ES2368748B1

ES2368748B1 - Procedimiento para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ.

Info

Publication number: ES2368748B1
Application number: ES200930347A
Authority: ES
Inventors: Ricardo Álvarez Fernández; Francisco Riera Rodríguez; Pablo Fernández Martínez
Original assignee: Corporacion Alimentaria Penasanta SA CAPSA
Current assignee: Corporacion Alimentaria Penasanta SA CAPSA
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2025-11-08
Also published as: ES2368748A1

Abstract

Procedimiento para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ.#La presente invención proporciona un procedimiento continuo para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ (CIP) que comprende las etapas de: (a) separación previa de la materia suspendida en la corriente de detergente usado; y (b) nanofiltración de la corriente obtenida en (a) mediante al menos una membrana de nanofiltración de un corte molecular de 300 Da resistente a los álcalis y a las altas temperaturas, a una temperatura de 70ºC y a una presión de 5-15 bar. De este modo, se evita la separación parcial de los componentes del detergente obteniendo un alto grado de recuperación superior al 75%. Esto implica una serie de ventajas económicas por el ahorro en agua y en detergentes, además de ventajas medioambientales, de desinfección y de eliminación parcial de la dureza y de los carbonatos de las aguas de limpieza.

Description

Procedimiento para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ.

Campo de la invención

La presente invención pertenece al campo de los detergentes de fase única empleados en la limpieza de instalaciones industriales. Más concretamente, se reﬁere a un procedimiento continuo para recuperar detergentes alcalinos de fase única en instalaciones industriales de limpieza in situ, también denominadas instalaciones CIP (del inglés “Cleaning in Place”), de la industria alimentaria, biotecnológica, etc. Dicho procedimiento, basado en la nanoﬁltración, permite un ahorro de detergente superior al 75% y conlleva, además, otras múltiples ventajas medioambientales y económicas.

Antecedentes de la invención

Las instalaciones CIP han sido adoptadas exitosamente para la limpieza de las instalaciones en la industria alimentaria, particularmente en las industrias lácteas. El sistema de limpieza generalmente consiste en varios contenedores de limpieza para las soluciones de limpieza, para el agua del primer aclarado y para el agua del aclarado ﬁnal y, muchas veces, también incluyen otro tanque para agua de esterilización. Las soluciones de limpieza y el agua de aclarado son dirigidas a los equipos que van a ser limpiados. Estas soluciones de limpieza son reutilizadas hasta que se encuentran agotadas.

En la limpieza de las instalaciones de las industrias lácteas, se han venido utilizando detergentes tradicionales a base de sosa o ácidos que están siendo sustituidos por detergentes únicos o de fase única consiguiendo los mismos resultados, pero con menos consumo de agua y de ácidos.

En concreto, estos detergentes de fase única se han formulado para adaptarse a los requerimientos de limpieza de la industria. Se han desarrollado dos tipos de productos de un solo pase: los productos formulados en base ácida y en base alcalina.

Las ventajas ambientales de utilizar este tipo de detergentes frente a los tradicionales pueden verse a simple vista ya que el programa de limpieza con un detergente de un solo pase necesita menos etapas de aclarado y de aplicación de producto, ahorrándose en consumo de agua y de ácidos.

Otra ventaja ambiental de estos sistemas es el menor contenido en elementos nutrientes que causan contaminación de las aguas como son el fósforo y el nitrógeno. Mientras que los detergentes tradicionales contienen un 10-20% de fósforo, los detergentes ácidos de una sola fase contienen un 0,1-0,2% y los alcalinos un 0,2-0,3% de fósforo.

De todas formas, aunque se han desarrollado pruebas de esta técnica en el sector lácteo en España, los resultados obtenidos no han sido consistentes debido principalmente al elevado coste de los productos de un solo pase, muy elevados en comparación con los que tradicionalmente se utilizan en la industria. Por ello, resulta fundamental desarrollar técnicas que permitan su recuperación.

Entre las técnicas que se pueden utilizar para la recuperación de soluciones alcalinas de limpieza se encuentran la ﬂotación, la decantación y también las técnicas de membranas. Las dos primeras se han intentado utilizar para la recuperación de sosa con poco éxito, debido al menor grado de reducción de los contaminantes en comparación con las técnicas de membranas y se consideran solamente un posible pretratamiento, previo a las técnicas de membranas.

En cuanto a las técnicas con membranas, se ha utilizado la microﬁltración, la ultraﬁltración y también la nanoﬁltración aunque nunca para detergentes en fase única. La microﬁltración y la ultraﬁltración han mostrado ser insuﬁcientes si se quiere un alto grado de renovación de las soluciones alcalinas a reciclar. Asimismo, debido a la naturaleza multicomponente de los detergentes alcalinos de fase única, la utilización de la nanoﬁltración resultaba ineﬁcaz para su recuperación, ya que se perdían parte de las propiedades del detergente.

Hasta ahora, dadas las diﬁcultades de recuperación por ﬁltración, la reutilización de detergentes en las instalaciones CIP se había centrado en el reciclado de las aguas de aclarado.

Así, las patentes US 5,173,190 y US 5,514,282 describen el acondicionado y reutilización de aguas de aclarado incluyendo los pasos básicos de ﬂotación y separación por membranas (de microﬁltración y de ósmosis inversa, respectivamente), no reﬁriéndose nunca a la recuperación de detergentes en fase única.

La patente US 6,802,984 describe un proceso únicamente de reutilización de aguas con los pasos de centrifugación, ﬂotación, ﬁltración por tierras de diatomeas o por membranas (para eliminar material sólido de pequeño tamaño que no se ha separado por ﬂotación) y una desinfección ﬁnal.

No obstante, Membrane Products Kiryat Weizmann Ltd. comercializa el proceso ALKASAVE (Número de registro: US 2037775, descrito en la solicitud de patente internacional WO 95/27681) basado en una membrana de nanoﬁltración polimérica para la recuperación de sosa y ácidos, membrana que los tensioactivos no atraviesan, con lo cual se pierden en el detergente recuperado en el permeado (líquido que pasa a través de la membrana). La diferencia con la invención actual se centra en la mayor complejidad que existe en la recuperación de un detergente alcalino de fase única frente a una disolución de sosa, tal como es propuesto en el proceso ALKASAVE.

Los presentes inventores han descubierto que utilizando membranas de nanoﬁltración de bajo corte molecular y controlando minuciosamente las condiciones de operación se evita la separación parcial de los componentes del detergente de fase única obteniendo un alto grado de recuperación de las soluciones alcalinas.

El ahorro de detergentes logrado por esta técnica supera el 75%. Esto implica una serie de ventajas económicas no sólo por el ahorro en agua y en detergentes sino también por el ahorro producido en el canon de vertido y, en su caso, por neutralización de la sosa.

A esto se suman las múltiples ventajas medioambientales ya que, además de reducir el vertido de detergentes, la nanoﬁltración es considerada una técnica limpia.

Por otra parte, utilizando membranas de nanoﬁltración de bajo corte molecular del orden de 300 Da, se consigue realizar también una desinfección de las aguas de limpieza, al retener bacterias y virus. Asimismo, permiten la eliminación parcial de la dureza y de los carbonatos del agua.

Objeto de la invención

La presente invención, por tanto, tiene por objeto proporcionar un procedimiento continuo para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ que comprende una etapa de nanoﬁltración a través de al menos una membrana de nanoﬁltración con un corte molecular de 300 Da resistente a los álcalis y a las altas temperaturas, a una temperatura de 70ºC y a una presión de 5 a 15 bar.

Breve descripción de las ﬁguras

La ﬁgura 1 representa un esquema del procedimiento de recuperación en continuo de un detergente alcalino de fase única empleado en una instalación CIP integrada en una planta industrial.

La ﬁgura 2 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado para diferentes caudales de alimentación en función del tiempo.

La ﬁgura 3 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado para un grado de recuperación del 88% en función del tiempo.

La ﬁgura 4 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado en función del tiempo para un grado de recuperación del 85%, una presión de 8,2 bar, un caudal de 1000 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 4300 mg O2/l.

La ﬁgura 5 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado en función del tiempo para un grado de recuperación del 75%, una presión de 8,7 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 2700 mg O2/l.

La ﬁgura 6 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado en función del tiempo para un grado de recuperación del 88%, una presión de 8,1 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 5000 mg O2/l.

La ﬁgura 7 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado en función del tiempo para un grado de recuperación del 75%, una presión de 8,1 bar, un caudal de 1500 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de 3500 mg O2/l.

La ﬁgura 8 representa la variación de la densidad de ﬂujo del permeado en función del tiempo para un grado de recuperación del 75%, una presión de 8,1 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de 10500 mg O2/l.

La ﬁgura 9 representa la variación de la tensión superﬁcial del detergente recuperado en función del tiempo.

La ﬁgura 10 representa la variación de la concentración de tensioactivos en el detergente recuperado en función del tiempo.

Descripción detallada de la invención

En un aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento continuo para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ (denominado en adelante “procedimiento de la invención”) que comprende las etapas de:

(a): separación previa de la materia suspendida en la corriente de detergente usado; y

(b): nanoﬁltración de la corriente obtenida en (a) mediante al menos una membrana de nanoﬁltración de un corte molecular de 300 Da resistente a los álcalis y a las altas temperaturas, a una temperatura de 70ºC y a una presión de 5-15 bar.

En el contexto de la presente solicitud, el término “detergentes alcalinos de fase única”, hace referencia a detergentes que se formulan con una base y una alta concentración de emulsionantes, agentes secuestrantes y tensioactivos

o humectantes con el ﬁn de eliminar la etapa ácida de limpieza.

Los emulsionantes facilitan la disgregación de residuos de grasa y proteína. Por su parte, los agentes secuestrantes impiden la deposición de sales alcalinas presentes en la solución de limpieza, eliminan las incrustaciones producidas por el propio proceso y, además, eliminan iones metálicos como el calcio y el magnesio, previniendo y evitando la etapa ácida de limpieza.

La base más utilizada en los detergentes alcalinos en fase única es el hidróxido de sodio o de potasio. Asimismo, los agentes emulsionantes usados son básicamente glicéridos parciales de ácidos grasos y sus productos de reacción con ácido láctico, ácido tartárico o ácido cítrico. También se utilizan ésteres de ácidos grasos basados en propilenglicoles, sorbitol, poliglicerina o azúcar.

Como agente secuestrante puede emplearse cualquier secuestrante convencional conocido en el estado de la técnica, si bien se preﬁere el uso del trifosfato sódico (STP).

Los tensioactivos o agentes humectantes más utilizados son los aniónicos (en los cuales un grupo hidrofóbico está unido a uno o varios grupos hidrofílicos disociándose en medio acuoso en un catión y en un anión). Los más frecuentes son los jabones, los sulfonatos de alquilbenceno, los sulfonatos de α-oleﬁnas, alquilsulfatos, alquiletersulfatos, etc.).

Como se ha descrito previamente, las instalaciones CIP han sido adoptadas exitosamente para la limpieza de las instalaciones en diversas industrias, particularmente en las industrias lácteas. El sistema de limpieza generalmente consiste en varios contenedores de limpieza para las soluciones de limpieza, para el agua del primer aclarado y para el agua del aclarado ﬁnal y, muchas veces, también incluyen otro tanque para agua de esterilización. Las soluciones de limpieza y el agua de aclarado son dirigidas a los equipos a ser limpiados. Estas soluciones de limpieza son reutilizadas hasta que se encuentran agotadas.

En la Figura 1 se muestra un esquema del procedimiento de recuperación en continuo de un detergente alcalino de fase única empleado en una instalación CIP integrada en una planta industrial.

El detergente alcalino de fase única (1) se almacena en el tanque A y pasa a través del equipo industrial a limpiar

B. El detergente contaminado (2) pasa al tanque C desde donde se recircula para someterlo a una separación previa en la instalación D y, posteriormente, a una nanoﬁltración en la instalación E. El detergente recuperado o permeado

(3) se recircula al tanque de almacenamiento A, mientras que el concentrado (4) es enviado a una estación depuradora de aguas residuales F. La extracción de las corrientes de la instalación CIP hacia la planta de nanoﬁltración se realizará preferentemente en los retornos de limpieza antes de la entrada al tanque de almacenamiento de la solución de limpieza.

En la etapa (a) del procedimiento de la invención se separan los sólidos en suspensión contenidos en la disolución contaminada a tratar. Por otro lado, en la etapa (b) del procedimiento de la invención se separan los sólidos disueltos en la alimentación. En el caso de una instalación industrial láctea se separan sólidos lácteos tales como proteínas, lactosa, sales minerales, azúcares, etc.

Las membranas de nanoﬁltración empleadas en la etapa (b) del procedimiento de la invención son membranas de nanoﬁltración de corte molecular próximo a 300 Da resistentes a los álcalis y a las altas temperaturas (hasta 70ºC). Dichas membranas deben soportar por lo menos 3000 horas de operación en un medio de pH altamente alcalino.

El ﬁn de estas membranas de nanoﬁltración es la separación de las sustancias contaminantes, como las proteínas, las grasas sueltas y saponiﬁcadas, etc., tal y como se ha indicado previamente. Asimismo, dichas membranas de nanoﬁltración permiten la eliminación parcial de la dureza y de los carbonatos del agua y, además, la retención total de las bacterias y parcial de los virus (hasta un 80%), consiguiendo así una desinfección de las aguas de limpieza.

No obstante, las condiciones de operación deben ser minuciosamente ﬁjadas para evitar la separación parcial de los componentes del detergente en el permeado (o detergente recuperado). Así, se ha de trabajar a una temperatura de 70ºC y a una presión de5a15bar.

La temperatura de operación es crítica si se supera el límite de resistencia de la membrana (70ºC), en cuyo caso la degradación de la misma es impredecible y no se puede asegurar un número mínimo de horas de trabajo. Es posible operar a temperaturas inferiores, pero a costa de una separación menos eﬁciente con un área de membrana necesaria muy superior a la que se obtendría si se trabajase a una temperatura de 70ºC. Si se operara a temperaturas inferiores a dicha temperatura, sería necesario aumentar la presión para conseguir el mismo rendimiento en cuanto a separación y área de membrana se reﬁere. Sin embargo, presiones elevadas pueden provocar un rápido deterioro de la membrana. En el caso de trabajar a temperaturas inferiores a 50ºC, por ejemplo, es posible elevar hasta 35 bares la presión con el riesgo de tener una vida de la membrana más corta.

Por lo que se reﬁere al caudal de alimentación, cuanto menor sea éste, menor será el consumo energético de la instalación. Esto hace que se intente siempre trabajar al menor caudal posible. No obstante, experimentos efectuados por los presentes inventores muestran que a caudales inferiores a 800 l/h existe un claro ensuciamiento de la membrana haciendo inevitable la limpieza de la misma en períodos muy cortos de tiempo, lo cual limita la rentabilidad de la operación. Por otra parte, un mayor caudal de alimentación no produce necesariamente una mejor respuesta de la membrana, como se observa en la Figura 2. En ella se muestra cómo la densidad de ﬂujo del permeado J (o caudal del permeado por unidad de área de la membrana) apenas varía en función del caudal de alimentación, manteniéndose en un valor próximo a los 40 l·h−1·m−2. Así pues, el caudal óptimo de alimentación puede ﬁjarse en 800 l/h. No obstante, puesto que el caudal de alimentación depende del grado de ensuciamiento de la alimentación y de su viscosidad, el caudal empleado es aquel que provoque una caída de presión por módulo de 2-3 bar.

En una realización particular del procedimiento de la invención, la nanoﬁltración de la etapa (b) se efectúa mediante una membrana de nanoﬁltración y a una presión de 8 bar.

En otra realización particular del procedimiento de la invención, la membrana de nanoﬁltración de la etapa (b) es una membrana espiral de nanoﬁltración. En otra realización particular del procedimiento de la invención, la membrana de nanoﬁltración de la etapa (b) es una membrana tubular de nanoﬁltración.

En cualquier caso, el número de membranas de nanoﬁltración necesario o, lo que es lo mismo, el área de membrana necesario, vendrá dado en función del caudal a tratar, del grado de ensuciamiento de la alimentación y de la presión aplicada. La densidad de ﬂujo de permeado de 40 l·h−1·m−2 se ha calculado para un 75% de recuperación del ﬂujo. Mayores grados de recuperación pueden provocar un rápido ensuciamiento de la membrana, tal como se aprecia en la Figura 3. Así, si el grado de recuperación de detergente se fuerza a valores del 88%, se produce un ensuciamiento claro de la membrana. La línea de la izquierda indica el ensuciamiento de la membrana con el tiempo a ese grado de recuperación, ya que se produce una disminución de la densidad de ﬂujo con el tiempo. La línea de la derecha indica que la membrana se sigue ensuciando tras limpiarla y repetir el ensayo. No obstante, este grado de recuperación podrá ser aumentado en caso de que la demanda química de oxígeno (DQO) de la disolución a tratar no sea muy elevada.

Para mostrar la ﬁabilidad de la membrana, se efectuaron una serie de ensayos en distintas condiciones de operación.

Ensayo 1

Operación a un 85% de recuperación, a una presión de 8,2 bar, a un caudal de 1000 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 4300 mg O2/l. En la Figura 4 se muestra la densidad de ﬂujo frente al tiempo en estas condiciones de operación.

Ensayo 2

Operación para un 75% de recuperación, una presión de 8,7 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 2700 mg O2/l. En la Figura 5 se muestra la densidad de ﬂujo frente al tiempo en estas condiciones de operación.

Ensayo 3

Operación para un 88% de recuperación, una presión de 8,1 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de la disolución tratada de 5000 mg O2/l. En la Figura 6 se muestra la densidad de ﬂujo frente al tiempo en estas condiciones de operación.

Ensayo 4

Operación para un 75% de recuperación, una presión de 8,1 bar, un caudal de 1500 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de 3500 mg O2/l. En la Figura 7 se muestra la densidad de ﬂujo frente al tiempo en estas condiciones de operación.

Ensayo 5

Operación para un 75% de recuperación, una presión de 8.1 bar, un caudal de 1700 l/h, una temperatura de 70ºC y una DQO de 10500 mg O2/l. En la Figura 8 se muestra la densidad de ﬂujo frente al tiempo en estas condiciones de operación.

Como se puede observar en los ensayos anteriores se tiene una densidad de ﬂujo de permeado muy similar a pesar de los cambios en las condiciones de operación y de la disolución de entrada, lo cual conﬁrma la ﬁabilidad de la membrana de nanoﬁltración empleada.

En una realización particular del procedimiento de la invención, la separación de la etapa (a) se efectúa mediante microﬁltración.

En una realización preferida, la microﬁltración se realiza mediante al menos un ﬁltro de bolsa. En otra realización preferida, la microﬁltración se realiza mediante al menos un ﬁltro de cartucho. Igualmente, en otra realización preferida, la microﬁltración se realiza mediante una combinación de al menos un ﬁltro de bolsa y al menos un ﬁltro de cartucho.

Debido a la gran cantidad de sólidos disueltos que pueden ser arrastrados por la disolución de limpieza y a la capacidad complejante de este tipo de detergentes es conveniente situar ﬁltros de alta capacidad de retención de sólidos, por ejemplo ﬁltros tipo bolsa. No obstante este tipo de ﬁltros suele implicar una peor calidad de ﬁltrado por lo que es aconsejable que al menos el último ﬁltro sea de profundidad (ﬁltro de cartucho). En caso de que se utilicen membranas espirales de nanoﬁltración es conveniente que el último ﬁltro sea de 5 micras o, al menos, de 10 micras.

En una realización aún más preferida, se usa una línea de ﬁltración en serie compuesta por tres ﬁltros de bolsa y un ﬁltro de cartucho. Así, por ejemplo, se usa un ﬁltro de bolsa de 200 micras seguido de otros dos ﬁltros de bolsa de 100 y 25 micras, respectivamente. El último ﬁltro es un ﬁltro de cartucho de 5 micras para asegurar la ausencia de partículas a la entrada del equipo.

En otra realización particular del procedimiento de la invención, la separación de la etapa (a) se efectúa mediante ﬂotación, sedimentación o centrifugado.

El procedimiento de la invención se puede llevar a cabo en instalaciones industriales de limpieza in situ empleadas en la industria alimentaria. En una realización particular, dichas instalaciones industriales de limpieza in situ se emplean en la industria láctea.

Asimismo, el procedimiento de la invención se puede llevar a cabo en instalaciones industriales de limpieza in situ empleadas en la industria biotecnológica.

A continuación se presenta un ejemplo de recuperación de un detergente de fase única usado en la limpieza de una planta industrial de producción de yogur. Dicho ejemplo se expone para una mejor comprensión de la invención y en ningún caso debe considerarse una limitación del alcance de la misma.

Ejemplo 1

Recuperación de un detergente de fase única usado en una CIP industrial de una planta industrial de producción de yogur

El detergente usado se sometió a una primera etapa de microﬁltración a través de tres ﬁltros de bolsa de 200, 100 y 25 micras, respectivamente, seguida de una microﬁltración a través de un ﬁltro de cartucho de 5 micras.

Esta disolución previamente ﬁltrada se bombeó hacia una membrana polimérica espiral de nanoﬁltración de un corte molecular de 300 Da y resistente a los álcalis y a una temperatura de hasta 70ºC.

Las condiciones de operación fueron las siguientes: una temperatura de 70ºC, una presión de 8 bar y un ﬂujo de 800 l/h.

El permeado o detergente recuperado se recirculó al tanque de almacenamiento de la disolución alcalina de la instalación CIP, mientras que el concentrado se envió a una estación depuradora de aguas residuales. Las composiciones de los mismos pueden verse en la Tabla I.

TABLA I

Composición del permeado y concentrado de nanoﬁltración

Dichos valores se han comparado con los del detergente agotado tras varias reutilizaciones sin haberlo sometido al procedimiento de recuperación de la invención, y se muestran en la Tabla II:

TABLA II

Características del detergente agotado

Así, las tablas I y II muestran un rechazo de la materia orgánica (DQO; Demanda Química de oxígeno) por parte de la membrana del orden del 35%. Hay que señalar aquí que no interesa rechazar toda la materia orgánica ya que parte de ella son moléculas orgánicas presentes en el detergente y que proceden de la propia composición del detergente.

Un dato más, no incluido en dichas tablas, es que mientras en la alimentación la dureza del agua oscila entre 5 y 30 mg/l de calcio, en el detergente recuperado es siempre inferior a 4 mg/l, lo cual demuestra el rechazo de las moléculas inorgánicas que aportan dureza al agua.

Por otro lado, la actividad detersiva del detergente recuperado se puede comprobar en la siguiente Tabla III, donde se muestra que, después de limpiar con el detergente recuperado o nanoﬁltrado distintas instalaciones industriales, la contaminación, ya sea medida por el método del conteo de colonias o por bioluminiscencia se puede considerar nula (de acuerdo a los estándares utilizados en la industria láctea o alimentaria en general).

TABLA III

Eﬁcacia de limpieza del permeado

UFC = unidades formadoras de colonias

RLU = unidades relativas de luz.

Asimismo, se han realizado otros análisis directamente relacionados con su actividad detersiva:

. Tensión superﬁcial

. Ángulos de contacto

. Concentración de tensioactivos.

Tal como se aprecia en la Figura 9, se han obtenido valores de la tensión superﬁcial a lo largo de más de 500 horas de experimentación que oscilan en la mayoría de los casos entre 30 y 40 mN/m. Estas oscilaciones son achacables en su mayoría de los casos a pequeñas variaciones de concentración del detergente en el permeado. Como media se ha determinado que la tensión superﬁcial del permeado es 0,9 veces la tensión superﬁcial del detergente limpio. Es decir, tiene incluso mayor mojabilidad que el detergente original. En cualquier caso, los valores de la tensión superﬁcial del permeado son similares a los de la alimentación, con lo que se concluye que también los tensioactivos atraviesan la membrana.

Igualmente, se realizaron también medidas de ángulos de contacto frente a diferentes superﬁcies (de poco hidrofóbicas, es decir, muy hidrofílicas, a muy hidrofóbicas, es decir, poco hidrofílicas) del permeado o detergente recuperado frente al detergente limpio con el objeto de contrastar esa mejor mojabilidad. A partir de esas medidas de ángulos de contacto se determinó la relación hidrofílica/hidrofóbica del detergente recuperado.

De esta forma, se observó que el detergente recuperado era 1,4 veces más hidrofílico que el detergente original. Sin embargo, su hidrofobicidad había descendido hasta la mitad respecto al detergente original.

Esto implica que tenderá a mojar muy bien iones y moléculas cargadas, y no tan bien a mojar grandes moléculas apolares. No obstante, como en los detergentes de fase única alcalinos interesa eliminar la etapa ácida de limpieza, dirigida principalmente a la eliminar las especies cargadas, se puede decir que en ese sentido el detergente recuperado presenta incluso mayores ventajas en términos de mojabilidad que el detergente original.

También se han realizado medidas de la concentración de tensioactivos en el detergente recuperado, siendo siempre superiores a los del detergente original tal como se muestra en la Figura 10.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento continuo para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única utilizados en instalaciones industriales de limpieza in situ que comprende las etapas de:

(a)

separación previa de la materia suspendida en la corriente de detergente usado; y

(b)

nanoﬁltración de la corriente obtenida en (a) mediante al menos una membrana de nanoﬁltración de un corte molecular de 300 Da resistente a los álcalis y a las altas temperaturas, a una temperatura de 70ºC y a una presión de 5-15 bar;

caracterizado porque la separación de la etapa (a) se efectúa mediante microﬁltración que se realiza mediante una combinación de al menos un ﬁltro de bolsa y al menos un ﬁltro de cartucho, siendo el último ﬁltro de cartucho de 5 micras; y porque la membrana de la etapa (b) es una membrana espiral de nanoﬁltración.
2.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la nanoﬁltración de la etapa (b) se efectúa mediante una membrana espiral de nanoﬁltración a una presión de 8 bar.
3.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las instalaciones industriales de limpieza in situ son instalaciones empleadas en la industria alimentaria.
4.

Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque las instalaciones industriales de limpieza in situ son instalaciones empleadas en la industria láctea.
5.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las instalaciones industriales de limpieza in situ son instalaciones empleadas en la industria biotecnológica.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 200930347

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 08.11.2005

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : B01D61/02 (2006.01) C02F9/02 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

ES 2214884 T3 (FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG) 16.09.2004, columna 1, líneas 3-32,55-60; columna 5, líneas 8-18; reivindicaciones 1,2,3,8. 1

A

ES 2034750 T3 (SANDOZ) 01.04.1993, columnas 1,2. 1-5

A

US 5310486 A (HARRISON WESTERN ENVIRONMENTAL SERVICES, INC) 10.05.1994, columnas 6-8. 1-5

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 17.10.2011

Examinador M. Ojanguren Fernández Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200930347

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B01D, C02F Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, CAS

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930347

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 17.10.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930347

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

ES 2214884 T3 (FRAUNHOFER-GESELLSCHAFTFÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG) ZUR 16.09.2004
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El objeto de la presente invención es un procedimiento para la recuperación de detergentes alcalinos de fase única en instalaciones industriales de limpieza in situ que comprende las etapas de: una separación previa de la materia suspendida en la corriente de detergente usado mediante microfiltración con una combinación de al menos un filtro de bolsa y al menos un filtro de cartucho, una segunda etapa de nanofiltración con una membrana de corte molecular de 300 Da resistente a los álcalis y a las altas temperaturas a 70ºC y a una presión de 5-15 bar.

El documento D1, considerado el estado de la técnica más cercano, divulga un procedimiento para la extracción de sustancias sólidas contenidas en soluciones, (p.ej. soluciones acuosa que se producen en la obtención de productos alimentarios, ver columna 1, líneas 5-19), utilizando una separación previa mediante ultrafiltración y una segunda etapa de nanofiltración con membranas de corte molecular de entre 150 y 300 Da a una presión de 8 a 60 bar. (Ver columna 5, líneas 8-18). La diferencia entre el documento D1 y el objeto de la reivindicación 1 de la solicitud se encuentra en la etapa previa de microfiltración . Si bien se puede reconocer novedad no es posible reconocer actividad inventiva dado que los procesos de microfiltración son una de las alternativas que un experto en la materia tomaría para utilizar en un proceso previo de separación de sólidos. En cuanto a la reivindicación dependiente 2, relativa al uso de una membrana espiral de nanofiltración dicho uso ya está ampliamente descrito en el estado de la técnica (ver el documento D3 del IET columna 8, lín.47-63). Por tanto, las reivindicaciones 1 y 2 de la presente invención no tienen actividad inventiva. (art.8.1 LP). En cuanto a las reivindicaciones dependientes 3 a 5, relativas a uso del procedimiento en la industria alimentaria o biotecnológica, se tratan de meras enumeraciones de las posibles aplicaciones del procedimiento en distintos tipos de industria y por tanto carecen de actividad inventiva. (art. 8.1 LP).

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4