ES2603805T3 - Cuerpos macizos para producir disoluciones altamente convertidas de dióxido de cloro - Google Patents

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ES2603805T3
ES2603805T3 ES01948972.3T ES01948972T ES2603805T3 ES 2603805 T3 ES2603805 T3 ES 2603805T3 ES 01948972 T ES01948972 T ES 01948972T ES 2603805 T3 ES2603805 T3 ES 2603805T3
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Abstract

Una tableta soluble que comprende clorito de sodio y bisulfato de sodio, siendo dicha tableta porosa y estando formado de una mezcla de ingredientes en polvo secos por compresión en una matriz de tabletas a una presión de 6,9 MPa a 69 MPa (1000 a 10.000 lb/in2), en la que dicha tableta cuando se añade a agua líquida produce una disolución de dióxido de cloro en la que la relación de la concentración de dióxido de cloro con respecto a la suma de las concentraciones de dióxido de cloro y anión clorito es mayor de 0,25.

Description

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Cuerpos macizos para producir disoluciones altamente convertidas de dioxido de cloro DESCRIPCION
Antecedentes de la invencion
El dioxido de cloro molecular libre en disolucion es un agente eficaz para el control de microorganismos y depositos de pellculas biologicas. Sin embargo, la manera mas comun de producir tales disoluciones de dioxido de cloro libre es usar un generador qulmico caro y complicado (vease, por ejemplo, la patente de EE.UU. 5.009.875).
La patente britanica 608.068 ensena el uso de anhldridos de acido organico para convertir el anion clorito en dioxido de cloro libre a un pH generalmente neutro. Tambien son conocidos los peligros de incendio y explosion que resultan de la combinacion de un compuesto qulmico oxidante fuerte, tal como clorito de sodio, con un compuesto qulmico organico. Como resultado de la baja relacion de conversion producida por las conversiones de esta patente britanica y los peligros inherentes en las composiciones que combinan clorito de sodio y compuestos qulmicos organicos, las composiciones de esta patente britanica han recibido poco interes comercial.
Recientemente, se describio un dispositivo tipo membrana que contiene compuestos qulmicos precursores de dioxido de cloro en polvo que producen una disolucion de dioxido de cloro molecular libre cuando el dispositivo se sumerge en agua, vease el documento WO 99/249356. Aunque este dispositivo de membrana es superior a los metodos del estado de la tecnica de produccion de disoluciones de dioxido de cloro, el dispositivo tiene algunas desventajas. Es relativamente caro (debido al coste de la membrana y de montaje) y la velocidad de suministro de dioxido de cloro puede ser demasiada lenta para ciertas aplicaciones. Ademas, el dispositivo puede flotar sobre la superficie del agua/disolucion (debido al aire atrapado o gas de dioxido de cloro) y esto puede producir la perdida de algo de dioxido de cloro a la fase gaseosa. Finalmente, las membranas preferidas son insolubles en agua y pueden necesitar ser eliminadas de la disolucion de dioxido de cloro despues de que se completen las reacciones de generacion de dioxido de cloro. La elimination de la membrana gastada de la disolucion de dioxido de cloro puede ser considerada algunas veces inconveniente.
El estado de la tecnica tambien describe intentos por producir disoluciones de dioxido de cloro a partir de mezclas solidas, incluyendo compactos solidos tales como tabletas y briquetas que consisten en materiales que generaran gas de dioxido de cloro cuando se pongan en contacto con agua llquida.
La patente de EE.UU. 2.071.094 desvela composiciones solidas secas, que incluyen briquetas, que consisten en un clorito soluble y un agente acidificante que cuando se ponen en contacto con agua producen una "reaction desodorizante" a medida que la composition seca comienza a disolverse (vease col. 1, llneas 34-38 y col. 2 llneas 24-27). Tras leer esta patente, no queda claro que se produce cuando la composicion se pone en contacto con agua. La sustancia, el dioxido de cloro, nunca es mencionada y la unica vez que se usa la palabra "disolucion" es con referencia a una disolucion acuosa de clorito de sodio (vease col. 1, llnea 58). Asl, no puede determinarse si el inventor estaba intentando o ciertamente obtuvo una disolucion acuosa de dioxido de cloro cuando su briqueta se puso en contacto con agua.
La patente de EE.UU. 5.324.447 describe, entre otras cosas, una tableta que comprende un precursor de dioxido de cloro (por ejemplo, clorito de sodio) y un componente activador (por ejemplo, un anhldrido de acido organico) que estan presentes en cantidades eficaces para producir cantidades desinfectantes de lentes (de contacto) de dioxido de cloro en un medio llquido (vease col. 3, llneas 10-16). El termino cantidad desinfectante se define como tal cantidad que reducira la carga microbiana el orden de un logaritmo preferentemente en diez (10) minutos o menos (vease col. 4, llneas 11-15). Esta cantidad representa muy poco dioxido de cloro libre, ya que incluso tan poco como 2 ppm de dioxido de cloro libre pueden producir una reduction bacteriana logarltmica de 6 en 15 minutos. La patente no desvela la cantidad de dioxido de cloro que se genera cuando una tableta de la invencion se disuelve en agua. Asl, todos los ejemplos utilizan disoluciones acuosas de dioxido de cloro esterilizado y no agua para probar las tabletas.
La patente de EE.UU. 5.399.288 desvela una composicion solida que libera dioxido de cloro que inmediatamente despues de su disolucion en agua (vease col. 1, llneas 5-7). La composicion comprende una sal de clorito, un agente que libera cloro oxidante y un donante de protones presentes en la relacion de 4:1:3 (vease col. 1, llneas 65-77). Cuando el agente que libera cloro oxidante se omite de la composicion, el rendimiento final de dioxido de cloro obtenido fue del 63 %, pero despues de 3 dlas (vease el Ejemplo 5) . Ademas, y de manera importante, esta patente no trata la preparation de tabletas (vease col. 2, llneas 19-21). Asl, parece que solamente se desvelan mezclas en polvo de reactivos.
La patente de EE.UU. 5.719.100 desvela la production de dioxido de cloro en una disolucion acuosa de una tableta que comprende una composicion de clorito de sodio y un activador de acido en la que la composicion requiere una barrera que impide la reaccion entre el clorito de sodio [es decir, se forma un recubrimiento reactivo protector sobre el clorito de sodio antes de que se mezcle con el activador de acido (vease col. 4, llneas 61-73) y el activador de
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acido de tal manera que los dos ingredientes activos no "reaccionen explosivamente" conjuntamente de manera prematura (vease col. 4, llnea 53), es decir, se obtiene una composicion estable (vease col. 4, llnea 46 a col. 5, llnea 9).
El documento DE 27 12 574 A desvela generar dioxido de cloro a partir de llquidos acuosos que contienen cloritos de metal alcalino o metal alcalinoterreo, y compuestos que liberan cloro en agua.
El documento WO 99/62817 desvela la generacion de dioxido de cloro activando un vehlculo solido impregnado con sales de clorito o clorato, y/o sustancia que reacciona directamente o indirectamente con dicho clorito o clorato para formar dioxido de cloro, y/o un agente que genera protones.
El documento EP 0581550 A1 desvela composiciones solidas capaces de liberar dioxido de cloro muy rapidamente tras la disolucion en agua.
El documento US 4.547.381 desvela una composicion seca para la production controlada sostenida de dioxido de cloro gaseoso que comprende un diluyente inerte seco; un clorito metalico seleccionado del grupo que consiste en cloritos de metal alcalino y cloritos de metal alcalinoterreo; y un agente seco capaz de reaccionar con un clorito metalico en el estado seco para producir dioxido de cloro, estando dicho agente seleccionado del grupo que consiste en agentes de oxidacion secos y acidos secos.
La presente invention proporciona un dispositivo mejorado en forma de un cuerpo macizo para la produccion de disoluciones de dioxido de cloro. Este nuevo dispositivo proporciona rapidamente disoluciones de alto rendimiento de dioxido de cloro y supera las desventajas de las composiciones solidas del estado de la tecnica para producir tales disoluciones.
Description de la invencion
La presente invencion proporciona una tableta soluble como se define en la revindication 1 que produce rapidamente una disolucion de dioxido de cloro cuando se sumergen en agua.
El metodo de formation de tales tabletas solubles es por compresion, tambien conocido como formation de tabletas.
La tableta comprende clorito de sodio y bisulfato de sodio. Sorprendentemente, se obtiene una velocidad de conversion muy alta del anion clorito a dioxido de cloro mediante el uso de las tabletas de la invencion. Asl, cuando los pesos equivalentes de los ingredientes de la tableta en forma de polvo se anaden al mismo volumen de agua que la tableta correspondiente, se produce una cantidad mucho mayor de dioxido de cloro por la tableta que del polvo. Variaciones razonables en la velocidad de agitation y/o temperatura del agua tienen de poco efecto a ningun efecto sobre este fenomeno sorprendente. Asl, se ha observado que las tabletas de la invencion producen rapidamente una disolucion altamente convertida de dioxido de cloro molecular libre, lo que significa que la relation de conversion (anion clorito con respecto a dioxido de cloro) es > 0,25. El termino relacion de conversion, cuando se utiliza en el presente documento, significa la relacion calculada de la concentration de dioxido de cloro libre en la disolucion producto con respecto a la suma del dioxido de cloro libre mas las concentraciones de ion clorito sin reaccionar en la disolucion del producto. Ademas, la disolucion de dioxido de cloro se produce rapidamente de una manera segura y controlada; y cuando la concentracion de dioxido de cloro asl producida esta a niveles de uso tlpico (0,5 - 200 ppm en peso) en agua de grifo tlpica, la disolucion no contendra sustancialmente nada de cloro libre o anion hipoclorito y tendra un pH generalmente neutro (es decir, pH 5-9). Por el termino producido rapidamente, los presentes inventores indican que la produccion de dioxido de cloro total se obtiene en menos de aproximadamente 8 horas, preferentemente en menos de aproximadamente 2 horas, y lo mas preferentemente en menos de aproximadamente 1 hora.
Las tabletas de la presente invencion pueden contener, si se desea, ingredientes adicionales opcionales que puedan ser utiles, por ejemplo, para ayudar en el proceso de formacion de tabletas para mejorar las caracterlsticas flsicas o esteticas de las tabletas producidas y ayudar en la solubilization de la tableta y/o el rendimiento del dioxido de cloro obtenido. Tales ingredientes incluyen, pero no se limitan a, cargas tales como arcilla de atapulgita y cloruro sodico; lubricantes de formacion de tabletas y de la matriz de tabletas; estabilizadores; tintes; agentes antiapelmazantes, agentes de relleno desecantes tales como cloruro de calcio y cloruro de magnesio; agentes formadores de poros tales como una arcilla inorganica hinchable, por ejemplo, arcilla Laponite disponible de Southern Clay Products, Inc.; un agente productor de cloro tal como acido diclorocianurico y sales del mismo tales como la sal de sodio (NaDCC); y un formador de red que puede reaccionar con uno o varios de otros constituyentes en la formulation para producir una estructura porosa de baja solubilidad en la cual pueden proceder las reacciones de formacion de dioxido de cloro. Pueden incluirse agentes efervescentes tales como bicarbonato sodico en pequenas cantidades, pero pueden reducir la conversion de anion clorito a dioxido de cloro acelerando la rotura y disolucion de la tableta.
En general, las tabletas de la invencion son superiores al dispositivo de membrana del estado de la tecnica, vease, por ejemplo, el documento WO 99/24356 por las siguientes razones:
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Las tabletas son normalmente menos caras que el dispositivo de membrana debido a que pueden fabricarse a una velocidad alta en equipo disponible comercialmente y no requieren el gasto de una envolvente de membrana para funcionar;
Las tabletas generalmente producen dioxido de cloro a una velocidad mas alta que los dispositivos de membrana, ya que la tableta no tiene una membrana que restrinja el escape de dioxido de cloro en disolucion;
Los dispositivos de membrana frecuentemente flotan cuando se anaden al agua mientras que las tabletas de invencion se hunden en el agua de tal manera que pierden poco dioxido de cloro a la fase gaseosa y
En un modo preferido, la tableta de la invencion es completamente soluble en agua, de tal manera que se evita la necesidad de eliminar el residuo de la disolucion de dioxido de cloro producto.
Aunque no se desea estar ligado por teorla de operacion alguna, los presentes inventores creen que el rendimiento mejorado del dioxido de cloro que se obtiene mediante el uso de las tabletas de la invencion puede explicarse de la siguiente manera. El dispositivo de tabletas funciona cuando el agua entra en el espacio de poro dentro de una tableta y produce una disolucion acida concentrada de anion clorito dentro del espacio de poro. El acido y el clorito (e ingredientes opcionales que pueden estar presentes) reaccionan bajo estas condiciones concentradas en los poros de la tableta rapidamente para producir dioxido de cloro que difunde hacia fuera de la tableta a la disolucion a granel.
Para que las tabletas funcionen apropiadamente, se cree importante que las reacciones qulmicas ocurran en la disolucion concentrada dentro de la estructura del poro. Hay poco o nada de dioxido de cloro formado cuando los ingredientes de tabletas equivalentes en forma de polvo se disuelven rapidamente en medios acuosos.
La invencion incluye dos tipos generales de dispositivos de tabletas. Un tipo de dispositivo comprende tabletas que son completamente solubles en agua y la formulacion preferida de tales tabletas comprende clorito de sodio de calidad industrial en polvo seco y una fuente de acido en polvo seco, disulfato de sodio. Ingredientes en polvo secos adicionales tales como cloruro de magnesio y NaDCCA pueden anadirse opcionalmente para mejorar aun mas el rendimiento y velocidad de produccion del dioxido de cloro. Los ingredientes en polvo secos se mezclan y la mezcla en polvo resultante se comprime en una matriz de tabletas a una presion de 6,89-68,9 MPa (1000-10.000 lb./in2). La tabletas resultantes son estables durante el almacenamiento en tanto que sean protegidas de la exposicion al agua (ya sea llquida o vapor). Las tabletas producen rapidamente una disolucion altamente convertida en dioxido de cloro libre cuando se sumergen en agua.
El segundo tipo de tabletas no son completamente solubles en agua en una alta velocidad. Estan disenadas para tener (o producir) una baja solubilidad o estructura de red porosa lentamente soluble en la que las reacciones de formacion de dioxido de cloro pueden proceder a la terminacion sustancial antes de la disolucion de la red porosa. Generalmente, las tabletas de este segundo tipo convierten una mayor proporcion de su compuesto qulmico precursor de anion clorito a dioxido de cloro en comparacion con las tabletas completamente solubles descritas anteriormente.
La formulacion preferida para este segundo tipo de tableta comprende clorito de sodio de calidad industrial en polvo seco, bisulfato de sodio en polvo seco y cloruro de calcio en polvo seco. Una arcilla en polvo seca tal como la arcilla Laponite y NaDCCA en polvo seca pueden anadirse opcionalmente para mejorar aun mas el rendimiento y la velocidad de produccion del dioxido de cloro. Como con las tabletas del primer tipo, los ingredientes en polvo secos se mezclan y la mezcla en polvo resultante se comprime en una matriz de tabletas a una presion de 6,89-68,9 MPa (1000-10.000 lb/in2). Las tabletas resultantes son estables durante el almacenamiento en tanto que sean protegidas de la exposicion al agua (ya sea liquida o vapor). Producen rapidamente una disolucion altamente convertida de dioxido de cloro libre cuando se sumergen en agua.
Las tabletas de este segundo tipo generalmente proporcionan una conversion mas eficaz del anion clorito a dioxido de cloro en comparacion con las tabletas del primer tipo. Se cree que esto ocurre debido a que la estructura porosa de baja solubilidad proporciona un ambiente favorable para que las reacciones de formacion de dioxido de cloro procedan hasta el agotamiento sustancial de los reactantes.
Se cree que la formacion del dioxido de cloro en tabletas del segundo tipo del dispositivo ocurre sustancialmente dentro del ambiente favorable del espacio de poro de la estructura porosa de baja solubilidad (o lentamente soluble). Ya que la estructura de poro favorable de esta red parece permanecer sustancialmente intacta durante este tiempo de reaccion, sustancialmente todo el anion clorito tiene la oportunidad de reaccionar y formar dioxido de cloro bajo condiciones favorables dentro de los poros. Esto maximiza la conversion de clorito a dioxido de cloro. A diferencia, una tableta del primer tipo esta siendo disuelta en la disolucion a granel al mismo tiempo que se produce el dioxido de cloro. Ya que se cree que los reactivos reaccionaran solamente a una velocidad practicamente util bajo condiciones concentradas (tales como aquellas que existen dentro de los poros de las tabletas), aquella fraccion de clorito que se disuelve en la disolucion a granel antes de la conversion a dioxido de cloro permanecera sustancialmente como clorito y no se convertira en dioxido de cloro bajo las condiciones generalmente diluidas de la disolucion a granel.
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La red porosa de baja solubilidad de la composition preferida del segundo tipo de tableta comprende una sal de baja solubilidad tal como sulfato de calcio y puede incluir adicionalmente una arcilla tal como la arcilla Laponite. El sulfato de calcio se forma preferentemente a partir de la reaction entre cationes calcio, por ejemplo del constituyente de cloruro de calcio, y aniones sulfato derivados del constituyente de bisulfato de sodio. Tambien pueden usarse otras fuentes de los cationes calcio tales como el nitrato de calcio, ademas de otras fuentes de los aniones sulfato como el sulfato de magnesio. La arcilla preferida, la arcilla Laponite, es insoluble como se proporciona y es una arcilla hinchable que, los presentes inventores creen, mejora la estructura de poro de la red porosa formando grietas y cavidades a medida que se hincha. Los presentes inventores han encontrado que la formation de las redes de sulfato de calcio in situ mediante reaccion qulmica es particularmente ventajosa y que el rendimiento del dioxido de cloro de tales tabletas es significativamente mejor (nominalmente el 25 % mejor) en comparacion con las tabletas de las que el sulfato de calcio es un constituyente de la formulation en polvo inicial. La presencia de la arcilla, ademas del sulfato de calcio, proporciona solo una pequena mejora con respecto al uso del sulfato de calcio sin la arcilla.
Por baja solubilidad o red porosa lentamente soluble los presentes inventores quieren indicar una estructura solida porosa que permanece sustancialmente sin disolver en la disolucion producto durante el periodo de production del dioxido de cloro. No es necesario que la red porosa permanezca completamente intacta durante el tiempo de reaccion para formar el dioxido de cloro. Un aspecto de la presente invention incluye tabletas del segundo tipo en el que la tableta se disgrega en granulos sustancialmente insolubles (o lentamente solubles) que liberan el dioxido de cloro en disolucion. Los presentes inventores creen que este es aceptable debido a que el tamano de los granulos es todavla grande con respecto al tamano de los poros dentro del espacio de poros de los granulos, de tal manera que existen las condiciones de reaccion concentrada necesarias dentro del espacio de poros a pesar de la rotura de la red en granulos.
En las tabletas de ambos tipos se prefiere que los ingredientes en polvo sean secados antes de la mezcla y la formacion de tabletas con el fin de minimizar la interaction qulmica prematura entre los ingredientes de las tabletas. Cuando se utiliza en el presente documento el termino seco, significa que cada ingrediente normalmente contiene menos de aproximadamente el 1 % de H2O.
Procedimientos generales para la fabrication y prueba de las tabletas de la invencion Formacion de tabletas
Se secan los componentes qulmicos individuales de la formulacion de tableta antes de uso. Se pesa cuidadosamente la cantidad deseada de cada componente en un vial de plastico. En los siguientes ejemplos, las formulaciones se dan basadas en porcentaje en peso. El vial que contiene todos los componentes de la formulacion de la tableta se agita para mezclar los componentes completamente. Se vacla el contenido del vial en una matriz de tamano apropiado (por ejemplo, 13 mm de diametro para una tableta de 1 g). Se coloca el embolo en la matriz y el contenido se prensa en una pella utilizando una prensa hidraulica de laboratorio. La lectura de la fuerza maxima en el manometro fue de 907 kg (2000 libras), a menos que se indique lo contrario. Esta presion sobre el punzon de la tableta puede convertirse en kg/cm2 (libras/in2) si se conoce el area de la cara del embolo en cm2 (in2) (normalmente 1,33 cm2 (0,206 in2) para una tableta de 1 g). La tableta resultante se saca del molde y se pone en un vial de plastico cerrado hasta que se usa (normalmente en el transcurso de 10 minutos).
Rendimiento de la tableta
La tableta se dispone en un matraz volumetrico o recipiente lleno con una cantidad conocida de agua de grifo. El desprendimiento de dioxido de cloro comienza inmediatamente como se hace evidente por las burbujas y la aparicion de un color amarillo. Se deja que la tableta reaccione hasta que finalice. La finalization de la reaccion depende en parte del tipo y tamano de la tableta. Normalmente, el tiempo de reaccion es 2 horas o menos si una tableta de 1 g es parcialmente insoluble y 0,5 h si una tableta de 1 g es completamente soluble. Cuando la reaccion se completa, el matraz/recipiente se agita o remueve con el fin de mezclar. Entonces se analiza el contenido. Normalmente, el dioxido de cloro se mide mediante espectrometrla de uv-vis, usando cuatro longitudes de onda (se informa el valor promedio). Se miden el clorito y el cloro mediante valoracion de normalmente 25 ml de disolucion de dioxido de cloro usando procedimientos equivalentes a aquellos encontrados en el texto Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19a edition (1995) paginas 4-57 y 4-58. Este texto ha sido publicado conjuntamente por la American Public Health Asociation, The American Water Works Association y la Water Environment Federation. La oficina de publication es la American Public Health Association, Washington D.C. 20005. Se miden los oxidantes totales mediante valoracion usando un Brinkmann Autotitration System, 716 DMS Titrino equipado con un electrodo de platino macizo (numero de pieza de Brinkmann 6.0415.100). El metodo es una valoracion yodometrica en un medio acido basado en la oxidacion de yoduro a yodo y su posterior reaccion con el valorante tiosulfato de sodio. El procedimiento tlpico fue del siguiente modo: se dispusieron cien mililitros de disolucion de dioxido de cloro y una barra de agitation en un vaso de precipitados y se anadieron con agitation 2 g de yoduro de potasio (Reagent Crystals) y 10 ml de una disolucion 1 N de acido sulfurico (Mallinckrodt). La disolucion resultante se valora con disolucion 0,1 N de tiosulfato (Aldrich Chemical Co.). El punto final es determinado automaticamente por el software Brinkmann Titrino. Este punto se usa para calcular la concentration de
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los oxidantes totales en la muestra. El pH de la disolucion de dioxido de cloro original se mide usando un electrodo de pH ya sea en la disolucion "tal cual" y/o diluida con agua suficiente para dar aproximadamente una concentracion de 10 ppm de dioxido de cloro.
Resultados
En los ejemplos a continuacion se siguen los procedimientos anteriores, a menos que se especifique de otro modo. Las formulaciones se dan como porcentaje en peso de cada componente en una base seca. Se uso clorito de sodio de calidad industrial. Normalmente, el contenido de clorito de sodio real de clorito de sodio de calidad industrial es de aproximadamente del 80 % y el resto es aproximadamente cloruro sodico (8,5 %), carbonato sodico (6,1 %) y sulfato de sodio (4,5 %). Los rendimientos se calculan en dos bases. La primera es el rendimiento en % en peso de dioxido de cloro basado en el peso de la tableta, es decir, rendimiento en % en peso = 100 x (peso de ClO2/peso de tableta). La segunda es el rendimiento qulmico basado en el clorito de sodio. En este caso debe tenerse en cuenta que el clorito de sodio de calidad industrial tiene solo el 80 % de pureza. Asl, el rendimiento qulmico en % = 100 x (moles de ClO2 producidos)/(moles de NaClO2 en la tableta). La estequiometrla de la reaccion acida del clorito de sodio a dioxido de cloro limita el rendimiento al 80 %.
La relacion de conversion se calcula como (peso de dioxido de cloro)/ (peso de dioxido de cloro + peso de clorito). Si el contenido de clorito de la disolucion no fue determinado o es desconocido, se calcula una "relacion de conversion minima". Esta relacion es peso de ClO2/peso de oxidante total. El oxidante total normalmente consiste por completo en dioxido de cloro, clorito y cloro. El contenido de cloro de disoluciones de las tabletas normalmente es bajo, de tal manera que esta relacion de conversion minima es una aproximacion razonable de la relacion de conversion. A continuacion se ilustran ejemplos.
Ejemplo 1
Se prepararon tres tabletas de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 38 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 9

Bisulfato de sodio 35

Cloruro de calcio 18
Las tabletas se prepararon a 1361 kg (3000 lb) de presion. Cada tableta se dispuso en tres litros de agua de grifo durante dos horas con los siguientes resultados.
A B C
ClO2 ppm
47,5 46,9 47,0
Oxidante total (ppm)
58,7 58,0 53,2
ph
6,8 6,8 6,8
Rendimiento en % en peso
14,3 14,1 14,1
Rendimiento qulmico en %
63 62 62
Relacion de conversion*
0,81 0,81 0,88
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 2
Se preparo una tableta de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 37 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 15

Bisulfato de sodio 30

Cloruro de calcio 18
La tableta se preparo a 907 kg (2000 lb) de presion. La tableta se dispuso en tres litros de agua de grifo durante 2,5 horas con los siguientes resultados.
ClO2 ppm
49,8
Oxidante total ppm
69,7
pH
6,6
Rendimiento en % en peso
14,9
Rendimiento qulmico en %
68
Relacion de conversion*
0,71
*Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
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Ejemplo 3
Se prepararon dos tabletas de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 7 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 1

Bisulfato de sodio 12

Cloruro de calcio 48

Cloruro sodico 16

Sulfato de sodio 16
Las tabletas se prepararon a 907 kg (2000 lb) de presion. Cada tableta se dispuso en 0,5 litros de agua de grifo durante 1 hora con los siguientes resultados.
A B
ClO2 ppm
57,4 58,0
Clorito ppm
4,3 6,1
Cloro ppm
2,2 2,2
pH (10 ppm)
6,76 6,77
Rendimiento en % en peso
2,87 2,90
Rendimiento qulmico en %
69 69
Relacion de conversion
0,93 0,90
Ejemplo 4
Se prepararon dos tabletas de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 7 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 1

Bisulfato de sodio 12

Cloruro sodico 40

Cloruro de magnesio 40
Las tabletas se prepararon a 907 kg (2000lb) de presion. Cada tableta se dispuso en 0,5 litros de agua de grifo durante 0,5 horas con los siguientes resultados.
A B
ClO2 ppm
53,0 54,8
Clorito ppm
7,6 4,1
Cloro ppm
0,1 1,2
pH (10 ppm)
7,41 7,36
Rendimiento en % en peso
2,65 2,74
Rendimiento qulmico en %
63 66
Relacion de conversion
0,87 0,93
Ejemplo 5
Se prepararon dos tabletas de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 26 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 7

Bisulfato de sodio 26

Cloruro sodico 20

Cloruro de magnesio 21
Las tabletas se prepararon 907 kg (a 2000lb) de presion. Cada tableta se dispuso en 1,0 litro de agua de grifo durante 0,25 horas con los siguientes resultados.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
A B
ClO2 ppm
104,2 105,1
Oxidante total ppm
115,3 109,7
pH
6,47 6,52
Rendimiento en % en peso
10,42 10,51
Rendimiento qulmico en %
67 68
Relacion de conversion*
0,90 0,96
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 6
Se prepare una tableta de un gramo con la siguiente composicion:
Clorito de sodio 34 %

Acido dicloroisocianurico, sal de sodio 8

Bisulfato de sodio 26

Cloruro sodico 16

Cloruro de magnesio 16
La tableta se prepare a 907 kg (2000lb) de presion. La tableta se dispuso en 1,0 litro de agua de grifo durante 0,25 horas con los siguientes resultados
ClO2 ppm
123,3
Oxidante total ppm
144,4
pH
6,47
Rendimiento en % en peso
12,3
Rendimiento qulmico en %
61
Relacion de conversion*
0,85
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 7
Este ejemplo ilustra la eficacia de generacion de dioxido de cloro usando una tableta a diferencia de un polvo. Se prepararon dos muestras de un gramo de la siguiente formulacion.
Clorito de sodio
25 %
Dicloroisocianurato de sodio
8
Bisulfato de sodio
31
Cloruro de calcio
31
Laponite
5
Una muestra se dejo como un polvo mixto. La otra muestra se comprimio en una tableta usando 907 kg (2000 libras) de presion. Cada muestra se dispuso en diez litros de agua que se agito usando un agitador de palas. Los resultados despues de 1,5 horas indican que el rendimiento de dioxido de cloro de la tableta es un orden de magnitud mayor que a partir del polvo equivalente.
Tableta Polvo
ClO2 ppm
8,8 0,75
Oxidante total ppm
12,0 14,5
pH
7,20 7,18
Rendimiento en % en peso
8,8 0,8
Rendimiento qulmico en %
59 5
Relacion de conversion*
0,73 0,05
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Experimento 8
Este experimento muestra que es mejor formar cloruro de calcio in situ en la tableta que para anadir sulfato de calcio a la formulacion de tableta.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Las siguientes formulaciones se prepararon en tabletas usando 2722 kg (6000 lb) de presion. Las tabletas se pusieron en 1 litro de agua de grifo. Despues de 3 horas, las disoluciones resultantes se analizaron.
A B
Clorito de sodio (T) (g)
0,30 0,30
Dicloroisocianurato de sodio (g)
0,10 0,10
Bisulfato de sodio (g)
0,30 0,30
Cloruro de calcio (g)
0,25
Sulfato de calcio (g)
0,25
Laponite (g)
0,05 0,05
Total (g)
1,00 1,00
Resultados:
A B
ClO2 ppm
124,0 96,0
Oxidante total ppm
133,0 120,3
pH
6,7 6,2
Rendimiento en % en peso
12,4 9,6
Rendimiento qulmico en %
69 54
Relacion de conversion*
0,93 0,80
* Relacion minima: ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 9
Se preparo una pastilla de un gramo a partir de la siguiente formulacion usando 2722 kg (6000lb) de presion:
0,167 g de clorito de sodio industrial 0,500 g de bisulfato de sodio 0,330 g de cloruro sodico
La tableta se dispuso en 1 litro de agua de grifo y se analizo despues de 10 minutos (todos componentes solubles).
Resultados:
ClO2 ppm
40
Oxidante total ppm
48,6
ph
3,6
Rendimiento en % en peso
4
Rendimiento qulmico en %
40
Relacion de conversion*
82
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 10
Se prepararon tres tabletas de tamano variable a partir de una unica formulacion como se muestra a continuacion. Las tabletas se pusieron en agua de grifo suficiente de manera que la concentracion final de dioxido de cloro fuera 100-200 ppm. Como las tabletas mas grandes necesitan mas tiempo para liberar el dioxido de cloro, el tiempo de reaccion se ajusto (como se muestra) para asegurar que el muestreo se produjera cuando la reaccion estaba completa. Se usaron matrices diferentes para comprimir las tabletas de forma que las relaciones de altura/diametro para las tabletas fueran sustancialmente equivalentes y la presion usada para comprimir las tabletas fuera aproximadamente la misma en una base de fuerza/unidad de area de la seccion transversal.
A B C
NaClO2 (T) (g)
0,38 4,22 34,2
Dicloroisocianurato de Na (g)
0,09 1,00 8,10
Bisulfato de sodio (g)
0,35 3,89 31,5
Cloruro de calcio (g)
0,18 2,00 16,2
Total (g)
1,00 11,11 90,0
Presion de la tableta (kg)
907 2722 9072
Presion de la tableta (lb)
2000 6000 20000
Volumen (litros)
1 10 120
Tiempo de reaccion (h)
10 2,0 7,0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Los resultados se muestran a continuacion:
A B C
ClO2 ppm
139,8 161,9 103,2
Oxidante total ppm
159,0 169,1
Clorito ppm
1-5,93
Cloro ppm
5,34
pH (a 10 ppm)
6,7 7,1 7,3
Rendimiento en % en peso
14,0 14,6 13,8
Rendimiento qulmico en %
62 64 61
Relacion de conversion
* 00 00 96* 87
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 11
Se prepararon tres tabletas de tamano variable a partir de una unica formulacion como se muestra a continuacion. Las tabletas se pusieron en agua de grifo suficiente de manera que la concentracion final de dioxido de cloro fuera 100-200 ppm. Como las tabletas mas grandes necesitan mas tiempo para liberar el dioxido de cloro, se ajusto el tiempo de reaccion (como se muestra). El muestreo se produjo cuando la reaccion estaba completa, es decir, despues de disolverse la tableta. Se usaron matrices diferentes para comprimir las tabletas de forma que las relaciones de altura/diametro para las tabletas fueran sustancialmente equivalentes y la presion usada para comprimir las tabletas fuera aproximadamente la misma en una base de fuerza/unidad de area de la seccion transversal.
A B C
NaClO2 (T) (g)
0,26 2,886 23,14
Dicloroisocianurato de Na (g)
0,07 0,777 6,23
Bisulfato de sodio (g)
0,26 2,886 23,14
Cloruro de magnesio (g)
0,21 2,331 18,69
Cloruro sodico (g)
0,20 2,220 17,80
Total (g)
1,00 11,10 89,00
Presion (kg)
907 2722 9072
Presion (lb)
2000 6000 20000
Volumen (l)
1 10 121,4
Tiempo de reaccion (h)
0,25 0,5 1,0
Los resultados se muestran a continuacion:
A B C
ClO2 ppm
97,9 111,1 64,7
Oxidante total ppm
120,6 132,8 86,5
pH
7,6 7,7 7,0
Rendimiento en % en peso
9,8 10,0 8,8
Rendimiento qulmico en %
63 65 57
Relacion de conversion*
0,81 0,84 0,75
* Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Ejemplo 12
Se anadieron diversos solidos a la formulacion de tableta para determinar si hubo beneficio de tener estos solidos insolubles en la tableta. La presion de la tableta fue 2722 kg (6000 lb), a menos que se indique. Los tiempos de reaccion fueron generalmente tan largos que la tableta todavla burbujeaba (gas liberado). La formulacion generica para las tabletas se muestra a continuacion:
Clorito de sodio (T) (g)
0,1
Cloruro sodico (g)
0,2
Bisulfato de sodio (g)
0,3
Aditivo (g)
0,4
Total (g)
1,0
Se pusieron tabletas de un gramo en 1 litro de agua de grifo. Los resultados se muestran a continuacion:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Aditivo
Na Laponite H+ Laponite ETS-10 Gel de sllice
ClO2 ppm
37,4 38,1 13,9 20,5
Oxidante total ppm
46,5 49,3 16,2 22,5
pH
6,7 6,4
Tiempo de reaccion
0,25
Rendimiento en % en peso
3,7 3,8 1,6 2,1
Rendimiento qulmico en %
63 64 23 34
Relacion de conversion*
0,80 0,77 0,86 0,91
*Relacion minima; ppm de ClO2/ ppm de oxidante total
Aditivo
LaY Veegum Bentone Attagel 40
ClO2 ppm
18,1 20,1 29,9 25,1
Oxidante total ppm
24,7 37,1 34,3 35,6
pH
6,3 6,3
Tiempo de reaccion
1
Rendimiento en % en peso
1,8 2,0 3,0 2,5
Rendimiento qulmico en %
30 34 50 42
Relacion de conversion*
0,73 0,54 0,87 0,70
*Relacion minima: ppm de ClO2/ppm de oxidante total.
Aditivo
Montmorillonita Bentonita
ClO2 ppm
12,5 6,5
Oxidante total ppm
25,6 23,8
pH
6,1 5,9
Tiempo de reaccion
Rendimiento en % en peso
1,3 0,7
Rendimiento qulmico en %
21 11
Relacion de conversion*
0,49 0,27
*Relacion minima: ppm de ClO2/ppm de oxidante total

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Una tableta soluble que comprende clorito de sodio y bisulfato de sodio, siendo dicha tableta porosa y estando formado de una mezcla de ingredientes en polvo secos por compresion en una matriz de tabletas a una presion de 6,9 MPa a 69 MPa (1000 a 10.000 lb/in2), en la que dicha tableta cuando se anade a agua llquida produce una disolucion de dioxido de cloro en la que la relacion de la concentracion de dioxido de cloro con respecto a la suma de las concentraciones de dioxido de cloro y anion clorito es mayor de 0,25.
  2. 2. La tableta definida en la reivindicacion 1, en la que la tableta soluble es completamente soluble en agua.
  3. 3. La tableta definida en la reivindicacion 2, que comprende adicionalmente cloruro de magnesio y la sal de sodio de acido diclorocianurico.
  4. 4. La tableta definida en la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente (a) sulfato de calcio o (b) una fuente de cationes calcio.
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