ES2331094T3 - Metodo y aparato para producir un biocida sinergico. - Google Patents
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Abstract
Un método para producir una solución acuosa que contiene una combinación sinérgica de biocidas compuesta de monohaloamina y dihaloamina para reprimir el desarrollo de microorganismos en un sistema acuoso, método que comprende: (a) poner en contacto en agua un generador de amonio o de amino con un oxidante halogenado, en cantidades eficaces para producir monohaloamina, y (b) reducir el pH para convertir una porción deseada de monohaloamina en dihaloamina.
Description
Método y aparato para producir un biocida
sinérgico.
La presente invención se refiere a métodos para
producir mezclas (o combinaciones) de haloaminas para reprimir el
desarrollo de microorganismos en sistemas acuosos, más
particularmente en aguas de procesos industriales y lo más
particularmente en sistemas de procesos de pasta y papel.
El desarrollo incontrolado de microorganismos en
sistemas industriales de producción puede tener graves
consecuencias, como menor calidad de productos, degradación o
deterioro de productos, contaminación de productos e interferencia
con una amplia gama de procesos industriales importantes. El
desarrollo de microorganismos sobre superficies expuestas al agua
(por ejemplo, sistemas de recirculación, cambiadores de calor,
sistemas de calentamiento y refrigeración de un solo paso, sistemas
de procesos de pasta y papel, etc.) puede ser especialmente
problemático porque muchos de estos sistemas proporcionan un medio
adecuado para el desarrollo de bacterias y otros tipos de
microorganismos. Las aguas de procesos industriales proporcionan
frecuentemente condiciones de temperatura, nutrientes, pH, etc. que
permiten el desarrollo de microorganismos en el agua y sobre
superficies sumergidas. El desarrollo incontrolado de
microorganismos se manifiesta frecuentemente en la columna de agua
con números grandes de células flotantes (planctónicas), así como
sobre superficies sumergidas donde las condiciones favorecen la
formación de biopelículas.
La formación de biopelículas es un grave
problema en sistemas industriales acuosos. La primera fase de la
formación de biopelículas es el contacto de células planctónicas con
superficies sumergidas como resultado de turbulencia en la
circulación de agua o por movimiento activo hacia la superficie. Si
las condiciones son favorables para su desarrollo, los
microorganismos se pueden unir a la superficie, desarrollarse y
empezar a producir exopolisacáridos que proporcionan integridad
tridimensional a la biopelícula. Con el tiempo, la biopelícula se
hace más gruesa y se compleja internamente porque las células se
reproducen y producen más exopolisacáridos. La comunidad microbiana
de una película puede consistir en una sola especie o en varias
especies.
Aparentemente se encuentran biopelículas en
todos los sistemas naturales, médicos e industriales en los que
existen bacterias. Los microorganismos pueden formar biopelículas
sobre una gran variedad de superficies abióticas hidrófobas e
hidrófilas, incluidos vidrios, metales y plásticos.
Muchos tipos de procesos, sistemas y productos
pueden ser afectados negativamente por el desarrollo incontrolado
de microorganismos en biopelículas y en aguas de procesos
industriales. Estos problemas incluyen corrosión acelerada de
metales, descomposición acelerada de madera y de otros materiales
biodegradables, circulación restringida a través de tuberías,
obstrucción o ensuciamiento de válvulas y caudalímetros y menor
eficiencia de calentamiento o enfriamiento en superficies de
intercambio de calor. Las biopelículas también pueden ser
problemáticas en cuanto a limpieza y esterilización en equipos
médicos, cervecerías, bodegas, lecherías y otros sistemas de aguas
de procesos industriales de fabricación de alimentos y bebidas.
Además, las bacterias reductoras de sulfatos son frecuentemente
problemáticas en aguas usadas para la recuperación secundaria de
petróleo o para prospecciones petrolíferas en general. Aunque las
bacterias reductoras de sulfatos pueden formar biopelículas sobre
equipos y tuberías, el problema importante causado por estas
bacterias es que generan subproductos metabólicos que tienen olores
muy desagradables, son tóxicos y pueden causar corrosión de
superficies metálicas por acción galvánica acelerada. Por ejemplo,
estos microorganismos reducen los sulfatos presentes en el agua de
inyección generando sulfuro de hidrógeno, un gas muy tóxico que
tiene un olor muy desagradable (olor a huevos podridos), es
corrosivo y reacciona con superficies metálicas formando, como
producto de la corrosión, sulfuro de hierro insoluble.
La producción de papel es particularmente
susceptible a los efectos negativos de biopelículas. Las aguas de
los procesos de fabricación de papel tienen condiciones (por
ejemplo, temperatura y nutrientes) que favorecen el desarrollo de
microorganismos en el agua y sobre superficies expuestas. Las
biopelículas en sistemas de procesos de fabricación de papel se
denominan frecuentemente limo o depósitos de limo y contienen fibras
papeleras y otros materiales usados en la producción de papel. Los
depósitos de limo se pueden desprender de superficies del sistema e
incorporar en el papel, lo cual origina agujeros y defectos o
roturas en la hoja continua de papel. Estos problemas originan
menor calidad del producto o un producto inaceptable que debe ser
rechazado. Entonces es necesario parar la producción de papel para
limpiar el equipo, lo cual origina pérdida de tiempo de
producción.
Para controlar problemas causados por
microorganismos en aguas de procesos industriales, se han empleado
numerosos agentes antimicrobianos (esto es, biocidas) para
eliminar, inhibir o reducir el desarrollo microbiano. Los biocidas
se usan, solos o combinados, para prevenir o controlar los problemas
causados por el desarrollo de microorganismos. Usualmente los
biocidas se añaden directamente a la corriente del agua de proceso;
el método típico de adición es tal que el biocida se distribuye por
todo el sistema del proceso. De esta manera, se pueden reprimir
microorganismos planctónicos y los existentes en las películas
formadas sobre las superficies en contacto con el agua del
proceso.
\newpage
Como biocidas en sistemas de procesos
industriales se usan muchas sustancias orgánicas e inorgánicas. El
tipo de biocida usado en un sistema dado depende de muchos
factores, incluidos, pero sin carácter limitativo, la naturaleza
del medio al que se añade el biocida y los microorganismos
problemáticos, así como los requisitos específicos de la industria,
incluidas consideraciones reguladoras y de seguridad.
Dependiendo de su composición química y modo de
acción, los biocidas se clasifican en oxidantes y no oxidantes. Se
pueden usar biocidas oxidantes y no oxidantes, solos o combinados,
dependiendo de la aplicación. Los biocidas oxidantes se han usado
ampliamente en la industria durante décadas, especialmente en la
producción de pasta y papel en la que se han usado oxidantes
fuertes para reprimir poblaciones microbianas. Como biocidas se han
usado ampliamente biocidas oxidantes, como gas cloro, hipoclorito
sódico, ácido hipobromoso y dióxido de cloro, para tratar aguas de
recirculación en muchos tipos de industrias. Dos de las razones
principales para usar estos y otros biocidas oxidantes son que
estos oxidantes son (1) económicos y (2) no específicos con respecto
a qué tipos de microorganismos inhiben. Si se consiguen
concentraciones suficientes de biocidas oxidantes, se pueden
inhibir prácticamente todos los microorganismos.
De los biocidas oxidantes, el cloro es el usado
más ampliamente para tratar sistemas de aguas de recirculación. La
química del cloro es bien conocida. Cuando se añade a agua, el cloro
puede existir en una cualquiera de dos formas, HOCl y OCl^{-},
dependiendo del pH. Estas especies químicas de cloro, denominadas
"cloro activo", reaccionan con una amplia variedad de
compuestos presentes en sistemas acuosos.
La naturaleza muy reactiva del cloro puede ser
también una garantía, porque algo del oxidante puede ser usado (por
ejemplo, consumido) durante reacciones con material no biológico.
Por lo tanto, para proporcionar oxidante suficiente para reaccionar
con microorganismos en una corriente de un proceso, la cantidad
total de oxidante necesario para inhibir microorganismos debe
incluir la consumida en reacciones con componentes no biológicos
del sistema. Las reacciones con componentes no biológicos del agua
de un proceso no sólo aumentan el coste del tratamiento sino que
pueden generar subproductos no deseados y afectar negativamente a
otros aditivos presentes en la corriente del proceso.
Las corrientes de procesos, como las de fábricas
de papel, son especialmente problemáticas para oxidantes muy
reactivos debido a las altas concentraciones de materiales orgánicos
e inorgánicos disueltos y en partículas. Las aguas de estos
procesos tienen una "demanda" muy alta de oxidante.
"Demanda" se define como la cantidad de cloro que reacciona
con sustancias distintas de los microorganismos presentes en el agua
del proceso. Para mantener, en un sistema acuoso, una concentración
de cloro eficaz para inhibir microorganismos se debe aplicar una
cantidad superior a la demanda. Los tipos y cantidades de materiales
inorgánicos y orgánicos presentes en una corriente de un proceso
definen la demanda de un oxidante. Por ejemplo, se conocen muchas
sustancias que reaccionan con cloro y originan que el cloro sea no
biocida. Estas sustancias incluyen sulfuros, cianuros, iones
metálicos, lignina y, entre otros, diversos productos químicos de
tratamiento de agua (por ejemplo, ciertos inhibidores de corrosión
y de formación de incrustaciones).
Aunque eficaces como biocidas, los oxidantes
fuertes, como el hipoclorito sódico, pueden causar muchos problemas
en una corriente de un proceso industrial, como mayor velocidad de
corrosión, mayor consumo aditivos en la parte húmeda y, entre
otros, menor duración de los fieltros usados en las máquinas de
papel.
Debido a la reactividad intrínseca del cloro, y
de oxidantes fuertes relacionados, con materiales no biológicos
orgánicos e inorgánicos, es deseable tener el oxidante en una forma
que tenga actividad antimicrobiana pero que sea menos reactiva con
materiales no biológicos. Por lo tanto, se ha usado el proceso de
cloraminación para evitar algunos de los problemas asociados con el
uso de oxidantes fuertes. Se puede producir cloraminación (1)
añadiendo cloro a un sistema acuoso que contenga una concentración
baja conocida de amoníaco o (2) añadiendo amoníaco a un sistema
acuoso que contenga una concentración baja conocida de cloro. En una
u otra situación, el cloro y amoníaco reaccionan in situ
formando una cloramina. Las cloraminas generadas por reacción de
cloro y amoníaco incluyen monocloramina (NH_{2}Cl), dicloramina
(NHCl_{2}) y tricloramina (NCl_{3}). Dos de los parámetros
importantes que determinan qué cloramina existirá en un sistema son
el pH y la proporción de Cl a N.
Comúnmente el cloro, en forma gaseosa o líquida,
y el amoníaco se combinan formando cloraminas. Sin embargo, otras
sustancias que contienen un grupo amino (RNH_{2}) también pueden
formar cloraminas. La actividad antimicrobiana de una cloramina
depende de la naturaleza química del compuesto que contiene el grupo
amino. Por ejemplo, el hidróxido amónico puede reaccionar con un
oxidante donante de halógeno, como hipoclorito sódico, para formar
una monocloramina; esta cloramina será un biocida eficaz. Sin
embargo, si un aminoácido, como glicina (NH_{2}CH_{2}COOH),
reacciona con hipoclorito sódico, se clorará el grupo amino formando
una monocloramina o una dicloramina. La glicina clorada tiene una
actividad antimicrobiana menor que la cloramina generada a partir de
hidróxido amónico.
Las cloraminas son atractivas para tratamiento
de agua debido a su estabilidad in situ, facilidad de
aplicación y seguimiento y coste bajo operativo y de inversión. La
monocloramina es la especie química preferida para desinfectar un
suministro de agua. Se dice que la dicloramina es un desinfectante
superior pero tiene propiedades negativas, como alta volatilidad y
olor.
La diferencia de reactividad y especificidad del
cloro y la monocloramina hace que ésta penetre en una biopelícula y
reaccione con los microorganismos presentes mientras que aquél se
consume en reacciones no específicas con materiales presentes en el
agua o con componentes abióticos de la biopelícula antes de penetrar
totalmente en la biopelícula.
La monocloramina se usa como único compuesto
activo para tratar agua para reprimir el desarrollo de
microorganismos presentes en el agua y en sistemas de aguas
residuales. Diversos estudios han demostrado que el pH de un sistema
acuoso afecta a la eficacia de la monocloramina: la eficacia se
incrementa cuando disminuye el pH. Otros parámetros físicos y
químicos del sistema pueden afectar a la eficacia de las cloraminas
por influir en la estabilidad de los compuestos. Parámetros como el
pH, temperatura y presencia de otros compuestos químicos influyen
sobre la estabilidad de la monocloramina en agua: a pH 7,5, la vida
media de la monocloramina es aproximadamente 75 horas a 35ºC,
aunque es mayor que 300 horas a 4ºC.
Aunque usadas ampliamente para tratar sistemas
municipales de distribución de agua, comúnmente no se usan
cloraminas en sistemas industriales. En sistemas de fabricación de
papel se usa cloro (como gas cloro o como hipoclorito) combinado
con amoníaco. En años posteriores, en sistemas de fabricación de
papel ha habido una tendencia a usar otros biocidas oxidantes y no
oxidantes. Sin embargo, recientemente parece que se ha reavivado el
interés de usar cloraminas en sistemas de fabricación de papel
(véanse las patentes de Estados Unidos 6.478.973, 6.132.628 y
5.976.386, cuyos contenidos se incorporan como referencia en la
presente memoria). Por ejemplo, se ha demostrado que el bromuro
amónico reacciona con hipoclorito sódico produciendo un biocida
eficaz para aplicaciones industriales (patente de Estados Unidos
5.976.386). Además, este biocida es especialmente eficaz para
controlar problemas asociados con el desarrollo microbiano en aguas
de procesos de fabricación de pasta y papel que tienen un pH en el
intervalo alcalino. El biocida generado a partir de bromuro amónico,
denominado por Barak "cloramina activada por bromuro", reduce
eficazmente la comunidad microbiana total presente en un sistema
(esto es, la asociada a una biopelícula, así como bacterias
planctónicas) en el que el pH es neutro a alcalino. Barak afirma
que el pH preferido del agua receptora debe estar en el intervalo de
7 a 9. El biocida es eficaz en aguas del proceso alcalino de
fabricación de papel pero no interfiere con otros procesos de
fabricación de pasta y papel y con aditivos funcionales (por
ejemplo, aditivos de resistencia en húmedo y en seco, agentes de
encolado, colorantes, etc.) al contrario que otros oxidantes
comunes.
La solicitud de patente WO 2004/007378 describe
un método y aparato para reducir patógenos en una planta que usa
agua que ha sido tratada con cloraminas antes de ser introducida en
el proceso de producción.
Subsiste la necesidad de biocidas mejorados que
sean eficaces bajo condiciones medioambientales severas como las
existentes en la industria papelera y en otros procesos
industriales.
La presente invención comprende un método para
producir una mezcla (o combinación) sinérgica de monohaloamina y
dihaloamina de acuerdo con las reivindicaciones. La presente
invención se refiere a métodos para producir ciertas combinaciones
sinérgicas de haloaminas e introducir las citadas combinaciones en
corrientes de procesos industriales para reprimir el desarrollo de
microorganismos en sistemas acuosos y controlar los problemas
resultantes del desarrollo incontrolado de microorganismos en
sistemas de procesos industriales. Más específicamente, la presente
invención se refiere a métodos para producir ciertas mezclas (o
combinaciones) útiles para evitar el desarrollo de microorganismos
en aguas de procesos industriales.
Más específicamente, esta invención se refiere a
un método para producir una solución acuosa que contiene una
combinación sinérgica de monohaloamina y dihaloamina para reprimir
el desarrollo de microorganismos en sistemas acuosos, método que
comprende:
- (a)
- poner en contacto un generador de amonio o de amino con un oxidante halogenado, cada uno en cantidades eficaces para producir monohalomina, y
- (b)
- reducir el pH para convertir una porción deseada de la monohalomina en dihaloamina.
La presente invención se refiere a ciertas
combinaciones y procesos útiles para reprimir el desarrollo de
microorganismos en sistemas acuosos y controlar los problemas
resultantes del desarrollo incontrolado de microorganismos en aguas
de procesos industriales.
Figura 1: Aparato para producir una mezcla
sinérgica de biocidas.
Figura 2: Absorbancia de cloramina a diversos
valores de pH.
Figura 3: Aparato para producir una mezcla
sinérgica de biocidas.
Figura 4: Ajuste del pH de cloramina a diversos
intervalos de tiempo.
Figura 5: Ajuste del pH de cloramina a diversos
intervalos de tiempo.
Para los fines de esta invención, las haloaminas
se definen como compuestos químicos con una composición que incluye
uno o más átomos halógenos unidos a un grupo amino y que tienen
actividad antimicrobiana. El nitrógeno puede o no estar unido a
otro átomo distinto del hidrógeno. Los halógenos incluyen flúor,
cloro, bromo y yodo. Todas las haloaminas se pueden usar en los
aparatos y métodos descritos en la presente memoria para tratar
aguas de procesos industriales pero se prefieren las cloraminas.
Los aparatos y métodos descritos en la presente
memoria son útiles para producir mezclas (o combinaciones)
microbicidas de haloaminas que tienen un alto grado de actividad
antimicrobiana que puede no haber sido predecible a partir de las
actividades conocidas de los ingredientes individuales que
comprenden las combinaciones. La actividad mejorada de las mezclas
(o combinaciones) permite una reducción significativa de la cantidad
total de biocida requerido para un tratamiento eficaz de un sistema
acuoso.
La presente invención puede ser aplicada en un
aparato para producir mezclas (o combinaciones) sinérgicas que
contienen monohaloamina y dihaloamina. Las haloaminas se producen
combinando un generador de amonio o de amino con un oxidante
halogenado o, como alternativa, combinando un generador de amonio o
de amino con un oxidante en presencia de un generador de halógeno.
El generador de halógeno puede ser una sal o puede ser del
generador de amonio, como cloruro amónico. Ejemplos de haloaminas
son cloraminas (monocloramina y dicloramina) y bromaminas
(monobromamina y dibromamina).
Los generadores de amino o de amonio usados en
la presente invención incluyen, pero sin carácter limitativo,
amoníaco y sales amónicas y aminas. Sales amónicas significan sales
que tienen el catión NH_{4}^{+} y el anión correspondiente.
Ejemplos de sales amónicas incluyen, pero sin carácter limitativo,
acetato amónico, bicarbonato amónico, bifluoruro amónico, bromuro
amónico, carbonato amónico, cloruro amónico, citrato amónico,
fluoruro amónico, hidróxido amónico, yoduro amónico, molibdato
amónico, nitrato amónico, oxalato amónico, persulfato amónico,
fosfato amónico, sulfato amónico, sulfuro amónico, sulfato
férrico-amónico, sulfato
ferroso-amónico y sulfamato amónico. Las sales
amónicas preferidas son carbonato amónico, citrato amónico,
hidróxido amónico, sulfato amónico y cloruro amónico. Las sales de
amonio cuaternario no se consideran generadores de amino en la
presente invención y no se incluyen en el término "sales
amónicas" para los fines de la esta invención.
Los generadores de amino útiles en la presente
invención pueden ser aminas primarias (RNH_{2}), aminas
secundarias (R_{2}NH) o aminas terciarias (R_{3}N). Generadores
adicionales de amonio y/o amino incluyen amoníaco, dimetilamina,
etanolamina, etilendiamina, dietanolamina, trietanolamina,
dodeciletanolamina, hexadeciletanolamina, oleato de etanolamina,
trietilentetraamina, dibutilamina, tributilamina, glutamina,
dilaurilamina, diestearilamina, (alquilo de sebo)metilamina,
(alquilo de coco)metilamina, N-alquilaminas,
N-acetilglucosamina, difenilamina,
etanolmetilamina, diisopropanolamina,
N-metilanilina,
N-hexil-N-metilamina,
N-heptil-N-metilamina,
N-octil-N-metilamina,
N-nonil-N-metilamina,
N-decil-N-metilamina,
N-dodecil-N-metilamina,
N-tridecil-N-metilamina,
N-tetradecil-N-metilamina,
N-bencil-N-metilamina,
N-feniletil-N-metilamina,
N-fenilpropil-N-metilamina,
N-alquil-N-etilaminas,
N-alquil-N-hidroxietilaminas,
N-alquil-N-propilaminas,
N-propilheptil-N-metilamina,
N-etilhexil-N-metilamina,
N-etilhexil-N-butilamina,
N-feniletil-N-metilamina,
N-alquil-N-hidroxipropilaminas,
N-alquil-N-isopropilaminas,
N-alquil-N-butilaminas,
N-alquil-N-isobutilaminas,
N-alquil-N-hidroxialquilaminas,
hidracina, urea, guanidinas, biguanidinas, poliaminas, aminas
primarias, aminas secundarias, aminas cíclicas, aminas bicíclicas,
aminas oligocíclicas, aminas alifáticas, aminas aromáticas y
polímeros que contienen nitrógeno primario y secundario. Las aminas
cuaternarias no se incluyen en los generadores de amino útiles en
esta invención. Las aminas cuaternarias son saturadas y no
reactivas con oxidantes y no reaccionan suficientemente para
producir el biocida de la presente invención.
Los oxidantes reaccionan con los generadores de
amino produciendo los biocidas. Los oxidantes usados incluyen, pero
sin carácter limitativo, cloro, hipoclorito, ácido hipocloroso,
dióxido de cloro, isocianuratos clorados, bromo, hipobromito, ácido
hipobromoso, cloruro de bromo, cloritos generados
electrolíticamente, bromitos generados electrolíticamente,
hidantoínas halogenadas, ozono y compuestos peroxidados, como
perborato, percarbonato, persulfato, peróxido de hidrógeno, ácidos
percarboxílicos y ácido peracético.
En una variante particular de la invención, el
generador de amonio o de amino es hidróxido amónico y el oxidante es
hipoclorito sódico.
En otra variante particular de la invención, el
generador de amonio o de amino es sulfato amónico y el oxidante es
hipoclorito sódico.
Las mezclas de biocidas preparadas por los
métodos de esta invención son eficaces para reprimir e inhibir el
desarrollo y reproducción de microorganismos en sistemas acuosos y
en sistemas acuosos de aditivos. Los sistemas acuosos incluyen
sistemas de aguas industriales, como sistemas de aguas de
refrigeración, sistemas de fabricación de pasta y papel,
operaciones de petróleo, lubricantes y refrigerantes industriales,
lagunas, lagos y embalses. Además, los sistemas acuosos en los que
se puede usar la presente invención incluyen, pero sin carácter
limitativo, los referidos a pinturas, cuero, madera, pasta de
madera, astillas de madera, almidón, caolines, adyuvantes de
retención, agentes de encolado, antiespumantes, aditivos de
resistencia en seco y en húmedo, suspensiones de pigmentos (por
ejemplo, carbonato cálcico precipitado), materiales proteínicos,
madera en rollo, pieles animales, licores curtientes de vegetales,
cosméticos, formulaciones de productos de belleza, emulsiones,
adhesivos, recubrimientos, fluidos para mecanización de metales,
agua de piscinas, textiles, cambiadores de calor, formulaciones
farmacéuticas, lubricantes para perforaciones geológicas y
composiciones agroquímicas.
Los sistemas acuosos incluyen sistemas acuosos
de aditivos. Se define "aditivo" como producto o sustancia
disuelta o suspendida en agua que se añade a un sistema acuoso
mayor. Ejemplos de aditivos usados en la industria de pasta y papel
incluyen, pero sin carácter limitativo, adyuvantes de retención,
agentes de encolado, antiespumantes, aditivos de resistencia en
seco y en húmedo y suspensiones de pigmentos.
Las cantidades dosificadas de monohaloamina y
dihaloamina requeridas para eficacia de los productos hechos por el
método de esta invención dependen en general de la naturaleza del
sistema acuoso que se ha de tratar, nivel de organismos presentes
en el sistema acuoso y nivel de inhibición deseado. Los expertos en
la materia, usando la información descrita en la presente memoria,
pueden determinar la cantidad necesaria sin experimentación
indebida.
Las concentraciones eficaces de monohaloamina,
como cloramina, referidas a componente activo, son de
aproximadamente 0,01 miligramos por litro (mg/l) a aproximadamente
1.000 mg/l en peso [esto es, referido al peso de monohaloamina
medido por la cantidad de cloro activo (en mg/l)], preferiblemente
de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 200 mg/l, más
preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 mg/l,
aún más preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10
mg/l y lo más preferiblemente de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 5 mg/l. La cantidad de dihaloamina, referida a
componente activo, es de aproximadamente 0,1 a aproximadamente
1.000 mg/l en peso [esto es, referido a peso de dihaloamina medido
por la cantidad de cloro activo (en mg/l)], preferiblemente de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 200 mg/l, más preferiblemente
de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 mg/l, aún más
preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 mg/l y
lo más preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 5
mg/l. Así, con respecto a los biocidas, los límites superior e
inferior de las concentraciones requeridas dependen sustancialmente
del sistema que se ha de tratar.
La figura 1 es un diagrama que ilustra una forma
del aparato construido para realizar el proceso de las
reivindicaciones. En lo que sigue, "cantidad producida de modo
discontinuo" se refiere al volumen de una solución o suspensión
que se produce en una serie de fases (o etapas) discretas en un
recipiente o contenedor.
Con el aparato ilustrado en la figura 1 se
produce de modo discontinuo una cantidad de una haloamina, parte de
la cual se convierte posteriormente en una segunda haloamina que
después se recombina con la primera haloamina y se inyecta en un
sistema acuoso que se ha de tratar para reprimir el desarrollo de
microorganismos. En una realización particular ventajosa de la
invención, se produce de modo discontinuo una cantidad de
monocloramina en un recipiente. Después se disminuye el pH de la
solución de monocloramina al valor deseado con lo que una cantidad
conocida de monocloramina se convierte en dicloramina. La mezcla
sinérgica se usa para tratar un líquido, como agua en un sistema de
proceso industrial, de tal manera que inhibe el desarrollo de
microorganismos en la citada agua.
La combinación sinérgica de haloaminas se
produce por las etapas siguientes: (1) se abre la válvula 1 para
añadir el volumen deseado de agua por la tubería 2 al recipiente 3,
agitando o mezclando con el mezclador 4; (2) se añade la cantidad
deseada de un generador concentrado de amino desde el recipiente 5
por la tubería 6 mediante la bomba 7 para conseguir la
concentración deseada en el recipiente 3; y (3) se añade un
generador de halógeno desde el recipiente 8 por la tubería 9
mediante la bomba 10 en cantidad suficiente para conseguir la
concentración deseada en el recipiente 3. El pH de la solución de
monohaloamina en el recipiente 3 se mide con la sonda de pH 11
conectada a un controlador de pH 12 que controla a la bomba 13. El
pH de la solución de monohaloamina en el recipiente 3 se disminuye
hasta un valor predeterminado añadiendo la cantidad apropiada de
una solución de ácido desde el recipiente 14 por el conducto 15.
Después de haberse preparado de modo discontinuo la cantidad de la
solución de haloamina mixta de la manera antes mencionada, la bomba
16 transfiere la solución por el conducto 17 a uno o más puntos de
adición al agua de proceso 18. Un método opcional de seguimiento en
línea permite desviar una porción de la solución por el conducto 19
con lo que la solución pasa a través de un espectrofotómetro 20 en
el que se determina el perfil del espectro de absorción de la
solución. El conducto 19 también retorna la solución al conducto 17
antes de que ésta entre en el agua que se ha de tratar en la
posición 18.
La figura 2 ilustra cómo cambia la composición
de una solución de monohaloamina en función del pH. En este caso,
se preparó una solución de monocloramina de 100 ppm a pH 8,0, que
tenía un único pico con una absorbancia máxima a 244 nm. Cuando se
disminuyó el pH por adición de una solución de ácido clorhídrico,
disminuyó la altura del pico a 244 nm, lo cual indica una
disminución de la concentración de monocloramina, y hubo un
incremento del valor de la absorbancia a 295 nm. La dicloramina
tiene dos máximos de absorbancia (a 206 y 295 nm). El pico a 295 nm
representa la formación de dicloramina.
La figura 3 es un diagrama que ilustra otra
forma de aparato construido de acuerdo con la presente
invención.
Con el aparato ilustrado en la figura 3 se
produce de modo discontinuo una cantidad de una haloamina, parte de
la cual se convierte posteriormente en una segunda haloamina que
después se recombina con la primera haloamina y se inyecta en un
líquido que se ha de tratar para reprimir el desarrollo de
microorganismos. En una realización particular ventajosa de la
invención, se produce de modo discontinuo una cantidad de
monocloramina en un recipiente. La solución de monocloramina se usa
después como parte de una mezcla sinérgica. La otra parte de la
mezcla sinérgica, dicloramina, se produce en línea cuando se bombea
la monocloramina desde el recipiente donde se ha producido. La
mezcla sinérgica se usa para tratar un líquido, como agua, en un
sistema de proceso industrial, de tal manera que inhibe el
desarrollo de microorganismos en la citada agua. Cantidad producida
de modo discontinuo se refiere al volumen de una mezcla de biocidas
producida en una serie de fases (o etapas) discretas en un
recipiente o contenedor. La combinación de haloaminas se añade al
agua que se ha de tratar.
En la figura 3, la combinación sinérgica de
haloaminas se produce por las etapas siguientes: (1) se abre la
válvula 1 para añadir el volumen deseado de agua por la tubería 2 al
recipiente 3, agitando constantemente con el mezclador 4; (2) se
añade la cantidad deseada de un generador concentrado de amino desde
el recipiente 5 por la tubería 6 mediante la bomba 7 para conseguir
la concentración deseada en el recipiente 3; y (3) se añade un
generador de halógeno desde el recipiente 8 por la tubería 9
mediante la bomba 10 en cantidad suficiente para conseguir la
concentración deseada en el recipiente 3. Después de haberse
preparado la solución de haloamina en el recipiente 3, se bombea
esta solución desde el recipiente 3 por la tubería 11 mediante la
bomba 12. Una fracción de la solución en la tubería 11 es desviada
hacia la cámara mezcladora 6 por la válvula 13 y la tubería 15
usando la bomba 14. La solución en la cámara mezcladora 16 es
agitada constantemente con el mezclador 17. El pH de la solución en
la cámara mezcladora 16 se sigue con la sonda de pH 18 conectada a
un medidor/controlador de pH 19 y se mantiene al valor deseado (por
ejemplo, 3,5) bombeando con la bomba 21 una solución diluida de un
ácido desde el recipiente 20. La solución en la cámara mezcladora 16
se bombea a un caudal específico por la tubería 22 mediante la
bomba 23 y por la válvula 24 a la tubería 11. Un método opcional de
seguimiento en línea incluye desviar una porción de la solución por
la tubería 25 con lo que la solución pasa a través de un
espectrofotómetro 26 en el que se determina el perfil del espectro
de absorción de la solución. La tubería 25 también retorna la
solución a la tubería 11 antes de que ésta entre en el agua que se
ha de tratar en la posición 27.
El generador de amino del recipiente 5 puede ser
cualquiera de las sales de amina o compuestos que contienen amino
antes mencionados. Se prefieren generadores de amino inorgánicos no
halogenados, como sulfato amónico e hidróxido amónico.
En una realización particular ventajosa de la
invención, la solución de haloamina del recipiente 3 se prepara de
modo discontinuo en forma de solución concentrada que tiene una
concentración total de haloamina en el intervalo de 100 a 10.000
mg/l, preferiblemente de 500 a 8.000 mg/l. Más preferiblemente, la
solución de haloamina se prepara de modo discontinuo en forma de
solución concentrada que tiene una concentración de haloamina en el
intervalo de 1.000 a 5.000 mg/l.
Durante la producción de la solución sinérgica
de haloaminas, en la figura 3, una fracción de la solución de
haloamina es desviada por la válvula 13 con lo que esa fracción de
haloamina se añade a la cámara mezcladora 16 en la que el pH se
ajusta dentro del intervalo de aproximadamente 3,0 a aproximadamente
5,0. En una realización particular ventajosa de la invención, el pH
se ajusta dentro del intervalo de 3,5 a 4,0.
En una realización particular ventajosa de la
invención, en la figura 3, la solución de haloamina del recipiente
3 es monocloramina. Pasando parte de la solución de monocloramina
por la cámara mezcladora 16, la monocloramina se convierte
cuantitativamente en dicloramina como resultado de mantener el pH
dentro del intervalo de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 4,5
por adición de cantidades apropiadas de un ácido desde el recipiente
20. Después de retornar la solución de cloramina a la tubería 11
por la válvula 24, la mezcla sinérgica de monocloramina y
dicloramina se añade al agua receptora en la posición 27. La
proporción de monocloramina a dicloramina se controla por el caudal
de la solución que pasa a través de la cámara mezcladora 16.
En una realización particular ventajosa de la
invención, se puede usar un controlador para la producción
automatizada de cargas discontinuas de combinaciones sinérgicas de
haloaminas.
En una realización particular ventajosa de la
invención, se puede usar la cámara mezcladora para cambiar
parámetros distintos del pH y originar la formación de otras
especies químicas de haloamina que sean componentes de la mezcla
sinérgica. Por ejemplo, es posible modificar la proporción de cloro
a nitrógeno y causar la conversión de monocloramina a
dicloramina.
La proporción de haloaminas en la mezcla de
biocidas requerida para eficacia en esta invención depende en
general de la naturaleza del sistema acuoso que se ha de tratar,
nivel de organismos presentes en el sistema acuoso y nivel de
inhibición deseado. Los expertos en la materia, usando la
información descrita en la presente memoria, pueden determinar la
cantidad necesaria sin experimentación indebida.
En una realización particular ventajosa de la
invención, la proporción eficaz de monohaloamina a dihaloamina en
el biocida es de aproximadamente 1:100 a aproximadamente 100:1. En
otra realización ventajosa de la invención, la proporción eficaz de
monohaloamina a dihaloamina es de aproximadamente 1:20 a
aproximadamente 20:1.
Una realización preferida de la invención
incluye, como haloaminas, monocloramina y dicloramina. Con respecto
a la proporción de monocloramina a dicloramina para dar un producto
biocida sinérgico, los límites superior e inferior de la proporción
requerida dependen sustancialmente del sistema que se ha de
tratar.
En una realización ventajosa, en cualquiera de
las figuras 1 ó 3, el generador de amino y el generador de oxidante
halogenado se añaden simultáneamente al agua de dilución en el
recipiente 3.
En otra realización, se puede usar el aparato
para producir de modo discontinuo cantidades de una haloamina y
generar después la mezcla sinérgica de tal manera que se alimente de
modo continuo o intermitente la mezcla sinérgica al sistema
acuoso.
El aparato descrito en la presente memoria se
puede usar para producir y administrar una combinación sinérgica de
haloaminas que se puede añadir al sistema como material(es)
independiente(s) o combinados con otros materiales que se
añaden al sistema acuoso que se ha de tratar. Por ejemplo, los
aparatos y métodos se pueden usar para producir y suministrar una
combinación sinérgica de monocloramina y dicloramina a agua o a
otras soluciones, como almidón, caolín, suspensiones de pigmentos,
carbonato cálcico precipitado, adyuvantes de retención, aditivos de
resistencia en seco y/o en húmedo, antiespumantes u otros aditivos
usados en la fabricación de pasta o papel.
Una realización preferida de la invención
incluye el uso de un controlador para la producción de modo
discontinuo de cargas de la combinación sinérgica de haloaminas de
acuerdo con un programa predeterminado.
En otra realización preferida de la invención,
la producción de modo discontinuo de cargas de la combinación
sinérgica de haloaminas se coordina con el caudal de agua o la
producción del producto en una planta industrial de manera que
proporcione dosis eficaces de las haloaminas ajustadas a las
necesidades.
Los aparatos y métodos descritos en la presente
memoria son útiles para la adición de biocida a aguas de procesos
industriales de maneras que dependen del desarrollo de la población
microbiana, tipo de microorganismos problemáticos y grado de
ensuciamiento de superficies de un sistema particular. La solución
de haloaminas se puede añadir de modo intermitente de acuerdo con
un programa predeterminado o "bajo demanda" de acuerdo con el
caudal del agua de un proceso industrial o con la cantidad de
producto que se produce.
Los aparatos y métodos descritos en la presente
memoria se pueden usar para la adición de biocida a aguas de
procesos industriales, en los que el biocida se añade directamente a
la corriente de agua del proceso o a sistemas de aditivos. Estos
sistemas de aditivos incluyen, pero sin carácter limitativo,
soluciones de almidón, soluciones de adyuvantes de retención,
suspensiones de carbonato cálcico precipitado, etc. El biocida de la
presente invención se puede añadir en diversos puntos de
alimentación al sistema acuoso que se ha de tratar. Ejemplos de
puntos de adición en un sistema de pasta y papel incluyen, pero sin
carácter limitativo, circuito largo o corto, tina de rotos,
recuperador de fibras, pasta densa, tina de mezcla y caja de
entrada.
Los ejemplos siguientes son ilustrativos de la
presente invención. Sin embargo, estos ejemplos no limitan en modo
alguno el alcance de la invención ni su protección. Los ejemplos
ilustran cómo se pueden usar los aparatos y métodos descritos en la
presente memoria para producir una combinación de haloaminas usada
como biocida sinérgico para reprimir bacterias en aguas de procesos
industriales.
Usando un consorcio de microorganismos y un
protocolo de dosis-respuesta se determinó la
eficacia de las haloaminas individuales y de la combinación
sinérgica producida con el aparato antes descrito. Las
concentraciones indicadas de monocloramina y dicloramina están
expresadas en miligramos por litro (mg/l) medidas por análisis de
Cl_{2}. Se usó el ensayo de cloro Hach DPD (de Hach Company,
Loveland, Colorado) para medir la concentración total de cloro
activo que se expresa como miligramos de Cl_{2} por litro. El
ensayo DPD se basa en la cantidad de cloro de una muestra que
reacciona con oxalato de
N,N-dietil-p-fenilendiamina.
Para determinar la cantidad de monocloramina o dicloramina de una
muestra, se transfiere una parte alícuota de la muestra a un
recipiente limpio, se diluye apropiadamente con agua desionizada y
se ensaya de acuerdo con el ensayo de cloro Hach DPD. El ensayo
mide la cantidad total de cloro que puede reaccionar con el reactivo
indicador. La reacción se mide determinando la absorbancia de luz a
530 nm. Por lo tanto, para los fines de esta invención, una cantidad
de monocloramina o dicloramina presentada en mg/l significa la
cantidad de monocloramina o dicloramina que contiene la cantidad
designada de miligramos de cloro reactivo por litro. Así, por
ejemplo, una muestra tratada con 1 mg/l de monocloramina o
dicloramina contiene una concentración total de cloro activo de 1
mg/l. Igualmente, una muestra tratada con 0,5 mg/l de monocloramina
y 0,5 mg/l de dicloramina contiene una concentración total de cloro
activo de 1 mg/l.
El uso del término "proporción" en relación
con las moléculas activas ensayadas se basa en la cantidad de cada
uno de los dos compuestos químicos biocidamente activos expresada en
miligramos por litro. Por ejemplo, una solución que contiene
monocloramina y dicloramina en una proporción de 1:1 contiene X mg/l
(como Cl_{2}) de monocloramina y X mg/l (como Cl_{2}) de
dicloramina, siendo X una fracción o número entero. Igualmente, una
solución que contiene monocloramina y dicloramina en una proporción
de 4:1 contiene 4X mg/l (como Cl_{2}) de monocloramina y X mg/l
(como Cl_{2}) de dicloramina, siendo X una fracción o número
entero.
Se ensayaron los materiales frente a un
consorcio de varias especies bacterianas (denominado también
consorcio artificial). Aunque las cepas ensayadas son
representativas de organismos presentes en sistemas de fábricas de
papel, el efecto no se limita a estas bacterias. Dos de las cepas
fueron Klebsiella pneumonia (ATCC 13883) y Pseudomonas
aeruginosa (ATCC 15442). Las otras cuatro cepas se aislaron de
sistemas de fábricas de papel y fueron identificadas supuestamente
como Curtobacterium flaccumfaciens, Burkholderia
cepacia, Bacillus maroccanus y Pseudomonas
glathei. Cada cepa se desarrolló en agar-soja a
37ºC durante una noche. Se usaron escobillas estériles con punta de
algodón para transferir asépticamente las células a una solución
salina estéril. Cada suspensión de células se preparó a una
concentración deseada, medida por turbiedad, antes de combinar
volúmenes iguales de cada una de las suspensiones de células para
preparar el consorcio.
En este ejemplo, se usaron los aparatos y
métodos descritos en la presente memoria para producir una solución
biocida sinérgica que contenía monocloramina y dicloramina en una
proporción de 4:1. La primera etapa para producir la mezcla
sinérgica fue combinar un generador de amino y un generador de
halógeno en la proporción apropiada para obtener la concentración
deseada de haloamina. Se cargó el recipiente 3 de la figura 3 con
un volumen apropiado de agua desionizada inmediatamente antes de
bombear secuencialmente soluciones del generador de amino del
recipiente 5 y del generador de halógeno del recipiente 8 al agua
desionizada del recipiente 3. Los volúmenes de los generadores de
amino y de halógeno añadidos al agua desionizada de dilución del
recipiente 3 fueron tales que las funcionalidades amino
(-NH_{2}) y cloro (Cl^{-}) estaban en concentraciones
equimolares. En el ejemplo, la concentración de la solución de
monocloramina (NH_{2}Cl) en el recipiente 3 fue 1.000 mg/l. Para
formar esta concentración de monocloramina, el generador de amino
fue sulfato amónico [(NH_{4})_{2}SO_{4}] y el
generador de halógeno fue hipoclorito sódico (NaOCl). Las soluciones
de sulfato amónico e hipoclorito sódico se prepararon y añadieron a
los recipientes 5 y 8, respectivamente. Los volúmenes de cada
solución añadida al agua desionizada de dilución en el recipiente 3
se calcularon de acuerdo con la concentración de cada una cuando se
preparó la solución de monocloramina. Para cada solución, el volumen
añadido al recipiente 3 fue tal que, en el volumen final, las
concentraciones del grupo amino y de cloro activo fueron 19,6
milimolar. La concentración de monocloramina en el recipiente 3 fue
confirmada midiendo la concentración total de cloro mediante el
ensayo de cloro Hach DPD. También, la presencia de las especies
químicas activas producidas con los aparatos y métodos de la
presente memoria fue confirmada con un espectrofotómetro de barrido
midiendo la absorbancia de luz en el intervalo de 200 a 350 nm.
La siguiente etapa para producir la mezcla
sinérgica de haloaminas se empezó bombeando la solución de
monocloramina del recipiente 3 por la tubería 11. Cuando se bombeó
la solución por la tubería 11, una porción del caudal de la
solución se desvió a través de un espectrofotómetro 28 equipado con
una celda de flujo de cuarzo, que midió el espectro de absorbancia.
Cuando se bombeó la solución de haloamina directamente desde el
recipiente 3 sin pasar una porción de ella a través de la cámara
mezcladora 16, el perfil de absorbancia no cambió (figura 4). Para
producir la mezcla sinérgica, se desvió una porción de la solución
de haloamina por la válvula 13 a la cámara mezcladora 16 donde, en
el caso de cloraminas, el bajo pH originó la conversión de
monocloramina en dicloramina. La solución de dicloramina retornó a
la tubería 11 mediante la válvula 24. Cuando la concentración de
dicloramina en la corriente de alimentación se incrementó hasta un
valor constante, hubo una disminución gradual en el pico de
absorbancia a 244 nm (característico de la monocloramina) con
incrementos correspondientes de las lecturas de absorbancia en las
regiones de 206 y 295 nm (características de la dicloramina). Los
cambios de los perfiles espectrales de la solución de monocloramina
cuando se produjo dicloramina para generar la combinación sinérgica
son acordes con los espectros publicados de la monocloramina y
dicloramina. Como se ilustra en la figura 4, en una solución de
monocloramina y dicloramina con una proporción de 4 partes de
monocloramina por 1 parte de dicloramina, hubo una disminución,
dependiente del tiempo, de la absorbancia a 244 nm e incrementos
correspondientes de los valores de la absorbancia a 206 y 295 nm. En
este ejemplo, la concentración de monocloramina en el recipiente 3
fue 1.000 mg/l. La solución de monocloramina fue bombeada desde el
recipiente 3 a un caudal de 10 ml/min. Veinte por ciento del
volumen bombeado (esto es, 2 ml/min) fue desviado a la cámara
mezcladora 16 donde se mantuvo el pH a un valor de 4,0 para
convertir la monocloramina en dicloramina y retornó a la corriente
de monocloramina al mismo caudal (2 ml/min). En el caso de una
proporción 4:1 de monocloramina a dicloramina, las lecturas de la
absorbancia se estabilizaron después de aproximadamente 16 minutos,
indicando esto que se había conseguido el punto de equilibrio.
Se recogió asépticamente una muestra de la
solución de biocida al final de la tubería 11 después de que el
aparato hubiera estado funcionando durante aproximadamente 20
minutos y se usó esta muestra en un ensayo de eficacia. También se
recogieron muestras de la solución de monocloramina en el recipiente
3 y de la solución de dicloramina en la cámara mezcladora 16, para
ensayar la eficacia de cada compuesto activo individual. En el
ensayo, se preparó el consorcio bacteriano como se ha descrito
anteriormente y se transfirió asépticamente una cantidad apropiada
de la suspensión de células a solución salina estéril ajustando el
pH a valores seleccionados. Las células se expusieron después a las
haloaminas y combinaciones sinérgicas de las haloaminas. En cada
caso, la concentración total de halógeno fue 0,5 mg/l (como
Cl^{-}). En este ejemplo, además del control no tratado, el
consorcio se expuso a los siguientes tratamientos: (1) 0,5 mg/l de
monocloramina, (2) 0,5 mg/l de dicloramina, (3) 0,25 mg/l de
monocloramina más 0,25 mg/l de dicloramina, y (4) 0,4 mg/l de
monocloramina más 0,1 mg/l de dicloramina. El consorcio se expuso a
las haloaminas durante 20 minutos antes de retirar las muestras para
el recuento de células mediante la técnica de placa extensora. La
exposición del consorcio a los valores de pH seleccionados no
produjo cambios en los recuentos de células. Los recuentos del
control presentados en la tabla 1 son los obtenidos después de una
exposición de 20 minutos a solución salina con el pH ajustado a los
valores indicados. La exposición del consorcio a 0,5 mg/l de
monocloramina o a 0,5 mg/l de dicloramina originó una disminución
del recuento de células; esta disminución fue significativamente
mayor a valores de pH menores. La exposición del consorcio a una
proporción 4:1 de monocloramina a dicloramina originó la disminución
mayor de recuento bacteriano.
La tabla 1 muestra los tamaños de las
poblaciones de un consorcio bacteriano después de una exposición de
20 minutos a monocloramina (MCA) y/o dicloramina (DCA). Las cifras
representan el logaritmo decimal del recuento de colonias y son la
media de tres valores.
Estos resultados demostraron que los aparatos y
métodos descritos en la presente memoria fueron eficaces para
producir una mezcla sinérgica de biocida compuesta de monocloramina
y dicloramina en una proporción de 4:1.
Se usó el aparato para producir un biocida
sinérgico en el que se cambió la proporción de monocloramina a
dicloramina ajustando el caudal de monocloramina a través de la
cámara mezcladora 16. En este ejemplo, se ajustó incrementalmente
el caudal de manera que se obtuvo una solución con una proporción de
9 partes de monocloramina por 1 parte de dicloramina. Cada cambio
incremental se realizó de manera que se estabilizó el espectro de
absorbancia (figura 5) en cuyo momento se recogieron muestras de la
solución de biocida con la proporción de 9:1 (monocloramina a
dicloramina), así como de la solución de monocloramina en el
recipiente 3 y de la solución de dicloramina en la cámara
mezcladora 16. Se determinó la concentración total de cloro en cada
muestra para confirmar que la proporción era la correcta. Se
mezclaron volúmenes apropiados de muestras de las soluciones de
monocloramina y dicloramina para obtener proporciones de 1:1 y
4:1.
Los estudios de dosis-respuesta
se realizaron como se ha descrito anteriormente usando un consorcio
bacteriano recién preparado. Se preparó solución salina estéril con
valores de pH ajustados de 5,0, 6,0, 7,0 y 8,0. La concentración
inicial de bacterias en el consorcio fue aproximadamente 2 x
10^{5} por mililitro. Las suspensiones de células se expusieron a
0,5 mg/l de componente activo (como Cl_{2}) con cada solución
sinérgica de cloraminas. Se determinó el número de bacterias
supervivientes después de un tiempo de contacto de 20 minutos. Como
se ilustra en la tabla 2, cuando cambió la proporción de
monocloramina a dicloramina, también cambió la eficacia relativa.
Las cifras expresan logaritmos decimales de transformaciones de los
recuentos en placa. La proporción más eficaz de monocloramina a
dicloramina estuvo en el intervalo de 9:1 a 2:1.
La tabla 2 muestra los resultados de los ensayos
de eficacia de proporciones seleccionadas de monocloramina a
dicloramina. Las células se expusieron a la concentración indicada
de monocloramina (MCA) y/o dicloramina (DCA) durante 20 minutos
antes de contar el número de células supervivientes.
Este ejemplo demuestra que los aparatos y
métodos descritos en la presente memoria se pueden usar para cambiar
la proporción de componentes activos en la mezcla sinérgica de tal
manera que la citada mezcla puede ser optimizada para su uso como
biocida, dependiendo de las características del líquido que se ha de
tratar.
Claims (9)
1. Un método para producir una solución acuosa
que contiene una combinación sinérgica de biocidas compuesta de
monohaloamina y dihaloamina para reprimir el desarrollo de
microorganismos en un sistema acuoso, método que comprende:
- (a)
- poner en contacto en agua un generador de amonio o de amino con un oxidante halogenado, en cantidades eficaces para producir monohaloamina, y
- (b)
- reducir el pH para convertir una porción deseada de monohaloamina en dihaloamina.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el generador de amonio o de amino es amoníaco, hidróxido
amónico o una sal amónica.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que la sal amónica se selecciona del grupo que consiste en
sulfato alumínico-amónico, acetato amónico,
bicarbonato amónico, bifluoruro amónico, bromuro amónico, carbonato
amónico, cloruro amónico, citrato amónico, fluoruro amónico,
hidróxido amónico, yoduro amónico, molibdato amónico, nitrato
amónico, oxalato amónico, persulfato amónico, fosfato amónico,
sulfato amónico, sulfuro amónico, sulfato
férrico-amónico, sulfato
ferroso-amónico y combinaciones de estas sales.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el generador de amino se selecciona del grupo que consiste
en poliaminas, aminas primarias, aminas secundarias, aminas
cíclicas, aminas bicíclicas, aminas oligocíclicas, aminas
alifáticas, aminas aromáticas, polímeros que contienen nitrógeno
primario y secundario y combinaciones de estos compuestos.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que el generador de amino se selecciona del grupo que consiste
en dimetilamina, etanolamina, etilendiamina, dietanolamina,
trietanolamina, dodeciletanolamina, hexadeciletanolamina, oleato de
etanolamina, trietilentetraamina, dibutilamina, tributilamina,
glutamina, dilaurilamina, diestearilamina, (alquilo de
sebo)metilamina, (alquilo de coco)metilamina,
N-acetilglucosamina, difenilamina, etanolmetilamina,
diisopropanolamina, N-metilanilina,
N-hexil-N-metilamina,
N-heptil-N-metilamina,
N-octil-N-metilamina,
N-nonil-N-metilamina,
N-decil-N-metilamina,
N-dodecil-N-metilamina,
N-tridecil-N-metilamina,
N-tetradecil-N-metilamina,
N-bencil-N-metilamina,
N-feniletil-N-metilamina,
N-fenilpropil-N-metilamina,
N-alquil-N-etilaminas,
N-alquil-N-hidroxietilaminas,
N-alquil-N-propilaminas,
N-propilheptil-N-metilamina,
N-etilhexil-N-metilamina,
N-etilhexil-N-butilamina,
N-feniletil-N-metilamina,
N-alquil-N-hidroxipropilaminas,
N-alquil-N-isopropilaminas,
N-alquil-N-butilaminas,
N-alquil-N-isobutilaminas,
N-alquil-N-hidroxialquilaminas,
hidracina, urea, guanidinas, biguanidinas y combinaciones de estas
aminas.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el oxidante halogenado se selecciona del grupo que
consiste en cloro, hipoclorito, ácido hipocloroso, iocianuratos
clorados, bromo, hipobromito, ácido hipobromoso, cloruro de bromo,
hidantoínas halogenadas y combinaciones de estos compuestos.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el generador de amonio o de amino es sulfato amónico y el
oxidante halogenado es una sal hipoclorito.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el oxidante halogenado es un oxidante clorado y, en la
etapa (b), se ajusta el pH hasta que la proporción de monocloramina
a dicloramina sea 200:1 a 1:100.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que la cantidad de monocloramina, referida a componente
activo, varía de 0,1 a 10.000 mg/l (como Cl_{2}), basado en el
volumen del sistema acuoso que se ha de tratar, y la cantidad de
dicloramina, referida a componente activo, varía de 0,01 a 10.000
mg/l (como Cl_{2}), basado en el volumen del sistema acuoso que
se ha de tratar.
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