BRPI1101504A2 - processo para produÇço de uma soluÇço de limpeza e soluÇço de limpeza obtida - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA PRODUÇçO DE UMA SOLUÇçO DE LIMPEZA E SOLUÇçO DE LIMPEZA OBTIDA. Processo de produção simples e rápido de uma solução de limpeza alcalina e biodegradável e, uma solução de limpeza com característica germicida, não corrosiva, essencialmente isenta de soda caustica, com pH alcalino, rica em sais e produzida coni componentes biodegradáveis e atóxicos, efetiva na remoção de gorduras, gorduras carbonizadas e incrustações provocadas por amidos, taninos, óleos, molhos e pigmentos, além dos demais tipos de sujeiras, podendo ser utilizada na limpeza de objetos e utensílios domésticos e industriais.

Description

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE LIMPEZA E

SOLUÇÃO DE LIMPEZA OBTIDA

Área Técnica

Esta invenção pertence ao campo da química e descreve um processo de produção de uma solução alcalina de limpeza e uma solução de limpeza, efetiva na remoção de gorduras, gorduras carbonizadas e demais tipos de sujeiras, podendo ser utilizada na limpeza de objetos e utensílios domésticos e industriais, produzidos com as mais diversas matérias primas.

Descrição do Estado da Técnica Soluções de limpeza e seus processos de produção são amplamente

conhecidos do estado da técnica. Diversas são as soluções de limpeza encontradas a venda no mercado, podendo ser citadas, por exemplo, soluções detergentes de limpeza, soluções de limpeza ácida e soluções desengordurantes em geral.

Algumas soluções de limpeza são voltadas para uso doméstico, muitas outras são voltadas para o usoJndustrial e outras podem ser empregadas domestica e industrialmente dependendo da concentração final empregada.

A literatura de patentes é rica em documentos que descrevem objetos desta natureza. Por exemplo, o PI0611300-1 (JOHNSONDIVERSEY, INC.) descreve um processo de lavagem de louça em uma máquina de lavar louças institucional automática, usando uma composição de limpeza contendo teores de tensoativo bastante reduzidos. Esta composição ocorre na forma de uma combinação de um pó e um tablete contido em um saché.

O pedido de patente PI0518896-2 (STEPAN COMPANY) descreve um sabão em barra que pode ser utilizado para limpeza pessoal ou de roupas. Este sabão utiliza ingredientes que conferem a ele uma dureza ideal e contribui para a formação de pouco mush no sabão após ser molhado.

O PI9812103-0 (THE PROCTER AND GAMBLE CO.) descreve uma composição de limpeza contendo tensoativos a base de alquilbenzenossulfonato e um aditivo de limpeza. Essa composição pode ser empregada para porduzir formulações líquidas, pós, aglomerados, tabletes, gel ou grânulos.

Finalmente, a literatura de patentes também apresenta o PI0114474-0 (JOHNSONDIVERSEY, INC.) que descreve uma composição detergente e método para lavagem de utensílios que emprega uma solução ácida de enxágue com pH 6,0 que ao ser empregada em conjunto com uma máquina de lavagem de louças apresenta alta performance na liberação da sujeira dos utensílios a serem limpos.

A patente PI9509917-2 (UNILEVER N.V.), que propõe um sistema químico de limpeza e um processo para lavagem mecânica de louças de múltiplas zonas. Este sistema de limpeza ocorre em meio fortemente alcalino e compreende um agente de limpeza, um agente alvejante e enzima. Cada componente é dissolvido ou diluído até a concentração de uso, sendo introduzido no mecanismo de lavagem de louças visando principalmente a remoção de sujidades causadas por acúmulo de amido e tanino.

Do mesmo modo, a patente PI9509918-2 (UNILEVER N.V.) também define um sistema químico de limpeza e um processo para lavagem mecânica de louças de múltiplas zonas diferindo do anterior pelo fato de que nenhum agente descorante do agente de limpeza é mais alcalino do que uma solução aquosa do componente enzimático em, pelo menos, 1 unidade de pH. Este sistema também ocorre em meio fortemente alcalino.

Já a patente US6.368.420 descreve um sistema químico de limpeza para uma máquina de lavagem de utensílios mecânicos compreendendo tanque único ou tanque múltiplo, e um método de lavagem que inclui pelo menos dois componentes separados para dissolução ou diluição aquosa. Esta patente apresenta um método seqüencial de introdução de componentes em que um primeiro componente, contendo uma enzima ou uma mistura de enzimas e um agente de limpeza, é introduzido em uma zona ou etapa de lavagem, e o segundo componente compreendendo um branqueador é introduzido em uma zona ou etapa de enxágue posterior.

Como demonstrado, o estado da técnica apresenta diversos produtos de limpeza, entretanto, todos estes produtos apresentam desvantagens ambientais, ou econômicas.

O presente pedido de patente tenta solucionar estes inconvenientes provendo uma solução de limpeza ecologicamente correta, pois além de ser biodegradável pode ser reutilizada durante aproximadamente 30 dias, mantendo suas características higienizadoras e germicidas; fato que a torna economicamente vantajosa em relação aos demais produtos de limpeza encontrados no estado da arte.

Sumário da Invenção O primeiro objeto desta invenção trata do processo simples e rápido de produção de uma solução alcalina de limpeza biodegradável, que pode ser reutilizada mantendo suas características higienizadoras e germicidas inalteradas.

O segundo objeto desta invenção trata da composição de limpeza não corrosiva, essencialmente isenta de soda caustica, com pH alcalino, rica em sais e produzida com componentes biodegradáveis e atóxicos. Descrição Detalhada da Invenção

O processo de produção de uma solução de limpeza desta invenção compreende as etapas de:

(a) Mistura dos componentes sólidos;

(b) Adição de surfactantes; (c) Diluição; e opcionalmente,

(d) Pigmentação.

As porcentagens que serão aqui descritas são porcentagens peso/volume ou volume/volume em relação à concentração final de cada componente na solução de limpeza.

Na etapa (a) são misturados, sob agitação, durante 15 a 30 minutos, uma ou

mais fontes de sais de sódio e ao menos uma fonte de fósforo. Tais componentes sólidos se apresentam principalmente na forma de pó.

Dentre as fontes de sais de sódio podem ser empregadas o carbonato de sódio, hidrogenocarbonato de sódio, sulfato de sódio, metalossilicato de sódio e/ou uma mistura dos mesmos. Preferencialmente, nesta invenção é empregada uma mistura contendo: 10% a 35% de carbonato de sódio, 5% a 20% de hidrogenocarbonato de sódio, 5% a 25% de sulfato de sódio, e 5% a 20% de metalossilicato de sódio.

Podem ser empregadas fontes de fósforo, aquelas usualmente utilizadas em soluções detergentes e de limpeza, tais como fosfatos e fosfonatos. Devendo ser empregados como fonte de fósforo uma mistura contendo entre 10% a 40% de fosfatos e entre 0,01% a 3,5% de fosfonatos. Os fosfatos e fosfonatos que podem ser empregados são, preferencialmente, aqueles pertencentes ao grupo consistido de: polifosfatos de sódio e sais fosfatados de ácido carboxílico. O polifosfato de sódio e o sal fosfatado de ácido carboxílico devem pertencer ao grupo consistido de: hexametafosfato de sódio, tripolifosfato de sódio, ácido 2-fosfono-1,2,4-butanotricarboxílico, DTPMPA, ATMP1 PBTC e HEDP.

Mais preferencialmente ainda, são empregados nesta invenção 15% a 35% de tripolifosfato de sódio e 0,5% a 2,5% de ácido 2-fosfono-1,2,4- butanotricarboxílico.

Os sólidos adicionados são misturados e homogeneizados em um recipiente apropriado e, a esta mistura, são adicionados surfactantes líquidos na etapa (b).

A etapa (b) ocorre também sob agitação, durante aproximadamente 40 minutos. Os surfactantes empregados podem ser não iônicos, aniônicos, ou uma mistura destes. Dentre os surfactantes não iônicos que podem ser empregados nesta invenção, podemos citar álcoois etoxilados, cocoalquilaminas etoxiladas, polisorbatos e outros pertencentes ao estado da técnica; já os surfactantes aniônicos que podem ser empregados nesta invenção são aqueles pertencentes ao grupo consistido de: ácido sulfônico, ácido dodecil benzeno sulfônico, ácidos graxos, benzeno sulfonatos, dodecil benzeno sulfonatos, dodecil sulfato de sódio e Iauril ésteres.

Preferencialmente, são empregados dois surfactantes, que são adicionados

de forma individual e separada de modo a possibilitar a adição de entre 0,5% a 10% de um surfactante não-iônico e de entre 0,5% a 10 de um surfactante aniônico. Mais preferencialmente ainda, os surfactantes não-iônicos são empregados na concentração entre 1% a 6% e os surfactantes aniônicos são empregados na concentração compreendida entre 2% a 7%. Após a adição dos surfactantes é obtida uma solução concentrada que deve ser diluída antes de seu uso.

Tanto a etapa (a) como a etapa (b) ocorrem em temperatura ambiente, não sendo observada nenhuma diferença significativa no rendimento da reação devido a variações ambientais de temperatura. Na etapa (c) é realizada a adição lenta e gradual de um diluente sobre a

solução concentrada. Essa adição ocorre também sob agitação constante, durante aproximadamente 20 minutos. O diluente preferencial aqui empregado é água, entretanto, outros diluentes e/ou solventes não orgânicos podem também ser empregados.

O diluente não orgânico é adicionado em uma proporção compreendida entre 0,01/10 a 1/100 (soluto/solvente) e o resultado final da diluição é a obtenção de uma solução de limpeza.

A solução de limpeza assim obtida apresenta pH moderadamente alcalino, inferior a 11,2. Preferencialmente, o pH final da solução de limpeza varia entre 10a 11.

Opcionalmente, pode ser efetuada uma etapa (d) de adição de pigmentos à dita solução de limpeza. Esta adição de pigmentos conferirá à mesma, um aspecto visualmente agradável. Tais ingredientes são adicionados nesta etapa em proporções diminutas que causam alterações insignificantes na proporção final dos componentes ativos da solução de limpeza.

Os pigmentos devem ser adicionados em proporções compreendidas entre 0,0001% a 0,01% p/p final da concentração da solução. Esta etapa pode ocorrer antes, após ou simultaneamente a etapa (c).

É ainda um objeto desta invenção, uma solução de limpeza composta por uma ou mais fontes de sais de sódio, ao menos uma fonte de fósforo, surfactantes, diluentes e opcionalmente, pigmentos. Esta solução de limpeza é efetiva na 2 0 remoção de gorduras, gorduras carbonizadas, incrustações provocadas por amidos, taninos, óleos, molhos e pigmentos, além dos demais tipos de sujeiras, podendo ser utilizada na limpeza de objetos e utensílios domésticos e industriais.

Dentre as fontes de sódio desta solução de limpeza, podemos citar aquelas pertencentes ao grupo consistido de: carbonato de sódio, hidrogenocarbonato de sódio, sulfato de sódio, metalossilicato de sódio e/ou uma mistura dos mesmos. Preferencialmente, é empregada uma mistura contendo: 10% a 35% de carbonato de sódio; 5% a 20% de hidrogenocarbonato de sódio; 5% a 25% de sulfato de sódio; e 5% a 20% de metalossilicato de sódio.

As fontes de fósforo são fosfatos e fosfonatos pertencentes ao estado da técnica. Devendo ser empregados entre 10% a 40% de fosfatos e entre 0,01% a 3,5% de fosfonatos tais como polifosfatos de sódio e sais fosfatados de ácido carboxílico. O polifosfato de sódio e o sal fosfatado de ácido carboxílico devem β / 10 pertencer ao grupo consistido de: hexametafosfato de sódio, tripolifosfato de sódio, ácido 2-fosfono-1,2,4-butanotricarboxílico, DTPMPA, ATMP, PBTC e HEDP.

Mais preferencialmente ainda, são empregados nesta invenção 15% a 35% de tripolifosfato de sódio e 0,5% a 2,5% de ácido 2-fosfono-1,2,4- butanotricarboxílico.

Devem ser empregados surfactantes não iônicos, aniônicos, ou uma mistura destes. Os surfactantes não iônicos que podem ser empregados nesta invenção podem ser álcoois etoxilados, cocoalquilaminas etoxiladas, polisorbatos e outros pertencentes ao estado da técnica; já os surfactantes aniônicos são aqueles pertencentes ao grupo consistido de: ácido sulfônico, ácido dodecil benzeno sulfônico, ácidos graxos, benzeno sulfonatos, dodecil benzeno sulfonatos, dodecil sulfato de sódio e Iauril ésteres.

Preferencialmente, é empregada nesta invenção uma mistura contendo entre 0,5% a 10% de um surfactante não iônico e 0,5% a 10% de um surfactante aniônico. Mais preferencialmente ainda, os surfactantes não iônicos são empregados na concentração entre 1% a 6% e os surfactantes aniônicos entre 2% a 7%.

Os diluentes empregados devem ser preferencialmente solventes não orgânicos atóxicos e de baixo impacto ambiental. Mais preferencialmente ainda, a água é empregada como diluente na razão entre 0,01/10 a 1/100 (soluto/solvente). Este objeto da invenção possui propriedades germicidas, devendo ser

empregado, sob aquecimento, entre 60°C a 100°C, na limpeza de objetos e utensílios domésticos e industriais. Preferencialmente o aquecimento deve elevar a solução de limpeza até uma temperatura compreendida entre 70°C a 85°C.

Entende-se por propriedades germicidas, a capacidade que esta invenção possui de eliminar, preferencialmente, microrganismos indicadores de condições higiênico-sanitárias inadequadas tais bactérias pertencentes aos gêneros Klebsiella, Salmonella, Escherichia, Serratia, Citrobacter, Erwenia, Staphylococcus e Pseudomonas.

A solução de limpeza desta invenção deve ser adicionada em um equipamento de limpeza apropriado que possua uma cuba armazenadora de água e promova o aquecimento do líquido armazenado. Desta forma, a solução de limpeza aqui descrita pode ser reutilizada durante um período máximo de 30 dias sem a necessidade de ser trocada, mantendo suas características limpadores e germicidas. Desta forma, a solução de limpeza desta invenção pode ser considerada ecologicamente correta, visto ser produzida com componentes biodegradáveis e atóxicos, além de possibilitar uma significativa economia de água por parte de seus usuários.

Esta solução de limpeza é também isenta de soda cáustica e, portanto, não apresenta características corrosivas aos diversos tipos de matérias primas que podem ser empregadas na fabricação dos ditos objetos e utensílios domésticos e industriais. Assim, a vida útil dos objetos e utensílios lavados com esta solução é consideravelmente maior em relação à vida útil de seus congêneres lavados com soluções de limpeza corrosivas, como aquelas hodiernamente pertencentes ao estado da técnica.

Para fins de análise desta invenção, temos que corrosão é o desgaste, ou modificação química ou estrutural de um material, provocados pela ação de agentes oxidantes, sendo que os agentes oxidantes podem ser soluções de limpeza e os materiais, as matérias primas empregadas na fabricação de objetos e utensílios domésticos e industriais.

Ainda para fins de exame desta invenção, objetos e utensílios domésticos e industriais são aqueles objetos e utensílios normalmente utilizados em cozinhas 2 0 residenciais e industriais, padarias, confeitarias, restaurantes, bares, lanchonetes, sorveterias, açougues e etc. Mais especificamente, os objetos e utensílios domésticos e industriais desta invenção são panelas, grelhas, louças, talheres, bandejas, tabuleiros, trempes, fornos, vasos, frigideiras, assadeiras, recipientes plásticos, copos, taças, xícaras, espetos, cestas de frituras, tábuas de corte, filtros, 2 5 queimadores e bicos de fogão, mas não limitados a estes.

Entende-se por matéria-prima qualquer matéria-prima conhecida do estado da técnica, sendo que nesta patente, este termo preferencialmente se relaciona ao aço, aço inox, ferro, alumínio, porcelana, vidro, e plástico.

Opcionalmente, esta solução de limpeza pode ser pigmentada de modo a apresentar uma determinada coloração. Os pigmentos que podem ser empregados nesta solução são aqueles usualmente empregados na indústria de alimentos e bebidas, sendo adicionados em proporções compreendidas entre 0,0001% a 0,01% p/p final da concentração da solução de limpeza.

Os exemplos que serão abaixo relacionados são meramente ilustrativos, e não devem ser utilizados na restrição dos direitos do inventor.

Exemplo 1 - Mistura dos Componentes Sólidos Os componentes sólidos são misturados durante 20 minutos em um vaso misturador nas proporções indicadas na tabela 1:

Tabela 1 Ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-triearboxilico 1-1,5% Sulfato de sódio 16-18% Bicarbonato de sódio 12-16% Tripolifosfato de sódio ± 24% Metassilicato de sódio ± 12% Carbonato de sódio 20 - 30%

Exemplo 2 - Adição dos surfactantes A tabela 2 indica uma das composições que podem ser obtidas após a adição de surfactantes à composição da tabela 1:

Dequest 1% Sulfato de sódio 16% Bicarbonato de sódio 14% Tripolifosfato de sódio 24% Metassilicato de sódio 10% Carbonato de sódio 24% Caflon SNA 4 - 5% Caflon PHC 080 4 - 5%

Após a adição de surfactantes, é obtida uma composição concentrada que se apresenta sob o aspecto de um pó branco, com odor característico e densidade entre 670 a 780 g/l. Não é recomendável o uso desta composição antes de sua diluição. Exemplo 3 - Preparo da Solução de Limpeza Própria Para Consumo Adiciona-se 20g do corante azul brilhante para cada 775kg da composição concentrada seguido da adição de (água) em uma q.s.p. diluir a composição a 1%. Após a adição do solvente, os ingredientes poderão atingir percentuais semelhantes ao indicado na tabela 3:

Tabela 3 Ácido 2-fosfonobutano -1,2,4 - tricarboxilico 1,1% Sulfato de sódio 18% Bicarbonato de sódio 13% Tripolifosfato de sódio 22% Metassilicato de sódio 10% Carbonato de sódio 25% Acido Sulfônico 4,5% Álcool Etoxilado 4,5% Azul brilhante 0,02kg / 775kg de Composição Água q.s.p.

A solução diluída encontra-se pronta para ser envasada e comercializada.

Exemplo 4 - Avaliação das propriedades aermicidas Uma assadeira foi contaminada previamente com uma mistura de microrganismos indicadores de condições higiênico-sanitárias (Coliformes a 45°C, Staphylococcus sp. e Pseudomonas sp). Após a contaminação com esta mistura conhecida de microrganismos procedeu-se à coleta da amostra inicial (Amostra 1) utilizando um suabe esterilizado, solução salina fosfatada tamponada e um esquadro padrão de 50 cm2 (Silva Jr. 2010; APHA 1992). Após a coleta da amostra inicial a assadeira foi colocada durante uma hora imersa na solução alcalina de limpeza, em seguida foi retirada e após resfriamento foi coletada a segunda amostra (Amostra 2) utilizando o mesmo procedimento.

Como teste complementar foi coletada a solução alcalina de limpeza que já estava no 29° (vigésimo nono) dia de utilização (Amostra 3) Após as coletas as amostras foram encaminhadas ao laboratório para processamento das análises, sendo realizada a contagem padrão em placas da mistura de microrganismos utilizando Agar Padrão incubado a 35°C por 48 horas.

Tabela 4 Amostra Contagem Padrão em Placas 1 > 106 UFC/cm2 (Contaminação proposital inicial) 2 < 1 UFC/cm2 (Após limpeza) Critério: Até 50 UFC/cm2 3 < 1 UFC/ml. Não houve multiplicação de microrganismos (bactérias ou fungos) por ml do produto.

As análises microbiológicas realizadas com as amostras 1 e 2 revelaram que a solução alcalina de limpeza tem poder bactericida para bactérias na forma vegetativa, ocorrendo redução total dos microrganismos testados. O critério sugerido para superfícies é até 50 UFC/cm2 e ausência de coliformes fecais (coliformes 45°C), Staphylococcus coagulase positiva e Pseudomonas sp. (Silva Jr., 2010).

A amostra 3 revelou contagem padrão em placas < 1 UFC/ml e ausência de bactérias esporuladas indicando que a solução alcalina de limpeza não estava contaminada com microrganismos patogênicos nem indicadores de condições higiênico-sanitárias inapropriadas.

Os resultados das análises realizadas permitem concluir que, mesmo no último dia de utilização, a solução alcalina de limpeza demonstrou excelente efeito desinfetante na superfície das assadeiras avaliadas, lembrando que solução alcalina de limpeza pode ser utilizada continuamente mesmo que o produto apresente saturação alta de gordura, sem interferir na eficácia do Sistema nem na qualidade final dos utensílios.

Claims (13)

1. Processo de produção de uma solução de limpeza caracterizado por compreender as etapas de: (a) Mistura dos componentes sólidos; (b) Adição de surfactantes; (c) Diluição; e opcionalmente, (d) Pigmentação.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa (a) serem misturadas uma ou mais fontes de sais de sódio e ao menos uma fonte de fósforo, sob agitação, durante 15 a 30 minutos.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por se empregar como fonte de sódio uma mistura contendo entre 10% a 35% de carbonato de sódio, 5% a 20% de hidrogenocarbonato de sódio, 5% a 25% de sulfato de sódio, e 5% a 20% de metalossilicato de sódio; e a fonte de fósforo empregada compreender entre 10% a 40% de fosfatos e entre 0,01 % a 3,5% de fosfonatos.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa (b) ocorrer sob agitação, durante aproximadamente 40 minutos, sendo adicionados entre 0,5% a 10% de um surfactante não-iônico e de entre 0,5% a 10 de um surfactante aniônico.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa (c) ocorrer a adição lenta, gradual e sob agitação constante de um diluente inorgânico sobre a solução concentrada, durante aproximadamente 20 minutos.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por se adicionar água com solvente, na proporção compreendida entre 0,01/10 a 1/100 (soluto/solvente).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por opcionalmente se adicionar entre 0,0001% a 0,01% p/p de um pigmento na etapa (d).

8. Solução de limpeza , caracterizada por conter uma ou mais fontes de sais de sódio, ao menos uma fonte de fósforo, surfactantes, diluentes e opcionalmente, pigmentos.

9. Solução de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por empregar como fonte de sódio uma mistura contendo: 10% a 35% de carbonato de sódio; 5% a 20% de hidrogenocarbonato de sódio; 5% a 25% de sulfato de sódio; e 5% a 20% de metalossilicato de sódio; e empregar como fonte de fósforo 10% a 40% de fosfatos e entre 0,01 % a 3,5% de fosfonatos.

10. Solução de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por compreender entre 0,5% a 10% de um surfactante não iônico e 0,5% a 10% de um surfactante an iônico.

11. Solução de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por empregar água como diluente na razão entre 0,01/10 a 1/100 (soluto/solvente).

12. Solução de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por possuir propriedades germicidas e anticorrosiva, devendo ser empregada, sob aquecimento, entre 60°C a 100°C, na limpeza de objetos e utensílios domésticos e industriais.

13. Solução de limpeza, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por apresentar pH moderadamente alcalino, inferior a 11,2.