realização. Esses exemplos e experimentos devem ser compreendidos apenas como ilustrativos, e não como sendo limitantes.

EXEMPLOS

[0110]Os seguintes materiais, métodos e exemplos destinam-se a ser apenas ilustrativos e não pretendem ser limitantes. Exemplo 1- Remoção de sujeiras orgânicas de alta densidade, termicamente degradáveis

[0111]Uma sujeira orgânica de alta densidade e termicamente degradável foi preparada para utilização nos seguintes exemplos. Para preparar a sujeira, vinte gramas de ketchup foram passados em um lado de uma tela de aço inoxidável e espalhados até formar uma camada grossa também na parte de trás da tela. As telas revestidas foram secas a 60°C por 20 minutos até que a sujeira ficasse pegajosa ao toque. A Figura 1 é uma fotografia de duas telas sujas antes de qualquer tratamento de limpeza. (86) Solução de uso de pré-tratamento com uma única solução geradora de gás

[0112]As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados a 160°F (71 °C): 1) bicarbonato de sódio a 1%; e 2) AC-55-5 a 2%. AC-55-5 é uma composição acídica disponível comercialmente que consiste de 59,5% de água, 3,5% de ácido fosfórico e 37,0% de ácido nítrico. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as soluções foram agitadas a 450 rpm.

[0113]Uma tela suja com uma sujeira orgânica de alta densidade, termica-mente degradável, como descrito acima, foi colocada em cada béquer e permaneceram neles por 10 minutos. Após 10 minutos, foi adicionado AC-55-5 ao béquer contendo a solução de bicarbonato de sódio. Foi acrescentado AC-55-5 o suficiente para fazer uma solução de 2%. O AC-55-5 foi incluído em 5 adições iguais ao longo de 5 minutos. Durante essa etapa de sobreposição, foi observada a formação vigorosa de bolhas na solução, bem como sobre e dentro da sujeira. A formação vigorosa de bolhas fez com que pedaços da sujeira se soltassem da tela. Um efeito semelhante de degradação da sujeira não foi observado na solução AC-55-5. A Figura 2 é uma fotografia que mostra as duas telas sujas de ketchup após esses tratamentos de limpeza. Como pode ser observado nessa Figura, a tela tratada com bicarbonato de sódio seguida pela sobreposição de ácido mostrou considerável remoção da sujeira em comparação à tela tratada apenas com o ácido. (87) Solução de uso de pré-tratamento com mais de uma solução geradora de gás

[0114]Um teste foi executado para avaliar a eficácia de uma mistura de soluções de uso geradoras de gás na solução de uso de pré-tratamento. Duas telas foram preparadas com a sujeira orgânica de alta densidade, termicamente degradável, como descrito acima.

[0115]As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados a 160°F (71 °C): 1) bicarbonato de sódio a 1%; e carbonato de propileno a 0,5%; e 2) AC-55-5 a 2%. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as soluções foram agitadas a 450 rpm. Após 10 minutos, foi adicionado AC-55-5 ao béquer que continha a solução de bicarbonato de sódio/carbonato de propileno. Foi acrescentado AC-55-5 o suficiente para fazer uma solução de 2%. O AC-55-5 foi incluído em 5 adições iguais ao longo de 5 minutos.

[0116]A Figura 3 é uma fotografia que mostra as telas após esses tratamentos de limpeza. Como pode ser observado nessa Figura, a tela tratada com a combinação de soluções geradoras de gás, ou seja, bicarbonato de sódio/carbonato de propileno, seguida pela sobreposição de ácido, mostrou remoção considerável da sujeira em comparação à tela tratada apenas com o ácido. (88) Solução de uso de pré-tratamento com uma única composição geradora de gás em comparação a um tratamento alcalino

[0117]Foi executado um teste para comparar a eficácia de uma solução de uso de pré-tratamento contendo uma única solução geradora de gás com sobreposição acídica e um tratamento de limpeza alcalino. Duas telas foram preparadas com a sujeira orgânica de alta densidade, termicamente degradável, como descrito acima.

[0118]As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados a 160°F (71 °C): 1) bicarbonato de sódio a 1 %; e 2) NaOH a 1,5%. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as soluções foram agitadas a 450 rpm. Após 10 minutos, foi adicionado AC-55-5 ao béquer contendo a solução de bicarbonato de sódio. Foi acrescentado AC-55-5 o suficiente para fazer uma solução de 2%. O AC-55-5 foi incluído em 5 adições iguais ao longo de 5 minutos.

[0119]A Figura 4 é uma fotografia que mostra as telas após esses tratamentos de limpeza. Como pode ser observado nessa figura, a tela tratada com a solução de pré-tratamento contendo uma solução geradora de gás, seguida pela sobreposição de ácido, mostrou quase total remoção da sujeira. A tela tratada apenas com uma lavagem alcalina mostrou pouca ou nenhuma remoção de sujeira. Exemplo 2 - Remoção de resíduos de etanol de milho a) Remoção de resíduos de etanol de milho a 80 °F (26,5 °C)

[0120]Foram preparadas telas com resíduos secos de etanol de milho. As telas limpas foram preparadas por imersão em resíduos de etanol e secagem a 80°C por 1 hora. A Figura 5 é uma fotografia que mostra as telas sujas antes da limpeza. As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados a 80°F (26,5°C): 1) bicarbonato de sódio a 1%; e 2) AC-55-5 a 2%. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as soluções foram agitadas a 450 rpm. Uma tela com resíduos secos de etanol de milho foi colocada em cada béquer. Após 10 minutos, foi adicionado AC-55-5 ao béquer contendo a solução de bicarbonato de sódio. Foi acrescentado AC-55-5 o suficiente para fazer uma solução de 2%. O AC-55-5 foi incluído em 5 adições iguais ao longo de 5 minutos. A tela permaneceu na solução por 10 minutos após a adição inicial do AC-55-5 à solução de bicarbonato. A tela na solução de AC- 55-5 permaneceu no béquer durante 20 minutos.

[0121 ]A Figura 6 é uma fotografia que mostra as duas telas após os tratamentos de limpeza. Como pode ser observado nessa figura, houve um aumento da remoção da sujeira com o uso da química de pré-tratamento/sobreposição em comparação à tela tratada apenas com ácido. A Figura 7 é uma fotografia de duas telas sujas após a limpeza, como descrito acima, para 25 minutos de tempo total de limpeza (10 minutos de pré-tratamento, 15 minutos depois). Como pode ser observado nessa figura, a tela tratada com química de pré-tratamento/sobreposição (tela à esquerda) teve uma parte maior de sujeira removida em comparação à tela tratada apenas com ácido. b) Remoção de resíduos de etanol de milho a 130°F (54,5°C)

[0122]Um teste foi executado para determinar os efeitos de um processo limpeza de pré-tratamento/sobreposição em comparação a um tratamento alcalino a 130°F (54,5°C). Telas sujas com resíduos de etanol de milho foram preparadas como descrito acima. Duas fórmulas foram preparadas em béqueres separados a 130°F (54,5°C): 1) bicarbonato de sódio a 1%; e 2) NaOH a 1%. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as soluções foram agitadas a 450 rpm. Uma tela suja foi colocada em cada béquer. Após 10 minutos, foi adicionado AC-55-5 ao béquer contendo a solução de bicarbonato de sódio. Foi acrescentado AC-55-5 o suficiente para fazer uma solução de 2%. O AC-55-5 foi incluído em 5 adições iguais ao longo de 5 minutos. A tela permaneceu na solução por 10 minutos após a adição inicial do AC- 55-5 à solução de bicarbonato. A tela na solução de NaOH permaneceu no béquer durante 20 minutos.

[0123]A Figura 8 é uma fotografia que mostra as duas telas após a limpeza. Como pode ser observado nessa figura, a tela tratada com a química de pré-trata- mento/sobreposição (tela à esquerda) apresentou aumento na remoção da sujeira em comparação à tela tratada apenas com NaOH. Exemplo 3 - Remoção de resíduos de cervejaria a) Remoção de sujeira de resíduos de cervejaria de uma superfície de aço inoxidável

[0124]Trinta mililitros de resíduos de cervejaria foram cozidos em uma chapa quente em bandejas de aço inoxidável. A Figura 9 é uma fotografia que mostra as bandejas de aço inoxidável sujas antes da limpeza. As bandejas A e B foram colocadas em béqueres separados com uma barra de agitação a uma taxa de 450 rpm. A bandeja marcada como “A” foi tratada com a seguinte química de limpeza: uma solução de pré-tratamento composta de bicarbonato de sódio como solução geradora de gás foi aplicada à bandeja por 15 minutos. Uma solução de uso sobreposta de ácido foi, em seguida, aplicada à bandeja. A solução de uso sobreposta consistia de AC-55- 5 a 2%. A solução de uso sobreposta foi aplicada durante 15 minutos. A bandeja B foi tratada com NaOH a 1,5% por 30 minutos. Ambas as bandejas foram tratadas com soluções a 60°F (15,5°C). Como se pode observar na Figura 10A, a bandeja A apresentou uma melhor limpeza em relação à bandeja B.

[0125]Um segundo experimento foi realizado, aplicando a mesma química de limpeza descrita acima a 70°F (21 °C), em vez de a 60°F (15,5°C), com agitação a uma taxa de 350 rpm. Como se pode observar na Figura 10B, a bandeja A apresentou uma melhor limpeza em relação à bandeja B sob essas condições. b) Remoção de sujeira de resíduos de cervejaria de uma tela

[0126]Vinte gramas de resíduos de cervejaria foram uniformemente aplicados a uma tela de aço inoxidável e assados a 300°F (149°C) até endurecerem e ficarem levemente tostados. A Figura 11A é uma fotografia das telas antes da limpeza. Uma das telas foi colocada em um béquer contendo bicarbonato de sódio a 1%. A outra tela foi colocada em um béquer contendo AC-55-5 a 2%. Ambas as soluções estavam a 60°F (15,5°C) com uma barra de agitação a uma taxa de 350 rpm. Após 15 minutos de imersão, foi adicionado lentamente AC-55-5 ao béquer contendo bicarbonato de sódio. Ocorreu formação constante de bolhas na sujeira e na solução. Observou-se que a macha foi se soltando da tela no béquer que continha bicarbonato de sódio e ácido, mas não no béquer apenas com ácido. A Figura 11B é uma fotografia que mostra as telas depois da limpeza. Como se pode observar nessa figura, a tela tratada com o pré-tratamento de bicarbonato de sódio mostrou uma melhor limpeza. As áreas mais claras de cada tela são aquelas nas quais ocorreu a remoção da sujeira. c) Remoção de sujeira de cervejaria - anel de resíduos secos - de um béquer

[0127]Em uma cervejaria foi obtido mosto não fermentado, que foi inoculado com levedura de fermentação superficial. Um volume de 150 ml de mosto foi fermentado em frascos de Erlenmeyer de 250 ml por uma semana. Após esse tempo, um anel de sujeira, ou seja, um anel de resíduos secos, estava presente na região anteriormente ocupada pela espuma na superfície da cerveja em fermentação. A cerveja foi decantada juntamente com a maior parte da massa de fermento no fundo dos frascos. Foram adicionados aos frascos 170 ml das seguintes soluções: frasco 1) solução de pré-tratamento de bicarbonato de sódio a 1 % por 5 minutos, seguida por uma solução de uso sobreposta de ácido consistindo de AC-55-5; e frasco 2) AC-55-5 a 2% pela duração do teste. Ambas as soluções foram testadas a 40°F (4,5°C). Barras de agitação foram adicionadas aos frascos e as soluções foram agitadas a 200 rpm durante o ciclo de limpeza.

[0128]O frasco tratado com a química de pré-tratamento/sobreposição apresentou uma limpeza muito melhor em comparação ao frasco tratado apenas com ácido. Exemplo 4 - Outras soluções de uso geradoras de gás

[0129]Foram avaliadas outras soluções de uso geradoras de gás capazes de gerar dióxido de carbono usando os métodos da presente invenção. Foram espalhados 15 gramas de ketchup em um lado de uma tela e 5 gramas na parte de trás da mesma tela. As telas foram secas até alcançarem aderência leve. As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados: 1) NaOH a 1,5%; 2) NaHCOs a 1,0%; 3) Na2COsa 1,0%; e 4) KHCOsa 1,0%. Cada solução foi preparada a 75°F (24°C). Barras de agitação foram adicionadas em cada béquer e as soluções foram agitadas a 350 rpm por 15 minutos.

[0130]Após 15 minutos, 20 gramas de AC-55-5 foram adicionados aos béqueres contendo as soluções 2, 3 e 4 ao longo de 10 minutos. Foi adicionado mais AC- 55-5 à solução de carbonato de sódio (nQ 3) para obter um pH de cerca de 2, como era nas outras soluções (soluções n°2e n- 4), após a adição da química de sobreposição. Durante o período de sobreposição, ocorreu formação vigorosa de bolhas, ou seja, geração de gás, em cada béquer. Não foi observada a formação de bolhas na solução contendo NaOH (n° 1).

[0131 ]Após 45 minutos de tempo total de limpeza, incluindo os 15 minutos de tempo de pré-tratamento, as telas com limpeza assistida pela química de pré-trata- mento/sobreposição apresentaram uma melhor remoção da sujeira em comparação à tela tratada com NaOH (Figura 12). As seções mais claras de cada tela indicam o local no qual ocorreu a remoção da sujeira. As telas foram secas e pesadas para avaliar a eficácia de remoção de sujeiras. Os resultados são apresentados na Tabela 1. Tabela 1.

[0132]Como se pode observar nesses resultados, a tela pré-tratada com carbonato de sódio é a que pesava menos depois da limpeza. Isso indica que a remoção mais eficaz da sujeira ocorreu com essa amostra. Exemplo 5 - Outras soluções de uso geradoras de gás

[0133]Foram avaliadas outras soluções de uso geradoras de gás capazes de gerar dióxido de carbono usando os métodos da presente invenção. Foram espalhados 15 gramas de ketchup em um lado de uma tela e 5 gramas na parte de trás da mesma tela. As telas foram secas até alcançarem aderência leve. As seguintes soluções foram preparadas a 70°F (21 °C) em quatro béqueres separados: 1) MgCOsa 1 %; 2) CaCOs a 1 %; 3) NaHCOs a 1 %; e 4) NaOH a 1,5%. Os béqueres contendo as soluções de MgCOs e CaCOs tinham uma aparência leitosa e uma suspensão de sólidos.

[0134]Uma tela suja foi colocada em cada béquer. Uma barra de agitação foi colocada em cada béquer e as telas foram deixadas em imersão por 10 minutos com agitação a 350 rpm. Após dez minutos, vinte gramas de uma solução de uso sobreposta, ou seja, AC-55-5, foram adicionados a cada um dos béqueres contendo as soluções de 1 a 3. Foi adicionado AC-55-5 ao longo de 10 minutos. Foi adicionado mais AC-55-5 às soluções de MgCOs e CaCOs para obter um pH de cerca de 2, como era na outra solução de uso sobreposta, ou seja, solução n° 3. Durante o período de sobreposição, ocorreu formação vigorosa de bolhas nos béqueres contendo as soluções de 1 a 3. Nenhuma formação de bolhas foi observada no béquer de NaOH.

[0135]Após 30 minutos do tempo total de limpeza, incluindo os 10 minutos de pré-tratamento, as telas foram retiradas das soluções. A Figura 13 é uma fotografia que mostra as telas depois da limpeza. Como se pode observar nessa figura, a tela tratada com NaHCOs apresentou os melhores resultados de limpeza. As telas tratadas com MgCOs e CaCCte também apresentaram limpeza superior. A tela que não recebeu sobreposição com ácido (a tela tratada apenas com NaOH) apresentou muito pouca remoção da sujeira. Exemplo 6 - Ordem de adição da solução de uso geradora de gás

[0136]A fim de testar a eficácia da adição da solução de uso geradora de gás durante a etapa da solução de uso sobreposta, em contraste com sua adição na solução de uso de pré-tratamento, foi realizado o seguinte experimento.

[0137]Uma sujeira de resíduos de cervejaria foi usada para esse experimento. Duas bandejas sólidas de aço inoxidável que tinham sido sujas com sujeira de resíduos de cervejaria foram colocadas em béqueres separados contendo uma solução de uso de pré-tratamento composta de AC-55-5 a 2% a 72°F (22°C). A solução de pré-tratamento foi aplicada por 5 minutos. As soluções foram agitadas usando uma barra de agitação a uma taxa de 350 rpm. Após o pré-tratamento de 5 minutos, uma solução de uso sobreposta contendo 10 gramas de uma solução de uso geradora de gás, ou seja, NaHCOs, foi adicionada lentamente em um dos béqueres. Não foi adicionada nenhuma solução de uso sobreposta ao segundo béquer. Foi observada uma formação vigorosa de bolhas na solução após a adição da solução de uso sobreposta, e isso foi rapidamente seguido por pedaços da sujeira removida se acumulando na superfície da solução de limpeza. Esse experimento demonstrou que uma solução de uso sobreposta contendo uma solução de uso geradora de gás aplicada a uma superfície suja depois de uma solução de uso de pré-tratamento resulta em uma remoção eficaz da sujeira.

[0138]O mesmo experimento foi conduzido usando uma solução de uso geradora de gás composta de carbonato de potássio (K2CO3). Uma bandeja sólida de aço inoxidável que tinha sido suja com resíduos de cervejaria foi colocada em um béquer contendo uma solução de uso de pré-tratamento composta de AC-55-5 a 2% a 72°F (22°C). A solução de pré-tratamento foi aplicada por 5 minutos. A solução foi agitada usando uma barra de agitação a uma taxa de 350 rpm. Uma solução de uso sobreposta composta de 12 gramas de K2CO3 dissolvidos em 18 ml de água deionizada foi adicionada ao longo de dois minutos. Foi observada formação vigorosa de bolhas, resultando novamente em remoção da sujeira. Após a conclusão da reação, 0 pH era de cerca de 7. Foi adicionado mais AC-55-5 (20g). Isso resultou outro ciclo curto de produção de bolhas e 0 pH final foi de cerca de 1. Exemplo 7 - Determinação da taxa de sobreposição

[0139]Quatro telas de aço inoxidável sujas com sujeira orgânica de alta densidade, termicamente degradável foram preparadas como descrito acima no Exemplo 1. Cada tela foi colocada em um béquer contendo uma das seguintes soluções: 1) NaHCO3 a 1% e AC-55-5 a 2% adicionado em cinco doses, 2) NaHCOs a 1% e AC- 55-5 a 2% adicionado em uma dose única; 3) NaOH a 1,5%; e 4) AC-55-5 a 2%.

[0140]O experimento foi conduzido a 70°F (21 °C) e a 160°F (71 °C). A 70°F (21 °C), a taxa de reação da adição de dose única foi relativamente moderada e semelhante à adição gradual do teste de sobreposição. A 160°F (71 °C), a reação foi violenta após a adição da solução de uso sobreposta, ou seja, AC-55-5, em uma única dose. Cerca de 40% da solução foi expulsa do béquer. As diferenças na limpeza geral foram inconclusivas entre as soluções 1 e 2, mas cada uma delas ultrapassou em muito os resultados de limpeza observados com as soluções 3 e 4. Especificamente, as telas tratadas com as soluções 1 e 2 apresentaram cerca de 50% de remoção da sujeira, e as telas tratadas com as soluções 3 e 4 apresentaram cerca de 5% de remoção da sujeira. Exemplo 8 — Comparação com produtos convencionais que geram gás

[0141]Está disponível comercialmente uma variedade de produtos de limpeza que utilizam uma reação entre um sal de carbonato ou de bicarbonato e um ácido para produzir gás CO2. Os produtos convencionais usam um tratamento de uma etapa na qual a reação ocorre na solução, e não sobre e dentro da sujeira, como acontece com os métodos da presente invenção. Os seguintes experimentos foram realizados para comparar os métodos de limpeza da presente invenção com esses produtos de limpeza convencionais.

[0142]Telas sujas, preparadas como descrito acima no Exemplo 1, foram colocadas em béqueres contendo as seguintes soluções: 1) água e um difusor de ar; 2) tratamento com tablete de limpeza de dentaduras usado de acordo com as instruções da embalagem; 3) bicarbonato de sódio a 1%, com uma barra de agitação a 100°F (38°C); e 4) bicarbonato de sódio a 1% sem agitação. Após 10 minutos de imersão, uma solução de uso sobreposta composta de AC-55-5 a 2% foi adicionada às soluções 3 e 4.

[0143]A Figura 14 é uma fotografia que mostra as telas após esses tratamentos de limpeza. As amostras também foram pesadas após a limpeza. Os resultados são apresentados na Tabela 2. Tabela 2.

[0144]Como pode ser observado na Figura 14, as telas tratadas com os métodos da presente invenção (amostras 3 e 4) apresentaram aumento de remoção da sujeira em comparação àqueles afetados pelas bolhas de ar fornecidas por um difusor (amostra 1). A amostra tratada com bolhas de ar de um difusor de ar também pesou mais do que as amostras 3 e 4, indicando que maior quantidade da sujeira permaneceu naquela tela em relação às amostras 3 e 4. Sem querer ser vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a remoção aprimorada da sujeira percebida nos métodos da presente invenção se deve à formação de bolhas de CO2 dentro da sujeira, em vez de bolhas formadas do lado de fora dela. A falta de limpeza vista na amostra com impacto na superfície por bolhas de ar (amostra 1) indica que as bolhas na superfície não são a principal fonte de uma remoção aprimorada da sujeira.

[0145]Como também pode ser observado na Figura 14, a tela tratada com 0 limpador de dentadura (amostra 2) não apresentou limpeza aprimorada em comparação às amostras tratadas com os métodos da presente invenção (amostras 3 e 4). Embora tenha formado espuma na superfície da sujeira da amostra tratada com 0 limpador de dentadura, essa espuma não resultou em remoção da sujeira.

[0146]Os métodos da presente invenção também foram comparados com limpadores convencionais domésticos com ação de bolhas. Duas bandejas de aço inoxidável sujas com resíduos de etanol de milho foram preparadas como descrito acima. Uma bandeja foi colocada em uma solução que continha carbonato de sódio e limpador de vaso sanitário com espuma de bissulfato de sódio, que foi usado conforme as instruções da embalagem. A outra bandeja foi tratada com solução de uso de pré- tratamento de bicarbonato de sódio a 1% a 25°C. Após 10 minutos, essa bandeja foi tratada com solução de uso sobreposta de AC-55-5 a 2% por 20 minutos.

[0147]A Figura 15 é uma fotografia que mostra as bandejas após esses tratamentos de limpeza. A bandeja à esquerda foi tratada com 0 limpador de vaso sanitário com ação de espuma e a bandeja à direita, com uma solução de uso de pré-tratamento geradora de gás e uma solução de uso sobreposta de ácido. Após a limpeza, 14,56g da sujeira permaneceram na bandeja tratada com o limpador de vaso sanitário e 3,65g na bandeja tratada com a solução de uso de pré-tratamento e a solução de uso sobreposta de ácido.

[0148]Embora tenham sido observadas bolhas na solução da amostra tratada com o limpador de vaso sanitário, essas bolhas não resultaram em remoção aprimorada da sujeira em comparação à bandeja tratada com a química de pré-tratamento/sobreposição. Novamente, sem querer vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que essa diferença na remoção da sujeira se deve à formação de bolhas na sujeira com os métodos da presente invenção, em comparação com apenas na solução usando químicas convencionais de limpeza. Exemplo 9 - Tempo de pré-tratamento

[0149]O estudo a seguir foi realizado para determinar o tempo de pré-tratamento que proporciona o máximo benefício de limpeza. Quatro telas foram igualmente sujas com resíduos de milho, como descrito acima no Exemplo 2. Cada tela foi colocada individualmente em um béquer contendo uma solução de bicarbonato de sódio a 1% a 70°F (21 °C). A solução de uso sobreposta de ácido foi aplicada da seguinte forma: amostra 1 - a solução de uso sobreposta de ácido foi adicionada no minuto 0; amostra 2 - a solução de uso sobreposta de ácido foi adicionada após 5 minutos de pré-tratamento; amostra 3 - a solução de uso sobreposta de ácido foi adicionada após 10 minutos de pré-tratamento; e amostra 4 - a solução de uso sobreposta de ácido foi adicionada após 15 minutos de pré-tratamento. O tempo total de limpeza para cada amostra foi de 30 minutos.

[0150]A Figura 16A é um gráfico que mostra o efeito do tempo de pré-tratamento sobre a quantidade de sujeira removida (% de remoção da sujeira). A Figura 16B é uma fotografia que mostra as telas limpas conforme descrito acima com os diferentes tempos de pré-tratamento. Como se pode observar nessas figuras, o desempenho máximo de limpeza foi obtido com dez minutos do tempo de pré-tratamento. Exemplo 10 — Remoção de sujeiras em tanques de fermentação de cervejarias

[0151]Os estudos a seguir foram realizados para determinar a eficácia dos métodos da presente invenção na remoção de sujeiras de cervejarias. d) Remoção de sujeira de um tanque de cerveja

[0152]Um tanque horizontal de cerveja filtrada foi limpo usando o seguinte método: primeiramente, foi aplicada à superfície uma solução de uso de pré-tratamento de bicarbonato de potássio a 1 %. Após 15 minutos, uma solução de uso sobreposta de ácido, composta de Trimeta OP, foi aplicada à superfície por mais 15 minutos. Trimeta OP é um detergente ácido à base de metanossulfônico com características de umedecimento e eliminação de espuma. Durante a aplicação da solução de uso sobreposta, foram observadas bolhas no visor de vidro do circuito.

[0153]A Figura 17A é uma fotografia do tanque antes da limpeza. A Figura 17B é uma fotografia do tanque após a limpeza usando o método acima descrito. Como se pode observar nessa figura, após a limpeza, a quantidade de sujeira restante na superfície do tanque foi substancialmente removida. e) Remoção de sujeira de um tanque de fermentação

[0154]Foi selecionado um tanque de fermentação com uma sujeira extremamente pesada, produzida por uma cerveja Triple Bock com 40 dias de fermentação e envelhecimento. A sujeira permaneceu assentada por cinco dias após a drenagem da cerveja e antes da limpeza. O seguinte método foi usado: primeiramente, foi aplicada à superfície uma solução de uso de pré-tratamento de bicarbonato de potássio a 1% por 10 minutos. Após 10 minutos, uma solução de uso sobreposta composta de Trimeta OP foi aplicada ao tanque. A temperatura da solução de uso sobreposta era de cerca de 50°F (10°C).

[0155]A Figura 18A é uma fotografia do tanque de fermentação sujo antes da limpeza. A Figura 18B é uma fotografia que mostra o tanque após a limpeza, como descrito acima. Como se pode observar nessa figura, embora a maioria da sujeira tenha sido removida, não houve remoção completa. O restante da sujeira era espesso e semelhante à borracha. Observou-se que diversas variáveis foram introduzidas no ciclo de limpeza devido aos métodos de limpeza padrão usados para limpar os tanques de fermentação. Especificamente durante a limpeza, a solução foi encaminhada para três circuitos diferentes em intervalos de 10 a 15 minutos (spray bali, braço de colocação e linha de ventilação). Isso não resultou no método padrão de pré-trata- mento/sobreposição descrito acima.

[0156]Outro teste usando carbonato de sódio como pré-tratamento resultou em uma melhor remoção da amostra. Sem querer ser vincular-se a qualquer teoria em particular, acredita-se que a elevação do pH e melhores propriedades de umede- cimento da solução de carbonato de sódio aumentaram a remoção da sujeira. f) Remoção de um anel de resíduos secos de um tanque de cervejaria

[0157]Foi selecionado um tanque com um grosso anel de resíduos secos na superfície. A cerveja havia sido drenada uma semana antes da limpeza. O seguinte método foi usado: uma solução de uso de pré-tratamento composta de solução de carbonato de sódio a 1 % foi aplicada à superfície. A solução de pré-tratamento foi feita com água fria a cerca de 45°F (7°C). Após 15 minutos de pré-tratamento, uma solução de uso sobreposta composta de Trimeta OP a 2% foi aplicada à superfície por cerca de 10 minutos. Um agente de ajuste de pH, ácido sulfúrico a 20%, foi adicionado para obter o pH final de cerca de 3,6 após 15 minutos da aplicação da solução de uso sobreposta. O tanque foi enxaguado manualmente com água para a drenagem.

[0158]A Figura 19A é uma fotografia que mostra o tanque antes da limpeza. As Figuras 19B e 19C são fotografias que mostram o tanque após a limpeza. Como se pode observar nessas figuras, a maior parte da sujeira foi removida, exceto por uma fina linha em um dos lados do tanque que estava originalmente na parte inferior do anel de resíduos secos. g) Remoção de sujeira de um tanque de cervejaria

[0159]Outro experimento foi executado em um tanque de cervejaria. A Figura 20A é uma fotografia que mostra o tanque antes da limpeza. Uma solução de uso de pré-tratamento composta de carbonato de sódio a 1% foi aplicada no tanque por 15 minutos a 45°F (7°C). Houve alguma formação de espuma durante a etapa de pré- tratamento. Após 15 minutos, uma solução de uso sobreposta composta de Trimeta OP a 2% e 3,7 litros de ácido sulfúrico a 20% foi aplicada à superfície por 10 minutos. Essa solução tinha um pH de cerca de 7. O tanque foi enxaguado com água fria a 45°F (7°C). A Figura 20B é uma fotografia que mostra o tanque após a limpeza. Como pode ser observado nessa figura, esse método resultou em remoção substancial da sujeira.

[0160]A fim de comparar os métodos da presente invenção às técnicas convencionais de limpeza do tanque usando apenas Trimeta OP, dois tanques foram limpos sem uma etapa de pré-tratamento. O primeiro tanque (mostrado na Figura 21A antes da limpeza) foi limpo apenas com Trimeta OP a 2% e o segundo (mostrado na Figura 22A antes da limpeza) foi limpo com Trimeta OP a 2% e Stabicip Oxi a 0,5%.

[0161]A Figura 21B é uma fotografia do primeiro tanque limpo apenas com Trimeta OP após limpeza de 30 minutos. A Figura 22B é uma fotografia do segundo tanque limpo com Trimeta OP e Stabicip Oxi por 40 minutos. Como se pode observar nessas figuras, nenhum dos tanques ficou completamente limpo após esses tratamentos. Quando comparado aos resultados da limpeza do tanque pelo uso de química de pré-tratamento/sobreposição, é evidente que a utilização dos métodos da presente invenção resultou em uma limpeza aprimorada. h) Remoção de sujeira de fermentação de seis semanas

[0162]Foi selecionado um tanque com um anel de resíduos secos que era produto de um ciclo de seis semanas de fermentação. O tanque tinha sido congelado por um período indeterminado durante o final do ciclo de fermentação e, em seguida, enxaguado com água quente para derreter a camada de gelo. Uma solução de uso de pré-tratamento de carbonato de sódio a 1 % foi aplicada na superfície. Uma solução de uso sobreposta composta de Trimeta OP (2%) e ácido sulfúrico a 20% foi aplicada à superfície (até um pH final de cerca de 4,5). Durante a sobreposição, grandes pedaços da sujeira foram observados na solução de enxágue. A Figura 23 é uma fotografia que mostra o tanque antes e após a limpeza. Como pode ser observado nessa figura, ainda sobrou um pouco da sujeira na superfície após a limpeza. MIP BC a 1,75% foi aplicado, então, à superfície. 30 minutos adicionais de limpeza não conseguiram remover toda a sujeira.

[0163]Embora parte da sujeira tenha permanecido após a química de pré-tratamento/sobreposição ser aplicada, a sujeira restante foi removida com escovação leve em menos de 5 minutos. O método padrão de limpeza desses tanques exige que alguém raspe e esfregue manualmente a sujeira restante após a CIP. Isso geralmente leva de 15 a 20 minutos. Assim, a química de pré-tratamento/sobreposição da presente invenção melhorou substancialmente, em cerca de 75%, o tempo de remoção da sujeira em comparação às técnicas convencionais de limpeza. Exemplo 11 — Comparação do tempo total de limpeza

[0164]Os métodos da presente invenção aumentaram a eficácia geral de limpeza, ou seja, aumentaram a quantidade de sujeira removida, em uma variedade de sujeiras. Outra medida da eficácia da limpeza é o tempo total para limpar uma superfície. Foi realizado um experimento para comparar o tempo total de limpeza usando um dos métodos da presente invenção, um tratamento de limpeza apenas com ácido, um apenas alcalino e um com Trimeta PSF (um tratamento de limpeza à base de ácido disponível comercialmente).

[0165]Telas de aço inoxidável foram sujas com 20 gramas de ketchup e secas por 45 minutos em um forno a 80°C. As seguintes soluções foram preparadas em béqueres separados a 80°F (26,5°C): bicarbonato de sódio a 1%; ácido fosfórico a 1,3%; NaOH a 1,5%; e Trimeta PSFa2%. Uma tela suja foi colocada em cada béquer, com agitação a 350 rpm. Após 15 minutos, uma solução de uso sobreposta de ácido sulfúrico a 2% foi adicionada ao béquer contendo a solução de bicarbonato de sódio. A sobreposição do ácido sulfúrico foi adicionado ao béquer ao longo de 15 minutos. O tempo para a limpeza final (remoção de 100% da sujeira) foi anotado em relação à primeira tela a ser totalmente limpa. A Tabela 3 mostra o resultado desse teste de comparação. Tabela 3.

[0166]Como pode ser observado na Tabela 3, utilizando-se uma forma da presente invenção, foi obtido 100% de remoção da sujeira em 52 minutos. As soluções de limpeza convencionais não conseguiram atingir sequer metade da remoção de sujeira no mesmo período de tempo. Assim, os métodos da presente invenção obtiveram mais de 50% de remoção de sujeira em comparação às técnicas convencionais de limpeza para um determinado período de tempo.

Outras formas de realização

[0167]Deve-se compreender que, embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com sua descrição detalhada, a descrição acima é destinada a ilustrar, e não a limitar o escopo da invenção, o qual é definido pelo escopo das declarações anexadas. Outros aspectos, vantagens e modificações estão dentro do escopo das declarações a seguir.

[0168]Além disso, o conteúdo de todas as publicações de patentes discutidas anteriormente está incorporado em sua totalidade nesta referência.

[0169]Deve-se também compreender que, sempre que forem fornecidos valores e intervalos aqui, por exemplo, tempo, temperatura, quantidade de ingredientes ativos, todos os valores e intervalos abrangidos por esses valores e intervalos, devem ser abrangidos no escopo da presente invenção. Além disso, todos os valores que ficam dentro desses intervalos, bem como o limite superior ou inferior de um intervalo de valores, também são contemplados pela presente solicitação.

Claims

1. Método para remoção de uma sujeira de uma superfície usando um processo CIP, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a) aplicar uma solução de pré-tratamento compreendendo uma solução de uso geradora de gás à superfície por uma quantidade de tempo de cerca de 1 a cerca de 20 minutos; (b) aplicar uma solução de uso sobreposta à superfície, em que a aplicação da solução de uso sobreposta ativa a solução de pré-tratamento para gerar gás sobre e dentro da sujeira, em que o gás é gerado em uma quantidade suficiente para fornecer um efeito de degradação da sujeira, removendo substancialmente a sujeira da superfície; e (c) enxaguar a superfície; em que a solução geradora de gás compreende uma solução aquosa que compreende 0,2% em peso a cerca de 3,0% em peso de um sal produtor de dióxido de carbono selecionado do grupo de sal de carbonato, sal de bicarbonato, sal de per- carbonato, um sal de sesquicarbonato e misturas dos mesmos e em que a solução sobreposta compreende cerca de 1 % em peso a cerca de 3% em peso de um ácido e em que as soluções de pré-tratamento e sobrepostas são aplicadas a uma temperatura entre cerca de 20 °C e cerca de 50 °C.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a sujeira compreende uma sujeira termicamente degradada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a sujeira compreende uma sujeira orgânica de alta densidade.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a sujeira é selecionada do grupo consistindo em uma sujeira de alimento à base de tomate, uma sujeira de alimento contendo altos níveis de açúcares redutores, e sujeiras de cervejarias.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície é selecionada do grupo consistindo em tanques, linhas e equipamentos de processamento.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o equipamento de processamento limpo é selecionado do grupo consistindo em um pasteurizador, um homogeneizador, um separador, um evaporador, um filtro, um secador, uma membrana, um tanque de fermentação e uma torre de resfriamento.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o equipamento de processamento é selecionado do grupo consistindo em equipamentos de processamento usados nas indústrias de laticínios, queijo, cerveja, bebida (brewing),alimento, biocombustível, açúcar, e produtos farmacêuticos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície é selecionada do grupo consistindo em pisos, paredes, louças, talheres, panelas e frigideiras, bobinas de troca de calor, fornos, fritadeiras, casas de defumação, linhas de drenagem de esgotos, e veículos.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal carbonato é selecionado do grupo consistindo em carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de lítio, carbonato de amónio, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de propileno, e misturas dos mesmos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal bicarbonato é selecionado do grupo consistindo em bicarbonato de sódio, bicarbonato de potássio, bicarbonato de amónio, e misturas dos mesmos.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal percarbonato é selecionado do grupo consistindo em percarbonato de sódio, percarbonato de lítio, percarbonato de potássio, e misturas dos mesmos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal sesquicarbonato é selecionado do grupo consistindo em sesquicarbonato de sódio, sesquicarboπato de potássio, sesquicarbonato de lítio, e misturas dos mesmos.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido é selecionado do grupo consistindo em ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido cítrico, ácido láctico, ácido fórmico, ácido glicólico, ácido sulfâmico, ácido metanossulfônico, e misturas e derivados dos mesmos.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução de uso sobreposta diminui o pH para menos de cerca de 7,5.

15. Método para remoção de sujeira de uma superfície usando um processo CIP, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a) aplicar uma solução de pré-tratamento compreendendo 1 % em peso a 3% em peso de um ácido à superfície por uma quantidade de tempo de cerca de 1 a cerca de 20 minutos; (b) aplicar uma solução de uso sobreposta compreendendo uma solução de uso geradora de gás à superfície, em que a solução geradora de gás compreende uma solução aquosa que compreende 0,2% em peso a 3,0% em peso de um sal produtor de dióxido de carbono selecionado do grupo de um sal de carbonato, sal de bicarbonato, sal de percarbonato, um sal de sesquicarbonato e misturas dos mesmos, em que a aplicação da solução de uso sobreposta ativa a solução de pré-tratamento para gerar gás sobre e dentro da sujeira, em que o gás é gerado em uma quantidade suficiente para fornecer um efeito de degradação da sujeira, removendo substancialmente a sujeira da superfície, e em que as soluções de pré-tratamento e sobrepostas são aplicadas a uma temperatura entre 20 °C e 50 °C; e (c) enxaguar a superfície.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a sujeira compreende uma sujeira termicamente degradada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície é selecionada do grupo consistindo em tanques, linhas e equipamentos de processamento.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o equipamento de processamento limpo é selecionado do grupo consistindo em um pasteurizador, um homogeneizador, um separador, um evaporador, um filtro, um secador, uma membrana, um tanque de fermentação e uma torre de resfriamento.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o equipamento de processamento é selecionado do grupo consistindo em equipamento de processamento usado nas indústrias de laticínios, queijo, cerveja, bebida, alimento, biocombustível, açúcar, e produtos farmacêuticos.

20. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal carbonato é selecionado do grupo consistindo em carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de lítio, carbonato de amónio, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de propileno, e misturas dos mesmos.

21. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal bicarbonato é selecionado do grupo consistindo em bicarbonato de sódio, bicarbonato de potássio, bicarbonato de amónio, e misturas dos mesmos.

22. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal percarbonato é selecionado do grupo consistindo em percarbonato de sódio, percarbonato de lítio, percarbonato de potássio, e misturas dos mesmos.

23. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sal sesquicarbonato é selecionado do grupo consistindo em sesquicarbonato de sódio, sesquicarbonato de potássio, sesquicarbonato de lítio, e misturas dos mesmos.

24. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido é selecionado do grupo consistindo em ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido acético, ácido cítrico, ácido láctico, ácido fór- mico, ácido glicólico, ácido sulfâmico, ácido metanossulfônico e misturas e derivados dos mesmos.

25. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução de pré-tratamento tem um pH de menos que cerca de 7,5.