ES2285353T3 - Detergente granulado de dosis unitaria para limpiar una maquina de cafe. - Google Patents
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Abstract
Un detergente de dosis unitaria para limpiar una máquina de café que consiste en una bolsita soluble en agua llena con una composición comprendiendo: a) 10-40 % en peso de un agente secuestrante; b) 15-50 % en peso de una persal o un perácido; c) 0, 1-10 % en peso de un inhibidor de incrustaciones seleccionado de un fosfonato y un polímero con funcionalidad carboxilo; d) una cantidad suficiente de un compuesto alcalino para obtener un pH de al menos 10 cuando la composición se disuelve en agua; y e) de forma opcional, hasta un total de 100 % en peso de los ingredientes comprendidos entre a) y e) de al menos un agente auxiliar; en donde 30-100 % en peso del total comprendido de a) hasta e) está en forma de gránulos que tienen un tamaño promedio de partícula de 250-800 µm, un área de superficie específica BET de menos de 100 m2/g, y una velocidad de disolución de menos de 1 min. en 100 ml de agua de 90°C.
Description
Detergente granulado de dosis unitaria para
limpiar una máquina de café.
La invención se refiere a un detergente de dosis
unitaria para limpiar una máquina de café y a un método de limpieza
de tal máquina de café disolviendo el detergente de dosis unitaria
en el tanque de agua de ésta.
Los métodos para la limpieza de las máquinas de
café son conocidos, por ejemplo, como los publicados en la patente
de Estados Unidos No. 6.514.429. Esta patente describe la técnica,
es decir un método de limpieza en donde el tanque de agua se limpia
aplicando una pastilla de limpieza. Esta patente describe el uso de
una composición para el empleo en un tanque de agua en donde una
composición base está en forma de una pastilla, que desarrolla su
función esencialmente siguiente a la adición a un primer relleno del
tanque de agua y en donde una partícula teniendo un núcleo que
comprende una sustancia que desarrolla su función substancialmente
siguiente al vaciado del primer relleno del tanque de agua y
afluencia de agua fresca al mismo. La pastilla tiene una cubierta
rodeando el núcleo y comprendiendo un compuesto cuya solubilidad
aumenta con la disminución de la concentración del ion H+ en el
medio circundante. La solubilidad del compuesto aumenta con la
disminución de la concentración iónica de OH - y por consiguiente
el valor del pH decrece en el medio circundante. Los ingredientes
de la pastilla comprenden ácido amidosulfúrico, ácido maleico, y
carbonato ácido de sodio. Una pastilla particular conveniente
contiene tripolifosfato de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de
sodio, NTA trisódico, metasilicato de sodio, sulfato de sodio,
dicloroisocianurato de sodio, polímero, y surfactante
no-iónico. Además el compuesto puede contener un
polímero sensible al pH que comprende al menos una unidad de
repetición teniendo una función básica la cual al menos no es parte
de la cadena sostén del polímero, y que es preferentemente una
amina secundaria o terciaria.
Se sabe que tales pastillas tienen un tiempo de
disolución largo, y las pastillas disponibles comercialmente
necesitan aproximadamente 1 h o más aún para disolverse
completamente en el tanque de agua. Tales tiempos de disolución
prolongados plantean una carga al personal de mantenimiento que
tiene que limpiar tales máquinas las cuales normalmente se ubican
en oficinas, plantas industriales, y similares. Como una
consecuencia de las pobres propiedades de disolución, las pastillas
conocidas tienen pobre eficacia de limpieza, ciclos de limpieza
prolongados, y sufren de desintegración durante el almacenamiento,
transporte, y manipulación. Ellas son además menos deseadas porque
pueden conducir al contacto de la piel con el detergente durante la
manipulación, particularmente al manejar pastillas desintegradas
que pueden fácilmente llevar al detergente residual en las manos
del operador creando por eso un riesgo de contacto del
alimento/detergente. Una alternativa para las pastillas sería un
detergente líquido que garantiza tiempos de disolución muy cortos.
Sin embargo, los detergentes líquidos que se dosifican desde
botellas padecen de muchas desventajas inaceptables tales como que
no pueden dosificarse a la mayoría de las máquinas usadas
actualmente, y si se dosifican es difícil de prevenir derrames en
la máquina. Hay por consiguiente un riesgo serio de contacto del
alimento/detergente, corrosión de la máquina, y dosificación no
controlada del detergente. Además, si se sobrepasó la dosificación
puede permanecer producto residual en la máquina después del ciclo
de limpieza, tal dosis excesiva podría dañar la máquina.
Por consiguiente, es un objetivo de la presente
invención proporcionar una composición que sea capaz de disolverse
rápidamente, más preferentemente (casi) simultáneamente al ponerla
en contacto con el agua, aumentando por eso significativamente la
eficiencia de la operación de limpieza, y que además elimine los
riesgos de desintegración y de contacto alimento/detergente.
El documento
US-A-5 888 313 describe un limpiador
de bolsa para una máquina de café; llena dicha bolsa con una
composición de persal, fosfato y material alcalino.
Con este fin la invención se refiere a un
detergente de dosis unitaria para la limpieza de una máquina de
café que consiste en una bolsita soluble en agua llena con una
composición que comprende:
- a)
- 10-40% en peso de un agente secuestrante;
- b)
- 15-50% en peso de persal o perácido;
- c)
- 0,1-10% en peso de un inhibidor de incrustaciones seleccionado de un fosfonato y un polímero con funcionalidad carboxilo;
- d)
- una cantidad suficiente de un compuesto alcalino para obtener un pH de al menos 10 cuando la composición se disuelve en agua; y
- e)
- de forma opcional, hasta un total de 100% en peso de los ingredientes, comprendidos entre a) y e), de al menos un agente auxiliar;
donde 30-100% en
peso del total comprendido entre a) y e) está en forma de gránulos
con un tamaño promedio de partícula de 250-800
\mum, un área de superficie específica BET de menos de 100
m^{2}/g, y un grado de disolución de menos de 1 min. en 100 ml de
agua de 90ºC. Se prefiere obtener tantos gránulos como sea posible
en la composición, pero prácticamente la cantidad se restringe
debido a la disponibilidad comercial de los ingredientes en la
forma de gránulos. Prácticamente, por eso se prefiere una cantidad
total de 40-60% en peso de
gránulos.
La invención reside en un detergente de dosis
unitaria que puede limpiar extremadamente rápido y confiable. La
bolsita (o bolsa) de la invención es conveniente para ciclos de
limpieza rápidos de aplicaciones de servicio de comida y bebida
donde se desea la dosificación manual de químicos de limpieza. No se
disuelve durante la manipulación pero se disuelve rápidamente
dentro de 1 min., preferentemente, dentro de 45 seg., durante el
ciclo de limpieza.
Los ciclos de limpieza usados en esta área
normalmente usan cantidades muy pequeñas de agua y el nivel de
ambos la presión y la agitación aplicadas a esta agua es muy bajo.
Por esta razón las características de disolución superiores de la
dosis unitaria de la invención es crucial.
El término "máquina de café" dentro del
contexto de la presente invención incluye máquinas para las
aplicaciones de servicio de comida y bebida como los expendedores
automáticos de la bebida caliente y fría, particularmente como las
máquinas para hacer café, exprés, capuchino, té, chocolate, y
similares.
La composición que comprende los gránulos, u
opcionalmente una mezcla de gránulos y polvo, incluye un persal o
perácido como ingrediente que crea algún grado de agitación de la
solución de limpieza por la descarga de gas sin neutralización de
la solución de limpieza, aumentando por eso la velocidad de
disolución.
Debido a la presencia de material granular en la
composición, los ingredientes activos en el perfumador se hacen
disponibles en la solución de limpieza casi tan rápidamente como
cuando un detergente líquido se hubiera usado. También proporciona
limpieza completa en el mismo tiempo que un detergente líquido sin
encontrar todos los problemas que están asociados con el uso de
detergentes líquidos.
El material de la bolsita es preferentemente PVA
(alcohol polivinílico) soluble en agua fría. Tales bolsitas son
conocidas en la técnica. Por ejemplo en la patente de Estados Unidos
No. 4.844.828 se ha divulgado un dispensador del detergente que
comprende un detergente en polvo y una bolsa o saco que contiene el
detergente en polvo, en donde la bolsa está hecha de un derivado
del alcohol polivinílico soluble en agua fría. La bolsa es
resistente al ácido y al álcali y puede retener su solubilidad por
un período largo de tiempo. La bolsa o saco contiene un detergente
en polvo que es capaz de disolverse cuando se pone dentro del agua.
Los detergentes en polvo descritos son componentes inorgánicos
dispersos en una fase continua que comprende un componente orgánico
constituyendo la composición del detergente. El componente orgánico
es un surfactante, normalmente un surfactante aniónico o no iónico,
y el componente inorgánico es un álcali en polvo. Sin embargo, estos
detergentes en polvo se destinan para lavanderías y lavado de
platos y son incapaces de disolverse en 1 min. y por esa razón son
impropios para la limpieza de las máquinas de café. Sin embargo, los
alcoholes polivinílicos pueden aplicarse como un polímero soluble
en agua que se utiliza ampliamente para las películas solubles en
agua y en otros campos. El PVA que tiene un grado de saponificación
que va de 80 a 95 moles % exhibe rápida solubilidad en agua. El PVA
que tiene un grado de saponificación de por lo menos 98 moles % se
nombra y es menos conveniente ya que se disuelve en agua cuando se
permite permanecer en el agua un período largo de tiempo o si se
pone en agua caliente.
Los agentes secuestrantes preferidos son
compuestos que tienen una fuerte tendencia a formar complejos o
unión con el calcio y el magnesio. Los más preferidos son sales de
sodio o potasio de NTA (ácido nitrilotriacético), MGDA (ácido
diacético-metilglicino), EDTA (ácido tetraacético de
etilendiamina), y (S,S)- EDDS (ácido etileno
diamina-N,N'-di succínico), o
mezclas de ellos. Las cantidades preferidas del agente secuestrante
equivale a 20-30% en peso.
Las persales preferidas son percarbonato y
perborato. Preferentemente, el ion indicador es un metal alcalino
como el sodio o el potasio. Los perácidos preferidos son sales de
sodio o potasio del ácido ftalimidoperexanoico (PAP) y del ácido
peracético (PAA). Las cantidades preferidas del compuesto peroxi
equivalen a 22-35% en peso.
Los inhibidores de incrustaciones preferidos son
los fosfonatos tales como, las sales de sodio o potasio del ácido
etanohidroxidifosfónico y ácido aminotrimetilenofosfónico, y
polímeros con funcionalidad carboxilo como el ácido
poli(met)acrílico, y los copolímeros del ácido
(met)acrílico y anhídrido o ácido maleico. Las cantidades
preferidas del fosfonato o polímero con funcionalidad carboxilo
equivalen a 3-7% en peso.
El compuesto alcalino puede ser cualquier
compuesto que sea capaz de llevar el pH a por lo menos 10.
Compuestos alcalinos adecuados incluyen el metasilicato, granulado
o polvo como el silicato, el disilicato, el hidróxido de sodio, el
carbonato sódico, el hidrógeno carbonato de sodio, y similares.
La composición puede además comprender
compuestos auxiliares para completar la composición hasta el 100%
en peso. Los compuestos auxiliares convenientes incluyen los
fosfatos (como el tri(polifosfato de sodio), el pirofosfato
de sodio, y el ortofosfato de sodio), otros agentes secuestrantes
que aquéllos de a), perfumes, colorantes, rellenos, emulsionantes y
similares. Estos compuestos adicionales pueden usarse como gránulos
o polvos, o mezclas de ellos.
Los ingredientes activos en la composición son
por lo menos en parte granulares y pueden ser en parte polvo. Los
componentes granulares son preferentemente NTA, percarbonato de
sodio y metasilicato de sodio, pero el otro componente también
puede usarse en forma granular. La cantidad de material granular
debe estar en el rango de 30 a 100% en peso, preferentemente
40-90% en peso, más preferentemente
60-80% en peso. El material granular es material
con un tamaño de partícula en el rango de 250 - 800 micras,
preferentemente ceca de 300-750 micras, más
preferentemente 350 - 500 micras. El área de superficie específica
BET es menos de 100 m^{2}/g, preferentemente menos de 90
m^{2}/g, más preferentemente menos de 80 m^{2}/g.
Un método conveniente para limpiar las máquinas
de café es dosificar la bolsita que contiene la composición al
tanque de agua (también conocido como cervecero) y agregar el agua.
Por ejemplo, el cervecero se carga con la bolsita y 20 ml de agua
teniendo una temperatura de 90ºC a 95ºC. Después de un tiempo de
retardo de aproximadamente 10 segundos para permitir a la bolsita
disolverse por lo menos parcialmente, el cervecero se llena
cargando una cantidad adicional de 80 ml de agua de 90ºC a 95ºC. La
bolsita y la mezcla gránulo/polvo se disuelven rápidamente. El
cervecero permanece lleno con la solución de limpieza durante 40
segundos lo cual permite la disolución completa y da excelente
limpieza del cervecero. El cervecero se descarga entonces y se
vacía para remover todas las trazas de
detergente.
detergente.
La invención se ilustra además por los ejemplos
no-restrictivos siguientes.
Una bolsita hecha de PVA (alcohol de polivinilo
tipo M8630 o E6030, ex Monosol) llena con la composición según la
invención (vea debajo) se dosificó al cervecero de una máquina de
café MAAS tipo Freshbrewer^{TM}. El cervecero fue cerrado y
cargado con 20 ml de agua teniendo una temperatura de 95ºC. Un
tiempo de retardo de 10 segundos se permitió para la disolución de
la bolsita. Después del tiempo de retardo el cervecero fue
completamente llenado mediante la carga de 80 ml adicionales de
agua. La bolsita y los contenidos de ello se disolvieron
rápidamente. El cervecero permaneció lleno con la solución de
limpieza durante 40 segundos en que se lograron la disolución
completa y la limpieza del cervecero. El cervecero fue descargado.
Finalmente, el cervecero se vació para remover todas las trazas de
la solución de limpieza. El mismo procedimiento se repitió con un
polvo y una
pastilla.
pastilla.
Cuando una bolsita se usó llena sólo con un
polvo como detergente, la velocidad de disolución fue insuficiente
en un procedimiento de limpieza como el descrito aquí anteriormente.
La consecuencia de la velocidad de disolución insuficiente es que
ese polvo se acumula hacia el fondo del sistema lo cual resulta en
un tiempo de disolución total que es aproximadamente igual al de
una pastilla. La comprobación extensa reveló que ese polvo
humedecido es pobremente accesible por el agua, lo que causa una
velocidad de disolución insuficiente.
También se encontró que una bolsita llena con
polvo como detergente en combinación con un material arbitrario
escogido de detergente granular poroso proporcionó insuficiente
velocidad de disolución. La comprobación extensa reveló que los
gránulos porosos arbitrarios se pegan juntos como resultado de los
efectos capilares.
Sorprendentemente se encontró que una bolsita
llena con un polvo como detergente en combinación con el material
específico granular del detergente, es decir con gránulos que tienen
un tamaño específico y un área de superficie específica BET, se
obtuvieron características de disolución muy buenas haciendo la
velocidad de disolución del sistema total suficientemente
rápida.
El siguiente experimento muestra datos de
disolución de composiciones comparativas y composiciones de la
invención.
Ejemplo
Una copa transparente se llenó con agua de 90ºC.
La bolsita, polvo o pastilla se agregó y se permitió disolver
(parcialmente) durante 10 segundos. El agua se agitó usando un
agitador durante 3 segundos (lo cual simula el relleno del
sistema). El tiempo fue medido para disolver todo el material de la
bolsita, polvo o pastilla.
Las siguientes composiciones fueron usadas:
| tri(polifosfato de sodio) | 10% en peso del polvo |
| NTA de sodio | 24% en peso gránulos |
| percarbonato de sodio | 30% en peso gránulos |
| metasilicato de sodio | 14% en peso gránulos |
| carbonato sódico | 17% en peso del polvo |
| acetodifosfonato de tetrasodio | 5% en peso del polvo. |
Todos los constituyentes granulares tenían un
tamaño de partícula dentro del rango 250 - 500 \mum.
| tri(polifosfato de sodio) | 10% en peso del polvo |
| NTA de sodio | 24% en peso del polvo |
| percarbonato de sodio | 30% en peso del polvo |
| metasilicato de sodio | 14% en peso del polvo |
| carbonato sódico | 17% en peso del polvo |
| acetodifosfonato de tetrasodio | 5% en peso del polvo. |
Todos los constituyentes de polvo tenían un
tamaño de partícula <180 \mum.
La misma composición tal como se usó para el
polvo se empleó y compactó a una pastilla bajo una presión de 8,107
N/m^{2}.
Claims (8)
1. Un detergente de dosis unitaria para limpiar
una máquina de café que consiste en una bolsita soluble en agua
llena con una composición comprendiendo:
- a)
- 10-40% en peso de un agente secuestrante;
- b)
- 15-50% en peso de una persal o un perácido;
- c)
- 0,1-10% en peso de un inhibidor de incrustaciones seleccionado de un fosfonato y un polímero con funcionalidad carboxilo;
- d)
- una cantidad suficiente de un compuesto alcalino para obtener un pH de al menos 10 cuando la composición se disuelve en agua; y
- e)
- de forma opcional, hasta un total de 100% en peso de los ingredientes comprendidos entre a) y e) de al menos un agente auxiliar;
en donde 30-100% en
peso del total comprendido de a) hasta e) está en forma de gránulos
que tienen un tamaño promedio de partícula de
250-800 \mum, un área de superficie específica BET
de menos de 100 m^{2}/g, y una velocidad de disolución de menos
de 1 min. en 100 ml de agua de
90ºC.
2. La dosis unitaria de la reivindicación 1, en
donde la bolsita está hecha de alcohol polivinílico.
3. La dosis unitaria de la reivindicación 1 ó 2
en donde la composición comprende:
- a)
- 20-30% en peso del agente secuestrante;
- b)
- 25-35% en peso de la persal o el perácido; y
- c)
- 3-7% en peso del inhibidor de incrustaciones;
en donde 60-80% en
peso del total comprendido entre a) y d) está en la forma de
gránulos que tienen un tamaño de partícula de
300-750
\mum.
4. La dosis unitaria de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en donde la composición
comprende además un fosfato y opcionalmente otros agentes
auxiliares.
5. La dosis unitaria de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en donde el agente
secuestrante es NTA, MGDA, EDTA, (S,S)-EDDS, o una
mezcla de ellos.
6. La dosis unitaria de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en donde
- b)
- es percarbonato o perborato de metal alcalino.
7. La dosis unitaria de una cualquiera de las
reivindicaciones 1-6, en donde el inhibidor de
incrustaciones es un fosfonato.
8. Un método de limpiar una máquina de café
disolviendo el detergente de dosis unitaria de una cualquiera de
las reivindicaciones 1-7 en agua en el tanque de
agua de la máquina de café, y descargando el tanque después de la
disolución.
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