CN111132751A - 扩展的表面活性剂在工艺膜清洁中的用途 - Google Patents

Abstract

公开膜分离清洁方法和用于这类膜的就地清洁组合物。所述清洁组合物能够去除蛋白质、脂肪和其它基于食品、饮料和酒精饮料的污垢，并且提供NPE的环保替代表面活性剂体系。具有某些特性的支化扩展链PO/EO非离子表面活性剂可用于为膜提供优异的清洁。所述特定表面活性剂能够单独或组合使用。在一些实施例中，所述表面活性剂包装用作清洁组合物的一部分。

Description

扩展的表面活性剂在工艺膜清洁中的用途

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月29日提交的临时申请美国序列第62/565,361号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本文所描述用于清洁在分离设施中使用的膜的方法和组合物。清洁组合物可去除蛋白质和脂肪，并提供壬基酚乙氧基化物(NPE)的环保替代表面活性剂体系。本申请包括表面活性剂添加剂或辅助剂体系，其可形成清洁组合物的一部分，或可单独使用用于改善清洁溶液的清洁特性以及通过清洁表面并且最大程度地减少随后在以下处理运行期间的蛋白质或污垢污染改善膜的性能。

背景技术

在分离设施内提供的膜可使用提供冲洗、漂洗、预处理、清洁、杀菌和保持的就地清洁(CIP)法进行处理，因为过滤膜在处理期间有污染倾向。污染本身显示为随着操作时间的推移通量下降。通量降低通常是渗流或渗透速率减少，其发生在所有操作参数(如压力、进料流动速率、温度和进料浓度)保持不变时。一般来说，膜污染是一个复杂的过程，并且被认为由于多种因素(包括膜表面上和/或膜孔内的静电引力、疏水和亲水相互作用、进料组分(例如，悬浮颗粒、不可渗透的已溶解的溶质和甚至通常可渗透的溶质)的沉积和聚积)而出现。预计几乎所有进料组分将在一定程度上污染膜。参见Munir Cheryan,《超过滤和微过滤手册(Ultrafiltration and Microfiltration Handbook)》，技术出版物，宾夕法尼亚州兰卡斯特(Lancaster,Pa.)1998(第237-288页)。污染组分和沉积物可包括无机盐、颗粒、微生物和有机物。

过滤膜通常需要定期清洁以允许在分离设施(如食品、乳制品和饮料工业中发现的那些)内成功的工业应用。过滤膜可通过去除来自膜的表面和主体的异物和相关设备来清洁。用于过滤膜的清洁程序可能涉及就地清洁CIP过程，其中清洁剂在膜内循环以弄湿、渗透、溶解和/或漂洗掉来自膜的异物。可用于清洁而操控的各种参数通常包括时间、温度、机械能、化学组成、化学浓度、污垢类型、水类型、液压设计和构造的膜材料。

呈洗涤剂和清洁剂形式的化学能可用于溶解或分散污垢物或污垢。呈热量形式的热能可用于帮助化学清洁剂发挥作用。通常，清洁溶液的温度越高，它作为清洁处理越有效，但是大多数膜材料由于构造的材料具有温度限制。许多膜另外具有化学限制。呈高速流动形式的机械能还有助于成功清洁膜系统。参见Munir Cheryan,《超过滤和微过滤手册》，技术出版物，宾夕法尼亚州兰卡斯特,1998第237-288页。

一般来说，已发现在膜上进行的清洁的频率和化学处理的类型影响膜的工作寿命。据相信，由于膜随时间的化学降解，膜的工作寿命可减少。提供具有温度、pH和化学限制的各种膜以使膜材料的降解降到最低。举例来说，许多聚酰胺逆渗透膜具有氯气限制，因为氯气可倾向于氧化侵蚀并且破坏膜。为了遵守法律法规，清洁和杀菌过滤膜是合乎需要的，其可在某些应用(例如，食品和生物技术工业)中需要清洁、减少微生物以防止污染产物流，并且通过恢复通量(和压力)来优化过程。参见Munir Cheryan,《超过滤和微过滤手册》，技术出版物，宾夕法尼亚州兰卡斯特,1998第237-288页。

用于清洁过滤膜的其它示例性技术通过Fremont等人的美国专利第4,740,308号；Groschl等人的美国专利第6,387,189号；Olsen的美国专利第6,071,356号；和MunirCheryan,《超过滤和微过滤手册》,技术出版物,宾夕法尼亚州兰卡斯特,1998(第237-239页)公开。

据信，在处理牛奶、乳清和其它进料物流期间，由于膜表面或膜孔通过蛋白质、脂肪、矿物质和其它进料物流组分的污染，膜性能降低。

因此，处理高固体进料物流的膜的污染需要使用就地清洁(CIP)法定期清洁，其中使用碱、酸和清洁佐剂，如表面活性剂和水调节聚合物帮助清洁结垢物并且恢复膜的功能使用。

正确使用碱、酸和佐剂需要理解使用的化学物质的功能。举例来说，pH太高或pH太低可破坏聚合膜材料。使用溶剂或过度使用表面活性剂可通常导致胶合线的毁坏，导致膜分层，使其失去功能。过度使用氧化性化学物质(如次氯酸钠(氯漂白剂)或过氧化氢)可不可逆地破坏一些聚合膜类型。

用于CIP方案中的常规清洁组合物，尤其旨在用于公共机构用途的那些，通常含有烷基苯酚乙氧基化物(APE)。APE在清洁组合物中用作清洁剂和脱脂剂，因为它们具有从各种表面去除的各种污垢的效力。常用的APE包括壬基酚乙氧基化物(NPE)表面活性剂，如NPE9.5或壬氧基酚-9，其为9.5摩尔壬基酚的乙氧基化物。

然而，尽管有效，但是由于环境问题，APE为不利的。举例来说，NPE通过环氧乙烷与壬基酚(NP)的组合形成。NP和NPE都表现出类似雌激素的性质，并且可能污染水、植被和海洋生物。NPE也不易生物降解，并且无限期地保留在环境或食物链中。因此，在所属领域中需要环保并且可生物降解的替代物，其可替代在使膜充分清洁污垢的膜清洁剂中的APE，不导致破坏膜或膜构造材料，并且不使膜自身污染。

发明内容

本文公开在用于清洁分离设施的膜的就地清洁和其它膜清洁方案领域中的实施例。更具体地，本公开涉及表面活性剂体系，其同样使用的情况下，提供比目前用于许多操作的NPE更环境安全的替代表面活性剂体系。

本文公开表面活性剂体系以及并入其的碱性清洁组合物和其使用方法。在一个实施例中，公开表面活性剂体系用于单独使用或用于清洁组合物中。申请人已识别用于清洁膜的特性和某些扩展的非离子表面活性剂。本文公开一种或多种用于膜清洁工艺的扩展的非离子表面活性剂的用途，还公开其协同组合。在优选的实施例中，表面活性剂为支化扩展链丙氧基化/乙氧基化表面活性剂。还公开这类表面活性剂的附加特性。在实施例中，表面活性剂的浊点为50℃或更高。附加特性包括在聚砜基材上接触角低于20°，和低界面张力。申请人已确定几种表面活性剂和聚合物，其中一种或多种可成功地用于膜清洁方案中。在一些实施例中，表面活性剂为Guebert醇。

扩展的非离子表面活性剂包括具有以下通式的那些：

R-[L]x-[O—CH2--CH2]y

其中R为亲脂性部分，优选地为具有约8到20个碳原子的支化、饱和或不饱和、被取代或未被取代的脂肪族或芳香族烃基，L为连接基团，聚环氧烷的嵌段，如聚环氧丙烷的嵌段；x为连接基团的链长，其在5-25的范围内的；并且y为平均乙氧基化程度，其在1-20，优选地6-10的范围内。申请人发现，当L为PO时，优异的扩展长度在5和8摩尔的PO之间。附加实施例包括与优选的表面活性剂组合使用的扩展链非离子表面活性剂的组合。在一些实施例中表面活性剂的R基团为2个乙基、己基。

另一个实施例包括包含碱度源和表面活性剂和/或聚合物体系的清洁组合物。碱度源使得其在使用溶液中包含大约500ppm到10,000ppm活性物质。表面活性剂体系在清洁溶液中包含约0.05重量％到约1.0重量％的活性物质。还可存在附加功能性成分，如螯合剂、防腐剂、水增溶剂等。表面活性剂体系可用作清洁组合物的一部分，可用作与标准清洁组合物组合的辅助剂组合物，或可单独用作整个CIP工艺的一部分。

另一个实施例为在清洁工艺中从过滤膜去除污垢、溶质和蛋白质的方法。方法包括向膜施用本文公开的清洁组合物的步骤，在一些实施例中，方法包括从过滤系统去除液体产物，使膜与碱性清洁组合物或表面活性剂体系接触。在一些实施例中，所述方法包括用公开的表面活性剂中的一种丢失水，并且其后用水和本文公开的表面活性剂冲洗膜。这通常通过用水性清洁使用溶液循环通过过滤系统并且其后漂洗过滤系统实现。

可处理的膜包括被设计以用于定期清洁并且通常用于需要通过过滤来分离的各种应用的任何膜。使用可处理的膜的示例性工业包括食品业、饮料业、生物技术工业、制药业、化学工业和净水工业。在食品业和饮料业的情况下，包括牛奶、乳清、果汁、啤酒和红酒的产品通常通过用于分离的膜来处理。净水工业通常依赖用于脱盐、污染物去除和废水处理的膜。在化学工业中膜的示例性用途包括电镀工艺。方法尤其适用于去除蛋白质、脂肪和矿物质，如来自牛奶或乳酪制备工艺中的乳清的那些。在一个实施例中，膜为聚醚砜膜或聚偏二氟乙烯膜。

尽管公开多个实施例，但是对于所属领域技术人员来说，从示出和描述说明性的实施例的以下详述理解再其它的实施例将变得显而易见。因此，附图和具体实施方式应被视为本质上为说明性的而不是限制性的。

附图说明

图1为在50℃，400rpm下对花生油测量的动态界面张力(IFT)的图。

图2为在50℃，400rpm下对棕榈油测量的动态IFT的图。

图3为在50℃，400rpm下对酥油测量的动态IFT的图。

图4为EH 9表面活性剂、DI水、NPE和氧化胺在50℃下随时间测量的接触角的图。

图5为表面活性剂EH9、25R2、XP40和XP 80在室温下的接触角的图。

图6为表面活性剂EH9、EH9/25R2、EH9/XP40和EH9/XP80以95/5共混在室温下的接触角的图。

图7为表面活性剂EH9、EH9/25R2、EH9/XP40和EH9/XP80以90/10共混在室温下的接触角的图。

图8为表面活性剂EH9、EH9/25R2、EH9/XP40和EH9/XP80以80/20共混在室温下的接触角的图。

图9为在室温下在聚砜试样上EH9和XP40共混物的接触角比较。。

图10为在1000ppm，pH 11和50℃下表面活性剂对酥油的界面张力。。

图11为各种EH9/XP40共混物的黄油脂肪去除的图。

具体实施方式

除在操作实例中或其中另外指示之外，本文所使用的成分所有数字表示量或反应条件将理解为在所有情况下由术语“约”修饰。

如本文所用，“重量百分比”、“wt％”、“以重量计的百分比”、“重量％”等为同义词，是指呈以下形式的物质浓度：物质的重量除以组合物的总重量并且乘以100。

如本文所用，修饰公开的组合物中的成分或用于公开的方法的成分的数量的术语“约”是指例如通过用于在现实世界中制备浓缩物或使用溶液的典型测量和液体处置程序；通过在这些程序中的无心之失；通过用于制备组合物或进行所述方法的成分的制造、来源或纯度的差异等可能发生的数值量偏差。术语约还涵盖由于由特定初始混合物产生的组合物的不同平衡条件而不同的量。无论是否由术语“约”修饰，权利要求书都包括数量的等效值。

如本文所用，术语“烷基(alkyl/alkyl groups)”是指具有一个或多个碳原子的饱和烃，包括直链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等)、环状烷基(或“环烷基”或“脂环基”或“碳环基”)(例如，环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等)、支链烷基(例如，异丙基、叔丁基、仲丁基、异丁基等)和烷基取代的烷基(例如，烷基取代的环烷基和环烷基取代的烷基)。

除非另外说明，否则术语“烷基”包括“未被取代的烷基”和“被取代的烷基”两者。如本文所使用，术语“被取代的烷基”是指具有置换烃主链的一个或多个碳上的一个或多个氢的取代基的烷基。这类取代基可包括例如烯基、炔基、卤基、羟基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基、芳氧基羰氧基、羧酸酯基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷基硫基羰基、烷氧基、磷酸酯基、膦酸基、亚膦酸基、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基和烷基芳基氨基)、酰胺基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨甲酰基及脲基)、亚氨基、巯基、烷基硫基、芳基硫基、硫代羧酸酯基、硫酸酯基、烷基亚磺酰基、磺酸酯基、氨磺酰基、磺酰胺基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基或芳香族基团(包括杂芳香族基团)。在一些实施例中，经取代的烷基可包括杂环基。如本文所用，术语“杂环基”包括与其中环上碳原子中的一个或多个为非碳元素，例如氮、硫或氧的碳环基类似的闭环结构。杂环基团可为饱和或不饱和的。示例性杂环基团包括但不限于氮丙啶、环氧乙烷(ethylene oxide)(环氧化物、环氧乙烷(oxiranes))、硫杂环丙烷(环硫化物)、双环氧乙烷、氮杂环丁烷、氧杂环丁烷、硫杂环丁烷、二氧杂环丁烷、二硫杂环丁烷、二硫环丁烯、氮杂环戊烷、吡咯烷、吡咯啉、氧杂环戊烷、二氢呋喃和呋喃。

术语“表面活性剂(surfactant或surface active agent)”是指当添加到液体中时在表面处改变所述液体性质的有机化学物质。

“清洁”意指执行或辅助污垢去除、漂白、微生物群体减少、漂洗或其组合。

如本文所用，术语“基本上不含”是指完全缺乏所述组分或具有如此少量的所述组分，使得所述组分不影响组合物的效力的组合物。组分可作为杂质或作为污染物存在，并且应小于0.5wt％。在另一个实施例中，组分的量小于0.1wt％，并且在又另一个实施例中，组分的量小于0.01wt％。

应注意，除非内容另外清楚地指示，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一”和“所述”包括多个指示物。因此，例如，提及含有“化合物”的组合物包括两种或更多种化合物的混合物。还应注意，除非内容另外明确指示，否则术语“或”大体上以其包括“和/或”的含义使用。

术语“活性物质”或“活性物质百分比”或“活性物质重量百分比”或“活性物质浓度”在本文中可互换地使用并且是指涉及清洗的那些成分的浓度，其表示为减去惰性成分(如水或盐)的百分比。

如本文所用，术语“不含烷基苯酚乙氧基化物”或“不含NPE”是指不含有烷基苯酚乙氧基化物或含苯酚化合物或未添加烷基苯酚乙氧基化物或含苯酚化合物的组合物、混合物或成分。烷基苯酚乙氧基化物或含有烷基苯酚乙氧基化物的化合物应通过组合物、混合物或成分的污染物的存在，其量应小于0.5wt％。在另一个实施例中，量小于0.1wt％，并且在又另一个实施例中，量小于0.01wt％。

术语“基本上类似的清洁性能”大体上是指当使用不是含有烷基苯酚乙氧基化物的替代清洁产品或替代清洁体系清洁以解决在典型基材上的典型污损条件时，通过具有大体上相同程度(或至少程度不显著更小)的清洁度或大体上相同气力消耗(或至少消耗不显著更小)的或两者的替代清洁产品或替代清洁系统来实现。取决于特定清洁产品和特定基材，此清洁度程度可对应于一般不存在可见污垢，或对应于一些较小清洁度程度，如在之前段落中所解释。

由端点进行的数值范围叙述包括包含在所述范围内的所有数字(例如，1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。

当参考材料列表使用时，术语“包括(include/including)”是指但不限于如此列出的材料。

表面活性剂/聚合物体系

本公开包括可用作辅助剂或用作碱性或酸性清洁组合物的一部分的表面活性剂体系和其使用方法。表面活性剂可以用作膜清洁佐剂，以改善从膜去除蛋白质、脂肪和其它污垢，在一些情况下，改善膜的亲水性并改善工艺渗透特性。成功的表面活性剂体系的其它考虑因素包括良好的漂洗特性、低泡、良好的污垢去除或清洁特性、可生物降解性和相对低的成本。使用膜不相容表面活性剂可导致在膜表面上的污染问题。举例来说，由于不能从表面漂洗或洗涤表面活性剂，阳离子表面活性剂的使用通常与膜的不可逆污染有关。应理解，膜具有负表面电荷，并且因此阳离子表面活性剂被坚固地吸引到表面并且无法容易地去除。在表面上此残留的表面活性剂用作污垢物，导致低产量和水通量速率，从而导致生产性能差。

由于膜和表面活性剂均带负电，其它表面活性剂如阴离子表面活性剂(DDBSA)不被吸引到表面。据信这改善表面活性剂的漂洗性，同时由于其表面张力的降低而使其有助于清洁脂肪和蛋白质。

非离子表面活性剂已很少用作膜清洁佐剂。它们通常具有正面的特性，如去除油污、低泡、润湿和降低表面张力。然而，许多非离子表面活性剂由于其一般较差的漂洗特性而也可引起膜污染问题。由于非离子表面活性剂在技术上是中性分子，因此对于它们是否将在特定类型的膜上作为表面活性剂辅助剂发挥良好作用的可预测性尚不确定。分子量、亲水-亲脂平衡(HLB)、醇链长度、Draves润湿和乙氧基化程度不足以单独预测非离子表面活性剂或聚合物将在膜上是否良好起作用。申请人已经发现，当使用扩展的链非离子表面活性剂时，确实存在并应考虑几个重要特性。举例来说，接触角作为润湿性的预测因子是重要的，并且优选地，在膜底物上接触角小于20度。支化也是重要的，因为至少一些支化倾向于改善清洁特性。低表面活性剂界面张力可能是最重要的预测因子，以及接近或高于清洁温度(通常为50℃或更高)的浊点。

此外，膜表面类型(如聚醚砜(PES)、聚偏二氟乙烯(PVDF))具有不同的表面能，这也影响表面活性剂在表面上如何起作用和污垢物在表面上如何起作用。

特定膜的分子量截留或孔径也可能由于孔污染、用于清洁孔的孔渗透、由于支化和分子量导致的膜渗透排除以及由于线性而易于渗透而影响表面活性剂的功能。。

一个实施例包括用于清洁组合物和方法中的表面活性剂组分。表面活性剂和聚合物组分优选地为非离子扩展链PO/EO表面活性剂。

表面活性剂/聚合物

在某些实施例中，表面活性剂包括一种或多种非离子表面活性剂，其大体上特征在于存在有机疏水基团和有机亲水基团，并且通常通过有机脂肪族、烷基芳香族或聚氧化烯疏水化合物与亲水碱性氧化物部分的缩合产生，所述亲水性碱性氧化物部分通常为环氧乙烷或其聚水合产物，聚乙二醇。实际上，具有带反应性氢原子的羟基、羧基、氨基或酰胺基的任何疏水化合物都可与环氧乙烷、或其多水合加合物或其与环氧烷(如环氧丙烷)的混合物缩合以形成非离子表面活性剂。与任何特定疏水化合物缩合的亲水性聚氧化烯部分的长度可容易调节以产生在亲水和疏水特性之间具有期望平衡程度的水分散性或水溶性化合物。

本文公开一种或多种扩展的非离子表面活性剂用于膜清洁工艺的用途。在优选的实施例中，表面活性剂为扩展链支化乙氧基化/丙氧基化醇。在实施例中，表面活性剂的浊点为50°或更高。附加特性包括接触角低于20，和低界面张力。申请人已确定几种表面活性剂和聚合物，其中一种或多种可成功地用于膜清洁方案中。

扩展的非离子表面活性剂包括具有以下通式的那些：

R-[L]x-[O—CH2--CH2]y

其中R为亲脂性部分，优选地为具有约8到20个碳原子的支化、饱和或不饱和、被取代或未被取代的脂肪族或芳香族烃基，L为连接基团，聚环氧烷的嵌段，如聚环氧丙烷的嵌段、聚环氧乙烷的嵌段、聚环氧丁烷的嵌段或其混合物；x为连接基团的链长，其在5-25的范围内；并且y为平均乙氧基化程度，其在1-20的范围内。申请人发现，当L为PO时，优异的扩展长度在5和8摩尔的PO之间。

另一个实施例提供包含碱度源和表面活性剂和/或聚合物体系的清洁组合物。碱度源使得其在使用溶液中包含大约500ppm到10,000ppm活性物质。表面活性剂体系在清洁溶液中包含约0.05重量％到约1.0重量％的活性物质。还可存在附加功能性成分，如螯合剂、防腐剂、水溶增溶剂等。表面活性剂体系可用作清洁组合物的一部分，可用作与标准清洁组合物组合的辅助剂组合物，或可单独用作整个CIP工艺的一部分。

优选的扩展的表面活性剂包括：支化Guerbet醇烷氧基化物；如C₁₀(PO)₈(EO)_x(x＝3、6、8、10)，此外，扩展的线性醇烷氧基化物；C_(12-14)(PO)₁₆(EO)_x(x＝6、12、17)。

支化醇烷氧基化物

优选的支化醇烷氧基化物包括Guerbet乙氧基化物。合适的Guerbet乙氧基化物具有下式：

可另外定义Guerbet乙氧基化物，其中R1为C2-C20烷基，并且R2为H或C1-C4烷基。在另一方面，定义Guerbet乙氧基化物，其中“n”为在2和20之间的整数，并且其中“m”为在1和40之间的整数。

在优选的方面，支化醇烷氧基化物为Guerbet乙氧基化物，其由Guerbet醇通过烯烃(例如丁烷)的二聚制备。

包括Guerbet乙氧基化物的支化醇烷氧基化物可根据美国专利第6,906,320号、第6,737,553号和第5,977,048号，这些专利的公开内容其全文以引用的方式并入本文中。示例性支化醇烷氧基化物包括以商品名Lutensol XP-30和Lutensol XP-50(巴斯夫公司(BASF Corporation))获得的那些。一般来说，Lutensol XP-30可认为具有3个重复乙氧基，并且Lutensol XP-50可被认为具有5个重复乙氧基。

支化醇烷氧基化物可被分类为相对水不溶性或相对水溶性。一般来说，水不溶性支化醇烷氧基化物可被认为是当以包含有5wt％的支化醇烷氧基化物和95wt％的水的组合物提供时具有相分离的趋势的烷氧基化物。来自巴斯夫公司的Lutensol XP-30和LutensolXP-50为水不溶性支化醇烷氧基化物的实例。

根据实施例，支化醇烷氧基化物，优选地水不溶性Guerbet乙氧基化物具有约10wt％到约90wt％环氧乙烷、约20wt％到约70wt％环氧乙烷，优选地约30wt％到约60wt％环氧乙烷。在优选的实施例中，这些表面活性剂可与其它表面活性剂，如乙基己基(PO)5(EO)y扩展的表面活性剂组合使用。

附加扩展的表面活性剂包括封端的扩展的非离子表面活性剂，其降低组合物的泡沫特性和来自蛋白质污垢的泡沫。

封端的扩展的非离子表面活性剂可包括：

R-[PO]_x-[EO]_y[N]z

其中N为封端基团，如烷基，如甲基、苯甲基、丁基等；长度为1-5个长度的PO基团。这些封端的非离子表面活性剂具有降低的泡沫特性，并且类似物对于漂洗助剂配制物和洗涤剂有效。

许多扩展的链阴离子和非离子表面活性剂可商购自许多来源。表1是其几个实例的代表性非限制性列表。

表1

**Exp由艺康制造

特别优选的是支化乙基己基(PO)₅(EO)_6或9扩展的非离子表面活性剂。更优选地，在2位支化。在附加实施例中，支化乙基己基扩展的醇可与Guerbet醇，如来自巴斯夫的Lutensol系列的表面活性剂配对。(3个丙基庚醇Guerbet醇C10-(PO)a(EO)b系列，其中a为1.0到1.5，并且b为4到14)。表面活性剂体系可作为包含表面活性剂和载体(如水)的辅助剂单独使用，或可包含约0.005重量％到约5.0重量％的活性物质，优选地约0.01重量％到约3.0重量％，并且更优选地约0.05重量％到约1.0重量％活性物质作为清洁组合物的一部分。

附加非离子型表面活性剂

在某些实施例中，附加的非离子表面活性剂可连同公开的表面活性剂一起用于清洁组合物。可用的非离子表面活性剂包括：

一摩尔具有6个到24个碳原子的饱和或不饱和、直链或支链醇与3到50摩尔环氧乙烷的缩合产物。醇部分可由上文描绘的碳范围中的醇的混合物组成，或其可由具有此范围内的具体碳原子数的醇组成。类似的市售表面活性剂的实例以由壳牌化学公司(ShellChemical Co.)制造的商标名

和由Vista Chemical公司制造的

获得。这包括Guerbet醇，如以来自巴斯夫的Lutensol名称出售的那些。

除了通常称为聚乙二醇酯的乙氧基化羧酸之外，通过与甘油酯、甘油和多羟基(糖或山梨聚糖/山梨糖醇)醇反应形成的其它烷酸盐也应用于在本文中。所有这些酯部分在其分子上具有一个或多个反应性氢位点，所述反应性氢位点可以经受进一步酰化或环氧乙烷(醇盐)加成，以控制这些物质的亲水性。

乙氧基化C₆-C₁₈脂肪醇和C₆-C₁₈混合的乙氧基化和丙氧基化脂肪醇为用于本组合物中合适的表面活性剂，特别是水溶性的那些。合适的乙氧基化脂肪醇包括乙氧基化程度为3到50的C₁₀-C₁₈乙氧基化脂肪醇。

尤其用于本发明组合物的合适的非离子型烷基多糖表面活性剂包括1986年1月21日颁予的美国专利第4,565,647号中所公开的那些。这些表面活性剂包括含有6到30个碳原子的疏水基团和含有1.3到10个糖单元的多糖(例如多糖苷)亲水基团。可使用任何含有5或6个碳原子的还原糖，例如可用葡萄糖、半乳糖和半乳糖基部分替换葡糖基部分。(任选地，疏水基团连接在2、3、4等位置，因此得到与葡糖苷或半乳糖苷相反的葡萄糖或半乳糖。)糖间键可例如在附加糖单元的一个位置和前述糖单元上的2、3、4和/或6位之间。

论文《非离子表面活性剂(Nonionic Surfactants)》,由Schick,M.J.编,表面活性剂科学系列的第1卷,Marcel Dekker公司,纽约,1983为关于通常所采用的多种多样的非离子化合物的极佳参考文献。非离子类别的典型列表和这些表面活性剂的物质在1975年12月30日颁予Laughlin和Heuring的美国专利第3,929,678号中给出。另外的实例在《表面活性剂和洗涤剂(Surface Active Agents and Detergents)》(第I卷和第II卷，Schwartz、Perry和Berch)中给出。

在一些实施例中，非离子表面活性剂为式R¹--(OC₂H₄)_n--(OH)的Guerbet醇乙氧基化物，其中R¹为支化C₉-C₂₀烷基，并且n为2到10。

在优选的实施例中，被用于液体表面活性剂体系中的Guerbet醇乙氧基化物为式R¹--(OC₂H₄)_n--(OH)的Guerbet醇乙氧基化物，这包括其中R¹为支化C₁₀到C₁₈烷基并且n为5到10，优选地7到9的Guerbet醇乙氧基化物，并且还这包括其中R¹为C₈到C₁₂支链烷基，优选地支化C₁₀烷基并且n为2到4，优选地为3的Guerbet醇乙氧基化物。这类Guerbet醇例如以商标名Lutensol从巴斯夫获得或以Eutanol G从科宁(Cognis)获得。

Guerbet反应为醇的自缩合，通过所述反应生成具有支化烷基链的醇。反应顺序与醛醇缩合有关，并且在催化条件下在高温下进行。产物为分子量为反应物分子量的两倍减一摩尔水的支化醇。反应通过多个顺序反应步骤进行。首先，醇被氧化为醛。然后在质子提取之后进行醇醛缩合。其后醇醛产物脱水，并且进行烯丙基醛的氢化。

这些产物被称作Guerbet醇，并且通过与即环氧乙烷或环氧丙烷烷氧基化进一步反应成非离子烷氧基化Guerbet醇。与具有相同碳原子数的线性乙氧基化醇相比，乙氧基化Guerbet醇在水中的溶解度较低。因此，通过支化脂肪醇交换线性脂肪醇使其必须使用良好的增溶剂，所述增溶剂能够即使在更长的储存时间内保持在溶液中的guerbet醇和所得乳液稳定。

在某些实施例中，表面活性剂体系包括可使用的，如烷基芳基磺酸盐的一种或多种其它合适的聚合物。可用于清洁组合物的合适的烷基芳基磺酸盐可具有含有6到24个碳原子的烷基，并且芳基可为苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。合适的烷基芳基磺酸盐包括线性烷基苯磺酸盐。合适的线性烷基苯磺酸盐包括线性十二烷基苯甲基磺酸盐，其可提供为被中和以形成磺酸盐的磺酸。附加合适的烷基芳基磺酸盐包括二甲苯磺酸盐和异丙苯磺酸盐。

可用于清洁组合物的合适的烷烃磺酸盐可具有含6到24个碳原子的烷烃基团。可包括的合适的烷烃磺酸盐为仲烷烃磺酸盐。合适的仲烷磺酸盐包括以Hostapur SAS可商购自科莱恩(Clariant)的C₁₄-C₁₇仲烷磺酸钠。

在优选实施例中，表面活性剂体系包括以下一种或多种：聚亚烷基二醇、乙氧基化醇、聚亚烷基乙二醇醚乙氧基化物、烷基葡糖苷、烷基芳基磺酸盐、烷基二甲基氧化胺，和α-烯烃磺酸盐。在更优选的实施例中，表面活性剂包括聚乙二醇、线性C9-C11醇乙氧基化物(优选地具有5-6摩尔乙氧基化、Guerbet醇烷氧基化物，如那些在各种等级的可用的以商品名

(例如巴斯夫公司)出售的那些，优选的Lutensol XP-50、己基烷基葡糖苷、线性烷基苯磺酸盐、十二烷基二甲基氧化胺和α烯烃磺酸盐的。

水

辅助剂和清洁组合物可包含水，其量根据用于处理组合物的技术而变化。

水提供溶解、悬浮或承载组合物的其它组分的介质。水还可用以递送和弄湿物体上的组合物。

在一些实施例中，水占所述组合物的大部分，并且可为除表面活性剂共混物之外的组合物的其余部分、碱度源、附加成分等。水量和类型将取决于组合物整体性质、环境存储和包括浓缩组合物的施用方法、组合物的形式和递送的预期方法以及其它因素。值得注意的是，载体应以不抑制为用于既定用途(例如漂白、杀菌、清洁)的组合物中的功能组分的功效的浓度而选择和使用。

在某些实施例中，本发明组合物包括约5wt％到约90wt％水、约10wt％到约80wt％水、约20wt％到约60wt％水，或约30wt％到约40wt％水。应理解，本文涵盖在这些值和范围之间的所有值和范围。

清洁组合物

如前所指示，组合物的表面活性剂共混物可配制成包括碱度源和/或酸的清洁组合物的一部分。

碱度源

清洁组合物包括有效量的一种或多种碱性源以增强清洁和改善污垢去除性能。一般来说，预计浓缩的清洁组合物将包括量为至少约5重量％、至少约10重量％、至少约15重量％，或至少约25重量％的碱性源。为了为在浓缩物中的其它组分提供足够的空间，碱性源可以小于约75重量％、小于约60重量％，或小于约50重量％的量在浓缩物中提供。在另一个实施例中，碱度源可占清洁组合物总重量的在约0.1重量％和约90重量％之间，在约0.5重量％和约80重量％之间，和在约1重量％和约60重量％之间。碱度源的存在量足以在使用组合物中提供500ppm到约5000ppm活性物质。

有效量的一种或多种碱性源应被认为提供pH为至少约8并且通常在约9.5和13之间的使用组合物的量。当使用溶液的pH在约8和约10之间时，可认为是温和碱性，并且当pH大于约13时，使用溶液可被认为是苛性的。在一些情况下，清洁组合物可提供在低于约8的pH水平下有用的使用组合物。在这类组合物中，可省略碱性源，并且附加pH调节剂可用于为使用组合物提供所需pH。

清洁组合物的合适的碱性源的实例包括但不限于碱金属碳酸盐和碱金属氢氧化物。可使用的示例性碱金属碳酸盐包括但不限于：钠或钾碳酸盐、碳酸氢盐、倍半碳酸盐，和其混合物。可使用的示例性碱金属氢氧化物包括但不限于氢氧化钠、氢氧化锂或氢氧化钾。碱金属氢氧化物可以所属领域中已知的任何形式添加到组合物，包括呈固体珠粒、溶解在水溶液中，或其组合。碱金属氢氧化物为呈具有粒径在约12-100美国目的范围内的混合物的粒状固体或珠粒形式的固体，或呈水溶液，例如呈45重量％和50重量％溶液。在一个实施例中，碱金属氢氧化物以水溶液的形式，特别地50重量％氢氧化物溶液添加，以减少由于固体碱金属材料的水合在组合物中产生的热量。

除了第一碱度源之外，清洁组合物可包含第二碱度源。有用的第二碱性源的实例包括但不限于：金属硅酸盐，如钠或钾硅酸或偏硅酸盐；金属碳酸盐，如钠或钾碳酸盐、碳酸氢盐、倍半碳酸盐；金属硼酸盐，如钠或钾硼酸盐；乙醇胺和胺。这类碱度试剂通常以水溶液或粉末形式可获得，其中的任一种适用于配制本发明清洁组合物。

清洁组合物可不含磷和/或不含次氮基三乙酸(NTA)，以满足某些规定。不含磷(Phosphorus-free)(也被称作“不含磷(free of phosphorous)”意指以浓缩组合物的总重量计，浓缩组合物具有小于大致0.5wt％，更具体地，小于大致0.1wt％，并且甚至更具体地小于大致0.01wt％磷。不含NTA(NTA-free)(也被称作“不含NTA(free of NTA)”)意指以浓缩组合物的总重量计，浓缩组合物具有小于大致0.5wt％、小于大致0.1wt％，并且通常小于大致0.01wt％NTA。

酸度源

组合物本质上也可为酸性的，并且可以包含足够量的至少一种无机和/或有机酸，以使组合物的pH为4或更小。一般来说，有用的无机酸包括水溶性无机和矿物酸。有用的酸的非限制性实例包括单独或组合的盐酸、磷酸、硫酸等。

对于有机酸，非限制性实例包括可在本发明的组合物中发现有效的任何已知的有机酸。大体上有用的有机酸为包括至少一个碳原子，并且其结构中包括至少一个羧基(--COOH)的那些。更具体地，有用的有机酸含有1到约6个碳原子，具有至少一个羧基，并且为水溶性的。非限制性实例包括乙酸、氯乙酸、柠檬酸、甲酸、丙酸等。

附加功能材料

表面活性剂辅助剂或清洁组合物的组分可与各种附加功能组分组合。在一些实施例中，包括碱度源、酸度源、表面活性剂体系和水的清洁组合物占清洁组合物的总重量的大部分，或甚至基本上全部，例如，在几乎没有其中放置的附加功能材料的实施例中。在这些实施例中，上文提供的清洁组合物的组分浓度范围代表在清洁组合物中那些相同组分的范围。

功能材料为洗涤剂组合物提供期望的特性和功能。出于本申请的目的，术语“功能材料”包括当分散或溶解于使用和/或浓缩物溶液，如水溶液中时为特定用途提供有益特性的材料。功能材料的一些特定实例在下文更详细地论述，但是所讨论的特定材料仅仅借助于实例给出，并且可使用各种各样的其它功能材料。举例来说，下文所讨论的功能材料中的很多涉及在清洁应用中使用的材料。然而，其它实施例可包括用于其它应用的功能材料。

附加表面活性剂

清洁组合物可含有附加表面活性剂组分，其包括洗涤量的阴离子表面活性剂或阴离子表面活性剂的混合物。由于其润湿、洗涤特性和通常情况下与膜的良好相容性，阴离子表面活性剂在清洁组合物中合乎需要。可使用的阴离子表面活性剂包括清洁工业中可获得的任何阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂的合适群组包括磺酸盐和硫酸盐。可以阴离子表面活性剂组分提供的合适的表面活性剂包括烷基芳基磺酸盐、仲烷烃磺酸盐、烷基甲基酯磺酸盐、α烯烃磺酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基硫酸盐和醇硫酸盐。

可用于清洁组合物的合适的烷基芳基磺酸盐可具有含有6到24个碳原子的烷基，并且芳基可为苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。合适的烷基芳基磺酸盐包括线性烷基苯磺酸盐。合适的线性烷基苯磺酸盐包括线性十二烷基苯甲基磺酸盐，其可提供为被中和以形成磺酸盐的酸。附加合适的烷基芳基磺酸盐包括二甲苯磺酸盐和异丙苯磺酸盐。

可用于清洁组合物的合适的烷烃磺酸盐可具有含6到24个碳原子的烷烃基团。可使用的合适的烷烃磺酸盐包括仲烷烃磺酸盐。合适的仲烷磺酸盐包括以Hostapur SAS可商购自科莱恩的C₁₄-C₁₇仲烷磺酸钠。

可用于清洁组合物的合适的烷基甲基酯磺酸盐包括具有含有6到24个碳原子的烷基的那些。可用于清洁组合物的合适的α烯烃磺酸盐包括具有含有6到24个碳原子的α烯烃基团的那些。

可用于清洁组合物的合适的烷基醚硫酸盐包括具有在约1和约10个之间的重复烷氧基、在约1和约5个之间的重复烷氧基的那些。一般来说，烷氧基将含有在约2和约4个之间的碳原子。合适的烷氧基为乙氧基。合适的烷基醚硫酸盐为十二烷基醚乙氧基化物硫酸钠并且以名称Steol CS-460获得。

可用于清洁组合物的合适的烷基硫酸盐包括具有含有6到24个碳原子的烷基的那些。合适的烷基硫酸盐包括但不限于十二烷基硫酸钠和十二烷基/十四烷基硫酸钠。

可用于清洁组合物的合适的醇硫酸盐包括具有含有约6到约24个碳原子的醇基团的那些。

在优选的实施例中，助表面活性剂组分为一个较小链材料，优选地小于12个碳原子，并且最优选地约6到约10个碳。表面活性剂和任何任选的助表面活性剂组合在一起基于1:1活性物质水平替代NPE。

阴离子表面活性剂可用碱金属盐、胺或其混合物中和。合适的碱金属盐包括钠、钾和镁。合适的胺包括单乙醇胺、三乙醇胺和单异丙醇胺。如果使用盐的混合物，合适的碱金属盐的混合物可为钠和镁，并且钠与镁的摩尔比可在约3:1和约1:1之间。

当以浓缩物提供时，清洁组合物可包括以足以提供在用水稀释之后具有所需润湿和洗涤特性的使用组合物的量的表面活性剂组分。浓缩物可含有约0.1wt％到约0.5wt％、约0.1wt％到约1.0wt％、约1.0wt％到约5wt％、约5wt％到约10wt％、约10wt％到约20wt％、30wt％、约0.5wt％到约25wt％，和约1wt％到约15wt％，和类似中间浓度的阴离子表面活性剂。

清洁组合物可含有附加非离子助表面活性剂组分，其包括洗涤量的附加非离子表面活性剂或非离子表面活性剂的混合物。非离子助表面活性剂可包括在清洁组合物中以增强油脂去除特性。尽管附加助表面活性剂组分可包括非离子表面活性剂组分，但是应理解，清洁组合物可不包括非离子助表面活性剂组分。

可用于组合物的非离子助表面活性剂包括聚环氧烷表面活性剂(也称为聚氧化烯表面活性剂或聚亚烷基二醇表面活性剂)。合适的聚环氧烷表面活性剂包括聚氧丙烯表面活性剂和聚乙二醇表面活性剂。此类型的合适的表面活性剂为合成的有机聚氧丙烯(PO)-聚氧乙烯(EO)嵌段共聚物。这些表面活性剂包括包含EO嵌段和PO嵌段、聚氧丙烯单元(PO)的中心嵌段并且具有接枝到聚氧化丙烯单元上的聚氧乙烯的嵌段或具有附接的PO嵌段的EO的中心嵌段的二嵌段聚合物。另外，此表面活性剂可在分子中具有聚氧乙烯或聚氧丙烯的另外的嵌段。有用的表面活性剂的合适的平均分子量范围可为约1,000到约40,000，并且环氧乙烷的重量百分比含量可为约10wt％-80wt％。

附加非离子助表面活性剂包括醇烷氧基化物。合适的醇烷氧基化物包括线性醇乙氧基化物，如Tomadol^TM1-5，其为含有具有11个碳原子和5摩尔环氧乙烷的烷基的表面活性剂。附加醇烷氧基化物包括烷基酚乙氧基化物、支化醇乙氧基化物、仲醇乙氧基化物(例如来自陶氏化学(Dow Chemical)的Tergitol15-S-7)、蓖麻油乙氧基化物、烷基胺乙氧基化物、牛脂胺乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、山梨糖醇油酸酯乙氧基化物、末端封端的乙氧基化物或其混合物。附加非离子表面活性剂包括酰胺，如脂肪烷醇酰胺、烷基二乙醇酰胺、椰子二乙醇酰胺、月桂酰胺二乙醇酰胺、椰油酰胺二乙醇酰胺、聚乙二醇椰油酰胺(例如PEG-6椰油酰胺)、油酸二乙醇酰胺或其混合物。附加合适的非离子表面活性剂包括聚烷氧基化脂肪族碱、聚烷氧基化酰胺、二醇酯、甘油酯、胺氧化物、磷酸酯、醇磷酸酯、脂肪甘油三酯、脂肪三酸甘油酯、烷基醚磷酸酯、烷基酯、烷基苯酚乙氧基化物磷酸酯、烷基多糖、嵌段共聚物、烷基葡糖苷或其混合物。

当非离子助表面活性剂包括在清洁组合物浓缩物中时，其包括量可为至少约0.1wt％的，并且可包括量至多约15wt％。浓缩物可包括约0.1wt％到1.0wt％、约0.5wt％到约12wt％或约2wt％到约10wt％的非离子表面活性剂。

两性表面活性剂还可用于提供所需洗涤特性。可使用的合适的两性表面活性剂包括但不限于：甜菜碱、咪唑啉和丙酸盐。合适的两性表面活性剂包括但不限于：磺基甜菜碱、两性丙酸盐、两性二丙酸盐、氨基丙酸盐、氨基二丙酸盐、两性乙酸盐、两性二乙酸盐和两性羟丙基磺酸盐。

当清洁组合物包括两性表面活性剂时，两性表面活性剂的包括量可为约0.1wt％到约15wt％。浓缩物可包括约0.1wt％到约1.0wt％、0.5wt％到约12wt％或约2wt％到约10wt％的两性表面活性剂。

漂白剂

清洁组合物还可包括用于增亮或增白基材的漂白剂。合适的漂白剂的实例包括能够在通常在清洁工艺期间遇到的条件下释放活性卤素物质，如Cl₂、Br₂、-OCl^-和/或-OBr^-的漂白化合物。用于本发明清洁组合物的合适的漂白剂可包括例如含氯化合物，如氯气、次氯酸盐、氯胺。示例性释放卤素的化合物包括碱金属二氯异氰脲酸盐、氯化磷酸三钠、碱金属次氯酸盐、单氯胺和二氯胺等。还可使用囊封的氯源以增强组合物中氯源的稳定性(参见例如美国专利第4,618,914号和第4,830,773号，出于所有目的，其公开内容以引用的方式并入本文中)。漂白剂还可为过氧或活性氧来源，如过氧化氢、过硼酸盐、碳酸钠过氧水合物、磷酸盐过氧水合物、过单硫酸钾和过硼酸钠单水合物和四水合物，存在和不存在活化剂，如四乙酰乙二胺等。组合物可包括有效量的漂白剂。当浓缩物包括漂白剂时，其可包括量为约0.1wt％到约60wt％、约1wt％到约20wt％、约3wt％到约8wt％，和约3wt％到约6wt％的。

清洁填料

清洁组合物可包括有效量的清洁填料，其本身不充当清洁剂，但是与清洁剂协作以增强组合物的整体清洁能力。适用于本发明清洁组合物的清洁填料的实例包括硫酸钠、氯化钠、淀粉、糖类和C₁-C₁₀亚烷基二醇，如丙二醇等。当浓缩物包括清洁填料时，其包括量可在约1wt％和约20wt％之间和在约3wt％和约15wt％之间。

稳定剂

可用于清洁组合物的稳定剂包括但不限于：脂肪族伯胺、甜菜碱、硼酸盐、钙离子、柠檬酸钠、柠檬酸、甲酸钠、甘油、丙二酸、有机二酸、多元醇、丙二醇和其混合物。浓缩物不必包括稳定剂，但是当浓缩物包括稳定剂时，其包括量提供所需水平的稳定性的浓缩物。稳定剂的示例性范围包括至多约20wt％、在约0.5wt％到约15wt％之间和在约2wt％到约10wt％之间。

分散剂

可用于清洁组合物的分散剂包括顺丁烯二酸/烯烃共聚物、聚丙烯酸和其共聚物，及其混合物。浓缩物不必包括分散剂，但是当包括分散剂时，其包括量可提供所需分散剂特性。在浓缩物中分散剂的示例性范围可至多约20wt％、在约0.5wt％和约15wt％之间，和在约2wt％和约9wt％之间。

水溶增溶剂

组合物可任选地包括有助于组成稳定性和水性配制物的水溶增溶剂。从功能上来讲，可采用的合适的水溶增溶剂偶合剂是无毒的，并且在浓缩物或任何使用溶液所暴露的温度范围和浓度下，将活性成分保留在水溶液中。

可使用任何水溶增溶剂，只要它不与组合物的其它组分反应或对组合物的性能产生负面影响即可。可采用的代表性的水溶增溶偶合剂或增溶剂的种类包括阴离子表面活性剂，如烷基硫酸盐和烷烃磺酸盐、线性烷基苯或萘磺酸盐、仲链烷磺酸盐、烷基醚硫酸盐或磺酸盐、烷基磷酸盐或膦酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯，糖酯(如脱水山梨糖醇酯)、氧化胺(单，二或三烷基)和C₈-C₁₀烷基葡糖苷。优选的偶合剂包括以NAS 8D从艺康公司获得的正辛烷磺酸盐、正辛基二甲基氧化胺，和通常可获得的芳香族磺酸盐，如烷基苯磺酸盐(例如二甲苯磺酸盐)或萘磺酸盐、具有1到约40个环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷单元的芳基或烷芳基磷酸酯或其烷氧基化类似物或其混合物。其它优选的水溶增溶剂包括具有1到约15个环氧烷基团(优选地约4到约10个环氧烷基团)的C₆-C₂₄醇烷氧基化物的非离子表面活性剂(烷氧基化物意指乙氧基化物、丙氧基化物、丁氧基化物和其共或三元共聚物混合物)(优选地C₆-C₁₄醇烷氧基化物)；具有1到约15个环氧烷基团(优选地约4到约10个环氧烷基团)的C₆-C₂₄烷基苯酚烷氧基化物(优选地C₈-C₁₀烷基苯酚烷氧基化物)；具有1到约15个糖苷基团(优选地约4到约10个糖苷基团)的C₆-C₂₄烷基多苷(优选地C₆-C₂₀烷基多苷)；C₆-C₂₄脂肪酸酯乙氧基化物、丙氧基化物或甘油酯；和C₄-C₁₂单或二烷醇酰胺。优选的水溶增溶剂为异丙苯磺酸钠(SCS)。

任选的水溶增溶剂的组合物存在范围可为约0到约25重量％。

水调节剂/螯合剂

水调节剂用以使水硬度失活，并且防止钙和镁离子与污垢、表面活性剂、碳酸盐和氢氧化物相互作用。因此，水调节剂改善去垢力并且防止长期影响，如不溶性污垢再沉积、矿物质垢和其混合物。水调节可通过不同的机制实现，包括多价螯合、沉淀、离子交换和分散(阈值效应)。

可使用的水调节剂包括无机水溶性水调节剂、无机水不溶性水调节剂、有机水溶性调节剂和有机水不溶性水调节剂。示例性无机水溶性水调节剂包括所有物理形式的碱金属、碳酸的铵和被取代的铵盐、碳酸氢盐和倍半碳酸盐；焦磷酸盐，和缩合多磷酸盐，如三聚磷酸盐、三偏磷酸盐和开环衍生物；和通式结构M_n+2P_nO₃n+1的玻璃态聚合偏磷酸盐，其无水或水合形式的聚合度n为约6到约21；和其混合物。示例性无机水不溶性水调节剂包括铝硅酸盐增效剂。示例性水溶性水调节剂包括亚氨基乙酸盐、聚膦酸盐、氨基聚膦酸盐、短链羧酸盐和聚羧酸盐。适用于本发明组合物的组合物中的有机水溶性水调节剂包括氨基聚乙酸盐、聚膦酸盐、氨基聚膦酸盐、短链羧酸盐和多种聚羧酸盐化合物。

适合用于本文中的氨基聚乙酸盐水调节盐包括以下酸的钠、钾、锂、铵和被取代的铵盐：乙二胺四乙酸、N-(2-羟基乙基)-乙二胺三乙酸、N-(2-羟基乙基)-腈二乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、1,2-二氨基环己烷四乙酸和次氮基三乙酸；和其混合物。在本文中有用的聚膦酸盐具体地包括乙烯二膦酸的钠、锂和钾盐；乙烷-1-羟基-1,1-二膦酸的钠、锂和钾盐以及乙烷-2-羧基-1,1-二膦酸、羟基甲烷二膦酸、羰基二膦酸、乙烷-1-羟基-1,1,2-三膦酸、乙烷-2-羟基-1,1,2-三膦酸、丙烷-1,1,3,3-四膦酸、丙烷-1,1,2,3-四膦酸和丙烷1,2,2,3-四膦酸的钠、锂、钾、铵和被取代的铵盐；和其混合物。这些聚膦化合物的实例公开于英国专利第1,026,366号中。对于更多实例参见1965年10月19日颁予Diehl的美国专利第3,213,030号和1952年6月10日颁予Bersworth的美国专利第2,599,807号。氨基聚膦酸盐化合物是优异的水调节剂，并且可有利地使用。合适的实例包括二亚乙基硫胺五亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、六亚甲基二胺四亚甲基膦酸和次氮基三亚甲基膦酸的可溶性盐，例如钠、锂或钾盐；和其混合物。水溶性短链羧酸盐构成本文所用的另一类水调节剂。实例包括柠檬酸、葡糖酸和植酸。优选的盐由碱金属离子，如钠、钾、锂以及铵和被取代的铵制备。合适的水溶性聚羧酸盐水调节剂包括各种醚聚羧酸盐、聚缩醛、聚羧酸盐、环氧聚羧酸盐以及脂肪族、环烷烃和芳香族聚羧酸盐。

酶

酶可用于催化和促进有机和无机反应。众所周知，例如，酶用于动植物生命中发生的代谢反应中。

可使用的酶包括通过活生物体生成的简单蛋白质或蛋白质蛋白质，并且起生物化学催化剂的作用，在清洁技术中，其可降解或改变在食品加工设备表面上遇到的一种或多种类型的污垢残余物，从而去除污垢或使污垢通过清洁系统更容易去除。污垢残余物的降解和改变两者都通过减少将污垢结合到被清洁的表面的物理化学力来改善去垢力，即污垢变得更易溶于水。酶可在酸性、中性或碱性pH范围内起作用。

酶为非常有效的催化剂。在实践中，极小量将加速污垢降解和污垢改变反应的速度，而自身不在过程中被消耗。酶还具有底物(污垢)特异性，这决定其催化作用的广度。一些酶仅与一种具体的底物分子相互作用(绝对特异性)；而其它酶具有广泛的特异性，并且催化一系列结构相似的分子(群组特异性)。

酶借助于以下三个总体特征呈现催化活性：与底物形成非共价络合物，底物特异性和催化速率。许多化合物可与酶结合，但只有某些类型将导致随后的反应。后者被称作底物，并且满足特定的酶特异性要求。结合但不发生化学反应的材料会以正或负的方式影响酶反应。举例来说，被称作抑制剂的未反应物种中断酶活性。

几种酶可适合多于一个类别。关于酶的有价值的参考文献为“工业酶(IndustrialEnzymes)”,Scott,D.,《化学技术柯克-奥特默百科全书(Kirk-Othmer Encyclopedia ofChemical Technology)》,第3版,(编辑：Grayson,M.和EcKroth,D.)第9卷,第173-224页,约翰威利父子出版社(John Wiley&Sons),纽约,1980。

蛋白酶(水解酶的子类别)进一步分成通过最佳pH值(即在某些pH范围内的最佳酶活性)分群的三个相异的子群。这三个子群为碱性、中性和酸蛋白酶。这些蛋白酶可来源于植物，动物或微生物来源；但是，优选地是后者来源，其包括酵母，霉菌和细菌。合适的可商购的碱性蛋白酶的实例为

和

--所有为丹麦(Denmark)Novo Industri AS；杰能科国际(Genencor International)的

和

--所有为荷兰(Netherlands)Gist-Brocase International NV；美国苏威酶(Solvay Enzymes,USA)的

和

等。

市售碱性蛋白酶以液体或干燥形成可获得，以原始水溶液或以各种纯化、加工和混配形式出售，并且包含大体上与稳定剂、缓冲剂、辅因子、杂质和惰性媒剂组合的约2重量％到约80重量％活性酶。实际的活性酶含量取决于制造方法，并且不是至关重要的，假设清洁溶液具有所需酶活性。选择用于方法和产品中的特定酶取决于最终效用条件，包括物理产品形式、使用pH、使用温度和待降解或改变的污垢类型。可选择酶以为任何给定的效用条件提供最佳活性和稳定性。

当然，可使用不同蛋白水解酶的混合物。虽然上文已经描述各种特定的酶，但是应理解，可使用任何能够赋予组合物所需蛋白水解活性的蛋白酶。

除了蛋白酶之外，还应理解，所属领域技术人员从以上列举中可以看出，所属领域众所周知的其它酶也可与组合物一起使用。包括其它水解酶，如酯酶、羧化酶等；和其它酶类别。

另外，为了增强其稳定性，可将酶或酶掺合物以包衣、囊封、聚结、造粒或丸化的形式并入各种非液体的实施例中。同样，为了增强稳定性，可将酶或酶掺合物并入各种非水的实施例中，如丙二醇，甘油等。

pH调节剂

可使用各种pH调节剂来改变处理组合物的pH。pH调节剂可提供所需缓冲体系。示例性碱性pH调节剂包括碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化钠、四硼酸盐和硼酸。包括碳酸盐和碳酸氢盐的缓冲体系可提供在约9和约10之间的示例性pH，包括碳酸盐和氢氧化钠的缓冲体系可提供在约9和约11之间的示例性pH，并且包括四硼酸钠和硼酸的缓冲体系可包括在约7.6和约9.2之间的pH。pH调节剂可包括酸以提供酸性缓冲体系。示例性酸包括柠檬酸、柠檬酸盐、乙酸、乙酸盐、磷酸和磷酸盐。举例来说，包括柠檬酸和氢氧化钠的缓冲体系可提供在约2.2和约6.5之间的示例性pH，包括柠檬酸钠和柠檬酸的缓冲体系可提供在约3.0和约6.2之间的示例性pH，包括乙酸钠和乙酸的缓冲体系可提供在约3.6和约5.6之间的示例性pH，并且包括磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的缓冲体系可提供在约5.8和约8.0之间的示例性pH。

就地清洁

膜清洁组合物和方法大体上为就地清洁系统(CIP)、异地清洁系统(COP)、纺织物洗衣机、微、超、纳米和反渗透过滤系统。COP系统可包括容易接触的系统，包括洗涤槽、浸泡容器、拖把桶、储水箱、洗涤槽、汽车部件洗涤机、非连续的间歇式洗涤机和系统等。CIP系统包括如罐、管路、泵和用于加工典型地液体产品物流(如饮料、牛奶和果汁)的其它工艺设备的内部部件。清洁CIP系统无需拆卸部件，也不会发生机械磨损(如擦洗等)。

一般来说，就地系统或其它表面的清洁(即，去除其中的不想要的残渣)通过引入热水的碱性清洁完成。可在清洁步骤期间、之前或与其同时引入组合物(作为单独的辅助剂或作为清洁组合物的一部分)，并且以未加热的环境温度水中的使用溶液浓度施用或引入到系统中。CIP通常采用流动速率为大概约40到约600升每分钟，温度为环境至多约70℃，接触时间为至少约10秒，例如约30到约120秒。本发明组合物可保留在冷(例如40℉/4℃)水和加热(例如140℉/60℃)水中的溶液中。尽管通常不需要加热本发明组合物的水性使用溶液，但是在一些环境下可能需要加热以进一步增强其活性。这些材料在任何可能的温度下为有用的。

膜处理程序

可使用各种不同的处理程序来处理膜。用于处理膜的方法可包括多个步骤。第一步可称为产物去除步骤或排出，其中产物(乳清、牛奶等)从过滤系统去除。产物可被有效地回收并且与工厂废水相反地排出使用。一般来说，产物去除步骤的特征可为交换步骤，其中水、气体或多种相流动取代来自膜系统的产物。产物去除步骤可持续与去除并且回收来自过滤系统的产物一样长的时间。一般来说，对于大多数乳制品过滤系统，预计产物去除步骤将耗费至少几分钟。

通常使用的另一个步骤可称为预漂洗步骤。一般来说，可使水和/或碱性溶液在过滤系统中循环以去除粗大的污垢。应理解，大规模过滤系统是指工业系统，其具有至少约10个膜的容器、至少约40个膜，并且膜的总面积为至少约200m²。用于乳制品和酒精饮料应用的工业过滤系统通常包括约10个到约200个膜的容器、约40个到约1,000个膜，并且膜的总面积为约200m²到约10,000m²。

对于酸性处理、碱性处理和中性处理，可重复几个化学处理循环。一般来说，可在有或没有酶的情况下提供各种处理。

液体组分可提供为碱性处理、酸性处理、中性处理、溶剂处理和/或酶处理。

借助于实例，表面活性剂体系可用于过滤器清洁工艺的各个步骤中。举例来说，漂洗可用单独的或作为中性、酸性或碱性溶液的表面活性剂体系完成。清洁可使用可包括碱性、酸性、酶、非水性组分，和/或表面活性剂体系的清洁组合物完成。杀菌和/或保持可用包括氯气、酸、过酸和/或还原组合物的组合物完成。渗透剂大体上被认为是渗透到污垢中并软化污垢以去除的组分。可针对在膜上预计的特定类型的污垢选择渗透剂。在用于乳制品工业中的膜的情况下，预计将选择渗透剂以提供渗透到蛋白质和脂质污垢中。

形成浓缩物

组合物可提供为固体、液体或胶凝，或其组合。在一个实施例中，清洁组合物可提供为浓缩物，使得清洁组合物基本上不含任何添加的水，或浓缩物可含有标称量的水。浓缩物可在没有水的情况下配制，或可具有相对少量的水，以便减少运输浓缩物的费用。举例来说，可将组合物浓缩物提供为压缩粉末、固体或松散粉末的胶囊或丸剂，无论是否包含在水溶性材料中。在提供在材料中的组合物的胶囊或丸剂的情况下，可将胶囊或丸剂引入一定体积的水中，并且如果存在，那么水溶性材料可溶解、降解或分散以使组合物浓缩物与水接触。出于本公开的目的，术语“胶囊”和“丸剂”用于示例性目的，并且不旨在将递送模式限制为特定形状。

当提供为液体浓缩物组合物时，浓缩物可使用抽气机、蠕动泵、齿轮泵、质量流量计等通过分配设备稀释。此液体浓缩物实施例也可以瓶、广口瓶、定量瓶、具有定量盖的瓶等递送。可将液体浓缩物组合物填充到多腔室药筒插入物中，然后将其放入填充有预定量的水的喷雾瓶或其它递送装置中。

在又另一个实施例中，浓缩物组合物以抗破碎或其它降解直到放置到容器中的固体形式提供。这类容器可在将组合物浓缩物放入容器之前用水填充，或其可在将组合物浓缩物放入容器之后用水填充。在任一情况下，固体浓缩物组合物一旦与水接触就溶解、溶化，或以其它方式崩解。在特定实施例中，固体浓缩物组合物快速溶解由此使浓缩物组合物变成使用组合物，并且进一步使最终用户将使用组合物施用于需要清洁的表面。当清洁组合物提供为固体时，上文提供的组合物可以通过所属领域中已知的任何手段固化清洁组合物的方式改变。举例来说，可减少水的量或可向清洁组合物添加附加成分，如固化剂。

在另一个实施例中，固体浓缩物组合物可通过分配设备稀释，由此水在固体块处喷洒形成使用溶液。水流使用机械、电气或液压控制件等以相对恒定的速率递送。固体浓缩物组合物还可通过分配设备稀释，由此水围绕固体块流动，在固体浓缩物溶解时产生使用溶液。固体浓缩物组合物还可通过丸剂、片剂、粉末和膏等分配器稀释。

用于稀释浓缩物的水(稀释水)可在稀释场所或地点获得。根据地点不同，稀释水可含有不同水平的硬度。可购自各个市政的自来水具有不同水平的硬度。期望提供一种浓缩物，其可处置在各个市政的自来水中发现的硬度水平。用于稀释浓缩物的稀释水的特征可为当包括至少1个晶粒硬度时为硬水。预计稀释水可包括至少5晶粒硬度、至少10晶粒硬度，或至少20晶粒硬度。

预计浓缩物将用稀释水稀释，以便提供具有所需水平的洗涤特性的使用溶液。如果需要使用溶液去除坚固或重的污垢，那么预计浓缩物可用以至少1:1和至多1:8的重量比的稀释水稀释。如果需要轻型清洁使用溶液，那么预计浓缩物可以至多约1:256的浓缩物与稀释水的重量比稀释。

在替代实施例中，清洁组合物可提供为即用(RTU)组合物。如果清洁组合物提供为RTU组合物，那么更大量的水作为稀释剂添加到清洁组合物。当浓缩物提供为液体时，可能需要以可流动形成提供浓缩物，使得其可泵送或抽吸。已发现大体上难以精确泵送少量液体。大体上，泵送较大量的液体更有效。因此，尽管期望提供具有尽可能少的水的浓缩物以便降低运输成本，但是还期望提供可精确分配的浓缩物。在液体浓缩物的情况下，预计水的存在量将为至多约90wt％，特别地在约20wt％和约85wt％之间，更特别地在约30wt％和约80wt％之间，并且最特别地在约50wt％和约80wt％之间。

在RTU组合物的情况下，应注意，上文公开的清洁组合物可(如果需要)以清洁组合物的重量计，用至多约96wt％水进一步稀释。

清洁组合物可使用混合工艺制成。表面活性剂辅助剂组合物和/或包含其的清洁组合物和其它功能成分混合足以形成最终均匀组合物的时间量。在例示性实施例中，清洁组合物的组分混合大约10分钟。

如在本公开中所使用的固体清洁组合物包括各种形式，包括例如，固体、丸剂、块、片剂和粉剂。借助于实例，丸剂的直径可在约1mm和约10mm之间，片剂的直径可在约1mm和约10mm之间或在约1cm和约10cm之间，并且块的直径可为至少约10cm。应理解，术语“固体”是指在预计的固体清洁组合物的储存和使用条件下清洁组合物的状态。一般来说，当在至多约100℉或低于约120℉的温度下提供时，预计清洁组合物将保持固体。

在某些实施例中，固体清洁组合物以单位剂量的形式提供。单位剂量是指设定大小使得全部单位在单个循环期间使用的固体清洁组合物。当固体清洁组合物以单位剂量提供时，其质量可为约1g到约50g。在其它实施例中，组合物可为大小为约50g到250g、约100g或更大，或约40g到约11,000g的固体、丸剂或片剂。

在其它实施例中，固体清洁组合物以多次使用的固体的形式提供，如块或多个丸剂，并且可反复地用于生成用于多个洗涤循环的水清洁组合物。在某些实施例中，固体清洁组合物提供为质量约5g到10kg的固体。在某些实施例中，多次使用形式的固体组合物的质量为约1kg到约10kg。在另外的实施例中，多次使用形式的固体清洁组合物的质量为约5kg到约8kg。在其它实施例中，多次使用形式的固体清洁组合物的质量为约5g到约1kg，或约5g到约500g。

组分可混合和挤出或浇铸以形成固体，如丸剂、粉末或块。可从外部源施加热量以促进混合物的处理。

混合系统提供在高剪应力下成分的连续混合，以形成基本上均匀的液体或半固体混合物，其中成分在其整个物质中分布。混合系统包括用于混合成分的构件，以提供有效维持混合物在可流动的稠度下的剪切力，其中在处理期间粘度为约1,000-1,000,000cP，优选地约50,000-200,000cP。混合系统可为连续流混合器或单螺杆或双螺杆挤出机设备。

混合物可在维持成分的物理和化学稳定性的温度下加工，如在约20℃-80℃和约25℃-55℃的环境温度下。尽管有限的外部热量可施加到混合物，但是由于在成分之间的摩擦、环境条件的变化，和/或通过放热反应，在加工期间混合物可达到的温度升高。任选地，例如在混合系统的入口或出口处提高混合物的温度。

成分可呈液体或固体形式，如干燥颗粒，并且可单独或作为与另一种成分的预混合物的一部分添加到混合物中，例如，防垢组分可与清洁组合物的其余部分分开。可向混合物添加一种或多种预混物。

将成分混合，以形成基本上均匀的稠度，其中成分基本上均匀地分布在整个物质中。混合物可混合系通过模具或其它成形构件从混合系统排出。可将成型挤出物分成具有控制质量的适用大小。挤出的固体可包装在膜中。混合物在从混合系统中排出时的温度可足够低，以使得无需首先冷却混合物就能够将混合物直接浇铸或挤出到包装系统中。可调节在挤出物排出和包装之间的时间以允许清洁块硬化，用于在进一步加工和包装期间更好处置。混合物的排出点可为约20℃-90℃，和约25℃-55℃。可使组合物硬化成范围可为低密度、海绵状、有延展性的、填缝稠度到高密度、融合固混凝土状块的固体形式。

任选地，可与混合设备相邻安装加热和冷却装置来施加或去除热量，以便在混合器中获得所要的温度曲线。举例来说，可向混合器的一个或多个圆筒部分，如成分入口区段、最终出口区段等施加外部热源，以提高混合物在加工期间的流动性。优选地，混合物在加工期间(包括在排出口)的温度优选地维持在约20℃-90℃。

当完成成分的加工时，混合物可通过排出模具从混合器排出。固化工艺可持续几分钟到约六小时，这取决于例如所浇铸或挤出的组合物的大小、组合物的成分、组合物的温度和其它类似因素。优选地，浇铸或挤出的组合物在约1分钟到约3小时内，优选地约1分钟到约2小时，最优选地约1分钟到约1.0小时分钟“凝固”或开始硬化成固体形式。

浓缩物可以液体的形式提供。各种液体形式包括凝胶和膏。当然，当浓缩物以液体形式提供时，不必使组合物硬化以形成固体。实际上，预计在组合物中水的量将足以防止固化。此外，分散剂和其它组分可并入到浓缩物中，以便维持所需的组分分布。

在某些实施例中，清洁组合物可在使用之前或使用时与水源混合。在其它实施例中，清洁组合物不需要形成使用溶液和/或进一步稀释，并且可在不进一步稀释的情况下使用。

在采用固体清洁组合物的方面，水源接触清洁组合物以将固体清洁组合物，特别地粉末转换成使用溶液。还可利用附加分配系统，其更适合于将替代固体清洁组合物转换成使用溶液。方法包括使用各种固体清洁组合物，包括例如挤出的块或“胶囊”类型的包装。

在一个方面，分配器可用于喷洒水(例如以从喷嘴喷射模式)以形成清洁使用溶液。举例来说，水可与清洁组合物一起朝向设备或其它保持贮存器喷洒，其中水与固体清洁组合物反应以形成使用溶液。在方法的某些实施例中，使用溶液可被配置成由于重力向下滴，直到分配清洁组合物的溶解溶液以供使用。

实例

实例1

浊点研究

浊点为其中表面活性剂不再在水中可混溶并且从而以油沉淀出溶液的温度。高于其浊点的表面活性剂的清洁效果不及低于其浊点的表面活性剂，但是高于其浊点的表面活性剂的消泡性将优于低于其浊点的表面活性剂。基本上，当溶液随着温度升高而变浑浊时，可以肉眼检测浊点。在这项工作中，我们将浊度计应用于浊点检测。

对于我们的测量，在pH 11下以1％w/v制备1000mL的表面活性剂水溶液。在适当的搅拌下以恒定的速率升高温度，以确保均匀的溶液温度，同时又不会由于过度搅拌而产生气泡。自动获取浊度读数，并且可计算浊度对时间的斜率。浊点取在斜率发生急剧变化的点。

在温度接近浊点时，非离子表面活性剂变得更疏水。一旦温度高于浊点，非离子表面活性剂变为油状相，失去其去垢力，并且污染膜，如表A和B所示。

Ecosurf EH-3为可商购自密歇根州米德兰(Midland Michigan)的陶氏化学的支化(2-乙基-己基烷氧基化物)C8乙基己基(PO)₅(EO)₃非离子扩展的表面活性剂。

Ecosurf EH-6为可商购的支化C8乙基己基(PO)₅(EO)₆非离子扩展的表面活性剂

Ecosurf EH-9为可商购的支化C8乙基己基(PO)₅(EO)₉非离子扩展的表面活性剂

结果在表A和B中示出

表A试样测试温度为50C，pH 11，10min，活性物质＝1000ppm的结果

	在50C下从PS试样去除的黄油脂肪％	浊点	Cmc(室温，w/o盐)
				Ecosurf EH-3	47.8	*	480
Ecosurf EH-6	72.1	40	914
				Ecosurf EH-9	84.6	64	1066

表B.

实验XL	在40C下从PS试样去除的黄油脂肪％	浊点	Cmc
				3PH-8PO3EO	29.5	2.97	2397
3PH-8PO6EO	53.1	19.7	1190
				3PH-8PO8EO	54.9	32.51	485
3PH-8EO10EO	62.9	46.95	185

实验XL为丙基庚基(PO)m(EO)n，温度40C，pH 11，10min，活性物质＝1000ppm

实例2

黄油脂肪去除的机理研究-动态界面张力(IFT_dyn)测量

动态界面张力测量使用旋转液滴张力计(SVT15N)执行。将少量液体酥油注入含有pH为11的表面活性剂水溶液的毛细管中。在温度为50C的恒定控制室中以4000rpm旋转毛细管。一旦界面张力达到平衡，或在30min时，取IFT_dyn值。

在50℃，4000rpm下对花生油、棕榈油和酥油测量动态IFT。结果分别在图1、2和3中示出。从图中可看到，可商购的具有NPE的膜清洁产品、可商购的具有椰油基胺氧化物的清洁产品和EH9对花生油、棕榈油和酥油的具有相当的低界面张力(小于7)。

实例3

通过接触角测量，清洁溶液在聚砜(PS)试样上的润湿性。

较低的接触角意味着溶液可很好地润湿表面。图4和图5示出可商购的具有NPE的膜清洁产品、可商购的具有椰油基胺氧化物的清洁产品和EH 9的接触角测量。结果示出，EH9和含有NPE的市售组合物可比可卡因氧化物组合物和水快得多地润湿PS试样。EH9和NPE组合物最好地从PS试样去除黄油脂肪。

实例4

共混测试

测试不同的表面活性剂与EH扩展的表面活性剂的组合，以查看是否存在协同作用。

Lutensol TO5为可购自巴斯夫的饱和异C13醇

Surfynol为可商购自赢创工业(Evonik Industries)的非离子聚氧乙烯被取代的乙炔二醇表面活性剂

Dynol 604和Dynal 360为可购自空气产品(Air Products)的Gemini表面活性剂。

还测试稳定性数据，并且在下表C中列出。

表C.

共混	分离(室温，7天)	冻融(4个循环)
			EH9/TO5 90/10	Y	Y
EH9/TO5 70/30	Y	Y
			EH9/TO5 50/50	Y	Y
EH9	N	N
			TO5	N	N
EH9/Surf 440 90/10	Y	Y
			EH9/Surf 440 60/40	N	Y
EH9/Dyn 604 90/10	Y	Y
			EH9/Dyn 604 60/40	N	Y
EH9/Dyn 360 90/10	N	Y
			EH9/Dyn 360 60/40	Y	Y

尽管几种共混物在室温下7天之后稳定，但是在4个冻融循环之后均不稳定

进行初始原料比较，以查看其它3种表面活性剂在接触角方面与EH9相比如何。结果在图5-9中示出。我们从图中可以看出，EH9/XP40共混物在可润湿性方面已示出最大的希望。测试共混物的形成稳定性日期，并且结果在表C中示出。

接下来测量Ecosurf EH9、Lutensol XP40(Guerbet醇乙氧基化物)Pluronic(反EO/PO嵌段共聚物25R2，和EH9/XP40共混物的IFT，以比较它们可乳化黄油脂肪的程度。从图10我们可看出，EH9/XP40共混物由于其优异润湿能力和较低的与酥油的界面张力将为较好的清洁表面活性剂。

接下来测试黄油脂肪去除。在图11中的黄油脂肪去除数据示出，EH9的清洁能力和与XP40的任何表面活性剂共混物的清洁能力之间没有统计学差异。

到目前为止，人们从数据可看出，从膜去除黄油脂肪为非离子乙氧基化物表面活性剂的可润湿性、乳化性和浊点的组合。尽管在当前数据中看不到EH9和XP40清洁之间的统计差异，但是已经观察到XP40在1000ppm，pH 11和50C的条件下不能与EH9一样有效地去除黄油脂肪污垢。这提供低于浊点清洁对于黄油脂肪去除至关重要的证明。

实例5

一般实践中，通过表面活性剂溶液清洁用于乳制品厂的膜在50℃的清洁温度和pH为11下进行。数据已示出，需要将稍微高于清洁温度的非离子表面活性剂溶液的浊点、对黄油脂肪的低界面张力和与膜材料的低接触的组合，以实现在膜上整体脂肪污垢去除。这些特点的组合使表面活性剂最有效地从膜系统清洁黄油脂肪污垢。

由于在我们的研究中使用的表面活性剂可达到浊点并从溶液中分离出来，因此在室温下在聚砜试样上测量接触角。选择聚砜是因为它主要用作乳制品厂中的膜材料。低接触角意味着表面活性剂将更容易在膜上扩散，并且帮助将黄油污垢从膜上提起；高接触角意味着表面活性剂无法有效地在膜上扩散，与黄油脂肪污垢的接触较少。

在我们的清洁配方中使用的非离子表面活性剂体系呈现浊点现象，其中在低于浊点的温度下，表面活性剂将保持表面活性并在水溶液可混溶。在高于浊点的温度下，在清洁溶液中的非离子表面活性剂分离为凝聚相或油相，并且失去其表面活性特性。与油性污垢结合的油相可导致较高的污垢负载，并且由于它们在大部分为疏水的膜上具有强附接而变得更加难以去除。与黄油脂肪的低界面张力(IFT)值意味着表面活性剂能够有效地乳化黄油脂肪，减少在膜系统上的再沉积。

在比较表面活性剂时，发现Ecosurf EH9具有所有有利的黄油脂肪去除特点。它在聚砜上接触角低，浊点高于50℃，并且对酥油或澄清黄油脂肪的IFT低。与其它表面活性剂比较，发现没有其它具有所有3个有利的特点。Ecosurf EH6的接触角与EH9相当，浊点接近但是仍低于50℃，并且IFT值比EH9高。因此，预计，发现它将具有较低的黄油脂肪去除百分比。具有甚至更低浊点的Ecosurf EH-3也示出比EH6差，也提高浊点对黄油脂肪去除的重要性。Surfonic X-AES没有浊点，因为它是阴离子表面活性剂，并且IFT值比EH9低，导致人们认为它在黄油脂肪去除方面比EH9更好，但是它在聚砜上的接触角高得多。在膜上高接触角的情况下，表面活性剂可能无法充分达到足够的黄油脂肪污垢以将其从膜有效地去除。

参见表D。

表D在1000ppm，pH 11下运行的紧邻每种表面活性剂的浊点的黄油脂肪去除百分比

*1g的表面活性剂于100g的DI水中。

实例6

黄油脂肪去除测试

Pluronic 25R2：聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段(反向)

Plurifac LF-500：醇乙氧基化物丙氧基化物

Dehypon E127：脂肪醇烷氧基化物

SLf-18B45：醇烷氧基化物

Novel II 1012-GB-21：醇乙氧基化物C10-12，21EO

在聚砜试样上运行多种不同表面活性剂的黄油脂肪去除测试。每个试样用0.50wt％肥皂溶液(使用饱和毛巾)洗涤，然后DI漂洗并且拍干。然后将试样浸入甲醇两次，并且使其空气干燥过夜，然后在分析天平上称重。使用的污垢为淡黄油/大致重量为0.020-0.025克(使用1"泡沫漆刷施用于试样)。烧杯大小＝1000ml，测试溶液的体积＝600ml，产品测试溶液浓度＝0.05wt％，测试溶液温度为120℉。测试溶液的pH为11.00(在溶液达到120F之后，在浸没试样之前，将去离子水或含有测试产品的溶液调节到pH 11.00)搅拌棒大小为5CM，测试期间的搅拌速度＝250RPM，其中暴露时间为10分钟。结果在下表E中。

表E.

黄油-脂肪去除测试2对于此测试，聚砜试片通过在甲醇中浸泡30秒，然后放置在122℉烘箱中30min来调节。污垢为淡黄油/大致重量为0.025-0.030克(使用1"泡沫漆刷施用于试样)

搅拌棒尺寸＝3.75CM，在测试期间的搅拌速度＝240RPM。结果在表F中

表F.

Tomadol 91-6：具有6摩尔EO的C₉-C₁₁醇乙氧基化物，其浊点在约47℃和约58℃之间，可购自位于宾夕法尼亚州艾伦镇(Allentown,PA)的空气产品黄油脂肪去除测试3(与表G测试2相同条件)

表G.

测试4。表H

合适的非离子表面活性剂的实例包括烷氧基化表面活性剂，如Dehypon LS-54(R-(EO)₅(PO)₄)和Dehypon LS-36(R-(EO)₃(PO)₆)；以及封端的醇烷氧基化物，如PlurafacLF221和来自科莱恩的Genepol，Tegoten EC11；其混合物等。))

黄油-脂肪去除测试5表I。

表I

AVANEL S-150CG C12-C15烷基15摩尔EO

Quadexx 400为c6到c10 EO PO醇表面活性剂

黄油-脂肪去除测试6

表J.

Bioterg PaS 8S-辛酰基磺酸钠

黄油-脂肪去除测试7

对于此测试，使用聚偏二氟乙烯试片(kynar)。表K.

表K.

黄油脂肪去除测试8。(与测试6相同的方案)。表L.

黄油-脂肪去除测试9。表M。

表.M.

Afco 4413为可商购的膜碱性清洁组合物

黄油-脂肪去除测试10

表N

黄油-脂肪去除测试11

表O.

黄油-脂肪去除测试12

表P.

黄油-脂肪去除测试13

表Q.

黄油脂肪去除测试14表R

黄油脂肪去除测试的总结在图11中示出。

在不脱离本公开的范围的情况下可对所讨论的示例性实施例进行各种修改和添加。举例来说，虽然上述实施例是指特定特征，但是这还包括具有特征的不同组合的实施例和不包括所有描述的特征的实施例。因此，本公开的范围旨在涵盖落入权利要求的范围内的所有这类替代、修改和变化，以及其所有等效物。

Claims (38)

1.一种用于清洁膜过滤系统的方法，其包含：

用表面活性剂洗涤所述膜，所述表面活性剂包含一种或多种接触角小于20度，浊点为50℃或更高的支化扩展的非离子表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜用食品、水、饮料或酒精饮料产品污染。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述膜被乳制品污染。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述表面活性剂辅助剂具有下式：

R-[L]x-[0-CH2-CH2]y，其中R为具有约8到20个碳原子的支化、饱和或不饱和、被取代或未被取代的脂肪族或芳香族烃基，L为POz连接基团，z为5-10，x为所述连接基团的链长，其在2-25的范围内，并且y为平均乙氧基化程度，其在2到20的范围内。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述扩展的表面活性剂具有2个乙基己基的R基团。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中z为5。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述y为6或9。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其另外包含Guebert醇。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述Guerbet醇为3个丙基庚醇C10-(PO)a(EO)b系列，其中a为1.0到1.5，并且b为4到14。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其中所述膜为聚醚砜膜。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中所述膜为聚偏二氟乙烯膜。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，其中所述膜为聚酰胺和/或薄膜复合膜。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的方法，其中所述膜为陶瓷膜。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的方法，其中所述膜为不锈钢膜。

15.根据权利要求1到14中任一项所述的方法，其中所述组合物界面张力小于7mN/m。

16.根据权利要求1到15中任一项所述的方法，其另外包含用碱度源洗涤所述膜。

17.根据权利要求1到16中任一项所述的方法，其中所述洗涤在所述表面活性剂辅助剂洗涤步骤之前、与其同时或在其之后进行。

18.根据权利要求1到17中任一项所述的方法，其中所述方法不包括将NPE施用到所述膜。

19.一种清洁过滤膜的方法，其包含：

向所述膜施用清洁组合物，所述清洁组合物包含：

碱度源；和

一种或多种接触角小于20度，浊点为50℃或更高的支化扩展的非离子表面活性剂，并且其后，

漂洗所述膜，其中所述清洁组合物不含NPE。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述表面活性剂具有下式：

R-[L]x-[O—CH2--CH2]y

其中R为具有约8到20个碳原子的支化、饱和或不饱和、被取代或未被取代的脂肪族或芳香族烃基，L为POz连接基团，z为5-10，x为所述连接基团的链长，其在2-25的范围内，并且y为平均乙氧基化程度，其在2到20的范围内。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述扩展的表面活性剂具有2个乙基己基的R基团。

22.根据权利要求19到21中任一项所述的方法，其中z为5。

23.根据权利要求19到22中任一项所述的方法，其中所述y为6或9。

24.根据权利要求19到23中任一项所述的方法，其中所述清洁组合物另外包含Guerbet醇。

25.根据权利要求19到24中任一项所述的方法，其中所述Guebert醇为3个丙基庚醇C10-(PO)a(EO)b系列，其中a为1.0到1.5，并且b为4到14。

26.根据权利要求19到25中任一项所述的方法，其中所述膜为聚醚砜膜。

27.根据权利要求19到26中任一项所述的方法，其中所述膜为聚偏二氟乙烯膜。

28.根据权利要求19到27中任一项所述的方法，其中所述膜为聚偏二氟乙烯膜。

29.根据权利要求19到28中任一项所述的方法，其中所述膜为聚酰胺和/或薄膜复合膜。

30.根据权利要求19到29中任一项所述的方法，其中所述膜为陶瓷膜。

31.根据权利要求19到30中任一项所述的方法，其中所述膜为不锈钢膜。

32.根据权利要求19到31中任一项所述的方法，其中所述组合物组合物界面张力小于7mN/m。

33.一种清洁过滤膜的方法，其包含：

将水与一种或多种接触角小于20度，浊点为50℃或更高的支化扩展的非离子表面活性剂，并且其后，

用水和表面活性剂混合物冲洗所述膜。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述表面活性剂具有下式：

R-[L]x-[O—CH2--CH2]y

其中R为具有约8到20个碳原子的支化、饱和或不饱和、被取代或未被取代的脂肪族或芳香族烃基，L为POz连接基团，z为5-10，x为所述连接基团的链长，其在2-25的范围内，并且y为平均乙氧基化程度，其在2到20的范围内。

35.根据权利要求33或34所述的方法，其中所述扩展的表面活性剂具有2个乙基己基的R基团。

36.根据权利要求33到35中任一项所述的方法，其中z为5。

37.根据权利要求33到36中任一项所述的方法，其中所述y为6或9。

38.根据权利要求33到37中任一项所述的方法，其中所述清洁组合物另外包含Guerbet醇。

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