ES2340491T3

ES2340491T3 - Composiciones para tratar el agua con un agente enmascarante.

Info

Publication number: ES2340491T3
Application number: ES04713714T
Authority: ES
Inventors: Philip Frank Souter; Colin Ure
Original assignee: Pur Water Purification Products Inc
Current assignee: Pur Water Purification Products Inc
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2010-06-04
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: CO5660284A2; US7153438B2; NZ541946A; US20040164029A1; HK1086248A1; EP1601618B1; DE602004025411D1; EG23726A; MA27659A1; WO2004076364A1; AU2004215404A1; RU2005126857A; ZA200505950B; ATE457019T1; CN100374379C; EP1601618A1; RU2367617C2; JP2006518339A; AU2004215404B2; KR20050107759A

Abstract

Una composición, para purificar agua potable, que comprende: a) un coagulante primario seleccionado de sales inorgánicas multivalentes solubles en agua y mezclas de las mismas; y b) un agente desinfectante clorado; caracterizada por que la composición además comprende un agente enmascarante compatible con el cloro cargado sobre un sustrato.

Description

Composiciones para tratar el agua con un agente enmascarante.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a composiciones, métodos y kits para usar en la purificación de agua potable contaminada con el fin de hacerla potable. Más especialmente, la presente invención se refiere a agentes enmascarantes usados para enmascarar sabor u olor no deseado asociado con la purificación del agua potable contaminada.

Antecedentes de la invención

En todas las regiones del mundo hay necesidad de agua potable. En los países desarrollados, se purifica el agua y el agua potable se suministra a gran escala, de forma típica por parte de grandes compañías de gestión del agua nacionales o multinacionales. Esta agua se suministra de forma típica directamente a los hogares de los consumidores en forma de agua potable. Sin embargo, en algunas partes del mundo, por ejemplo en algunas zonas rurales de países en vías de desarrollo, muchas personas o bien no tienen suministro directo de agua potable a sus hogares y solo tienen acceso a un suministro de agua comunitaria no potable como por ejemplo un pozo del pueblo, o bien no puede garantizarse que el agua que reciben sea potable. Como resultado, una cantidad considerable de personas mueren cada año como resultado directo de beber agua contaminada. Por lo tanto, hay una necesidad de kits de purificación de agua y de composiciones que permitan al consumidor purificar su propia agua, que produzcan agua potable de un modo rápido y eficaz.

Muchas composiciones de purificación de agua disponibles en el mercado hasta la fecha consisten en desinfectantes que incluyen cloro o derivados del mismo. Las cantidades de tales desinfectantes necesarias para purificar el agua de forma eficaz tienen un impacto en el sabor y olor del agua resultante. Pueden añadirse saborizantes para cambiar el sabor y olor del agua. Sin embargo, los saborizantes tradicionales usados para cambiar el sabor y el olor del agua comprometen de forma significativa la eficacia del cloro y de los derivados clorados como desinfectantes. Por lo tanto, existe una necesidad de proporcionar una composición para la purificación del agua que desinfecte el agua contaminada sin transmitir un sabor o un olor que los consumidores pueden considerar desagradable en el agua potable resultante.

Otro problema asociado con el uso de ciertos desinfectantes clorados, tales como, por ejemplo, hipoclorito de calcio, es el de la estabilidad del producto. En particular, se ha descubierto que composiciones conocidas basadas en hipoclorito de calcio pueden sufrir una pérdida sustancial de eficacia de desinfección cuando se mezclan con un saborizante. Por lo tanto, hay una necesidad de composiciones de desinfección que contengan un saborizante que tenga una mayor estabilidad durante el almacenamiento.

Tras la desinfección del agua potable contaminada, un problema adicional incluye mantener una capacidad desinfectante residual para proteger el agua de la recontaminación durante el tiempo necesario hasta el consumo, proporcionando al mismo tiempo un agua potable de un sabor satisfactorio. Por lo tanto, hay una necesidad de composiciones, métodos y kits para purificar agua potable contaminada y para proporcionar agua purificada con propiedades de sabor modificadas durante un período de tiempo.

Tras la desinfección del agua potable contaminada, un problema adicional incluye mantener una capacidad desinfectante residual para proteger el agua de la recontaminación durante el tiempo necesario hasta el consumo, proporcionando al mismo tiempo un agua potable de un sabor satisfactorio. Por lo tanto, hay una necesidad de composiciones, métodos y kits para purificar agua potable contaminada y para proporcionar agua purificada con propiedades de sabor mejoradas durante un período de tiempo.

US-5.571.519 describe composiciones de pastillas limpiadoras de dentaduras postizas en las que se protege un agente saborizante de la degradación debida al blanqueador liberador de oxígeno incorporando cada uno en capas separadas. Sus composiciones no contienen coagulante y no describe la purificación de agua potable.

JP 01-176487 describe la eliminación de sabor clorado de agua potable, que ha sido tratada previamente con un agente blanqueante clorado en una instalación municipal, reduciendo la especie de agente blanqueante clorado con ascorbato. Usa además ciclodextrina para eliminar olores asociados con agua estancada. No describe una composición que comprende un agente desinfectante de cloro o un agente enmascarante, tal como un saborizante, cargado en un sustrato.

JP 05-038360 se ocupa de la esterilización y desodorización de desechos de hospitales. Se usa un perfume en polvo como desodorante y una resina absorbente del agua para coagular el desecho. No describe ni un coagulante de tipo sal de metal, ni la separación de impurezas para proporcionar un agua potable.

US-5.075.025 describe composiciones desinfectantes que contienen hipoclorito; un alcohol terciario, especialmente t-butanol, para enmascarar el olor clorado; y una fragancia, tal como limón. No describe el cargar un agente enmascarante sobre un sustrato, agentes coagulantes de tipo sal de metal o métodos para purificar agua potable.

WO 02/00557 describe composiciones, métodos y kits para la purificación de agua potable contaminada para potabilizarla. No describe el añadir sabores a sus composiciones, y mucho menos cargarlos en un sustrato.

Sumario de la invención

Según un aspecto de la invención, una composición para desinfectar agua incluye un coagulante primario seleccionado de sales inorgánicas multivalentes solubles en agua y mezclas de los mismos; un agente desinfectante de tipo clorado y un agente enmascarante cargado sobre un sustrato. El agente enmascarante es cualquier compuesto compatible con el cloro y que puede enmascarar o minimizar características no deseadas del agente desinfectante, como por ejemplo sabor u olor. En una realización, el agente enmascarante es un sabor derivado de fruta cítrica. También se usan otros tipos de agentes enmascarantes compatibles. La composición también puede incluir otros componentes, tales como un coadyuvante de coagulación, un floculante de uniones con puente, un material polimérico, un agente alcalino, un oxidante autocatalítico, y mezclas de los mismos.

Un aspecto adicional de la presente invención proporciona un método de purificación de agua potable con el agente desinfectante. El método comprende las etapas de añadir el agente al agua contaminada; añadir una cantidad eficaz del agente enmascarante al agua; permitir la liberación desde el sustrato de una cantidad suficiente de agente enmascarante para enmascarar el sabor y el olor no deseado del agente desinfectante en el agua; y posteriormente tratar el agua mediante filtración, decantación, sedimentación, flotación, o una combinación de los mismos, para eliminar al menos parcialmente sólidos del agua.

No está previsto que el resumen anterior describa cada realización descrita o cada implementación de la presente invención. La descripción detallada que sigue ilustra de forma más específica estas realizaciones.

Descripción de los dibujos

La invención puede entenderse de forma más completa en consideración a la siguiente descripción detallada de diversas realizaciones de la invención junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un dibujo esquemático de un kit de purificación del agua ilustrativo hecho de acuerdo con una realización de la presente invención; y

La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un método ilustrativo de tratamiento de agua de acuerdo con una realización de la presente invención.

Aunque la invención está sujeta a varias modificaciones y formas alternativas, se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle aspectos específicos de la misma. Debería entenderse, sin embargo, que la intención es no limitar la invención a las realizaciones particulares descritas. Al contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas dentro del espíritu y alcance de la invención.

Descripción detallada de la invención

Las composiciones que incluyen agentes desinfectantes para purificar agua pueden dejar un sabor u olor no deseable. Por ejemplo, agentes desinfectantes halogenados, tales como cloro, usados para purificar agua pueden dejar un sabor desagradable y olor asociado con el cloro. La presente invención descrita en la presente memoria generalmente se refiere a agentes enmascarantes que se usan junto con agentes desinfectantes clorados para minimizar el sabor y olor asociado con los agentes desinfectantes.

El agente enmascarante se carga sobre un sustrato. Esta carga puede ser ventajosa para facilitar el transporte del agente enmascarante, minimizando al mismo tiempo cualquier interacción negativa entre el agente enmascarante y el agente desinfectante.

Las composiciones ilustrativas descritas en la presente memoria pueden, pero no tienen por qué, incluir además uno o más de los siguientes componentes: un coadyuvante de coagulación, un floculante de uniones con puente, un material polimérico, un agente alcalino, y un oxidante autocatalítico.

Los diversos componentes de las composiciones ilustrativas se describen más detalladamente más adelante.

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I. Definiciones

En la presente memoria, el término "activado" se refiere a una sustancia que ha sido tratada de modo que la sustancia catalizará el cambio químico o físico de forma más rápida y/o completa. Esto se logra de forma típica secando los materiales.

En la presente memoria, el término "pérdida de actividad" se refiere a la pérdida, degradación, o impedimento de propiedades de desinfección, sanitización, purificación, actividad biocida y/o propiedades antimicrobianas.

En la presente memoria, el término "abertura" se refiere a la distancia a través de la cual una molécula debe encajarse para acceder a espacios vacíos en un sustrato dado. Estos incluyen distancias en forma de plaquetas o poros de diversos tamaños.

En la presente memoria, los términos "cloro" y "derivados clorados" y "clorados" se refieren al elemento halógeno no metálico de número atómico 17, así como a sus derivados y análogos sintéticos de los mismos, incluyendo, aunque no de forma limitativa, dióxido de cloro, cloramina, hipocloritos incluyendo hipoclorito de calcio e hipoclorito sódico, e isocianuratos.

En la presente memoria, el término "compatible con cloro" se refiere a un agente que no degrada sustancialmente el cloro o que no interfiere sustancialmente con las propiedades desinfectantes, sanitizantes, purificantes, con la actividad biocida y/o con las propiedades antimicrobianas del cloro.

En la presente memoria, el término "fruta cítrica" o "derivados de fruta cítrica" o "extracto de fruta cítrica" se refiere a frutas incluyendo la bergamota, el pomelo, el limón, la lima, la naranja, y la mandarina, así como a un componente de sabor de las mismas, y/o un análogo sintético de las mismas, y/o un extracto de las mismas.

En la presente memoria, el término "compatible" se refiere a una especie que no se degrada o que no interfiere sustancialmente con la/las función/funciones de las especies con las cuales se considera que la especie es "compatible".

En la presente memoria, el término "muestra de control" se refiere a una muestra de la composición que está exenta de agentes enmascarantes.

En la presente memoria, los términos "degradar" y "degradación" se refieren a una reducción en la eficacia de una sustancia en particular para un propósito en particular.

En la presente memoria, el término "agente desinfectante" se refiere a cualquier compuesto que tiene actividad desinfectante, en el sentido que el agente desinfectante actúa para desinfectar, sanitizar, purificar, y/o conferir al agua una forma más potable, incluyendo agentes biocidas y antimicrobianos.

En la presente memoria, los términos "sabor", "saborizante", y "componente de sabor" se refieren a una o más sustancias, tales como, por ejemplo, y sin limitación, una fruta cítrica, que se usan para enmascarar un sabor y/u olor no deseado o para transmitir un sabor y/u olor deseado.

En la presente memoria, el término "contenido de humedad libre" se refiere a agua disponible de forma libre medida según métodos Karl Fisher o por pérdida mediante secado a 150ºC.

En la presente memoria, el término "halogenado" se refiere a un agente que no interfiere sustancialmente con las propiedades desinfectantes, sanitizantes, purificantes, con la actividad biocida y/o con las propiedades antimicrobianas de la especie halógena.

En la presente memoria, el término "compatible con halógeno" se refiere a un agente que no degrada sustancialmente la especie halógena o que no interfiere sustancialmente con las propiedades desinfectantes, sanitizantes, purificantes, con la actividad biocida y/o con las propiedades antimicrobianas de la especie halógena.

En la presente memoria, los términos "carga" y "cargado" se refieren a unir de forma no permanente un componente a un sustrato usando un método tal como, por ejemplo, pulverización, secado por pulverización, o encapsulando, reteniendo, o aislando un componente.

En la presente memoria, el término "agente enmascarante" se refiere a una composición usada para enmascarar un sabor y/u olor no deseado.

En la presente memoria, la frase "contenido significativo de cloro residual al cabo de 1 día" se refiere a un nivel de cloro de al menos 0,1 ppm, capaz de proteger agua almacenada de recontaminación viral o bacteriana.

En la presente memoria, el término "captador de humedad" se refiere a una sustancia que absorbe agua libre disponible.

En la presente memoria, la frase "Umbral de Detección de Olor" se refiere al nivel al cual al menos el 50% de los individuos pueden oler un agente desinfectante en agua (asumiendo un tamaño de panel mínimo de 10 individuos).

En la presente memoria, el término "período de validez" se refiere a un período de tiempo durante el cual una composición mantiene sus características deseadas.

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En la presente memoria, el término "sustrato" se refiere a una sustancia o composición sobre la cual puede recubrirse, aplicarse en forma de capa o depositarse de forma no permanente un sustrato o material diferente.

En la presente memoria, la frase "Umbral de Detección de Sabor" se refiere al nivel al cual al menos el 50% de los individuos pueden percibir el sabor de un agente desinfectante en agua (asumiendo un tamaño de panel mínimo de 10 individuos).

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II. Agente desinfectante y componentes relacionados

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria incluyen un agente desinfectante clorado tal como cloro, o un derivado del mismo, incluyendo, aunque no de forma limitativa, dióxido de cloro, hipoclorito de calcio, hipoclorito sódico, fuentes orgánicas de cloro tales como isocianuratos o cloramina. Agentes desinfectantes preferidos incluyen desinfectantes de tipo cloruro inorgánico, en los que el cloro está en un estado de oxidación formal que no es menos uno, preferiblemente superior a menos uno. Fuentes preferidas de cloro incluyen hipocloritos (incluyendo hipoclorito cálcico) y fuentes orgánicas de cloro tales como isocianuratos.

El agente desinfectante se usa preferiblemente en una forma de liberación controlada, retardada, sostenida o lenta (referida en la presente memoria como "liberación retardada"). Dicha liberación retardada puede lograrse mezclando o recubriendo el agente desinfectante con, por ejemplo, un material débilmente soluble en agua o hidrófobo, o proporcionando un recubrimiento de suficiente espesor de modo que la cinética de la disolución del recubrimiento proporcione liberación retardada. Materiales débilmente solubles en agua o hidrófobos incluyen ceras, parafinas, sílices, zeolitas, arcillas, resinas poliméricas, celulosas, polímeros reticulados, sales insolubles tales como carbonato cálcico, etc. El material de recubrimiento puede aplicarse mediante aglomeración en, por ejemplo, batidora, mezclador de tambor rotativo y mezcladores verticales o mediante atomización por pulverización. Otras formas de proporcionar liberación retardada incluyen métodos mecánicos de alteración de las propiedades físicas del agente desinfectante incluyendo, por ejemplo, compactación, métodos de granulación para alterar la distribución del tamaño de partículas del agente desinfectante, etc.

En una realización ilustrada, se usa un agente desinfectante en forma de partículas, preferiblemente hipoclorito cálcico, que tiene una distribución de tamaño de partículas de modo que al menos aproximadamente 50%, aproximadamente 75%, o aproximadamente 90% en peso se retiene en un tamiz de 210 \mum (Tyler luz de malla 65), un tamiz de 425 \mum (luz de malla 35), un tamiz de 600 \mum (luz de malla 28), un tamiz de 710 \mum (luz de malla 24), un tamiz de 850 \mum (luz de malla 20), o un tamiz de 1000 \mum (luz de malla 16). Para minimizar la varianza de muestra aleatoria de la composición de dosis unitaria final, es preferible asimismo que el agente desinfectante en forma de partículas tenga una distribución de tamaños de partículas tal que al menos aproximadamente 50% o aproximadamente 75% o aproximadamente 100% en peso de la misma pase a través de un tamiz de 2000 \mum (luz de malla 9) o a través de un tamiz de 1400 \mum (luz de malla 12).

La composición ilustrativa ilustrada en la presente memoria preferiblemente incluye (en peso) desde aproximadamente 0,01%, aproximadamente 0,1%, aproximadamente 0,2%, aproximadamente 0,5%, aproximadamente 0,7%, aproximadamente 1,0%, aproximadamente 1,2%, o aproximadamente 1,5%, y preferiblemente hasta aproximadamente 20%, aproximadamente 10%, aproximadamente 5%, aproximadamente 4%, o aproximadamente 2,5% de agente desinfectante.

Las composiciones ilustrativas también incluyen un coagulante primario. Coagulantes primarios adecuados para su uso en la presente invención son sales inorgánicas, multi-valentes y solubles en agua, y mezclas de las mismas. En las realizaciones ilustradas, las composiciones incluyen una sal de metal inorgánico seleccionada del grupo que consiste en sulfato de hierro, cloruro de hierro, sulfato de manganeso, cloruro de manganeso, sulfato de cobre, cloruro de cobre, sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, poli-variaciones de los mismos, y combinaciones de los mismos. La sal de metal inorgánico puede actuar como un coagulante e interactúa con impurezas solubles en agua cargadas de tal manera que neutraliza la carga de la impureza soluble en agua para formar una impureza insoluble en agua, habitualmente formando una sal insoluble en agua de la impureza, que precipita fuera de la solución.

La composición ilustrativa ilustrada en la presente memoria preferiblemente incluye (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 50% o aproximadamente 40% de sal inorgánica seleccionada del grupo que consiste en sulfato de hierro, cloruro de hierro, sulfato de manganeso, cloruro de manganeso, sulfato de cobre, cloruro de cobre, sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, poli-variaciones de las mismas, y combinaciones de las mismas.

Las composiciones ilustrativas también puede incluir un silicato insoluble en agua tal como arcillas, zeolitas, y mezclas de las mismas, para actuar como coadyuvante de coagulación insoluble en agua. Por ejemplo, las arcillas actúan como un núcleo sobre el cual pueden agregarse impurezas insolubles en agua para formar flóculos. La presencia de arcilla en la composición mejora la velocidad de formación de flóculos y permite la formación de flóculos de mayor tamaño en comparación con los que se forman cuando la arcilla no está presente en la composición de la presente invención. La arcilla también puede actuar como un agente de hinchamiento, y si la composición en la presente memoria está en forma de una pastilla, la arcilla mejora la velocidad a la cual la pastilla se desintegra en contacto con el agua, hinchándose al entrar en contacto con el agua, de modo que los componentes de la pastilla son separados por las partículas de arcilla. La arcilla también puede actuar como un desecante dentro de la pastilla. La arcilla también puede actuar como un agente de intercambio catiónico para eliminar iones de metal del agua y la arcilla también puede eliminar color, metales pesados y una parte de la materia orgánica del agua por adsorción. En la presente invención pueden usarse aluminosilicatos en lugar de, o además de, arcilla. El aluminosilicato puede actuar como un agente de intercambio catiónico para eliminar iones de metal del agua, y puede también actuar como un núcleo para favorecer la formación de flóculos y como desecante para mejorar la estabilidad desinfectante.

Se proporcionan más detalles específicos sobre silicatos insolubles en agua ilustrativos que pueden usarse, en la sección IV, más abajo, en donde se proporcionan ejemplos de sustratos que incluyen silicatos insolubles en agua.

Las composiciones ilustrativas también puede incluir otros coadyuvantes de coagulación. En los ejemplos mostrados, el coadyuvante de coagulación incluye materiales poliméricos que tienen un grupo amino y que son por tanto de naturaleza catiónica. El coadyuvante de coagulación contribuye en los procesos de coagulación y de floculación y, en particular, puede, junto con el coagulante primario, contribuir a la adherencia de las partículas y a la agregación de las partículas insolubles en agua en complejos agregados insolubles en agua conocidos como flóculos. El coadyuvante de coagulación también puede adsorber o coagular aceites, grasas y otras materias orgánicas o inorgánicas, y puede secuestrar iones de metales pesados. Preferiblemente, el coadyuvante de coagulación es prácticamente insoluble en agua.

La composición ilustrativa preferiblemente incluye (en peso) desde aproximadamente 0,1%, aproximadamente 0,5%, aproximadamente 1%, aproximadamente 1,5%, aproximadamente 2%, o aproximadamente 2,5%, y preferiblemente hasta aproximadamente 50%, aproximadamente 40%, aproximadamente 30%, aproximadamente 20%, aproximadamente 10%, aproximadamente 5%, o aproximadamente 4% de coadyuvante de coagulación.

Las composiciones ilustrativas también pueden incluir un floculante de uniones con puente. Preferiblemente, el floculante de uniones con puente es prácticamente soluble en agua a las concentraciones presentes y tiene un peso molecular promedio en peso de al menos aproximadamente 100.000, preferiblemente más de aproximadamente 1.500.000 o al menos aproximadamente 2.000.000. El floculante de uniones con puente se selecciona partiendo del hecho de que pueda actuar como floculante y causar la agregación de partículas insolubles en agua en complejos agregados insolubles en agua de mayor tamaño conocidos como flóculos. El floculante de uniones con puente es preferiblemente de un peso molecular mayor que el coadyuvante de coagulación y preferiblemente no incluye un grupo amino. En las realizaciones ilustrativas, el floculante de uniones con puente incluye un grupo amida. Preferiblemente, el floculante de uniones con puente es una poliacrilamida. Poliacrilamidas aniónicas y no iónicas típicas para su uso en la presente invención son las de la gama Magnafloc® comercializada por Ciba Specialty Chemicals.

Preferiblemente, las composiciones ilustrativas puede incluir (en peso) desde aproximadamente 0,1%, aproximadamente 0,2%, aproximadamente 0,5%, o aproximadamente 1%, y preferiblemente hasta aproximadamente 30%, aproximadamente 20%, aproximadamente 10%, aproximadamente 5%, o aproximadamente 3% de floculante de uniones con puente.

Las composiciones ilustradas también puede incluir otro material polimérico. Este material polimérico ilustrativo preferiblemente no contiene un grupo amino y es prácticamente insoluble en agua. Por lo tanto, el material polimérico puede diferenciarse del coadyuvante de coagulación y del floculante de uniones con puente. El material polimérico actúa como un núcleo para mejorar la formación de flóculos. Preferiblemente, el material polimérico incluye celulosa, y preferiblemente, el material polimérico es una celulosa no modificada. Preferiblemente, el material polimérico incluye celulosa en polvo.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 80%, aproximadamente 50%, o aproximadamente 35% material polimérico.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria también puede incluir un agente alcalino. El agente alcalino puede ser cualquier compuesto que dé alcalinidad cuando se ponen en contacto con agua. El agente alcalino para su uso en la presente invención es preferiblemente un material no polimérico. Las composiciones de la presente invención preferiblemente incluyen una cantidad de agente alcalino tal que, cuando la composición de la presente invención se pone en contacto con agua para formar una solución, la solución tiene un pH de aproximadamente 5 a aproximadamente 8, preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 7.

Agentes alcalinos preferidos se seleccionan del grupo que consiste en carbonato sódico, bicarbonato sódico, hidróxido sódico, óxido de sodio, carbonato cálcico, bicarbonato cálcico, hidróxido cálcico, óxido de calcio, carbonato potásico, bicarbonato potásico, hidróxido potásico, óxido de potasio y combinaciones de los mismos. Son preferidos agentes alcalinos en particular que son una fuente de carbonato cuando se ponen en contacto con agua, por ejemplo carbonato sódico o bicarbonato sódico. Son preferidas, especialmente en composiciones que contienen hipoclorito cálcico, como agente desinfectante, álcalis que pueden actuar también como captadores de humedad, tales como carbonato sódico anhidro.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria incluyen (en peso) de forma típica de aproximadamente 1% a aproximadamente 50%, preferiblemente desde aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 45%, aproximadamente 40%, o aproximadamente 35% de agente alcalino.

En una realización preferida, las composiciones ilustrativas también incluyen un sistema oxidante. La función del sistema oxidante es oxidar el contenido de manganeso soluble (Mn(II)) del agua potable y del coagulante a dióxido de manganeso coloidal al máximo posible durante el período de tiempo en que transcurre, de forma natural, la reacción de coagulación/floculación. Puesto que los sistemas de coagulación/floculación de las composiciones de la invención pueden ser muy activos, dando de forma típica al menos aproximadamente 80% de reducción en el contenido de materia orgánica del agua potable al cabo de aproximadamente 30 segundos y una floculación prácticamente completa al cabo de aproximadamente 5 minutos, se imponen exigencias considerables en cuanto al sistema oxidante.

Desde el punto de vista de proporcionar oxidación rápida y eficaz de manganeso soluble y control óptimo de la decoloración posterior a la floculación asociada al manganeso se prefieren sistemas oxidantes seleccionados del grupo que consiste en oxidantes autocatalíticos, combinaciones de oxidantes y catalizadores de oxidación, y mezclas de los mismos. Los oxidantes utilizados en la presente memoria deberían tener un potencial de oxidación-reducción en exceso del sistema MnO_{2}/Mn(II) bajo las condiciones de uso y teniendo preferiblemente un potencial de oxidación-reducción estándar de al menos aproximadamente 1,23 V. En una realización, cuando se incorpora a las composiciones de la invención, una cantidad del sistema oxidante suficiente para proporcionar aproximadamente 200 ppb de oxidante autocatalítico o catalizador de oxidación debería reducir preferiblemente la concentración de manganeso soluble de agua desionizada que contiene aproximadamente 150 ppb de manganeso soluble en al menos aproximadamente 50% aproximadamente 60% en un minuto y en al menos aproximadamente 60% o aproximadamente 70% en aproximadamente cinco minutos, midiéndose la concentración de manganeso soluble mediante espectroscopía de absorción atómica y realizándose el test a temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC). Oxidantes autocatalíticos y catalizadores de oxidación preferidos para su uso en la presente invención son de tipo metales de transición, siendo especialmente preferidos los de los grupos V, VI, VII y VIII de la tabla periódica, por ejemplo Mn, Co, V, Mo y Ru, y mezclas de los mismos. Oxidantes autocatalíticos muy preferidos para su uso en la presente invención incluyen los manganatos y especialmente el permanganato de potasio. Catalizadores de oxidación adecuados para su uso en la presente invención incluyen el propio dióxido de manganeso y los catalizadores de manganeso y cobalto descritos por ejemplo en la solicitudPCT núm. de serie WO 97/00311, en US-5.246.612, en US-4.810.410, en la solicitud de patente europea núm. 0408131, y en US-5.244.594. Oxidantes adecuados para usar junto con los catalizadores de oxidación, o también con los oxidantes autocatalíticos, incluyen los desinfectantes clorados, siendo la combinación de desinfectantes clorados y oxidantes autocatalíticos especialmente ventajosa desde el punto de vista de proporcionar una oxidación rápida y eficaz de manganeso soluble en el transcurso de la reacción de coagulación/
floculación.

Preferiblemente las composiciones de la presente invención comprenden de aproximadamente 0,001% a aproximadamente 0,15%, de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 0,1%, o de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 0,05% en peso del oxidante autocatalítico, catalizador de oxidación o mezcla de los mismos.

Compuestos químicos para el tratamiento del agua tales como sulfato ferroso y férrico se fabrican de forma típica a partir de materias primas que tienen un contenido elevado en manganeso soluble que se mantiene en diversos grados en el producto comercial final. Puede ser deseable una pequeña proporción del manganeso soluble en el coagulante por dos razones. Primero, favorece la reacción de oxidación que lleva a menores niveles finales de manganeso soluble y menor decoloración posterior a la floculación, especialmente en aguas muy contaminadas, permitiendo por ejemplo reducir cantidades en agua de incluso aproximadamente de 200 a aproximadamente 300 ppb de manganeso soluble a tan solo aproximadamente 50 ppb o menos en algunos casos después de la floculación. Segundo, proporciona una carga compensadora bajo condiciones de baja contaminación con manganeso soluble, permitiendo con ello mantener en un valor mínimo el nivel de oxidante autocatalítico después de la floculación. Esto puede ser especialmente importante en el caso de sistemas oxidantes de tipo permanganato potásico que pueden originar la aparición de un tono rosado en el agua tratada si el oxidante está presente en cantidades excesivas.

Las composiciones descritas en la presente memoria preferiblemente incluyen como parte del coagulante de aproximadamente 0,001% a aproximadamente 0,2%, de aproximadamente 0,002% a aproximadamente 0,1%, o de aproximadamente 0,003% a aproximadamente 0,05% de manganeso en forma de Mn(II). La relación de peso de Mn(II) al oxidante autocatalítico como por ejemplo permanganato de potasio, por otro lado, preferiblemente está comprendida en el intervalo de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10:1, de 1:5 a aproximadamente 5:1, o de aproximadamente 1:4 a aproximadamente 2:1.

El agente desinfectante y los componentes relacionados usados en las realizaciones ilustradas en la presente memoria se describen en más detalle y se definen en la solicitud PCT núm. de serie WO 02/00557, titulada "Water Treatment Compositions" y presentada el 21 de junio de 2001, y la solicitud PCT núm. de serie WO 03/011769 titulada "Water Treatment Compositions" y presentada el 26 de julio de 2002, ambas concedidas al mismo beneficiario que la presente invención.

III. Agente enmascarante

Los agentes enmascarantes (a veces referidos en la presente memoria como saborizantes o agentes saborizantes) adecuados para su uso en la presente invención son compatibles con el cloro de modo que los agentes enmascarantes no degradan o inhiben de modo significativo un agente desinfectante que incluye cloro.

Existen múltiples componentes de agentes saborizantes que pueden tener un impacto negativo en la eficacia biocida del cloro. Por ejemplo, especies orgánicas reactivas como por ejemplo aldehídos, que forman parte de la composición química de la mayor parte de los saborizantes, pueden degradar el cloro. Además, muchos saborizantes contienen alquenos reactivos tales como d-limoneno que pueden degradar el cloro. De forma adicional cuando el d-limoneno es oxidado por parte de algunos oxidantes, los derivados resultantes producidos pueden ser no deseables como posibles sustancias de refuerzo.

Por estas razones, es importante "mantener encerrados" los aspectos reactivos del sabor mientras el producto es almacenado en su envase antes del uso. Esto puede lograrse, por ejemplo, uniendo el agente enmascarante a un sustrato, como se describe de forma adicional más adelante.

Los agentes enmascarantes ilustrativos usados en la presente memoria pueden enmascarar el sabor y el olor del cloro en el agua potable tratada conservando al mismo tiempo los efectos del agente desinfectante, como por ejemplo cloro. En las realizaciones ilustradas, el agente enmascarante incluye un sabor derivado de fruta cítrica. Por ejemplo, el agente enmascarante puede incluir un extracto de fruta cítrica seleccionado del grupo que consiste en bergamota, limón, lima, naranja, mandarina, pomelo, y mezclas de los mismos.

El agente enmascarante también puede incluir un sabor derivado de fruta cítrica prácticamente exento de terpeno (también referido como "sin terpeno"). Un agente enmascarante exento de terpeno está prácticamente exento de componentes de tipo terpeno (es decir, hidrocarburos insaturados basados en la unidad de isopreno C_{5}H_{8}) que puede producir efectos no deseados. Un agente enmascarante exento de terpeno se define como un agente enmascarante que contiene menos de aproximadamente 10% o aproximadamente 5% de d-limoneno.

Pueden usarse otros agentes enmascarantes o componentes de los mismos, tales como, por ejemplo, chocolate, vainilla, sirope de arce, y otras frutas no cítricas. Tipos de sabor adicionales incluyen precursores de o los productos del calentamiento o enzimólisis de materia natural (p. ej., carbohidratos, proteínas, aminoácidos, lípidos, proteínas hidrolizadas, levadura autolizada, ribonucleótidos, ácido ascórbico, tiamina). Por ejemplo, a continuación se citan compuestos, incluyendo extractos o análogos sintéticos de los mismos, aislados de los sabores y saborizantes que caracterizan, refuerzan, o se asemejan a cualquier de los sabores mencionados. La siguiente lista se proporciona únicamente a modo de ejemplo:

\bullet: Chocolate - p. ej., 5-metil-2-fenil-2-hexenal-vainillina, etilvainillina, cacao y extractos/distilados de cacao, linalol, etilmaltol, maltol, diacetil, acetilpropionilo, ácidos alcanoicos C4-C16, 2,3-dimetil-3-(2H)-furanona, 3-metilbutanal, pirazinas alquilsustituidas, 4-metil-5-viniltiazol, 2,4-dimetil-5-viniltiazol, trimetiltiazol, 5-etil-2,4-dimetiltiazol, 2,5-dimetiltiazol, isopropilo fenilhexenal, 2,6-dimetilpirazina, tetrametilpirazina, 2-etil-3,6-dimetilpirazina, metil-ciclopentenolona, 2-isopropil-3-metoxipirazina, 2-etil-5-metilpirazina, 2,5-dimetilpirazina, 2,5-dimetil-3-etilpirazina, 2,6-dietilpirazina, 4-metil-5-viniltiazol, 2,4-dimetil-5-viniltiazol, trimetiltiazol, 5-etil-2,4-dimetiltiazol, 2,5-dimetiltiazol, isopropilfenilhexenal, 2,6-dimetilpirazina, tetrametilpirazina, 2-etil-3,6-dimetilpirazina, metil-ciclopentenolona, 2-isopropilo-3-metoxipirazina, 2-etil-5-metilpirazina, 2,5-dimetilpirazina, 2,5-dimetil-3-etilpirazina, 2,6-dietilpirazina, 4-hidroxi-2,5-dimetil-3(2H)-furanona, ácido ascórbico, 2-metoxi-3-metilpirazina, 2-acetilpiridina, trimetiloxazola, 2-metil-2-butenal, aminoácidos (especialmente alanina, cisteína, cistina, glutamina, ácido glutámico y sus sales, glicina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, valina), vitaminas (especialmente ácido ascórbico, y tiamina), suero, polvo de leche, fructosa, glucosa, arabinosa, xilosa, lactosa, metilglioxal;

\bullet: Vainilla - p. ej., vainillina, etilvainillina, maltol, etilmaltol, Furaneol, heliotropina, nuez moscada, extractos y destilados de vainilla, benzaldehído;

\bullet: Vegetal (maíz, arroz, apio, pepino, rábano picante, chalota, semillas de soja, tomate) - p. ej., isobutiltiazol, dimetilsulfuro, dimetildisulfuro, dimetiltrisulfuro, alildisulfuro, ftaluro de butilideno, ftaluro de propilideno, metilciclopentenolona, hexanal, E-2-hexenal, Z-3-hexenol, alilisotiocianato, beta-ioneno, alfa-ionona, carbonato de metiloctino, carbonato de metilhepteno, Z-6-nonenal, Z-6-nonenilacetato, 2-metilbutilacetato, Z-6-nonenal, Z-6-nonenol, 2,6-nonadienal, 2,6-nonadienol, 1-octen-3-ol, extractos-polvos-distilados de vegetal;

\bullet: Frutas cítricas (especialmente naranja, limón, lima, tangerina (Citrus tangerina), clementina, pomelo, kumquat, calamansí, mandarina (Citrus reticulata) - p. ej., limoneno, aldehídos alifáticos C2-C12), valenceno, alfa-sinensal y beta-sinensal, linalol, citronelol, citronelal, acetato de nerilo, acetato de geranilo, geraniol, neral, geranial, antranilato de metilo, acetaldehído, metil y etil ésteres C2-C12, perillaldehído;

\bullet: Frutas no cítricas (especialmente manzana, banana, cereza, zumo multifrutas, albaricoque, melocotón, fresa, mora, grosella roja, melón, uva, frambuesa, kiwi, piña, mango, fruta de la pasión, guayaba, papaya, pera, copoazú, coco) - p. ej., Furaneol, etil-2-hidroxibutirato, etil-2-metil-4-pentanoato, ácido 2-metil-2-pentenoico, ocimeno, acetaldehído, acetato de etilo, butirato de etilo, 2-metilbutirato de etilo, Etil Maltol, Maltol, 2,3-butanodiona, vainillina, benzaldehído, acetato de isoamilo, linalol, acetato de linalilo, butenoato de isobutilo, 2,3-dimetil-3-(2H)-furanona, p-menta-8-tio-3-ona, gamma-nonalactona, gamma-decalactona, gamma-dodecalactona, gamma-undecalactona, delta-decalactona, delta-dodecalactona, dimetilsulfuro, dimetildisulfuro, antranilato de metilo, E-2, Z-6-nonaldienal, E-2-hexenal, Z-3-hexenol, hexanol, hexanal, metoxiisobutilpirazina, acetato de bencilo, citral, octanal, decanal, alfa-terpineol, nonanal, 5-etil-3-hidroxi-4-metilfuranona, 2,6-dimetil-5-heptenal, caproato de alilo, alfa-ionona, beta-ionona, damascenona, damascona, isotiocianato de alilo, 2,4-decadienoato de etilo, isobutirato de dimetilbencilcarbinilo, p-hidroxifenilbutanona, salicilato de metilo, etilvainillina, acetato de nerilo, acetato de geranilo, geraniol, nerol, acetato de isobutilo, ácido butírico, ácido caproico, ácido cáprico, ácido mirístico, ácido láurico, ácido propiónico, ácido valérico, ácido isovalérico, ácido palmítico, butanol, octanol, decanol, acetoato de etilo, propionato de etilo, isovalerato de etilo, 3-metilpropionato de etilo, ciclohexanopropionato de alilo, acetato de Z-3-hexenilo, acetato de fenilo, feniletanol, ácido fenilacético, aldehído alfa-amil-cinámico, mentol, gamma-octalactona, oxatiano, metiltiobutirato, 6-metilcumarina, 4-hidroxi-5-metil-(2H)-furanona, 1-p-menta-8-tiol, alcohol isoamílico, n-butanol, ácido acético, metileugenol, isoeugenol, cis-jasmona, p-isopropilbenzaldehído, alfa y beta-pineno, gamma-terpineno, cinamato de metilo, acetato de butilo, 2 y 3 metil butanales, alcohol bencílico, 2-metil-2-butenal, metilciclopentenolona, ácido 2-metilpentenoico, 5-metil-4-hidroxi-3(2H)furanona, 2,5-dimetil-4-metoxi-3(2H)furanona, carbonato de metiloctino, carbonato de metilhepteno, Z-6-nonenal, acetato de Z-6-nonenilo, 2-metil-butilacetato, 1-(E,Z)-3,5-undecatrieno, 2,5-dimetil-4-hidroxi-3(2H)furanona, 2,6-dimetil-4-metoxi-3-(2H)furanona;

\bullet: Miel - p. ej., fenilacetaldehído, feniletanol, ácido fenilacético, aldehído alfa-amil-cinámico;

\bullet: Arce - p. ej., metilciclopentenolona, vainillina, etilvainillina, Furaneol, 3-hidroxi-4,5-dimetil-2-(5H)furanona;

\bullet: Café - p. ej., alfa-furfurilmercaptano, furfuriltioacetato, furfural, metilfurfural, alquilpirazinas, 2-acetilfurano, 2,2-(ditiodimetilen)difurano;

\bullet: Té - p. ej., E-2-hexenal, Z-3-hexenol, hexanal, hexanol, linalol, geraniol, nerolidol, beta-ionona, alfa-ionona, damascenona, damascona, óxido de linalol, Z-jasmona, metiljasmonato;

\bullet: Hierbas y especias (especialmente cassia, baya de enebro, canela, cardamomo, macis, tomillo, alcaravea, comino, clavo, nuez moscada, anís, hinojo, pimienta de Jamaica, eneldo, pimienta, albahaca, jengibre, romero, salvia, pimentón, pimienta verde, pimienta roja, orégano) - p. ej., aldehído cinámico, eugenol, estragol, metoxi isobutilpirazina, aldehído cumínico, anetol, salicilato de metilo; y

\bullet: Mentas (especialmente menta piperita, menta verde, menta arvensis) - emifmentol, l-carvona.

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Como se describe de forma adicional a continuación, el agente enmascarante puede transportarse al mismo tiempo que el agente desinfectante, o puede transportarse por separado. Por ejemplo, en una realización, el agente enmascarante puede añadirse como una premezcla con arcilla de tipo esmectita hinchable con agua. La premezcla preferiblemente incluye un nivel de agente enmascarante suficiente para proporcionar adsorción intra-laminar basada tanto en interacciones arcilla-saborizante como en interacciones saborizante-saborizante.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 20%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 15%, o de aproximadamente 2% a aproximadamente 10% de agente enmascarante. Las composiciones diluidas (es decir el agua tratada) descritas en la presente memoria preferiblemente incluyen de aproximadamente 10 ppb a aproximadamente 2000 ppb, de aproximadamente 20 ppb a aproximadamente 300 ppb, de aproximadamente 25 ppb a aproximadamente 200 ppb, de aproximadamente 25 ppb a aproximadamente 150 ppb, o de aproximadamente 50 ppb a aproximadamente 150 ppb de agente enmascarante a un intervalo de temperatura de aproximadamente 20ºC a aproximadamente 30ºC.

Como se ha mencionado anteriormente, los agentes enmascarantes ilustrativos proporcionados en la presente memoria funcionan reduciendo el sabor y olor asociado con el agente desinfectante. Los individuos pueden encontrar el sabor y/o olor del cloro en el agua inaceptable desde el punto de vista estético, especialmente a niveles de aproximadamente 0,5 ppm y superiores. El nivel al cual un individuo puede oler cloro es el Umbral de Detección de Olor del cloro y el nivel al cual un consumidor puede detectar el sabor del cloro es el Umbral de Detección del Sabor. La adición de un agente enmascarante adecuado altera el nivel al cual un individuo puede detectar el sabor del cloro u olerlo o preferiblemente ambos.

El Umbral de Detección de Olor se define como el nivel al cual al menos el 50% de los individuos pueden oler el cloro en el agua. Factores externos tales como sensibilidades individuales y la temperatura del agua influirán en este umbral. Para los experimentos para medir el Umbral de Detección de Olor descritos en la presente memoria, muestras de agua de un volumen fijo (1 litro) se mantuvieron a temperatura fija (20ºC), con un espacio superior fijo (120 mL) y se pidió a un panel de perfumeros entrenados e individuos no entrenados que olieran e indicaran si había presencia de cloro. Se compararon muestras de control que contenían 0, aproximadamente 0,5, aproximadamente 1, aproximadamente 2, y aproximadamente 5 ppm de cloro con las muestras que contenían los mismos niveles de cloro pero niveles bajos del agente enmascarante. El panel del ensayo incluía 18 individuos. Mientras que aproximadamente el 60% de los panelistas podía detectar cloro a aproximadamente 0,5 ppm y el 100% a aproximadamente 1 ppm en las muestras de control, en presencia del agente enmascarante, menos de aproximadamente 50% podían detectar cloro a un nivel de hasta aproximadamente 2 ppm, y, a aproximadamente 5 ppm, aproximadamente 10% de los panelistas seguían sin poder detectar cloro.

El Umbral de Detección de Sabor se define como el nivel al cual al menos 50% de los individuos pueden detectar el sabor del cloro en el agua. Factores externos tales como sensibilidades individuales y la temperatura del agua influirán en este umbral. Para realizar los experimentos para medir el Umbral de Detección del Sabor descritos en la presente memoria, se mantuvieron muestras de agua de volumen fijo (aproximadamente 50 mL) a temperatura fija (aproximadamente 20ºC), en una taza de volumen fijo (aproximadamente 200 mL). Se pidió a los individuos que realizaran una cata e indicaran si había presencia de cloro. Muestras de control que contenían 0, aproximadamente 1, aproximadamente 2, y aproximadamente 5 ppm de cloro libre se compararon con muestras que contenían los mismos niveles de cloro pero también niveles bajos del agente enmascarante. El panel del ensayo incluía 13 individuos. Mientras que aproximadamente el 78% de los panelistas podía detectar cloro a aproximadamente 1 ppm y el 100% a aproximadamente 5 ppm en las muestras de control, en presencia del agente enmascarante, menos de aproximadamente 50% podían detectar cloro a un nivel de hasta aproximadamente 2 ppm, y, a aproximadamente 5 ppm, aproximadamente 22% de los panelistas seguían sin poder detectar el cloro.

En realizaciones preferidas, el Umbral de Detección de Olor se aumenta a al menos aproximadamente 0,2 ppm, aproximadamente 0,5 ppm, aproximadamente 1 ppm, o aproximadamente 2 ppm. En otras realizaciones preferidas, el Umbral de Detección de Sabor se aumenta a al menos aproximadamente 0,2 ppm, aproximadamente 0,5 ppm, aproximadamente 1 ppm, o aproximadamente 2 ppm. En las realizaciones más preferidas, tanto el Umbral de Detección de Olor como de Sabor se aumentan a al menos aproximadamente 0,2 ppm, aproximadamente 0,5 ppm, aproximadamente 1 ppm, o aproximadamente 2 ppm.

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IV. Sustrato

Las composiciones ilustradas en la presente memoria pueden incluir un sustrato adecuado seleccionado de arcillas, aluminosilicatos, otros portadores insolubles en agua, portadores solubles en agua, y mezclas de los mismos.

El sustrato ilustrativo preferiblemente tiene una energía de enlace ideal que responde a la interrelación entre la superficie específica, el tamaño de apertura, la naturaleza hidrófila/hidrófoba, y la topografía superficial. El sustrato preferiblemente une una cantidad predeterminada de saborizante antes de la dilución y luego libera una cantidad predeterminada de saborizante tras la dilución en agua contaminada.

Los agentes enmascarantes de las realizaciones ilustradas son preferiblemente aceites (p. ej., extractos cítricos), y por lo tanto son líquidos que se incorporan a una matriz sólida seca. Esto puede lograrse uniendo el sabor a un sustrato sólido inerte. La energía mediante la cual el saborizante se une al sustrato es la "energía de unión" y puede describirse como:

Fv (g) + IS (s) \longrightarrow Fv- -IS(s) \hskip0,5cm \DeltaG_{be} = energía de unión

Este proceso debe ser más favorable que el proceso de auto-asociación de las moléculas de sabor para conformar de nuevo el aceite líquido:

Fv (g) \longrightarrow Fv(l) \hskip0,5cm \DeltaG_{c} = energía de condensación

En otras palabras, para que el portador sea eficaz, \DeltaG_{debe} ser inferior a \DeltaG_{c}. Este es el caso, por ejemplo, de arcillas y zeolitas, pero no, por ejemplo, de diversos grados de carbonato sódico.

Una energía de enlace fuerte puede ayudar a asegurar que: (1) el sabor sea fácil de recuperar e incorporar a la matriz; y que (2) el sabor esté fuertemente comprimido en el envase de modo que no se degrade fácilmente o actúe como un disolvente/medio para que se degraden otras especies. En particular, las interacciones con el hipoclorito pueden ser importantes.

Sin embargo, para las realizaciones ilustradas, no solo la energía de enlace es importante. También es importante que el agente enmascarante sea liberado en la solución, lo cual depende de la energía de enlace:

Fv- - -Is(s) + H_{2}O (l) \longrightarrow Fv (aq) + IS- - -H_{2}O (s) \DeltaG_{r} = energía de liberación

Para que este proceso de liberación tenga lugar, \DeltaG_{r} debe ser inferior a cero (0). Para favorecer este proceso, es preferible que el sustrato sea hidrófilo.

\newpage

La energía de enlace, \DeltaG_{be}, y la energía de liberación, \DeltaG_{r}, se ven afectadas por varios factores, incluyendo:

1. Superficie específica y tamaño de poro del sustrato inerte frente a % de carga

Para una adsorción fuerte se prefiere normalmente una superficie específica elevada. Por lo tanto, el que tenga una superficie específica elevada y una carga baja es normalmente ventajoso porque supone una mayor posibilidad de adsorción fuerte sobre las zonas más favorecidas desde el punto de vista termodinámico para la interacción sustrato-sabor.

Los poros que son suficientemente amplios como para permitir el enlace de más de una molécula de sabor en el interior del poro pueden ser ventajosos puesto que las interacciones sabor-sabor ventajosas desde el punto de vista entálpico pueden complementar las interacciones sabor-sustrato. Para activar estas interacciones sabor-sabor se preferieren cargas elevadas.

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2. Naturaleza química del sustrato

El sabor es preferiblemente hidrófobo, de modo que se prefiere una estructura hidrófoba (en el caso de zeolitas o arcillas esto se traduce en una relación Si:Al elevada o algún tipo de post-tratamiento, p. ej., siliación o lavado ácido controlado) para obtener una energía de enlace elevada.

En conjunto, los mecanismos competentes operan entre hidrofobicidad e hidrofilicidad de modo que, si el sustrato es demasiado hidrófobo, a pesar de que confiere una unión excelente en la premezcla puede suceder que no se libere de modo suficiente tras la dilución.

Por consiguiente, en algunas realizaciones, la especies hidrófilas se ven favorecidas. Preferiblemente el sustrato de carga debería ser seco y activarse de forma que haya superficies sobre las cuales se pueda unir el sustrato sin una competencia significativa por parte del agua.

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3. Topografía superficial

La topografía superficial del sustrato también es importante. Las superficies más rugosas pueden adsorber de forma más intensa, puesto que hay una mayor prevalencia de "agujeros" de tamaño adecuado para la adsorción potente de moléculas.

Además de las consideraciones termodinámicas, puede ser también importante que la cinética de la unión y liberación sea suficientemente rápida.

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Por lo tanto, las siguientes propiedades son deseables:

(i) Para la unión

La accesibilidad de la superficie específica no afecta a la energía de enlace teórica, pero afecta al "aspecto práctico de la adsorción" - es decir, si la cinética es lo suficientemente rápida como para observar realmente la adsorción. La accesibilidad se determina principalmente mediante el tamaño de partícula del portador inerte. Un tamaño de partícula elevado, como los observados en las arcillas y en algunas zeolitas, pueden ser ventajosos desde el punto de vista cinético para asegurar que el saborizante pueda acceder a los puntos en los que tendrá lugar la unión. Sabores preferidos incluyen moléculas orgánicas pequeñas que pueden acceder solamente a espacios de aproximadamente 5 \ring{A} o mayores. La mayoría de las moléculas no pueden acceder a los espacios inferiores a aproximadamente 5 \ring{A}, de modo que los portadores preferidos tendrán espacios en forma de placa o poros de al menos estos tamaños. Se prefieren tamaños de abertura de aproximadamente 4 \ring{A} a aproximadamente 100 \ring{A}, de aproximadamente 4 \ring{A} a aproximadamente 50 \ring{A}, o de aproximadamente 5 \ring{A} a aproximadamente 25 \ring{A}.

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(ii) Para la liberación en contacto con el agua

De nuevo la accesibilidad a los poros es clave de modo que se prefieren tamaños de abertura elevados (mayores o iguales a aproximadamente 5 \ring{A}). Puesto que el agua es de forma típica más pequeña que las moléculas de sabor, en la práctica esto no es un factor limitante.

De forma adicional puede preferirse que el sustrato elegido pueda actuar como un agente de hinchamiento de modo que, al entrar en contacto con el agua, se hinche de modo que el saborizante sea liberado de forma rápida. Dicha liberación rápida de al menos parte del sabor es muy deseada para enmascarar el desinfectante, especialmente cloro, durante el proceso de purificación del agua.

El sustrato óptimo preferiblemente equilibra las propiedades termodinámicas adecuadas (suficiente energía de enlace para unir el sabor y protegerlo durante el almacenamiento con una energía de liberación lo suficientemente fuerte de modo que el sabor sea liberado tras ser expuesto al agua a granel/al agua líquida a tratar) con las propiedades cinéticas adecuadas (adsorción rápida del sabor y liberación rápida de al menos parte de dicho sabor en contacto con el agua).

Por ejemplo, zeolita Y (tamaño de poro hidrófobo - aprox. 8 \ring{A}) proporciona energías de enlace elevadas, pero cuando se añade al agua, el sabor puede no ser liberado en grado suficiente, puesto que está desfavorecido termodinámicamente (es decir, el sabor está retenido de forma demasiado fuerte y la entalpía de hidratación de la zeolita no puede vencer esta unión de modo que \DeltaG_{r} es superior a cero (0)) o está desfavorecido cinéticamente (el tamaño pequeño de abertura hace que la liberación de sabor sea lenta). Por lo tanto, la liberación puede no tener lugar en un intervalo de tiempo útil (p. ej., menos de aproximadamente 30 minutos).

En otro ejemplo, arcillas más hidrófilas pueden satisfacer ambas condiciones (es decir, unir los sabores con suficiente fuerza en el envase, pero liberándolo después al entrar en contacto con agua).

Preferiblemente, al menos aproximadamente 20% del agente enmascarante es liberado en el agua en un intervalo de dos minutos (2), aproximadamente 50% del agente enmascarante es liberado en el agua en un intervalo de aproximadamente 10 minutos, o aproximadamente 70% del agente enmascarante es liberado en el agua en un intervalo de aproximadamente (5) minutos. En otra realización, al menos aproximadamente 20% del agente enmascarante es liberado en el agua en un intervalo de aproximadamente 15 minutos.

A continuación se detallan ejemplos de sustratos preferidos.

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A. Arcillas

La arcilla usada es preferiblemente una arcilla tipo esmectita, una arcilla tipo esmectita dioctaédrica como por ejemplo arcilla de tipo montmorilonita, o una arcilla tipo esmectita trioctaédrica como por ejemplo arcilla tipo hectorita. Las arcillas presentes en depósitos de arcilla bentonita son asimismo preferidas. Arcillas preferidas para su uso en la presente invención incluyen laponita, hectorita, montmorilonita, nontronita, saponita, volkonsita, sauconita, beidellita, allevarlita, illita, halloysita, atapulgita, y arcillas similares comercializadas por Gimpex Ltd. de Tamil Nadu, India, Laviosa Chimica Mineraria de Livorno, Italy, ABI de Illinois, EE.UU., Atta Clay (Pty) Ltd. de Isando, República de Sudáfrica, CSM de Cheshire, Reino Unido, Indobent Wijaya Mineral de Jakarta, Indonesia, Cia Minera de Lima, Perú, y Southern Clays, Inc. de City of Gordon, Georgia, EE.UU.

El contenido exento de humedad de la arcilla debería proporcionar preferiblemente una estabilidad del agente desinfectante aceptable. Preferiblemente, el contenido exento de humedad debería ser aproximadamente inferior a 4%, aproximadamente 3%, aproximadamente 2,5%, o aproximadamente 1,5% en peso.

Preferidas para su uso en la presente invención para proporcionar óptima estabilidad del agente desinfectante son arcillas pre-desecadas que, en su forma desecada, tienen el potencial de inactivar o retener humedad. Tales arcillas descritas en términos de lo que se conoce como su "capacidad de retención de agua". definida en la presente memoria como el porcentaje en peso en el equilibrio de humedad retenida por una pequeña muestra (p. ej., aproximadamente 10 mg) del material desecado a partir de aire a aproximadamente 80% de humedad relativa y aproximadamente 20ºC medido según técnicas de absorción dinámica de vapor. Por ejemplo, si aproximadamente 10 mg de la arcilla desecada retiene aproximadamente 2 mg de humedad, la arcilla desecada tiene una capacidad de retención de agua de aproximadamente 20%. Son preferidas para su uso en la presente invención arcillas desecadas con una capacidad de retención de agua de al menos aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, o aproximadamente 18%.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 80%, aproximadamente 50%, o aproximadamente 35% de arcilla.

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B. Aluminosilicatos

En la presente invención pueden usarse aluminosilicatos en lugar de, o además de, arcilla. Las composiciones de la presente invención puede incluir un aluminosilicato seleccionado de zeolitas naturales y sintéticas, y mezclas de las mismas. El aluminosilicato es preferiblemente zeolita A, zeolita X, zeolita Y, zeolita P, zeolita beta, faugacita, clinoptililita, silicalito, ZnS5, o arcillas similares comercializadas por INEOS de Warrington, Reino Unido, UOP de Des Plaines, Illinois, EE.UU. y Albermarle de Pasadena, Texas, EE.UU.

Preferiblemente, el contenido exento de aluminosilicato es aproximadamente inferior a 4%, aproximadamente 3%, aproximadamente 2,5%, o aproximadamente 1,5% en peso.

Preferidas para su uso en la presente invención para proporcionar óptima estabilidad del agente desinfectante son aluminosilicatos pre-desecados que, en su forma desecada, tienen el potencial de inactivar o retener humedad. Tales aluminosilicatos desecados pueden describirse también en términos de lo que se conoce como su "capacidad de retención de agua", según se ha definido anteriormente en la presente memoria. Son preferidos para su uso en la presente invención aluminosilicatos desecados que tienen una capacidad de retención de agua de al menos aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, o aproximadamente 18%.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 80%, aproximadamente 50%, o aproximadamente 35% de aluminosilicato.

C. Otros portadores inertes insolubles en agua

Pueden usarse portadores inertes insolubles en agua en lugar de, o además de, arcilla o aluminosilicatos. Las composiciones ilustradas en la presente memoria pueden incluir un portador insoluble en agua seleccionado de un grupo de celulosa en polvo, sílices, alúmina, carbonos activados y mezclas de los mismos. Pueden usarse también nanopartículas de los mismos.

Preferiblemente, portadores inertes insolubles en agua incluyen celulosa, preferiblemente un portador inerte insoluble en agua es una celulosa no modificada. Preferiblemente, portadores inertes insolubles en agua incluyen celulosa en polvo. Preferiblemente, el contenido exento de humedad de los portadores inertes insolubles en agua debería ser inferior a aproximadamente 4%, aproximadamente 3%, aproximadamente 2,5%, o aproximadamente 1,5% en peso.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, aproximadamente 20%, o aproximadamente 25%, y preferiblemente hasta aproximadamente 80%, aproximadamente 50%, o aproximadamente 40% de portadores intertes insolubles en agua.

D. Portadores solubles en agua

Pueden usarse portadores solubles en agua en lugar de, o además de, arcilla o aluminosilicatos. Las composiciones ilustradas en la presente memoria pueden incluir un portador inerte soluble en agua seleccionado de un grupo de carbonato sódico, carbonato potásico, bicarbonato sódico, bicarbonato potásico, hidróxido de calcio, carbonato cálcico, y mezclas de los mismos. También pueden usarse nanopartículas de los mismos.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria preferiblemente incluyen (en peso) desde aproximadamente 1%, aproximadamente 5%, aproximadamente 10%, aproximadamente 15%, o aproximadamente 20%, y preferiblemente hasta aproximadamente 80%, aproximadamente 50%, o aproximadamente 40% de portadores insolubles en agua.

V. Otros componentes

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria pueden incluir otros componentes también. Por ejemplo, una composición incluye una fuente de nutriente, como por ejemplo fuentes de minerales esenciales tales como yodo, hierro o cinc o una fuente de vitaminas esenciales tales como vitaminas A, C, etc. Una composición enriquecida con nutrientes es valiosa no solo para proporcionar un agua pura, sino un agua que contiene además minerales esenciales y otros aditivos alimentarios necesarios para la salud y la nutrición.

La fuente de aditivo o nutriente alimentario puede incluirse como una o más composiciones separadas o puede incorporarse directamente a la propia composición. Para fuentes de aditivos y de nutrientes que no son coagulables o que resisten al menos parcialmente la coagulación y floculación, por ejemplo, agentes fluorizantes, agentes yodantes, y minerales esenciales tales como cinc y hierro, el aditivo o nutriente alimentario puede incorporarse a la composición de purificación. Si no, las fuentes de aditivos alimentarios o de nutrientes pueden incorporarse también en forma de liberación controlada, retrasada, sostenida o lenta como se describe en la presente memoria con respecto al agente desinfectante.

Pueden añadirse asimismo a la composición otros aditivos nutricionales y/o alimentarios, tales como, por ejemplo, vitaminas B, incluyendo B6, B12, niacina, ácido fólico, vitamina D, vitamina E, vitamina K, calcio, magnesio, selenio, potasio y molibdeno.

Las composiciones ilustrativas descritas en la presente memoria también pueden incluir un captador de humedad para controlar el contenido exento de humedad de las composiciones. Esto puede ser ventajoso, por ejemplo, para desinfectar agentes incluyendo hipoclorito cálcico. Muchos de los ingredientes de las composiciones de la presente invención, tales como las arcillas de tipo bentonita, los coagulantes de tipo alumbre, etc., contienen una cantidad natural de humedad libre y esta humedad libre puede ser perjudicial para la estabilidad del hipoclorito cálcico. En realizaciones preferidas, por lo tanto, las composiciones de la invención preferiblemente tienen un contenido en humedad libre inferior a aproximadamente 6%, aproximadamente 4%, o aproximadamente 2,5% en peso de las mismas.

Puede ser por tanto deseable incorporar uno o más ingredientes que son capaces de actuar como captadores de humedad. Por ejemplo, pueden usarse arcillas de bajo contenido en humedad, arcillas pre-desecadas y sales hidratables en forma anhidro o en forma parcialmente hidratada, en las que el contenido exento de humedad de la composición se mantiene bajo la cantidad teórica necesaria para hidratar al 100% los componentes de la composición. Captadores de humedad preferidos incluyen arcillas pre-desecadas y aluminosilicatos, carbonato sódico anhidro, y mezclas de los mismos. Preferiblemente los captadores de humedad tienen un contenido en humedad libre inferior a aproximadamente 4%, aproximadamente 3%, aproximadamente 2,5%, o aproximadamente 1,5% en peso.

El contenido de humedad libre de la composición puede determinarse del siguiente modo: (1) se extrae un muestra de 4 g del captador de composición o de humedad en 25 mL de isopropanol seco a temperatura ambiente durante 10-20 minutos; y (2) y se toma a continuación una alícuota de 1 mL de esta solución y se determina la cantidad de humedad libre mediante una valoración volumétrica de tipo Karl Fischer convencional. La humedad libre se expresa como el peso porcentual del agua con relación al peso de la muestra (en el caso ilustrativo proporcionado, 4 g).

El contenido en humedad libre del captador de humedad puede determinarse tanto del modo descrito anteriormente como, preferiblemente, mediante pérdida por secado a 150ºC. En el método, se seca un peso fijado del captador de humedad en un horno a 150ºC a peso constante (de forma típica aproximadamente unas 2 horas) y se determina la pérdida de peso usando una balanza analítica convencional.

VI. Carga

El saborizante puede cargarse sobre el sustrato usando, por ejemplo, un método bien conocido de secado por pulverización. Un método preferido incluye el secado por pulverización del sabor usando un aparato de secado por pulverización Tilt-A-Plow fabricado por Processall Incorporated de Cincinnati, Ohio, EE.UU., modelo de producto número 4H/V. Parámetros de equipo ilustrativos incluyen:

1

Un aumento de carga de saborizante a aproximadamente 10% (p/p) da un polvo de flujo libre preferido. A una carga de aproximadamente 20%, el polvo puede volverse pegajoso. Por encima de este nivel, puede formarse una pasta. Por lo tanto, la carga de sabor puede ser preferiblemente inferior a aproximadamente 30%, y preferiblemente inferior a aproximadamente 20%.

El sustrato cargado puede obtenerse mediante un proceso ilustrativo incluyendo la etapa de (a) poner en contacto un componente enmascarante con un material portador poroso o de elevada superficie específica, para formar un material cargado con agente enmascarante. De forma opcional, el sustrato puede encapsularse a continuación del siguiente modo: (b) contactanto el sustrato cargado con una solución acuosa o dispersión de material encapsulante, para formar una mezcla de producto intermedio; y (c) secando la mezcla de producto intermedio para formar un substrato encapsulado. El sustrato cargado puede estar en contacto con la mezcla acuosa de material encapsulante durante un período de tiempo inferior a aproximadamente 120, aproximadamente 90, aproximadamente 60, aproximadamente 30, o aproximadamente 20 minutos, antes del secado.

La etapa (a) de poner en contacto agente enmascarante con un sustrato adecuado (p. ej., un material poroso o de superficie específica elevada) para formar un sustrato cargado puede tener lugar en cualquier recipiente de mezclado adecuado. De forma típica, la etapa (a) se lleva a cabo en un Schugi, o en otro mezclador de alta cizalla, por ejemplo un mezclado CB comercializado por Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH de Paderborn, Alemania, aunque también pueden usarse otros mezcladores de cizalla más reducida, como por ejemplo un mezclador Kenics® KM comercializado por Chemineer, Inc. de Dayton, Ohio, EE.UU. De forma típica, el sustrato se pasa a través del mezclador de alta cizalla y el agente enmascarante se pulveriza sobre el material portador poroso.

La adsorción de agente enmascarante sobre el material portador poroso es de forma típica una reacción exotérmica y puede generarse calor durante esta fase del proceso (dependiendo del agente enmascarante y sustrato usados). Cuando el sustrato es un aluminosilicato, como por ejemplo zeolita 13X, puede generarse una cantidad sustancial de calor durante la etapa (a). La generación de calor puede controlarse mediante cualquier medio de control del calor; como por ejemplo colocando camisas o bobinas de agua sobre el mezclador u otro recipiente usado en la etapa (a), o enfriando directamente, por ejemplo usando nitrógeno líquido, para eliminar el calor que se genera, y/o controlando el caudal del material portador poroso y del componente de agente enmascarante en el mezclador u otro recipiente usado en la etapa (a) para evitar la acumulación de una cantidad de calor en exceso durante la etapa (a).

Las etapas opcionales (b) y (c) de encapsulación (es decir, de poner en contacto el sustrato cargado con una solución acuosa o dispersión de material encapsulante para formar una mezcla de producto intermedio) pueden tener lugar en cualquier recipiente adecuado como por ejemplo un depósito agitado. De forma alternativa, la etapa (b) puede tener lugar en un mezclador en continuo. El depósito agitador puede ser un depósito en discontinuo o un depósito en continuo. Se prefiere controlar la temperatura de la etapa (b). Preferiblemente, la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura inferior a aproximadamente 50ºC o inferior a aproximadamente 20ºC. En la etapa (b) pueden usarse medios de enfriamiento tales como una camisa de agua o nitrógeno líquido para llevar a cabo la etapa (b) a una temperatura inferior a la temperatura ambiente.

La etapa (c) de secado de la mezcla de producto intermedio para formar un sustrato cargado encapsulado puede llevarse a cabo en cualquier equipo de secado adecuado tal como un secador por pulverización y/o secador de lecho fluido. De forma típica, la mezcla de producto se seca de modo forzado (por ejemplo, mediante secado por pulverización o mediante secador de lecho fluido) y no se deja secar simplemente mediante evaporación en condiciones ambientales. De forma típica, se aplica calor durante esta etapa de secado. De forma típica, la mezcla de producto intermedio se seca mediante pulverización. Preferiblemente, la temperatura de la etapa de secado se controla cuidadosamente para evitar que el componente de agente enmascarante se evapore y escape. Preferiblemente, la mezcla de producto intermedio se seca mediante pulverización en una torre de secado por pulverización, y la diferencia entre la temperatura del aire a la entrada y la temperatura del aire a la salida de la torre de secado por pulverización es inferior a aproximadamente 100ºC.

Puede preferirse que, durante el procesamiento y almacenamiento posterior, el sustrato cargado y cualquier producto intermedio que se forme durante el procesamiento se mantenga en un entorno a baja humedad relativa. Preferiblemente, el aire que rodea de forma inmediata el sustrato cargado (o material de producto intermedio del mismo) es igual o inferior que la humedad relativa en el equilibrio del sustrato cargado (o material de producto intermedio del mismo). Esto puede conseguirse, por ejemplo, colocando el sustrato cargado en contenedores herméticos durante el almacenamiento y/o transporte, o mediante la entrada de aire seco y/o acondicionado en los recipientes de mezclado, contenedores de almacenamiento y/o de transporte durante el proceso, transporte y/o almacenamiento del sustrato cargado (o material de producto intermedio del mismo).

Sustratos cargados que se obtienen mediante el proceso anterior pueden unir el sabor fuertemente con el producto, pero liberando el sabor rápidamente al contactar con el agua a granel.

VII. Envasado

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria son preferiblemente en una forma de dosis unitaria sólida, preferiblemente en forma de pastilla o en polvo. En una realización preferida, el agente desinfectante y el agente enmascarante se administran al mismo tiempo (p. ej., los agentes desinfectantes y enmascarantes se combinan en una única dosis).

Preferiblemente, se añade desde aproximadamente 1 mg, aproximadamente 200 mg, aproximadamente 400 mg, aproximadamente 600 mg, aproximadamente 800 mg, hasta aproximadamente 1000 mg de una composición ilustrativa descrita en la presente memoria (incluyendo al menos el agente desinfectante y el agente enmascarante) a aproximadamente 1 litro de agua. La cantidad de la composición que se añade al agua depende de la impureza del agua. Por ejemplo, se necesita menos composición para purificar de forma adecuada agua que no es tan impura en comparación con la cantidad de composición que se necesita para purificar agua muy impura. La cantidad de la composición que se añade al agua también depende de los componentes incluidos en la composición (es decir, composiciones incluyendo asimismo un sustrato, un coagulante primario, un coadyuvante de coagulación, un floculante de uniones con puente, un material polimérico, y/o un agente alcalino pueden tener un peso superior que una composición que incluye solo un agente desinfectante y un agente enmascarante).

Además, las composiciones ilustrativas se adaptan para mantener la potencia del agente desinfectante para reducir con ello la recontaminación durante el almacenamiento del agua purificada. Además, se aumenta la eficacia mediante combinación de las etapas de purificación y de enmascaramiento en una única etapa.

La composición ilustrativa se envasa preferiblemente de modo que esté protegida de las condiciones ambientales tales como la humedad. Preferiblemente, las composiciones se envasan en un material impermeable al agua tal como polipropileno o estratificados típicos. Un ejemplo de dicho tipo de estratificados es un estratificado comercializado por Akerlund & Rausing de Suecia, incluyendo capas de papel recubierto (exterior), LDPE, papel de aluminio y una capa interior Surlyn® (un copolímero de etileno/metacrilato) - un envasado de alimentos aprobado por la FDA. Para determinadas aplicaciones, pueden preferirse estratificados a prueba de niños.

En la Figura 1 se muestra un sistema 100 de purificación de agua ilustrativo. El sistema 100 incluye un recipiente 110 que contiene un volumen de agua para tratamiento y un envase 120 que contiene una composición ilustrativa que incluye un agente desinfectante y un agente enmascarante (en la realización ilustrada, en forma de pastillas).

Un ejemplo de un sistema de dichas características que puede usarse junto con las composiciones ilustrativas descritas en la presente memoria se describe en la solicitud PCT núm. de serie WO 02/40414, titulada "Water Purifying Kits" y presentada el 28 de septiembre de 2001, concedida al mismo beneficiario que la presente invención.

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria son especialmente adecuadas para desinfectar agua en una escala apropiada para uno o varios individuos (es decir, de mayor escala que una sola toma de bebida, pero de menor escala que una planta de tratamiento de agua). Por ejemplo, el envase 120 puede contener preferiblemente suficiente composición para tratar agua de volúmenes desde aproximadamente 0,5 litros, aproximadamente 1 litro, aproximadamente 10 litros, aproximadamente 1000 litros, o aproximadamente 10.000 litros. Por ejemplo, el envase 120 puede incluir suficiente composición para tratar 10 litros de agua, que es aproximadamente suficiente para tratar agua para una familia de aproximadamente cinco miembros durante de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 días (suponiendo un consumo promedio de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 litros de agua por día por persona).

VIII. Período de validez

Las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria son preferiblemente estables durante un período determinado antes del uso, o, en otras palabras, tienen un período de validez conocido. Por ejemplo, para una composición ilustrativa incluyendo un agente desinfectante clorado y un agente enmascarante, cargado a un nivel de aproximadamente 5% sobre un sustrato que a su vez contiene un porcentaje pequeño del peso del producto acabado, la pérdida de cloro es aproximadamente 17% al cabo de aproximadamente 2 semanas a aproximadamente 60ºC. Es preferible obtener menos de aproximadamente 20% de pérdida durante el almacenamiento al cabo de aproximadamente 2 años a aproximadamente 30ºC.

El período de validez preferiblemente dura al menos dos años. Para las composiciones ilustrativas mostradas, la pérdida preferida de cloro activo (es decir, pérdida de actividad) es inferior a aproximadamente 20% o aproximadamente 25% durante el almacenamiento a lo largo de un período de aproximadamente dos (2) años, suponiendo una temperatura ambiente de aproximadamente 25ºC o de aproximadamente 30ºC, o inferior a aproximadamente 20% o aproximadamente 25% al cabo de aproximadamente un (1) mes a aproximadamente 50ºC.

IX. Estabilidad diluida

La estabilidad diluida es preferiblemente tal que haya una diferencia inferior a aproximadamente 20% o aproximadamente 10% en la degradación (evaluada frente a una muestra de control que no contiene saborizante) del agente desinfectante en agua tratada durante un período de tiempo relevante, como por ejemplo durante una hora, aproximadamente un día, o aproximadamente dos días. En las composiciones ilustrativas ilustradas en la presente memoria, la degradación fue de aproximadamente 6%.

Este método contrasta radicalmente con la adición de zumo de fruta al agua para mejorar el sabor. En la tabla 1 siguiente se ilustra el efecto de añadir zumos de fruta recién exprimidos a agua que contiene aproximadamente unos 2 ppm de cloro libre residual. En cada caso, se añadieron alícuotas de aproximadamente unos 0,5 mL a partes separadas de 1 litro de una solución de cloro libre de aproximadamente 2 mg/L a agua corriente. El nivel de adición se eligió para proporcionar un enmascaramiento del olor similar al ofrecido por los agentes enmascarantes preferidos descritos en la presente memoria. Las mediciones de cloro libre se efectuaron aproximadamente dos (2) minutos después de la adición, y de nuevo al cabo de aproximadamente 24 y aproximadamente 48 horas. Estas mediciones muestran una disminución marcada en la concentración de cloro con respecto al estándar.

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TABLA 1

2

Se analizaron las concentraciones de cloro usando métodos convencionales, combinando reacción con DPD y análisis de concentración mediante un medidor adecuado. Un medidor adecuado de dichas características es el medidor de cloro libre Hanna.

En cambio, los métodos descritos en la presente memoria se basan en el enmascaramiento de cloro. Cuando el agente enmascarante se carga en un sustrato preferido y se mezcla con una composición de purificación de agua típica (combinación floculante/desinfectante), se obtienen resultados como los indicados a continuación en la tabla 2.

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TABLA 2

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3

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Como puede verse a partir de la tabla anterior, hay poca diferencia en el perfil del cloro entre la muestra de control (es decir sin agente enmascarante) y la muestra que contiene el agente enmascarante. Por consiguiente el agua tratada mantiene su protección frente a la recontaminación durante períodos de tiempo amplios.

En una realización preferida, la composición proporciona un contenido significativo de cloro residual al cabo de 1 día de al menos aproximadamente 0,2 ppm.

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X. Método de uso

Las composiciones descritas en la presente memoria pueden usarse para purificar agua usando un método que incluye la etapa de poner en contacto la composición de la presente invención con agua para obtener agua parcialmente purificada que está prácticamente libre del sabor u olor del agente desinfectante.

Más especialmente, un método ilustrativo incluye poner en contacto la composición de la presente invención que incluye el agente desinfectante con agua para obtener agua parcialmente purificada que incluye materia sólida; introducir un agente enmascarante para enmascarar cualquier sabor u olor no deseado asociado con la composición; y eliminar al menos parte de dicha materia sólida de dicha agua parcialmente purificada mediante: (i) filtración; (ii) decantación; (iii) sedimentación; (iv) flotación; o (v) una combinación de las mismas, para obtener agua purificada.

Las etapas de desinfección y enmascaramiento pueden realizarse preferiblemente en una etapa única usando una composición que incluye tanto el agente desinfectante como el agente enmascarante, como se ilustra en la Figura 2. De forma alternativa, las etapas pueden realizarse por separado. Por ejemplo, el agua puede desinfectarse introduciendo el agente desinfectante en agua, y entonces el sabor y olor asociados con el agente desinfectante pueden minimizarse introduciendo el agente enmascarante.

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XI. Ejemplos

Las siguientes composiciones ilustrativas B-X ilustradas en las tablas 3-5, que utilizan extractos cítricos tales como lima, limón, mandarina, o naranja como agentes enmascarantes, son conforme a la presente invención. Todos los porcentajes son en peso de la composición.

TABLA 3

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TABLA 4

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TABLA 5

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9

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En los ejemplos anteriores, se añade hipoclorito cálcico en forma granulada incluyendo preferiblemente partículas de aproximadamente 650 \mum de mediana de tamaño de partículas con menos de aproximadamente 10% en peso de más de aproximadamente 1400 \mum, menos de aproximadamente 0,5% en peso de más de aproximadamente 2000 \mum, y menos de aproximadamente 15% en peso de menos de aproximadamente 150 \mum. El contenido en humedad libre de las composiciones estaba en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 4%. Las arcillas tipo hectorita, tipo montmorilonita y la zeolita X fueron todas predesecadas hasta alcanzar un contenido en humedad libre inferior a aproximadamente 1,5% en peso y tenían una capacidad de retención de agua en exceso de aproximadamente 18%. Las composiciones tienen un t_{máx} (es decir, el tiempo para alcanzar máxima concentración de desinfectante tras la adición de agua destilada a aproximadamente 20ºC) de al menos aproximadamente 3 minutos y un t_{80} (es decir, aproximadamente el percentil 80 de la velocidad de floculación de materia orgánica soluble) inferior a aproximadamente 60 segundos. En los ejemplos, se añadieron aproximadamente 4 g de las composiciones A a T ó de aproximadamente 0,05 g a aproximadamente 0,25 g de los productos U a X en forma de polvo generalmente de envases unitarios de trilaminato a aproximadamente 10 litros de agua.

Claims

1. Una composición, para purificar agua potable, que comprende:

a): un coagulante primario seleccionado de sales inorgánicas multivalentes solubles en agua y mezclas de las mismas; y

b): un agente desinfectante clorado;

caracterizada por que la composición además comprende un agente enmascarante compatible con el cloro cargado sobre un sustrato.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el agente desinfectante clorado incluye hipoclorito cálcico.

3. La composición de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en la que el agente enmascarante incluye sabor derivado de fruta cítrica.

4. La composición de la reivindicación 4, en la que el agente enmascarante se selecciona de lima, limón, naranja, tangerina, pomelo, bergamota, y mezclas de los mismos.

5. La composición de la reivindicación 4, en la que el agente enmascarante está exento de terpeno.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato se selecciona de arcillas, zeolitas, otros portadores insolubles en agua, portadores solubles en agua, y mezclas de los mismos.

7. La composición de la reivindicación 6, en la que el sustrato se selecciona de laponita, hectorita, montmorilonita, nontronita, saponita, volkonsita, sauconita, beidellita, allevarlita, illita, halloysita, atapulgita, y mezclas de los mismos.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato tiene un tamaño de partícula de 0,4 a 10 nm (4 a 100 Angstroms).

9. La composición de la reivindicación 1, que comprende además un floculante de uniones con puente seleccionado de polímeros aniónicos y no iónicos solubles en agua y dispersables en agua que tienen un peso molecular promedio en peso de al menos 2.000.000, y mezclas de los mismos.

10. La composición de la reivindicación 1, que comprende además un álcali soluble en agua.

11. La composición de la reivindicación 1, que comprende además un adyuvante de coagulación seleccionado de polímeros catiónicos solubles en agua y dispersables en agua, y mezclas de los mismos, que tienen un peso molecular promedio inferior a 1.500.000.

12. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sustrato se carga con 0,5% a 20% en peso del agente enmascarante.

13. La composición de la reivindicación 1, en la que el sustrato se activa mediante secado a menos de 5% en peso de humedad, medido mediante pérdida por secado a 150ºC.

14. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además un captador de humedad, en donde la composición tiene un contenido de humedad libre inferior a 4% en peso.

15. Un método para purificar agua para beber con un agente desinfectante, minimizando al mismo tiempo el sabor del agente desinfectante, comprendiendo el método las etapas de:

a): añadir una cantidad eficaz de un agente desinfectante clorado al agua; y

b): tratar después el agua mediante filtración, decantación, sedimentación, flotación o una combinación de las mismas para eliminar al menos parcialmente sólidos del agua;

caracterizado por que el método incluye, antes de la etapa b), las etapas adicionales de:

c): añadir al agua una cantidad eficaz de un agente enmascarante compatible con cloro cargado sobre un sustrato; y

d): permitir que suficiente cantidad del agente enmascarante sea liberada desde el sustrato para enmascarar el sabor y el olor no deseados del agente desinfectante en el agua.

16. El método de la reivindicación 15, en el que el agente enmascarante incluye un sabor derivado de fruta cítrica.

17. El método de la reivindicación 15 o de la reivindicación 16, en el que el sustrato se selecciona de arcillas, zeolitas, portadores solubles en agua, portadores insolubles en agua, y mezclas de los mismos.

18. El método de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que el sustrato tiene un tamaño de abertura de 0,4 a 10 nm (4 a 100 Angstroms).

19. El método de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el sustrato se carga con 0,5% a 20% del agente enmascarante.

20. El método de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que la cantidad total de agente enmascarante liberado en el agua es de 10 ppb a 2000 ppb.

21. El método de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que la pérdida de actividad del agente desinfectante es 20% menos que una muestra de control sin el agente enmascarante.

22. El método de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, en el que al menos 20% del agente enmascarante se libera en el agua en un intervalo de dos (2) minutos.