ES2823812T3

ES2823812T3 - Composiciones de limpieza moderadamente alcalinas para la eliminación de la suciedad proteica y grasa a bajas temperaturas

Info

Publication number: ES2823812T3
Application number: ES12840542T
Authority: ES
Inventors: Xin Sun; Jacquilyne Gandara; Robert J Ryther; Thomas R Mohs; Walter D Cummings
Original assignee: Ecolab USA Inc
Current assignee: Ecolab USA Inc
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2021-05-10
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: US20150291914A1; CN108822981A; CN106085621A; US20130096045A1; EP2766464B1; US9803160B2; EP2766464A4; EP2766464A1; US20200255768A1; WO2013055863A1; US11236291B2; CN103975051A; US10676695B2; CN106085621B; CA2855475C; CA2855475A1; US20180072967A1

Abstract

Una composición de limpieza capaz de eliminar las suciedades proteicas y/o las suciedades grasas o mezclas de las mismas a temperaturas inferiores a 37,8 °C (100 °F) que comprende: una fuente de cloro y una fuente de alcalinidad activa; en donde dicho cloro como cloro disponible y la alcalinidad activa están en una relación de más de 5:1 en base al por ciento en peso, en donde el cloro disponible se selecciona del grupo que consiste en hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada y una amida clorada o las mezclas o las combinaciones de las mismas.

Description

DESCRIPCIÓN

Composiciones de limpieza moderadamente alcalinas para la eliminación de la suciedad proteica y grasa a bajas temperaturas

Campo de la invención

La invención se refiere a las composiciones de limpieza y, más particularmente, a las composiciones de limpieza alcalinas que proporcionan una eliminación mejorada de la suciedad proteica y grasa a baja temperatura.

Antecedentes de la invención

Se han desarrollado y utilizado durante muchos años las composiciones de limpieza acuosas que están formuladas para eliminar las suciedades grasas de una variedad de sustratos. Se ha desarrollado una gran variedad de tipos diferentes de formulaciones para eliminar las suciedades que contiene grasa de una variedad de superficies.

Un tipo de limpiador para la suciedad grasa son los limpiadores institucionales altamente alcalinos que saponifican químicamente las grasas y eliminan los productos de la reacción de saponificación que son más solubles en agua que el precursor de grasa. Estos materiales operan con el uso de bases fuertes, tales como el hidróxido o silicato de sodio o potasio en combinación con otras composiciones de suspensión y eliminación de la suciedad. Otros tipos han incluido composiciones de enzimas activas que actúan para eliminar la grasa de un sustrato mediante la acción natural de la enzima al descomponer la grasa en sus sustancias constituyentes que pueden eliminarse mediante tensioactivos u otros componentes en un limpiador formulado. Sin embargo, los limpiadores deseables eliminan las suciedades que contienen proteínas y grasas.

Las proteínas son, con mucho, las suciedades más difíciles de eliminar en la industria alimentaria y otras. De hecho, la caseína (una proteína principal de la leche) se utiliza por sus propiedades adhesivas en muchos pegamentos y pinturas. Las proteínas alimentarias van desde las proteínas simples, que son más fáciles de eliminar, hasta las proteínas más complejas, que son muy difíciles de eliminar. Las proteínas desnaturalizadas por calor pueden ser extremadamente difíciles ya que crean una película de proteína que hace que las proteínas sean especialmente difíciles de alcanzar por los limpiadores. Las suciedades proteicas de la leche, huevos, carne, etc., pueden solubilizarse mediante soluciones alcalinas. Las proteínas se hidratan y se hinchan cuando entran en contacto con el agua, lo que ayuda a los álcalis a reaccionar con ellas, formando sales solubles.

Generalmente, se requiere un detergente altamente alcalino con propiedades peptizantes o de disolución para eliminar las suciedades proteicas. También se pueden usar agentes humectantes para aumentar la humectabilidad y la suspensibilidad de las proteínas. Las películas de las proteínas, que tienden a crearse a temperaturas más altas que cuando las proteínas se desnaturalizan, requieren limpiadores alcalinos que tienen hipoclorito además de agentes humectantes. El cloro se emplea normalmente para degradar la proteína mediante la escisión oxidativa y la hidrólisis del enlace peptídico, que rompe las moléculas de proteína grandes en cadenas de péptidos más pequeñas. La estructura conformacional de la proteína se desintegra, lo que reduce drásticamente las energías de unión y efectúa la desorción de la superficie, seguida de la solubilización o suspensión en la solución limpiadora.

La temperatura es extremadamente importante en las operaciones de limpieza. Una temperatura demasiado alta puede provocar una desnaturalización excesiva de las proteínas y la creación de las películas de proteínas que son difíciles de eliminar. Sin embargo, en general, aumentar la temperatura disminuye la fuerza de los enlaces entre la suciedad y la superficie, disminuye la viscosidad y aumenta la acción turbulenta, aumenta la solubilidad de los materiales solubles y aumenta las velocidades de las reacciones químicas. Las temperaturas más altas son generalmente beneficiosas, siempre que no sean tan altas como para causar la desnaturalización de las proteínas. Las temperaturas más altas también son costosas de emplear y difíciles de mantener de manera consistente.

Debe lograrse un equilibrio entre una temperatura más alta con una mayor eficiencia de eliminación de la suciedad y el mayor costo y las dificultades de mantener la misma. Los métodos de limpieza difieren con respecto a si la suciedad se limpia en un proceso automatizado (limpieza en el lugar o CIP) o manualmente. La limpieza automatizada se puede realizar de forma segura a temperaturas hasta o superiores (a alta presión) el punto de ebullición del agua. Las soluciones de limpieza, así como el agua del enjuague final se pueden calentar para facilitar la eliminación de la suciedad y también se calientan las superficies de los equipos que contienen la suciedad de los alimentos, lo que también facilita el proceso de limpieza. Como los sistemas automatizados pueden recircular la solución de limpieza, el flujo mecánico de la solución ayuda a eliminar la suciedad. Además, la habilidad de recalentar la solución limpiadora, al pasarla a través de un intercambiador de calor durante la operación de limpieza, ayuda a eliminar la suciedad al mantener las superficies de los equipos a una temperatura de limpieza alta y constante.

Para las operaciones de limpieza manual, especialmente en entornos abiertos de instalaciones grandes, la limpieza generalmente no se beneficia al calentar la solución química de limpieza, ya que las grandes áreas de superficie a limpiar enfriarán rápidamente la solución a la temperatura ambiente. En tales operaciones de limpieza, se requiere un tiempo de residencia del químico en una superficie (a menudo en forma de espuma o un gel, especialmente para las superficies verticales) y agua de enjuague a una alta temperatura para limpiar eficazmente una superficie. Desafortunadamente para este tipo de operaciones de limpieza manual, la temperatura del agua de enjuague generalmente se limita al extremo superior de entre 48,9 °C (120 °F) y 60 °C (140 °F) por razones de seguridad de los empleados. Sin la capacidad de recircular el agua caliente, como es común en las operaciones automatizadas, se requiere una cantidad mucho mayor de agua para calentar una superficie sucia para estas áreas ambientales y los costos de calentar el agua fría a estas temperaturas pueden ser significativos.

Como puede verse, existe una necesidad en la técnica de las composiciones de limpieza alcalinas que puedan limpiar estas superficies ambientales y eliminar las proteínas y las grasas a unas temperaturas más bajas (es decir, menos de 48,9 °C (120 °F) e incluso tan bajas como 10 °C (50 °F) sin una disminución en el rendimiento de la limpieza.

El documento de los EE. UU. 5,624,891 A describe una composición de limpieza que comprende 10,0 % en peso de hipoclorito de sodio, 2,0 % en peso de hidróxido de sodio y 1,0 % en peso de metasilicato de sodio pentahidratado y 0,75 % en peso de óxido de cetil/miristilamina.

El documento WO 98/30672 A1 describe una composición de limpieza líquida acuosa que comprende hipoclorito de sodio y una fuente de alcalinidad activa.

El documento de los EE. UU. 2011/027194 A1 describe las composiciones de limpieza sólidas que comprenden hidróxido de calcio y carbonato de sodio.

Los documentos EP 1104802 A1, DE 19803054 A1 y WO 88/05461 A1 describen las composiciones de limpieza que comprenden hipoclorito de sodio y una fuente de alcalinidad activa y opcionalmente un tensioactivo de óxido de amina que tiene al menos 50 % de las longitudes de las cadenas de carbono de 14 o más.

El documento de los EE. UU. 2010/0305017 A1 describe las composiciones de limpieza para eliminar las suciedades de alimentos a baja temperatura, que comprenden hipoclorito de sodio e hidróxido de sodio.

Resumen de la invención

La presente invención comprende las composiciones de limpieza moderadamente alcalinas con y sin cloro para eliminar las suciedades proteicas y grasas a temperaturas más bajas en las superficies ambientales de una instalación de procesamiento de alimentos. Estas superficies pueden incluir las superficies de los equipos que no se limpian con sistemas automatizados de limpieza en el lugar, superficies externas de los equipos, sistemas de transportadores, paredes, pisos, techos, pasillos elevados, desagües, tuberías y conductos, etc. La limpieza de estas superficies a una temperatura reducida puede resultar en ahorros significativos para una operación de procesamiento de alimentos.

Según un aspecto de la invención, los solicitantes han descubierto que tener una cantidad excesiva de alcalinidad en las composiciones normales de limpieza alcalinas con cloro realmente dificulta la eliminación de la suciedad proteica de las superficies. Los solicitantes también encontraron que la reducción de la cantidad de alcalinidad mejoraba significativamente el rendimiento a temperaturas más bajas que las típicas de las composiciones comunes de limpieza. Esto es inesperado ya que el pensamiento normal era que, a una temperatura más baja, se necesitaría agregar alcalinidad adicional para mantener el rendimiento de limpieza.

Según un aspecto de la invención, las combinaciones optimizadas de los componentes de cloro y alcalinidad para la limpieza a baja temperatura incluyen una inversión de la relación tradicional de cloro y alcalinidad. Se encontró que una relación de ppm de cloro como hipoclorito de sodio a ppm de alcalinidad de más de 5:1 en base al por ciento en peso demuestra una limpieza superior que los limpiadores tradicionales con cloro alcalino a temperaturas tan bajas como 10 °C (50 °F).

Las composiciones de limpieza de acuerdo con este aspecto de la invención comprenden: (a) una porción alcalina que contiene una fuente de alcalinidad seleccionada del grupo que comprende borato, silicato, carbonato, hidróxido, fosfato de metal alcalino o alcalinotérreo y las mezclas y las combinaciones de los mismos; (b) una porción que contiene una fuente de cloro, tales como una sal de hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada, una amida clorada o las mezclas y las combinaciones de las mismas, en donde la relación de cloro a alcalinidad activa es mayor de 5:1; (c) un sistema tensioactivo opcional optimizado para aumentar la tasa de humectación de las suciedades proteicas por las fuentes de cloro y alcalinas así como para la emulsificación de las suciedades grasas; (d) aditivos opcionales que proporcionan características, tales como, por ejemplo, tolerancia de la fórmula a la dureza del agua (agentes acondicionadores del agua), aditivos que pueden proporcionar estabilidad a una forma concentrada de predilución de la fórmula (cotensioactivos y/o hidrótropos), aditivos que afectan el tiempo de residencia de una solución de limpieza sobre las superficies a limpiar (tales como los agentes espumantes o gelificantes) así como aditivos que aportan propiedades adicionales a la limpieza, tales como las propiedades antimicrobianas (tales como perácido, amonio cuaternario, aminas) o acondicionadores de superficies o inhibidores de corrosión (tales como los silicatos)

Estas formulaciones con cloro son mucho menos alcalinas que las composiciones típicas de limpieza alcalinas cloradas que pueden usar más de 10 000 ppm de alcalinidad activa. Este nivel más bajo de alcalinidad puede proporcionar una reducción significativa en la corrosión de las superficies de limpieza y menos desgaste en las superficies limpias.

En otra modalidad, la presente invención es un método para eliminar las suciedades proteicas de una superficie. El método incluye poner en contacto la superficie con las composiciones de limpieza alcalinas cloradas de la invención y luego enjuagar la superficie. Preferentemente, esto se hace a temperaturas inferiores a los 48,9 °C (120 °F) y en algunos casos inferiores a los 10 °C (50 °F). Las composiciones y los métodos son útiles para limpiar las superficies duras domésticas, institucionales e industriales, incluidos los sistemas de limpieza en el lugar y los equipos de procesamiento de alimentos. Los usos adicionales incluyen como un limpiador general de superficies duras, un limpiador ambiental, un limpiador de desagües. Las composiciones son útiles en estado sólido o líquido, como se describe debajo.

Según otro aspecto más de la invención, los solicitantes han identificado un sistema tensioactivo que proporciona una eliminación superior de la suciedad grasa a baja temperatura, tal como 26,7 °C (80 °F) o menos en las composiciones de limpieza alcalinas cloradas.

Los solicitantes han determinado que los tensioactivos de óxido de amina son superiores a otros tensioactivos para eliminar las suciedades grasas a baja temperatura. Además, los solicitantes encontraron que los óxidos de amina de cadena de alquilo más larga (es decir, C14 o más) son superiores a los óxidos de amina más cortos (es decir, C12) en la eliminación de la suciedad grasa. Según la invención, el tensioactivo de óxido de amina más preferido tiene al menos el 50 % de las longitudes de las cadenas de carbono de 14 o más.

Las composiciones de limpieza de acuerdo con este aspecto de la invención comprenden: (a) una porción alcalina que contiene una fuente de alcalinidad seleccionada del grupo que comprende borato, silicato, carbonato, hidróxido, fosfato de metal alcalino o alcalinotérreo y las mezclas y las combinaciones de los mismos; (b) un sistema tensioactivo que comprende un óxido de amina de cadena larga, opcionalmente, (c) una fuente de cloro, tales como un hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada, una amida clorada o mezclas y combinaciones de los mismos y opcionalmente, (d) aditivos que proporcionan características, tales como, por ejemplo, tolerancia de la fórmula a la dureza del agua (agentes acondicionadores del agua), aditivos que pueden proporcionar estabilidad a una forma concentrada de predilución de la fórmula (cotensioactivos y/o hidrótropos) o aditivos que aportan propiedades adicionales a la limpieza, tales como las propiedades antimicrobianas (como perácido, amonio cuaternario, aminas) o acondicionadores de superficies o inhibidores de corrosión (tales como los silicatos) así como aditivos que afectan el tiempo de residencia de una solución de limpieza en las superficies a limpiar (tales como agentes espumantes o gelificantes).

En otra modalidad, la presente invención es un método para eliminar las suciedades grasas de una superficie. El método incluye poner en contacto la superficie con las composiciones de limpieza alcalinas cloradas de la invención que comprenden un tensioactivo de óxido de amina de cadena larga y luego enjuagar la superficie. Preferentemente, esto se hace a temperaturas de menos de 48,9 °C (120 °F) hasta tan bajas como 26,7 °C (80 °F). Las composiciones y los métodos son útiles para limpiar las superficies duras domésticas, institucionales e industriales, incluidos los sistemas de limpieza en el lugar y los equipos de procesamiento de alimentos. Los usos adicionales incluyen como un limpiador general de superficies duras, un limpiador ambiental, un limpiador de desagües. Las composiciones son útiles en estado sólido o líquido, como se describe debajo.

Finalmente, uno o más aspectos de las composiciones y los métodos anteriores pueden combinarse para proporcionar una limpieza optimizada de las suciedades proteicas y grasas a bajas temperaturas con una composición de limpieza ligeramente alcalina.

Aunque se describen múltiples modalidades, aún otras modalidades de la presente invención serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada, que muestra y describe las modalidades ilustrativas de la invención. Por consiguiente, la descripción que sigue debe considerarse de naturaleza ilustrativa y no restrictiva.

Descripción detallada de las figuras

La Figura 1 es un gráfico de los resultados de la eliminación de la suciedad de los experimentos de limpieza de cupones de acero inoxidable con el uso del análisis del peso para la Composición A de Comparación y Composición I y la Composición Novedosa II en una suciedad mixta de proteínas y grasas a 10 °C (50 °F). El análisis del peso demuestra la capacidad de la solución de limpieza para disolver el grueso de la suciedad de una superficie dura, pero no necesariamente la eliminación completa de cualquier parte de esa superficie. La limpieza con la Composición I y la Composición Novedosa II mostraron un % en peso superior de suciedad eliminada en comparación con la Composición A de Comparación.

La Figura 2 es un gráfico de los resultados del análisis de las imágenes del mismo experimento de limpieza utilizado en la Figura 1. Se utilizaron métodos de tinción de proteínas y grasas en los cupones limpios y los resultados de cada método de tinción descrito anteriormente se suman para cada composición de limpieza (cada método de tinción resulta en un máximo del 100 % que representa la eliminación completa de suciedad proteica o suciedad grasa y un total de 200 % máximo para la eliminación completa de las suciedades tanto proteicas y como grasas de la superficie de un cupón). La limpieza con la Composición I y la Composición Novedosa II mostraron un porcentaje de área limpia más alto para las suciedades de proteínas grasas que la Composición A de Comparación.

La Figura 3 (no de acuerdo con la invención) es un gráfico de los resultados del análisis de imagen para los cupones limpiados por varios niveles de alcalinidad activa en presencia de 870 ppm de tensioactivo a 10 °C (50 °F) en las suciedades de proteínas grasas. El % de área limpia se maximizó a un nivel centrado en 1000 ppm. La alcalinidad adicional tuvo el efecto de disminuir el rendimiento de limpieza.

La Figura 4 (no de acuerdo con la invención) es un gráfico de los resultados del análisis del peso de eliminación de la suciedad de la grasa (sebo de res) a 26,7 °C (80 °F) con el uso de diferentes tipos de tensioactivos a un nivel activo de 870 ppm cada uno. Se evaluaron los tensioactivos óxido de amina (Barlox 12), disulfonato de alquildifenilóxido (Dowfax 3B2), sulfonato de alquilbenceno lineal (LAS), laurilsulfato de sodio (SLS), lauril éter sulfato de sodio (SLES), alquilsulfato secundario (SAS), sulfosuccinato (Monawet MO 70E). El tensioactivo de tipo óxido de amina (Barlox 12) mostró una mayor limpieza en comparación con los otros tensioactivos evaluados.

La Figura 5 (no de acuerdo con la invención) es un gráfico de los resultados del análisis del peso de la eliminación de la suciedad de la grasa (manteca de cerdo) a 43,3 °C (110 °F) o 48,9 °C (120 °F) mediante tensioactivos de óxido de amina que contienen varias longitudes de las cadenas de alquilo (es decir, C8, C10, C12, C14) con la presencia de 250 ppm de alcalinidad activa. Los tensioactivos evaluados aquí son de Lonza. FMB AM-8 contiene principalmente una cadena de alquilo de 8 carbonos. Barlox 10 contiene principalmente una cadena de alquilo de 10 carbonos. Barlox 12 contiene principalmente una cadena de alquilo de 12 carbonos. Barlox 14 y 16 contienen principalmente cadenas de alquilo de 14 y 16 carbonos, respectivamente. El gráfico demuestra claramente que el tensioactivo de óxido de amina que contiene una cadena de alquilo más larga (C14, 16) tuvo un rendimiento superior de eliminación de la grasa en comparación con sus homólogos de cadena de alquilo corta (C10, 12).

Descripción detallada de la invención

Para los siguientes términos, se aplicarán estos significados, a menos que se dé o se indique un significado diferente en las reivindicaciones o en otra parte de esta especificación.

Como se usa en este documento, porcentaje en peso (% en peso), porcentaje mediante el peso, % mediante el peso son sinónimos que se refieren a la concentración de una sustancia como el peso de esa sustancia dividido por el peso total de la composición y multiplicado por 100.

El término "tensioactivo" o "agente tensioactivo" se refiere a un compuesto químico orgánico que cuando se añade a un líquido cambia las propiedades de ese líquido en una superficie.

"Limpieza" significa realizar o ayudar en la eliminación de la suciedad, blanquear, reducir la población microbiana, enjuagar o una combinación de los mismos.

Como se usa en este documento, el término "superficie dura" incluye duchas, lavabos, inodoros, bañeras, encimeras, ventanas, espejos, vehículos de transporte, pisos, equipo de fabricación de alimentos (generalmente de acero inoxidable), paredes, techo, tuberías, conductos, cualquier superficie que puede ensuciarse en un entorno de producción de alimentos. Estas superficies pueden ser las tipificadas como "superficies duras" (tales como las paredes, pisos, orinales).

Como se usa en el presente documento, los términos "cloro activo", "cloro" e "hipoclorito" se usan indistintamente y pretenden referirse al cloro medible disponible en una solución de uso evaluada por las técnicas comunes de valoración conocidas por los expertos en la técnica.

Como se usa en el presente documento, una composición de limpieza sólida se refiere a una composición de limpieza en forma de un sólido, tales como un polvo, una partícula, un aglomerado, una escama, un gránulo, una bola, una tableta, una pastilla, un disco, una briqueta, un ladrillo, un bloque sólido, una dosis unitaria u otra forma sólida conocida por los expertos en la técnica. El término "sólido" se refiere al estado de la composición de limpieza en las condiciones esperadas de almacenamiento y uso de la composición detergente sólida. En general, se espera que la composición de detergente permanezca en forma sólida cuando se expone a temperaturas de hasta 37,8 °C (100 °F) y superiores a 48,9 °C (120 °F). Un "sólido" moldeado, prensado o extrudido puede adoptar cualquier forma, lo que incluye un bloque. Cuando se refiere a un sólido moldeado, prensado o extrudido significa que la composición endurecida no fluirá perceptiblemente y mantendrá sustancialmente su forma bajo tensión o presión moderada o bajo la gravedad, como, por ejemplo, la forma de un molde cuando se retira del molde, la forma de un artículo como se forma tras la extrusión a partir de un extrusor. El grado de dureza de la composición sólida moldeada puede variar desde la de un bloque sólido fusionado que es relativamente denso y duro, por ejemplo, como el hormigón, hasta una consistencia caracterizada por ser maleable y similar a una esponja, similar al material de calafateo.

Debe notarse que, como se utiliza en esta especificación y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un/una" y "el/la" incluyen referentes plurales a menos que el contenido indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, la referencia a una composición que contiene "un compuesto" incluye una mezcla de dos o más compuestos. También debe notarse que el término "o" se emplea generalmente en su sentido que incluye "y/o" a menos que el contenido indique claramente lo contrario.

El término "activos" o "activos en porcentaje" o "porcentaje de activos en peso" o "concentración de activos" se usan indistintamente en el presente documento y se refiere a la concentración de aquellos ingredientes involucrados en la limpieza expresada como un porcentaje menos los ingredientes inertes, tales como el agua o las sales.

El término "rendimiento de limpieza sustancialmente similar" se refiere generalmente al logro de un producto de limpieza sustituto o un sistema de limpieza sustituto de generalmente el mismo grado (o al menos no de un grado significativamente menor) de limpieza o con generalmente el mismo gasto (o al menos no de un gasto significativamente menor) de esfuerzo o ambos, cuando se usa el producto de limpieza sustituto o el sistema de limpieza sustituto en lugar de una limpieza que contiene etoxilato de alquilfenol para abordar una condición de suciedad típica en un sustrato típico. Este grado de limpieza puede, según el producto de limpieza en particular y el sustrato en particular, corresponder a una ausencia general de las suciedades visibles o a un menor grado de limpieza, como se explica en el párrafo anterior.

Composiciones

La invención se refiere a las composiciones de limpieza moderadamente alcalinas para la eliminación de la suciedad proteica y grasa a bajas temperaturas. Las composiciones se proporcionan con cloro. En general, las composiciones de la invención pueden incluir uno o más de los siguientes: un vehículo de medio polar, una fuente de alcalinidad, una fuente de cloro, un sistema tensioactivo, un agente acondicionador de agua, hidrótropo. Algunas modalidades también pueden incluir materiales funcionales adicionales, según se desee, para dar a la composición ciertas propiedades (tales como propiedades antimicrobianas o aditivos de protección contra la corrosión). Debajo está una discusión de algunos componentes de ejemplo que se pueden usar en las composiciones de limpieza de acuerdo con ciertas modalidades. A menos que se especifique lo contrario, el término composición significará una composición concentrada en oposición a una composición de uso.

Fuente de alcalinidad

Las composiciones de limpieza alcalinas son bien conocidas como aquellas que contienen boratos, silicatos, carbonatos, hidróxidos, fosfatos de metales alcalinos o alcalinotérreos y las mezclas de los mismos. Debe apreciarse que el fosfato incluye toda la amplia clase de materiales de fosfato, tales como los fosfatos, pirofosfatos, polifosfatos (tal como el tripolifosfato). Los silicatos incluyen todos los silicatos habituales utilizados en la limpieza, tales como metasilicatos, silicatos. Los metales alcalinos o alcalinotérreos incluyen componentes, tales como el sodio, el potasio, el calcio, el magnesio, el bario. Debe apreciarse que se puede mejorar una composición de limpieza mediante la utilización de diversas mezclas y relaciones de los boratos, hidróxidos, carbonatos, fosfatos, silicatos. Para los usos finales apropiados, se puede usar uno de los fosfatos y no un carbonato. Contrariamente, se pueden usar silicatos y no usar fosfatos, dependiendo del uso final de la composición de limpieza. Químicamente son hidróxido de sodio (NaOH o sosa cáustica), hidróxido de potasio (potasa cáustica), carbonato de sodio (ceniza de sosa) o hipoclorito de sodio (NaOCl) y silicatos de sodio y tienen un pH superior a 7.

Fuente adicional de alcalinidad

Puede proporcionarse una fuente de alcalinidad adicional para mejorar la limpieza de un sustrato, mejorar la eliminación de la suciedad, aumentar el pH de la composición o realizar otras funciones. La fuente adicional de alcalinidad puede incluir cualquier material productor de alcalinidad que sea generalmente compatible con los otros componentes dentro de la composición dada. En algunas modalidades, la fuente adicional de alcalinidad puede ser completamente ionizable dentro de la composición. Sin embargo, como se discutió anteriormente, en al menos algunas modalidades, a medida que aumenta el nivel de las fuentes de alcalinidad completamente ionizables dentro de la composición, puede caer el nivel de estabilidad de cualquier cloro dentro de la composición.

Algunos ejemplos de las fuentes adicionales de alcalinidad incluyen sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinotérreos, amonios, aminas protonadas, alcanolaminas protonadas y las combinaciones o las mezclas de las mismas.

Según la invención, las composiciones con mejor eliminación de proteínas incluyen cloro, la relación del cloro a la porción alcalina es mayor de 5:1 donde la alcalinidad activa estaría presente en el intervalo de 25-5000 ppm, preferentemente 25-1650 ppm y lo más preferentemente 25-1000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Fuente de cloro

Las formulaciones de la invención incluyen una fuente de cloro, cloro activo o ion hipoclorito. Algunos ejemplos de clases de compuestos que pueden actuar como fuentes de cloro incluyen cualquier fuente que en una solución de uso produzca cloro disponible, tales como hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada, una amida clorada o las mezclas de combinaciones de los mismos.

Algunos ejemplos específicos de fuentes de cloro pueden incluir hipoclorito de sodio, hipoclorito de potasio, hipoclorito de calcio, hipoclorito de litio, fosfato trisódico clorado, dicloroisocianurato de sodio, dicloroisocianurato de potasio, pentaisocianurato, tricloromelamina, sulfondicloro-amida, 1,3-dicloro 5,5-dimetilhidantoína, N-clorosuccinimida, N,N'-dicloroazodicarbonimida, N,N'-cloroacetilurea, N,N'-diclorobiuret, ácido triclorocianúrico e hidratos de los mismos o las combinaciones o las mezclas de los mismos.

Como se discutió anteriormente, de acuerdo con la invención, las combinaciones optimizadas de los componentes cloro y alcalinidad para la limpieza de proteínas a baja temperatura incluyen una inversión de la relación tradicional de cloro y alcalinidad, específicamente una relación de cloro a alcalinidad superior a 5:1 en base al por ciento en peso. Esta combinación proporcionó una limpieza superior a una temperatura más baja (es decir, 10 °C (50 °F)) que una composición tradicional de limpieza alcalina con cloro con la relación inversa para la eliminación de proteínas.

Algunas composiciones de limpieza según la invención comprenden:

(a) una porción alcalina que contiene materiales alcalinos seleccionados del grupo que consiste en borato, silicato, carbonato, hidróxido, fosfato de metal alcalino o alcalinotérreo y las mezclas y combinaciones de los mismos; (b) una porción de cloro que contiene una fuente de cloro, tales como un hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada, una amida clorada o las mezclas y combinaciones de los mismos en donde la relación de la porción de cloro a la porción alcalina es mayor de 5:1.

Vehículo polar

Las soluciones de limpieza de la invención incluyen un medio de vehículo polar, tal como el agua u otros disolventes polares compatibles con el cloro o las mezclas y las combinaciones de los mismos. En las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso, el vehículo polar constituye el resto de la composición una vez que se han determinado las cantidades de los otros ingredientes.

Sistema tensioactivo de los óxidos de amina de cadena larga

Según la invención, para una eliminación superior de la suciedad grasa a baja temperatura, los tensioactivos usados deberían ser del tipo de tensioactivo no iónico semipolar, tales como los óxidos de amina.

El tipo semipolar de los agentes tensioactivos no iónicos es otra clase de tensioactivo no iónico útil en las composiciones de la presente invención. Los tensioactivos no iónicos semipolares incluyen los óxidos de amina, los óxidos de fosfina, los sulfóxidos y sus derivados alcoxilados.

Los óxidos de amina son los óxidos de amina terciaria que corresponden a la fórmula general:

R2

R'-(OR4)n -N ->0

R-

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar y R1, R2, y R³pueden ser restos alifáticos, aromáticos, heterocíclicos, alicíclicos o las combinaciones de los mismos. Preferentemente según la invención, R¹es un radical de alquilo largo con 14 a 24 átomos de carbono; R²y R³son alquilos o hidroxialquilos de 1 -3 átomos de carbono o una mezcla de los mismos; R²y R³pueden unirse entre sí, por ejemplo, a través de un átomo de oxígeno o nitrógeno, para formar una estructura de anillo; R⁴es un alcalino o un grupo hidroxialquileno que contiene de 2 a 3 átomos de carbono y n varía de 0 a 20.

Los tensioactivos de óxido de amina solubles en agua útiles se seleccionan entre los óxidos de alquil di-(alquilo inferior) amina de coco o sebo, ejemplos específicos de los cuales son óxido de dodecildimetilamina, óxido de tridecildimetilamina, óxido de tetradecildimetilamina, óxido de pentadecildimetilamina, óxido de hexadecildimetilamina, óxido de heptadecildimetilamina, óxido de octadecildimetilamina, óxido de dodecildipropilamina, óxido de tetradecildipropilamina, óxido de hexadecildipropilamina, óxido de tetradecildibutilamina, óxido de octadecildibutilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)-3-dodecoxi-1-hidroxipropilamina, óxido de dimetil-(2-hidroxidodecil)amina, óxido de 3,6,9-trioctadecildimetilamina y óxido de 3-dodecoxi-2-hidroxipropildi-(2- -hidroxietil)amina.

Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles también incluyen los óxidos de fosfina solubles en agua que tienen la siguiente estructura:

R2

R1------P ----------►O

R3

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar y R1 es un resto alquilo, alquenilo o hidroxialquilo que varía de 10 a 24 átomos de carbono en longitud de cadena y R2 y R3 son cada uno restos alquilo seleccionados por separado de los grupos alquilo o hidroxialquilo que contienen de 1 a 3 átomos de carbono.

Ejemplos de los óxidos de fosfina útiles incluyen óxido de dimetildecilfosfina, óxido de dimetiltetradecilfosfina, óxido de metiletiltetradecilfosfina, óxido de dimetilhexadecilfosfina, óxido de dietil-2-hidroxioctildecilfosfina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilfosfina y óxido de bis(hidroximetil)tetradecilfosfina.

Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles en el presente documento también incluyen los compuestos de sulfóxido solubles en agua que tienen la estructura:

R1

S -------- ►O

R2

en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar y R1 es un resto alquilo o hidroxialquilo de 8 a 28 átomos de carbono, de 0 a 5 enlaces éter y de 0 a 2 sustituyentes hidroxilo y R2 es un resto alquilo que consta de grupos alquilo e hidroxialquilo que tienen de 1 a 3 átomos de carbono.

Los ejemplos útiles de estos sulfóxidos incluyen dodecil metil sulfóxido; 3-hidroxi tridecil metil sulfóxido; 3-metoxi tridecil metil sulfóxido y 3-hidroxi-4-dodecoxibutil metil sulfóxido.

Los tensioactivos no iónicos semipolares incluidos en algunas de las composiciones de la invención tendrían una longitud de la cadena de carbono promedio en el intervalo de 8-20 carbonos, preferentemente 12-18 carbonos, lo más preferentemente 14-16 carbonos y estarían presentes en el intervalo de aproximadamente 0-10 000 ppm, preferentemente 100-2000 ppm y más preferentemente 250-1200 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso. La composición de tensioactivo no iónico semipolar consistiría en al menos un 20 % de una longitud de cadena de alquilo de 14-16 carbonos, preferentemente un 30 % de una longitud de cadena de alquilo de 14-16 carbonos y lo más preferentemente superior al 40 % de una longitud de cadena de alquilo de 14-16 carbonos.

Materiales adicionales

Las composiciones también pueden incluir materiales adicionales, tales como materiales funcionales adicionales, por ejemplo, un tensioactivo adicional, un agente acondicionador de agua, un hidrótropo, un agente quelante, un agente secuestrante, un agente blanqueador, un agente espesante, un agente gelificante, un modificador de solubilidad, un relleno, un antiespumante, un agente contra la redeposición, un agente o sistema de umbral, un aditivo antimicrobiano, un inhibidor de corrosión, un agente mejorador de la estética (es decir, tinte, perfume) o las combinaciones o las mezclas de los mismos. Los adyuvantes y otros ingredientes aditivos variarán según el tipo de composición que se está fabricando y se pueden incluir en las composiciones en cualquier cantidad. En al menos algunas modalidades, cualquier material funcional adicional que se añada a la composición es compatible con los otros componentes dentro de la composición. Por ejemplo, debido a que el cloro estará sustancialmente presente en algunas de las composiciones, puede ser útil que cualquier material adicional sea compatible con el cloro. La siguiente es una breve discusión de algunos ejemplos de dichos materiales adicionales.

Surfactantes adicionales

Las composiciones de limpieza de la invención pueden comprender además un tensioactivo o, en algunos casos, un tensioactivo adicional. Esto puede incluir agentes tensioactivos solubles en agua o dispersables en agua no iónica, no iónico semipolares (supra), aniónicos, catiónicos, anfóteros o dipolares o cualquier combinación de los mismos. Una lista típica de las clases y especies de los tensioactivos útiles en el presente documento aparece en la patente de los EE. UU. con número 3,664,961 expedida el 23 de mayo de 1972 a Norris.

Tensioactivos no iónicos

Los tensioactivos no iónicos útiles en la invención se caracterizan generalmente por la presencia de un grupo hidrófobo orgánico y un grupo hidrófilo orgánico y se producen normalmente por la condensación de un compuesto orgánico hidrófobo alifático, aromático de alquilo o polioxialquileno con un resto de óxido de alcalino hidrófilo que en la práctica común es óxido de etileno o un producto de polihidratación del mismo, polietilenglicol. Prácticamente cualquier compuesto hidrófobo que tenga un grupo hidroxilo, carboxilo, amino o amido con un átomo de hidrógeno reactivo se puede condensar con óxido de etileno o sus aductos de polihidratación o sus mezclas con alcoxilenos, tales como óxido de propileno para formar un agente tensioactivo no iónico. La longitud del resto de polioxialquileno hidrófilo que se condensa con cualquier compuesto hidrófobo particular puede ajustarse fácilmente para producir un compuesto dispersable en agua o soluble en agua que tenga el grado deseado de equilibrio entre las propiedades hidrófilas e hidrófobas. Los tensioactivos no iónicos útiles en la presente invención incluyen:

1. Los compuestos poliméricos en bloque de polioxipropileno-polioxietileno basados en propilenglicol, etilenglicol, glicerol, trimetilolpropano y etilendiamina como el compuesto de hidrógeno reactivo iniciador. Los ejemplos de compuestos poliméricos preparados a partir de una propoxilación y etoxilación secuencial del iniciador están disponibles comercialmente con los nombres comerciales Pluronic® y Tetronic®, fabricados por BASF Corp. Los compuestos Pluronic® son compuestos difuncionales (dos hidrógenos reactivos) formados por la condensación del óxido de etileno con una base hidrófoba formada por la adición del óxido de propileno a los dos grupos hidroxilo de propilenglicol. Esta porción hidrófoba de la molécula pesa de 1000 a 4000. Después, se añade el óxido de etileno para intercalar este hidrófobo entre los grupos hidrófilos, controlado por la longitud para constituir de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 80 % en peso de la molécula final.

Los compuestos Tetronic® son copolímeros de bloque tetrafuncionales derivados de la adición secuencial del óxido de propileno y el óxido de etileno a la etilendiamina. El peso molecular del hidrotipo de óxido de propileno varía de 500 a 7000 y el óxido de etileno hidrófilo se añade para constituir del 10 % en peso al 80 % en peso de la molécula.

2. Los productos de la condensación de un mol de alquilfenol en donde la cadena alquilo, de configuración lineal o ramificada o de constituyente de alquilo simple o doble, contiene de 8 a 18 átomos de carbono con 3 a 50 moles de óxido de etileno. El grupo alquilo puede, por ejemplo, estar representado por diisobutileno, di-amilo, propileno polimerizado, iso-octilo, nonilo y di-nonilo. Estos tensioactivos pueden ser condensados de óxido de polietileno, polipropileno y polibutileno de alquilfenoles. Los ejemplos de los compuestos comerciales de esta química están disponibles comercialmente con los nombres comerciales Igepal® fabricado por Rhone-Poulenc y Triton® fabricado por Union Carbide.

3. Los productos de la condensación de un mol de un alcohol de cadena lineal o ramificada, saturada o insaturada que tiene de 6 a 24 átomos de carbono con 3 a 50 moles de óxido de etileno. El resto alcohol puede consistir en mezclas de alcoholes en el intervalo de carbonos descrito anteriormente o puede consistir en un alcohol que tenga un número específico de átomos de carbono dentro de este intervalo. Los ejemplos de tensioactivos comerciales similares están disponibles con los nombres comerciales Neodol® fabricado por Shell Chemical Co. y Alfonic® fabricado por Vista Chemical Co.

4. Los productos de la condensación de un mol de ácido carboxílico saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificada, que tienen de 8 a 18 átomos de carbono con 6 a 50 moles de óxido de etileno. El resto ácido puede consistir en mezclas de ácidos en el intervalo de átomos de carbono definido anteriormente o puede consistir en un ácido que tenga un número específico de átomos de carbono dentro del intervalo. Los ejemplos de los compuestos comerciales de esta química están disponibles en el mercado con los nombres comerciales Nopalcol® fabricado por Henkel Corporation y Lipopeg® fabricado por Lipo Chemicals, Inc.

Además de los ácidos carboxílicos etoxilados, comúnmente llamados ésteres de polietilenglicol, otros ésteres de ácido alcanoico formados por la reacción con glicéridos, glicerina y alcoholes polihídricos (sacárido o sorbitano/sorbitol) tienen una aplicación en esta invención. Todos estos restos de éster tienen uno o más sitios de hidrógeno reactivos en su molécula que pueden sufrir acilación adicional o adición de óxido de etileno (alcóxido) para controlar la hidrofilicidad de estas sustancias. Se debe tener cuidado cuando se añaden estos ésteres grasos o carbohidratos acilados a las composiciones de la presente invención que contienen enzimas amilasa y/o lipasa debido a la incompatibilidad potencial.

Los ejemplos de tensioactivos no iónicos de baja espumosidad incluyen:

5. Los compuestos a partir de (1) que se modifican, esencialmente se invierten, mediante la adición del óxido de etileno al etilenglicol para proporcionar un hidrófilo de peso molecular designado y luego la adición del óxido de propileno para obtener bloques hidrófobos en el exterior (extremos) de la molécula. La porción hidrófoba de la molécula pesa de 1000 a 3100 con el hidrófilo central que incluye del 10 % en peso al 80 % en peso de la molécula final. Estos Pluronics® inversos los fabrica BASF Corporation con el nombre comercial de tensioactivos Pluronic® R.

Del mismo modo, los tensioactivos Tetronic® R los produce BASF Corporation mediante la adición secuencial del óxido de etileno y óxido de propileno a la etilendiamina. La porción hidrófoba de la molécula pesa entre 2100 y 6700 con el hidrófilo central que incluye del 10 % en peso al 80 % en peso de la molécula final.

6. Los compuestos de los grupos (1), (2), (3) y (4) que se modifican al "tapar" o "bloquear el final" del grupo o grupos hidroxilo terminales (de restos multifuncionales) para reducir la formación de espuma mediante la reacción con una molécula pequeña hidrófoba, tales como óxido de propileno, óxido de butileno, cloruro de bencilo y ácidos grasos de cadena corta, alcoholes o haluros de alquilo que contienen de 1 a 5 átomos de carbono y las mezclas de los mismos. También se incluyen reactivos, tales como el cloruro de tionilo, que convierten los grupos hidroxi terminales en un grupo cloruro. Dichas modificaciones en el grupo hidroxilo terminal pueden conducir a compuestos no iónicos completamente en bloque, bloque-hetérico, hetérico-bloque o totalmente hetérico.

Los ejemplos adicionales de los compuestos no iónicos efectivos de baja espumosidad incluyen:

7. Los alquilfenoxipolietoxialcanoles de la patente de los EE. UU. con número 2,903,486, expedida el 8 de septiembre de 1959 a Brown y otros y representados por la fórmula

en la que R es un grupo alquilo de 8 a 9 átomos de carbono, A es una cadena de alquileno de 3 a 4 átomos de carbono, n es un número entero de 7 a 16 y m es un número entero de 1 a 10.

Los condensados de polialquilenglicol de la patente de los EE. UU. con número 3,048,548, expedida el 7 de agosto de 1962 a Martin y otros que tienen las cadenas de oxietileno hidrófilas y las cadenas de oxipropileno hidrófobas alternas donde el peso de las cadenas hidrófobas terminales, el peso de la unidad hidrófoba media y el peso de las unidades hidrófilas de unión representan cada uno aproximadamente un tercio del condensado.

Los tensioactivos no iónicos antiespumantes descritos en la patente de los EE. UU. con número 3,382,178, expedida el 7 de mayo de 1968 a Lissant y otros, que tienen la fórmula general Z [(OR)nOH]z en la que Z es un material alcoxilable, R es un radical derivado de un óxido alcalino que puede ser etileno y propileno y n es un número entero, por ejemplo, de 10 a 2000 o más y z es un número entero determinado por el número de grupos reactivos oxialquilables.

Los compuestos de polioxialquileno conjugados descritos en la patente de los EE. UU. con número 2,677,700, expedida el 4 de mayo de 1954 a Jackson y otros, que corresponde a la fórmula Y(CsH⁶O)n(C²H⁴O)mH en donde Y es el residuo de compuesto orgánico que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y un átomo de hidrógeno reactivo, n tiene un valor promedio de al menos 6,4, según lo determinado por el número de hidroxilo y m tiene un valor tal que la porción de oxietileno constituye del 10 % al 90 % en peso de la molécula.

Los compuestos de polioxialquileno conjugados descritos en la patente de los EE. UU. con número 2,674,619, expedida el 6 de abril de 1954 a Lundsted y otros, que tienen la fórmula Y[(CsH⁶On(C²H⁴O)mH]x donde Y es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de 2 a 6 átomos de carbono y que contiene x átomos de hidrógeno reactivos en los que x tiene un valor de al menos 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la base hidrófoba de polioxipropileno es al menos 900 y m tiene un valor tal que el contenido de oxietileno de la molécula es del 10 % al 90 % en peso. Los compuestos que caen dentro del alcance de la definición de Y incluyen, por ejemplo, propilenglicol, glicerina, pentaeritritol, trimetilolpropano, etilendiamina. Las cadenas de oxipropileno contienen opcionalmente, pero ventajosamente, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno también contienen opcionalmente, pero ventajosamente, pequeñas cantidades de óxido de propileno.

Los agentes tensioactivos de polioxialquileno conjugados adicionales que se usan ventajosamente en las composiciones de esta invención corresponden a la fórmula: P[(CsH⁶O)n(C²H⁴O)mH]x en donde P es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de 8 a ¹⁸átomos de carbono y que contiene x átomos de hidrógeno reactivos en los que x tiene un valor de 1 o 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la porción de polioxietileno es al menos 44 y m tiene un valor tal que el contenido de oxipropileno de la molécula es de 10 % a 90 % en peso. En cualquier caso, las cadenas de oxipropileno pueden contener opcionalmente, pero ventajosamente, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno pueden contener también opcionalmente, pero ventajosamente, pequeñas cantidades de óxido de propileno.

8. Los tensioactivos de amidas de ácidos grasos polihidroxilados adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen aquellos que tienen la fórmula estructural R2CONR1Z en la que: R1 es H, grupo hidrocarbilo C¹-C⁴, 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, etoxi, propoxi o una mezcla de los mismos; R es un hidrocarbilo 1 C⁵-C³, que puede ser de cadena lineal y Z es un polihidroxihidrocarbilo que tiene una cadena de hidrocarbilo lineal con al menos 3 hidroxilos conectados directamente a la cadena o un derivado alcoxilado (preferentemente etoxilado o propoxilado) del mismo. Z puede derivar de un azúcar reductor en una reacción de aminación reductora, tal como un resto glicitilo.

9. Los productos de la condensación del etoxilato de alquilo de alcoholes alifáticos con 0 a 25 moles de óxido de etileno son adecuados para el uso en las presentes composiciones. La cadena alquílica del alcohol alifático puede ser lineal o ramificada, primaria o secundaria y generalmente contiene de 6 a 22 átomos de carbono.

10. Los alcoholes grasos etoxilados C⁶-C¹⁸y los alcoholes grasos etoxilados y propoxilados mixtos C⁶-C¹⁸son tensioactivos adecuados para el uso en las presentes composiciones, en particular los que son hidrosolubles. Los alcoholes grasos etoxilados adecuados incluyen los alcoholes grasos etoxilados C ¹⁰-C¹⁸con un grado de etoxilación de 3 a 50.

11. Los tensioactivos de alquilpolisacárido no iónicos adecuados, particularmente para su uso en las presentes composiciones, incluyen los descritos en las patentes de los EE. u U. con número 4,565,647, Llenado, expedida el 21 de enero de 1986. Estos tensioactivos incluyen un grupo hidrófobo que contiene de 6 a 30 átomos de carbono y un polisacárido, por ejemplo, un poliglicósido, un grupo hidrófilo que contiene de 1,3 a 10 unidades de sacárido. Se puede usar cualquier sacárido reductor que contenga 5 o 6 átomos de carbono, por ejemplo, los restos de glucosa, galactosa y galactosilo se pueden sustituir por los restos glucosilo. (Opcionalmente, el grupo hidrófobo se une en las posiciones 2, 3, 4, lo que da una glucosa o galactosa en lugar de un glucósido o galactósido). Los enlaces intersacáridos pueden estar, por ejemplo, entre la posición uno de las unidades sacáridas adicionales y las posiciones 2, 3, 4 y/o 6 de las unidades de sacárido precedentes.

12. Los tensioactivos de amida de ácidos grasos adecuados para el uso en las presentes composiciones incluyen aquellos que tienen la fórmula: R6CON(R7)²en la que R6 es un grupo alquilo que contiene de 7 a 21 átomos de carbono y cada R7 es independientemente hidrógeno, alquilo C¹-C⁴, hidroxialquilo C¹-C⁴o --(C²H⁴O)xH, donde x está en el intervalo de 1 a 3.

13. Una clase útil de tensioactivos no iónicos incluye la clase definida como aminas alcoxiladas o, más particularmente, tensioactivos de alcoholes alcoxilados/aminados/alcoxilados. Estos tensioactivos no iónicos se pueden representar al menos en parte mediante las fórmulas generales:

R20--(PO)sN-(EO)t H,

R20--(PO)sN-(EO)tH(EO)tH,

y

R20--N(EO)tH;

en las que R20 es un grupo alquilo, alquenilo u otro grupo alifático o un grupo alquil-arilo de 8 a 20, preferentemente de 12 a 14 átomos de carbono, EO es oxietileno, PO es oxipropileno, s es de 1 a 20, preferentemente 2-5, t es 1 10, preferentemente 2-5 y u es 1-10, preferentemente 2-5. Otras variaciones en el alcance de estos compuestos se pueden representar mediante la fórmula alternativa:

R20--(PO)v--N[(EO)wH][(EO)zH]

en la que R20 es como se definió anteriormente, v es 1 a 20 (por ejemplo, 1, 2, 3 o 4 (preferentemente 2)) y w y z son independientemente 1-10, preferentemente 2-5.

Estos compuestos están representados comercialmente por una línea de productos vendidos por Huntsman Chemicals como tensioactivos no iónicos. Un producto químico preferido de esta clase incluye Surfonic.TM. PEA 25 Alcoxilato de amina.

The treatise Nonionic Surfactants, editado por Schick, M.J., vol. 1 de Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., Nueva York, 1983 es una excelente referencia sobre la amplia variedad de compuestos no iónicos generalmente empleados en la práctica de la presente invención. Una lista típica de clases no iónicas y especies de estos tensioactivos se da en la patente de los EE. UU. con número 3,929,678 expedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan ejemplos adicionales en "Surface Active Agents and detergents" (vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

Tensioactivos no iónicos semipolares

El tipo semipolar de los agentes tensioactivos no iónicos se describió anteriormente.

Tensioactivos Aniónicos

También son útiles en la presente invención las sustancias tensioactivas que se clasifican como aniónicas porque la carga en el hidrófobo es negativa o tensioactivos en los que la sección hidrofóbica de la molécula no lleva carga a menos que el pH se eleve a neutralidad o superior (por ejemplo, ácidos carboxílicos). El carboxilato, sulfonato, sulfato y fosfato son los grupos solubilizantes polares (hidrofílicos) que se encuentran en los tensioactivos aniónicos. De los cationes (contra iones) asociados con estos grupos polares, el sodio, el litio y el potasio imparten solubilidad en agua; los iones de amonio y amonio sustituido proporcionan solubilidad tanto en agua como en aceite y el calcio, el bario y el magnesio promueven la solubilidad en aceite.

Como entienden aquellos expertos en la técnica, los aniónicos son excelentes tensioactivos detergentes y, por lo tanto, son adiciones favorecidas a las composiciones de detergentes potentes. Sin embargo, generalmente los aniónicos tienen perfiles de espuma altos que limitan su uso solos o en niveles de concentración altos en los sistemas de limpieza, tales como los circuitos CIP que requieren un control estricto de la espuma. Los compuestos tensioactivos aniónicos son útiles para conferir propiedades químicas o físicas especiales distintas de la detergencia dentro de la composición. Los aniónicos pueden emplearse como agentes gelificantes o como parte de un sistema gelificante o espesante. Los aniónicos son excelentes solubilizantes y pueden usarse para el efecto hidrotrópico y el control del punto de enturbiamiento.

La mayoría de los tensioactivos aniónicos comerciales de gran volumen se pueden subdividir en cinco clases químicas principales y subgrupos adicionales conocidos por los expertos en la técnica y descritos en "Surfactant Encyclopedia", Cosmetics & Toiletries, vol. 104 (2) 71-86 (1989). La primera clase incluye los acilaminoácidos (y sales), tales como los acilgluamatos, acil péptidos, sarcosinatos (por ejemplo, N-acil sarcosinatos), tauratos (por ejemplo, N-acil tauratos y amidas de ácidos grasos de la metil taurida). La segunda clase incluye los ácidos carboxílicos (y sales), tales como los ácidos alcanoicos (y alcanoatos), ésteres de ácidos carboxílicos (por ejemplo, alquil succinatos), éter carboxílicos. La tercera clase incluye los ácidos sulfónicos (y sales), tales como isetionatos (por ejemplo, isetionatos de acilo), alquilaril sulfonatos, alquil sulfonatos, sulfosuccinatos (por ejemplo, monoésteres y diésteres de sulfosuccinato). La quinta clase incluye los ésteres (y sales) de ácido sulfúrico, tales como alquil éter sulfatos, alquilsulfatos.

Los tensioactivos de sulfato aniónico adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen los alquilsulfatos primarios y secundarios lineales y ramificados, alquil etoxisulfatos, sulfatos de glicerol oleil grasos, sulfatos de éter óxido de etileno de alquil fenol, los acil-N--(alquil C¹- C⁴)glucamina sulfatos y los --N--(hidroxialquil C¹-C²) glucamina sulfatos C⁵-C¹⁷y los sulfatos de alquilpolisacáridos, tales como los sulfatos de alquilpoliglucósido (los compuestos no iónicos no sulfatados se describen en este documento).

Los ejemplos de los compuestos detergentes aniónicos hidrosolubles y sintéticos adecuados incluyen el amonio y el amonio sustituido (tales como mono-, di- y trietanolamina) y las sales de metales alcalinos (tales como el sodio, el litio y el potasio) de los sulfonatos aromáticos mononucleares de alquilo, tales como los alquil bencenosulfonatos que contienen de 5 a 18 átomos de carbono en el grupo alquilo en una cadena lineal o ramificada, por ejemplo, las sales de alquil bencenosulfonatos o de alquil toluen, xilen, cumen y fenol sulfonatos; alquil naftalen sulfonato, diamil naftalen sulfonato y dinonil naftalen sulfonato y los derivados alcoxilados.

Los tensioactivos aniónicos de carboxilato adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen los alquil etoxi carboxilatos, los tensioactivos de alquil polietoxi policarboxilato y los jabones (por ejemplo, alquil carboxilos). Los tensioactivos secundario de jabón (por ejemplo, tensioactivos de alquilcarboxilo) útiles en las presentes composiciones incluyen los que contienen una unidad de carboxilo conectada a un carbono secundario. El carbono secundario puede estar en una estructura de anillo, por ejemplo, como en el ácido p-octil benzoico o como en los ciclohexil carboxilatos sustituidos con alquilo. Los tensioactivos secundarios del jabón normalmente no contienen enlaces éter, ni enlaces éster y ni grupos hidroxilo. Además, normalmente carecen de átomos de nitrógeno en el grupo de la cabeza (porción anfifílica). Los tensioactivos secundarios del jabón adecuados contienen normalmente en total 11-13 átomos de carbono, aunque pueden estar presentes más átomos de carbono (por ejemplo, hasta 16).

Otros detergentes aniónicos adecuados para el uso en las presentes composiciones incluyen los olefinsulfonatos, tales como los alquenosulfonatos de cadena larga, los hidroxialcano sulfonatos de cadena larga o las mezclas de los alquenosulfonatos e hidroxialcano-sulfonatos. También se incluyen los alquilsulfatos, alquil poli(etilenoxi) éter sulfatos y poli(etilenoxi) sulfatos aromáticos, tales como los sulfatos o los productos de la condensación del óxido de etileno y nonil fenol (que generalmente tienen de 1 a 6 grupos oxietileno por molécula). Los ácidos de resina y los ácidos de resina hidrogenados también son adecuados, tales como la rosina, la rosina hidrogenada y los ácidos de resina y los ácidos de resina hidrogenada presentes en o derivados del aceite de sebo.

Las sales particulares se seleccionarán adecuadamente en dependencia de la formulación particular y de las necesidades en la misma.

Se dan ejemplos adicionales de tensioactivos aniónicos adecuados en "Surface Active Agents and Detergents" (vol. I y II de Schwartz, Perry y Berch). Una variedad de tales tensioactivos también se describe generalmente en la patente de los EE. UU. con número 3,929,678, expedida el 30 de diciembre de 1975 a Laughlin, y otros en la columna 23, línea 58 a la columna 29, línea 23.

Tensioactivos catiónicos

Las sustancias tensioactivas se clasifican como catiónicas si la carga en la porción hidrótropa de la molécula es positiva. Los tensioactivos en los que el hidrótropo no tiene carga, a menos que el pH baje cerca de la neutralidad o sea más bajo, pero que luego son catiónicos (por ejemplo, alquilaminas), también se incluyen en este grupo. En teoría, los tensioactivos catiónicos pueden sintetizarse a partir de cualquier combinación de elementos que contengan una estructura "onio" RnX+Y-- y podrían incluir compuestos distintos al nitrógeno (amonio), tales como el fósforo (fosfonio) y el azufre (sulfonio). En la práctica, el campo de tensioactivos catiónicos está dominado por los compuestos que contienen nitrógeno, probablemente porque las rutas sintéticas a los catiónicos nitrogenados son simples y directas y dan altos rendimientos de producto, lo que puede hacerlos menos costosos.

Los tensioactivos catiónicos incluyen preferentemente, más preferentemente se refieren a, los compuestos que contienen al menos un grupo hidrófobo de cadena larga de carbono y al menos un nitrógeno cargado positivamente. El grupo de cadena larga de carbono se puede unir directamente al átomo de nitrógeno por una simple sustitución o más preferentemente, indirectamente por un grupo o grupos funcionales puente en las denominadas alquilaminas y amido aminas interrumpidas. Dichos grupos funcionales pueden hacer que la molécula sea más hidrófila y/o más dispersable en agua, más fácilmente solubilizada en agua por mezclas de cotensioactivos y/o solubles en agua. Para una mayor solubilidad en agua, se pueden introducir grupos amino primarios, secundarios o terciarios adicionales o se puede cuaternizar el nitrógeno amino con grupos alquilo de bajo peso molecular. Además, el nitrógeno puede ser parte de un resto de cadena lineal o ramificada de diversos grados de insaturación o de un anillo heterocíclico saturado o insaturado. Además, los tensioactivos catiónicos pueden contener enlaces complejos que tienen más de un átomo de nitrógeno catiónico.

Los compuestos tensioactivos clasificados como los óxidos de amina, anfóteros y dipolares son normalmente catiónicos ellos mismos en disoluciones de pH casi neutro a ácido y pueden solaparse en las clasificaciones de tensioactivos. Los tensioactivos catiónicos polioxietilados generalmente se comportan como los tensioactivos no iónicos en disolución alcalina y como los tensioactivos catiónicos en disolución ácida. Las aminas catiónicas más simples, las sales de amina y los compuestos de amonio cuaternario se pueden dibujar esquemáticamente de esta manera:

R* R*

R----- N I*-----H+X R----- N I+-----R"X

R" Rm

en el que R representa una cadena de alquilo larga, R', R" y R''' pueden ser cadenas de alquilo largas o grupos alquilo o arilo más pequeños o hidrógeno y X representa un anión. Las sales de amina y los compuestos de amonio cuaternario se prefieren por uso práctico en esta invención debido a su alto grado de solubilidad en agua.

La mayoría de los tensioactivos catiónicos comerciales de gran volumen se pueden subdividir en cuatro clases principales y subgrupos adicionales, conocidos por los expertos en la técnica y descritos en "Surfactant Encyclopedia", Cosmetics & Toiletries, vol. 104 (2) 86-96 (1989). La primera clase incluye las alquilaminas y sus sales. La segunda clase incluye las alquil imidazolinas. La tercera clase incluye las aminas etoxiladas. La cuarta clase incluye los cuaternarios, tales como las sales de alquilbencildimetilamonio, las sales de alquilbenceno, las sales de amonio heterocíclico, las sales de tetraalquilamonio. Se sabe que los tensioactivos catiónicos tienen una variedad de propiedades que pueden ser beneficiosas en las presentes composiciones. Estas propiedades deseables pueden incluir detergencia en las composiciones de pH neutro o inferior, eficacia antimicrobiana, espesamiento o gelificación en cooperación con otros agentes.

Los tensioactivos catiónicos útiles en las composiciones de la presente invención incluyen aquellos que tienen la fórmula R1mR2xYLZ, en donde cada R1 es un grupo orgánico que contiene un grupo alquilo o alquenilo lineal o ramificado opcionalmente sustituido con hasta tres grupos fenilo o hidroxi y opcionalmente interrumpido por hasta cuatro de las estructuras siguientes:

un isómero o mezcla de estas estructuras y que contiene de 8 a 22 átomos de carbono. Los grupos R1 pueden contener adicionalmente hasta 12 grupos etoxi. m es un número del 1 al 3. Preferentemente, no más de un grupo R1 en una molécula tiene 16 o más átomos de carbono cuando m es 2 o más de 12 átomos de carbono cuando m es 3. Cada R2 es un grupo alquilo o hidroxialquilo que contiene de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo bencilo con no más de un R2 en una molécula siendo bencilo y x es un número de 0 a 11, preferentemente de 0 a 6. El resto de las posiciones de los átomos de carbono en el grupo Y está completada por hidrógenos.

Y puede ser un grupo que incluye, pero no está limitado a:

r de 1 a 12

40 ) „

dedor de 1 a 12

una mezcla de los mismos.

Preferentemente, L es 1 o 2, con los grupos Y estando separados por un resto seleccionado de los análogos de R1 y R2 (preferentemente, alquileno o alquenileno) que tienen de 1 a 22 átomos de carbono y dos enlaces simples de carbono libres cuando L es 2. Z es un anión soluble en agua, tales como el anión sulfato, metilsulfato, hidróxido o nitrato, siendo particularmente preferidos los aniones sulfato o metil sulfato, en un número para proporcionar la neutralidad eléctrica del componente catiónico.

Tensioactivos anfóteros

Los tensioactivos anfóteros o anfolíticos contienen tanto un grupo hidrófilo básico como ácido y un grupo hidrófobo orgánico. Estas entidades iónicas pueden ser cualquiera de los grupos aniónicos o catiónicos descritos en el presente documento para los otros tipos de tensioactivos. Un grupo de nitrógeno básico y un grupo carboxilato ácido son los grupos funcionales típicos empleados como los grupos hidrófilos básicos y ácidos. En algunos tensioactivos, el sulfonato, el sulfato, el fosfonato o el fosfato proporcionan la carga negativa.

Los tensioactivos anfóteros pueden describirse ampliamente como derivados de aminas secundarias y terciarias alifáticas, en las que el radical alifático puede ser de cadena lineal o ramificada y en donde uno de los sustituyentes alifáticos contiene de 8 a 18 átomos de carbono y uno contiene un grupo aniónico de solubilización en agua, por ejemplo, carboxi, sulfo, sulfato, fosfato o fosfono. Los tensioactivos anfóteros se subdividen en dos clases principales conocidas por los expertos en la técnica y se describen en "Surfactant Encyclopedia", Cosmetics & Toiletries, vol. 104 (2) 69-71 (1989). La primera clase incluye derivados de la acil/dialquil etilendiamina (por ejemplo, derivados de la 2-alquil hidroxietil imidazolina) y sus sales. La segunda clase incluye los N-alquilaminoácidos y sus sales. Se puede prever que algunos tensioactivos anfóteros encajan en ambas clases.

Los tensioactivos anfóteros pueden sintetizarse mediante los métodos conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, la 2-alquilhidroxietilimidazolina se sintetiza por condensación y cierre del anillo de un ácido carboxílico de cadena larga (o un derivado) con la dialquiletilendiamina. Los tensioactivos anfóteros comerciales se derivatizan mediante la hidrólisis posterior y apertura del anillo de imidazolina por alquilación, por ejemplo, con el acetato de etilo. Durante la alquilación, uno o dos grupos carboxialquilo reaccionan para formar una amina terciaria y un enlace éter con diferentes agentes alquilantes que producen diferentes aminas terciarias. Los derivados de imidazol de cadena larga que tienen aplicación en la presente invención generalmente tienen la fórmula general:

(Mono)acetato (Di)propionato

^{c h}2^{c o o}- CHXOO*

RCONHCH,CH,N*H RCONHCH2CH2N X H 2CH2COOH

CH-tCHi OH

CH XH .O H

pH neutro-bipolar Sulfonato anfótero

en donde R es un grupo hidrófobo acíclico que contiene de 8 a 18 átomos de carbono y M es un catión para neutralizar la carga del anión, generalmente el sodio. Los anfóteros derivados de imidazolina comercialmente importantes que se pueden emplear en las presentes composiciones incluyen, por ejemplo: cocoanfopropionato, cocoanfocarboxipropionato, cocoanfoglicinato, cocoanfocarboxiglicinato, cocoanfopropil-sulfonato y ácido cocoanfocarboxi-propiónico. Los ácidos anfocarboxílicos preferidos se producen a partir de imidazolinas grasas en las que la funcionalidad del ácido dicarboxílico del ácido anfodicarboxílico es ácido diacético y/o ácido dipropiónico.

Los compuestos carboximetilados (glicinatos) descritos anteriormente en el presente documento con frecuencia se denominan betaínas. Las betaínas son una clase especial de anfóteros que se analizan en el presente documento debajo en la sección titulada Tensioactivos Bipolares.

Los ácidos N-alquilamino de cadena larga se preparan fácilmente mediante reacción de RNH², en la que R es un alquilo C⁸-C¹⁸de cadena lineal o ramificada, aminas grasas con ácidos carboxílicos halogenados. La alquilación de los grupos amino primarios de un aminoácido conduce a las aminas secundarias y terciarias. Los sustituyentes alquilo pueden tener grupos amino adicionales que proporcionan más de un centro de nitrógeno reactivo. La mayoría de los N-alquilaminácidos comerciales son derivados alquilo de la beta-alanina o de la beta-N(2-carboxietil) alanina. Los ejemplos de los anfolitos de N-alquilaminoácidos comerciales que tienen aplicación en esta invención incluyen alquil beta-amino dipropionatos, RN(C²^C O O M )²y RNHC²H⁴COOM. En estos, R es preferentemente un grupo hidrófobo acíclico que contiene de 8 a 18 átomos de carbono y M es un catión para neutralizar la carga del anión.

Los tensioactivos anfóteros preferidos incluyen los derivados de productos del coco, tales como el aceite de coco o ácido graso de coco. Los tensioactivos derivados del coco más preferidos incluyen como parte de su estructura un resto etilendiamina, un resto alcanolamida, un resto aminoácido, preferentemente glicina o una combinación de los mismos y un sustituyente alifático de 8 a 18 (preferentemente 12) átomos de carbono. Tal tensioactivo también puede considerarse un ácido alquil anfodicarboxílico. El cocoanfo dipropionato disódico es uno de los tensioactivos anfóteros más preferidos y está disponible comercialmente con el nombre comercial Miranol™. FBS de Rhodia Inc., Cranbury, N.J. Otro tensioactivo anfótero derivado del coco más preferido con el nombre químico cocoanfo diacetato disódico se vende bajo el nombre comercial Miranol C2M-SF Conc., también de Rhodia Inc., Cranbury, N.J.

Una lista típica de clases anfóteras y especies de estos tensioactivos se da en la patente de los EE. UU. con número 3,929,678 expedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan ejemplos adicionales en "Surface Active Agents and detergents" (vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

Tensioactivos Bipolares

Los tensioactivos dipolares pueden considerarse como un subconjunto de los tensioactivos anfóteros. Los tensioactivos dipolares pueden describirse ampliamente como derivados de las aminas secundarias y terciarias, derivados de las aminas heterocíclicas secundarias y terciarias o derivados de los compuestos de amonio cuaternario, fosfonio cuaternario o sulfonio terciario. Normalmente, un tensioactivo dipolares incluye un amonio cuaternario cargado positivamente o, en algunos casos, un ion sulfonio o fosfonio, un grupo carboxilo cargado negativamente y un grupo alquilo. Las moléculas dipolares generalmente contienen grupos catiónicos y aniónicos que se ionizan en un grado casi igual en la región isoeléctrica de la molécula y que pueden desarrollar una fuerte atracción de "sal interna" entre los centros de carga positiva-negativa. Los ejemplos de tales tensioactivos dipolares sintéticos incluyen derivados de compuestos alifáticos de amonio cuaternario, fosfonio y sulfonio, en los que los radicales alifáticos pueden ser de cadena lineal o ramificada y en donde uno de los sustituyentes alifáticos contiene de 8 a 18 átomos de carbono y uno contiene un grupo aniónico soluble en agua, por ejemplo, carboxi, sulfonato, sulfato, fosfato o fosfonato. Los tensioactivos de betaína y sultaína son tensioactivos dipolares ejemplares para uso en el presente documento.

Una fórmula general para estos compuestos es:

donde R1 contiene un radical alquilo, alquenilo o hidroxialquilo de 8 a 18 átomos de carbono que tiene de 0 a 10 restos de óxido de etileno y de 0 a 1 resto de glicerilo; Y se selecciona del grupo que consiste en átomos de nitrógeno, fósforo y azufre; R.sup.2 es un grupo alquilo o monohidroxialquilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono; x es 1 cuando Y es un átomo de azufre y 2 cuando Y es un átomo de nitrógeno o fósforo, R3 es un alquileno o hidroxialquileno o hidroxialquileno de 1 a 4 átomos de carbono y Z es un radical seleccionado del grupo que consiste en los grupos carboxilato, sulfonato, sulfato, fosfonato y fosfato.

Ejemplos de tensioactivos dipolares que tienen las estructuras enumeradas anteriormente incluyen: 4-[N,N-di(2-hidroxietil)-N-octadecilamonio]-butano-1-carboxilato; 5-[S-3-hidroxipropil-S-hexadecilsulfonio]-3-hidroxipentano-1-sulfato; 3-[P,P-dietil-P-3,6,9-trioxatetracosanofosfonio]-2-hidroxipropano- -1-fosfato; 3- [N,N-dipropil-N-3-dodecoxi-2-hidroxipropil-amonio]-propan-e-1-fosfonato; 3-(N,N-dimetil-N-hexadecilamonio)-propano-1-sulfonato; 3-(N,N-dimetil-N-hexadecilamonio)-2-hidroxi-propano-1-sulfonato; 4-[N,N-di(2(2-hidroxietil)-N(2-hidroxidodecil) amonio]-butano-1-carboxilato; 3-[S-etilS-(3-dodecoxi-2-hidroxipropil)sulfonio]-propano-1-fosfato; 3-[P,P-dimetil-P-dodecilfosfonio]-propano-1-fosfonato y S[N,N-di(3-hidroxipropil) -N-hexadecilamonio]-2-hidroxi-pentano-1-sulfato. Los grupos alquilo contenidos en dichos tensioactivos detergentes pueden ser lineales o ramificados y saturados o insaturados.

El tensioactivo dipolar adecuado para uso en las presentes composiciones incluye una betaína de la estructura general:

Estas betaínas tensioactivas normalmente no exhiben fuertes caracteres catiónicos o aniónicos a pH extremos, ni muestran una solubilidad reducida en agua en su intervalo isoeléctrico. A diferencia de las sales de amonio cuaternario "externas", las betaínas son compatibles con los aniónicos. Los ejemplos de las betaínas adecuadas incluyen la acilamidopropildimetil betaína; la hexadecil dimetil betaína; la acilamidopropilbetaína C^12-14; la acilamidohexildietil betaína Cs-m ; la ⁴-C^14-16acilmetilamidodietilamonio-1-carboxibutano; la acilamidodimetilbetaína C ^16-18; la acilamidopentanodietilbetaína C^12-16y la acilmetilamidodimetilbetaína C^12-16del coco.

Las sultaínas útiles en la presente invención incluyen aquellos compuestos que tienen la fórmula (R(R1)2N.sup.+R2SO3-, en la que R es un grupo hidrocarbilo C⁶-C¹⁸, cada R1 es normalmente de forma independiente alquilo C¹-C³, por ejemplo, metilo y R2 es un grupo hidrocarbilo C¹-C⁶, por ejemplo, un grupo alquileno o hidroxialquileno C¹-C³.

Una lista típica de clases dipolares y especies de estos tensioactivos se da en la patente de los EE. UU. con número 3,929,678 expedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975. Se dan ejemplos adicionales en "Surface Active Agents and detergents" (vol. I y II por Schwartz, Perry y Berch).

La composición de tensioactivo adicional puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Agente acondicionador de agua

Un agente acondicionador de agua ayuda a eliminar los compuestos metálicos y a reducir los efectos nocivos de los componentes de dureza en el agua de servicio. Los ejemplos de los agentes acondicionadores del agua incluyen los agentes quelantes, los agentes secuestrantes e inhibidores. Los cationes o compuestos de metales polivalentes, tales como el catión o el compuesto de calcio, magnesio, hierro, manganeso, molibdeno o las mezclas de los mismos, pueden estar presentes en el agua de servicio y en las suciedades complejas. Dichos compuestos o cationes pueden interferir con la eficacia de las composiciones de lavado o enjuagado durante una aplicación de limpieza. Un agente acondicionador de agua puede acomplejar y eliminar eficazmente dichos compuestos o cationes de las superficies sucias y puede reducir o eliminar la interacción inapropiada con los ingredientes activos, incluidos los tensioactivos no iónicos y los tensioactivos aniónicos de la invención. Los agentes acondicionadores de agua tanto orgánicos como inorgánicos son comunes y pueden usarse. Los agentes acondicionadores de agua inorgánicos incluyen compuestos, tales como el tripolifosfato de sodio y otras especies de polifosfatos lineales y cíclicos superiores. Los agentes acondicionadores de agua orgánicos incluyen los agentes acondicionadores de agua tanto poliméricos como de moléculas pequeñas. Los agentes acondicionadores de agua orgánicos de moléculas pequeñas son normalmente los compuestos de organocarboxilatos o los agentes acondicionadores de agua organofosforados. Los inhibidores poliméricos comprenden comúnmente las composiciones polianiónicas, tales como los compuestos de ácido poliacrílico. Los agentes acondicionadores de agua orgánicos de molécula pequeña incluyen, pero no se limitan a: gluconato de sodio, glucoheptonato de sodio, ácido N-hidroxietilendiaminotriacético (HEDTA), ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido nitrilotriacético (NTA), ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA), ácido etilendiaminotetrapropriónico, ácido trietilentetraaminohexaacético (TTHA) y sus respectivas sales de metales alcalinos, amonio y amonio sustituido, sal tetrasódica del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), sal trisódica del ácido nitrilotriacético (NTA), sal disódica de la etanoldiglicina (EDG), sal sódica de la dietanolglicina (DEG) y ácido 1,3-propilendiaminotetraacético (PDTA), sal tetrasódica del ácido dicarboximetil glutámico (GLDA), sal trisódica del ácido metilglicina-N-N-diacético (MGDA) y sal sódica del iminodisuccinato (IDS). Todos estos son conocidos y están disponibles comercialmente.

La composición de un agente acondicionador del agua puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0 5000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Agentes contra la redeposición

Una composición puede incluir un agente contra la redeposición capaz de facilitar la suspensión sostenida de las suciedades en una disolución de limpieza y evitar que la suciedad eliminada se vuelva a redepositar sobre el sustrato que se está limpiando. Los ejemplos de los agentes contra la redeposición adecuados incluyen amidas de ácidos grasos, tensioactivos fluorocarbonados, ésteres de fosfato complejos, copolímeros de estireno maleico anhídrido.

La composición de un agente contra la redeposición puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-5000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Hidrótropo

Las composiciones de la invención pueden incluir opcionalmente un hidrótropo, agente de acoplamiento o solubilizante que ayude en la estabilidad de la composición y una formulación acuosa. Hablando funcionalmente, los acopladores adecuados que pueden emplearse no son tóxicos y retienen los ingredientes activos en disolución acuosa en todo el intervalo de temperatura y concentración al que se expone un concentrado o cualquier disolución de uso.

Se puede usar cualquier acoplador hidrótropo siempre que no reaccione con los otros componentes de la composición o afecte negativamente las propiedades de rendimiento de la composición. Las clases representativas de los agentes de acoplamiento hidrotrópico o solubilizantes que se pueden emplear incluyen los tensioactivos aniónicos, tales como alquilsulfatos y alcanosulfonatos, alquilbencen o naftalen sulfonatos lineal, alcano sulfonatos secundarios, alquil éter sulfatos o sulfonatos, alquil fosfatos o fosfonatos, ésteres del ácido dialquil sulfosuccínico, ésteres de azúcar (por ejemplo, ésteres de sorbitán), óxidos de aminas (mono-, di- o trialquilaminas) y glucósidos de alquilo C⁸-C¹⁰. Los agentes de acoplamiento preferidos para usar en la presente invención incluyen el n-octanosulfonato, disponible como NAS 8D de Ecolab Inc., el óxido de n-octil dimetilamina y los sulfonatos aromáticos comúnmente disponibles, tales como los alquilbencenosulfonatos (por ejemplo, xilen sulfonatos) o naftalen sulfonatos, ésteres de aril o alcarilfosfato o sus análogos alcoxilados que tienen de 1 a 40 unidades de óxido de etileno, propileno o butileno o mezclas de los mismos. Otros hidrótropos preferidos incluyen tensioactivos no iónicos de alcoxilatos de alcohol C⁶-C²⁴(alcoxilato significa etoxilatos, pro-poxilatos, butoxilatos y las mezclas de copolímeros o terpolímeros de los mismos) (preferentemente alcoxilatos de alcohol C⁶-C¹⁴) que tienen de 1 a 15 grupos de óxido de alquileno (preferentemente de 4 a 10 grupos de óxido de alquileno); alcoxilatos de alquilfenol C⁶-C²⁴(preferentemente alcoxilatos de alquilfenol C⁸-C¹⁰) que tiene de 1 a 15 grupos óxido de alquileno (preferentemente de 4 a 10 grupos óxido de alquileno); alquilpoliglicósidos C⁶-C²⁴(preferentemente alquilpoliglicósidos C⁶-C²⁰) tienen de 1 a 15 grupos de glicósido (preferentemente de 4 a 10 grupos de glicósido); etoxilatos, propoxilatos o glicéridos de ésteres de ácidos grasos C6-C²⁴y mono o dialcanolamidas C⁴-C¹².

La composición de un hidrótropo puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10 000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Agente quelante/secuestrante

La composición puede incluir un agente quelante/secuestrante, tales como un ácido aminocarboxílico, un fosfato condensado, un fosfonato, un poliacrilato. En general, un agente quelante es una molécula capaz de coordinar (es decir, unir) los iones metálicos que se encuentran comúnmente en el agua natural para evitar que los iones metálicos interfieran con la acción de los otros ingredientes detersivos de una composición limpiadora. El agente quelante/secuestrante también puede funcionar como un agente umbral cuando se incluye en una cantidad efectiva. Se puede usar un iminodisuccinato (disponible comercialmente de Bayer como IDS™) como agente quelante.

La composición de un agente quelante/secuestrante puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10 000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Los ácidos aminocarboxílicos útiles incluyen, por ejemplo, al ácido N-hidroxietiliminodiacético, al ácido nitrilotriacético (NTA), al ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), al ácido N-hidroxietil-etilendiaminotriacético (HEDTA), al ácido dietilentriaminopentaacético (DTPA). Los ejemplos de fosfatos condensados útiles en la presente composición incluyen ortofosfato de sodio y potasio, pirofosfato de sodio y potasio, tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio. La composición puede incluir un fosfonato, tales como el ácido 1-hidroxietano-1,1-difosfónico, el ácido 2-fosfonobutano-1,2,4 tricarboxílico.

También se pueden incluir policarboxilatos poliméricos en la composición. Aquellos adecuados para su uso como agentes de limpieza tienen grupos carboxilato colgantes e incluyen, por ejemplo, al ácido poliacrílico, al copolímero maleico/olefina, al copolímero acrílico/maleico, al ácido polimetacrílico, a los copolímeros de ácido acrílico-ácido metacrílico. Para una discusión adicional sobre los agentes quelantes/secuestrantes, véase Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Tercera Edición, volumen 5, páginas 339-366 y volumen 23, páginas 319-320.

Agente espesante

En algunas modalidades, se puede incluir un agente espesante. Algunos ejemplos de espesantes incluyen material espesante orgánico o inorgánico soluble. Algunos ejemplos de espesantes inorgánicos incluyen arcillas, silicatos y otros espesantes inorgánicos bien conocidos. Algunos ejemplos de espesantes orgánicos incluyen espesantes tixotrópicos y no tixotrópicos. En algunas modalidades, los espesantes tienen una relación sustancial de solubilidad en agua para promover una fácil eliminación. Los ejemplos de espesantes orgánicos solubles útiles para las composiciones de la invención comprenden polímeros vinílicos carboxilados, tales como los ácidos poliacrílicos y sales de metales alcalinos de los mismos y otros espesantes acuosos similares que tienen una relación sustancial de solubilidad en agua. La composición de un agente espesante puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Agentes blanqueadores

La composición puede incluir un agente blanqueador además de o junto con la fuente de cloro. Los agentes blanqueadores para aclarar o blanquear un sustrato, incluyen compuestos blanqueadores capaces de liberar una especie halógena activa sin cloro, tales como el yodo y los complejos que contienen yodo, Br², y/o --OBr-, en condiciones normalmente encontradas durante el proceso de limpieza. Un agente blanqueador también puede ser un peroxígeno o fuente activa de oxígeno, tales como el peróxido de hidrógeno, perboratos, peroxihidrato de carbonato sódico, peroxihidratos de fosfato, permonosulfato potásico y perborato sódico mono y tetrahidrato, con y sin activadores, tales como tetraacetiletilendiamina. La composición de un agente blanqueador sin cloro puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10 000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Colorante u odorizante

También se pueden incluir en la composición diversos colorantes, odorizantes que incluyen perfumes y otros agentes que mejoran la estética. Se pueden incluir colorantes para alterar el aspecto de la composición, como por ejemplo, Azul Directo 86 (Miles), Fastusol Azul (Mobay Chemical Corp.), Naranja Ácido 7 (American Cyanamid), Violeta Básico 10 (Sandoz), Amarillo Ácido 23 (GAF), Amarillo Ácido 17 (Sigma Chemical), Verde Savia (Keyston Analine and Chemical), Amarillo Metanilo (Keystone Analine and Chemical), Azul Ácido 9 (Hilton Davis), Azul Sandolan/Azul Ácido 182 (Sandoz), Rojo Rápido Hisol (Capitol Color and Chemical), Fluoresceína (Capitol Color and Chemical), Verde Ácido 25 (Ciba-Geigy). Las fragancias o perfumes que pueden incluirse en las composiciones incluyen, por ejemplo, terpenoides, tales como el citronelol, aldehídos, tales como el amil cinamaldehído, un jazmín, tal como el C1S-jazmín o jasmal, vainillina.

Agente antimicrobiano

Las composiciones pueden incluir opcionalmente un agente antimicrobiano o conservante. Los agentes antimicrobianos son composiciones químicas que se pueden usar en las composiciones para prevenir la contaminación microbiana y el deterioro de los sistemas de materiales de productos comerciales, superficies. Generalmente, estos materiales se clasifican en clases específicas que incluyen compuestos fenólicos, halógenos, compuestos de amonio cuaternario, derivados metálicos, aminas, alcanol aminas, derivados de nitro, analidas, compuestos orgánicos de azufre y azufre-nitrógeno y compuestos diversos. El agente antimicrobiano dado, dependiendo de la composición química y la concentración, puede limitar simplemente una proliferación adicional del número de microbios o puede destruir la totalidad o una relación sustancial de la población microbiana. Los términos "microbios" y "microorganismos" normalmente se refieren principalmente a los microorganismos bacterianos y hongos. En uso, los agentes antimicrobianos se forman en el producto final que cuando se diluye y se dispensa con el uso de una corriente acuosa forma una composición desinfectante o higienizante acuosa que puede ponerse en contacto con una variedad de superficies, lo que resulta en la prevención del crecimiento o la muerte de una relación sustancial de la población microbiana. Los agentes antimicrobianos comunes que se pueden usar incluyen a los antimicrobianos fenólicos, tales como el pentaclorofenol, el ortofenilfenol; los agentes antibacterianos que contienen halógeno que pueden usarse incluyen al tricloroisocianurato de sodio, dicloroisocianurato de sodio (anhidro o dihidrato), complejos de yodo-poli(vinilpirrolidinona), compuestos de bromo, tales como el 2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol; los agentes antimicrobianos cuaternarios, tales como el cloruro de benzalconio, el cloruro de cetilpiridinio; las composiciones antimicrobianas que contienen aminas y nitro, tales como la hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil)-s-triazina, los ditiocarbamatos, tal como el dimetilditiocarbamato de sodio y una variedad de otros materiales conocidos en la técnica por sus propiedades microbianas. Los agentes antimicrobianos pueden encapsularse para mejorar la estabilidad y/o reducir la reactividad con otros materiales en la composición detergente. Cuando se incorpora un agente antimicrobiano o conservante a la composición, la composición de un agente antimicrobiano puede estar presente en el intervalo de aproximadamente 0-10000 ppm en las soluciones de limpieza a las concentraciones de uso.

Inhibidor corrosivo

Un inhibidor de corrosión es un compuesto químico que, cuando se agrega en pequeñas concentraciones, detiene o ralentiza la corrosión, también conocida como oxidación de metales y aleaciones. Los ejemplos de inhibidores de la corrosión adecuados incluyen aquellos que inhiben la corrosión, pero que no interfieren significativamente con la actividad limpiadora de la composición. Los inhibidores de la corrosión que se pueden añadir opcionalmente a la composición de la invención incluyen los iones silicatos, fosfato, magnesio y/o zinc. Preferentemente, los iones metálicos se proporcionan en forma soluble en agua. Los ejemplos de las formas solubles en agua útiles de los iones magnesio y zinc son las sales solubles en agua de los mismos, incluidos los cloruros, nitratos y sulfatos de los metales respectivos. Algunos inhibidores de corrosión preferidos incluyen metasilicato de sodio, bicarbonato de sodio, silicato de potasio y/o silicato de sodio.

Las composiciones de la invención también pueden contener materiales adicionales no activos comunes, con respecto a las propiedades limpiadoras, que se encuentran generalmente en las composiciones de pretratamiento líquido o detergentes en usos convencionales. Estos ingredientes se seleccionan para que sean compatibles con los materiales de la invención e incluyen materiales, tales como suavizantes de telas, abrillantadores ópticos, agentes de suspensión de la suciedad, germicidas, modificadores de la viscosidad, agentes gelificantes, vehículos inorgánicos, agentes solidificantes.

Métodos de fabricación

Las composiciones de limpieza se pueden preparar al combinar una fuente de alcalinidad; una fuente de tensioactivo; una fuente de cloro (opcionalmente) y un vehículo polar, ya que cada uno de estos componentes se describió anteriormente. Las composiciones de las soluciones de limpieza pueden formarse a partir de concentrados de las mezclas de los componentes o mezclarse individualmente en el punto de uso. Un concentrado de una solución de limpieza descrita en esta invención puede estar en forma de un líquido monofásico o multifásico, gel, pasta, sólido, líquido estructurado, una dispersión, una suspensión coloidal. Un concentrado usado para formar las composiciones de las soluciones de limpieza descritas en esta invención puede ser uniforme o no uniforme. Los componentes activos en la composición se pueden obtener mediante la dilución de un concentrado, siendo normalmente el componente polar agua comúnmente disponible del grifo o agua de servicio. Los concentrados y las soluciones de uso diluidas pueden ser útiles como limpiadores, decolorantes, desinfectantes, por ejemplo, para superficies, lavandería, lavador de vajillas, limpieza en el lugar, limpieza y desinfección médica, cuidado de vehículos, pisos.

Las siguientes tablas muestran algunas composiciones de ejemplo de acuerdo con la invención, sujetas a las relaciones alcalino/cloro y la concentración alcalina activa como se describe anteriormente. Debe entenderse que estas formulaciones se dan únicamente a modo de ejemplo.

Tabla 1: Muestra de composiciones cloradas de eliminación de la suciedad de proteínas a baja temperatura de la invención

continuación

Tabla 2: Muestra de composiciones no cloradas de eliminación de la suciedad de proteínas a baja temperatura que no están acordes con la invención

Tabla 3: Muestra de eliminación de proteínas a baja temperatura cloradas con un sistema tensioactivo optimizado para la suciedad grasa

Tabla 4: Muestra de eliminación de proteínas a baja temperatura no cloradas con un sistema tensioactivo optimizado para la suciedad grasa no acorde con la invención

Ejemplos

Las formulaciones se prepararon de acuerdo con la invención y se evaluaron con el uso del siguiente procedimiento general.

Limpieza Procedimiento:

1. Se produjo pollo molido (60 % de proteína y 40 % de grasa) y pechuga de pollo molida (suciedad solo de proteína) cepillándolos sobre los cupones de acero inoxidable de 3" X 5" y secados al aire a temperatura ambiente durante la noche para producir una suciedad de 0,0200 g, pesado en una balanza analítica y registrado el peso. Se produjeron suciedades de sebo de res y manteca de cerdo sobre los cupones de acero inoxidable de 3" X 5" para producir un peso de suciedad de 0,0500 g, pesado en una balanza analítica y el registrado el peso.

2. La limpieza se llevó a cabo con los cupones de acero inoxidable sucios sumergidos en un vaso de precipitados de 1 l con el lado sucio del cupón hacia abajo a la temperatura deseada con agitación de 100 rpm con una barra de agitación de Teflón.

3. El cupón se saca del vaso de precipitados y se enjuaga con agua desionizada de un grifo con chorro regulado mientras se sostiene el cupón en un ángulo de 45° con respecto al chorro de agua que se mantiene a 6" por debajo del grifo. Durante el enjuague, el cupón se movió de un lado a otro 10 veces a una velocidad de aproximadamente una vez por segundo. El chorro de agua solo incidió directamente en la parte superior sin ensuciar del cupón, confiando en el flujo de agua creado posteriormente para enjuagar la suciedad extraíble del cupón.

4. El cupón se escurrió verticalmente hasta que dejó de gotear y luego se dejó secar durante toda la noche al aire a temperatura ambiente sobre una superficie con una toalla de papel con la suciedad hacia arriba.

5. A continuación, se pesaron los cupones en una balanza analítica, se registró el peso y se calculó la diferencia del peso del cupón sucio frente al limpio.

6. Se utilizó un método de tinción con azul de Coomassie para tratar dos de las cuatro réplicas para demostrar la proteína residual. (Disuelva 0,1 g de Coomassie Brilliant Blue G-250 en 50 ml (39,45 g) de etanol al 95 %, agregue 100 ml (158,23 g) de ácido fosfórico al 85 % (p/v). Diluir a 1 litro.) Las placas se sumergieron en el tinte, se enjuagaron con agua destilada para desteñir y se secaron. (El método tiñe la proteína de azul). Se usó una tinción Sudan Red IV para tratar dos de las cuatro repeticiones para demostrar la grasa residual. (Disuelva 0,1 g de Sudan IV en 50 ml (39,50 g) de acetona. Añadir 35 ml (27,62 g) de etanol al 100 % y 15 ml de agua destilada. Filtrar la solución con el uso de un papel de filtro Whatman #1 o #2.) Las placas se sumergieron en el tinte y se dejaron reposar durante aproximadamente un minuto. Las placas de Sudán Red IV se destiñeron mediante enjuagues con una solución de etanol al 35 % seguido de un enjuague con agua destilada. (El método tiñe la grasa de rojo). 7. Los cupones teñidos/sin teñir se escanearon en un escáner de color convencional y las imágenes se almacenaron para su análisis.

Peso Análisis :

% de eliminación de la suciedad en peso = (peso del cupón sucio - peso del cupón posterior a la limpieza)/(peso del cupón sucio - peso del cupón simple) X 100 El análisis del peso no puede distinguir entre el % de eliminación de las proteínas y el % de eliminación de los componentes grasos de la suciedad. La eliminación de % más altos del grueso de la suciedad demuestra la capacidad de las soluciones de limpieza para eliminar niveles más altos de la suciedad. %. La eliminación de la suciedad mediante el método de % en peso representa la capacidad de la solución de limpieza para emulsionar y eliminar el grueso de la suciedad en un cupón, pero no tiene la capacidad de mostrar si la superficie está completamente limpia (una capa delgada de suciedad residual aún puede permanecer según lo determinado por análisis de las imágenes descrito debajo).

Imagen Análisis:

Se utilizó el software de análisis de imágenes Fiji Image J (acceso libre) para analizar los cupones después de los procedimientos de limpieza y tinción con el uso de los factores de ajuste de color idénticos para distinguir entre el % de área de las secciones coloreadas (que aún contienen suciedad) y el % de área de las secciones sin color (donde la suciedad ha sido eliminada por el proceso de limpieza). El % de área limpia se midió en cada cupón. Un % de área limpia más alta indica un mejor rendimiento de la limpieza. El análisis de imágenes demuestra la cantidad de cupón donde se eliminó por completo la suciedad. En las operaciones de limpieza en la producción de alimentos, por ejemplo, incluso los pequeños revestimientos residuales de las suciedades de los alimentos pueden ser lugares para una mayor acumulación de la suciedad, así como puntos de refugio para la contaminación microbiana. La determinación de que un área está 100 % limpia de las suciedades proteicas y/o grasas difiere de un análisis del peso que solo mide la eliminación del grueso de la suciedad, pero no la eliminación completa de una superficie sucia.

Ejemplo 1

Se estudió la dependencia de la eliminación de las proteínas con el nivel alcalino activo en solución con el uso de suciedad solo de proteína a 10 °C (50 °F) a diferentes concentraciones de hipoclorito (400, 900 y 1500 ppm). La Tabla 5 muestra los resultados de una prueba de funcionamiento como se describe anteriormente. Las soluciones con 400, 900 y 1500 ppm de hipoclorito a una alcalinidad activa más baja a pH alcalinos limpiaron la suciedad proteica mejor que a las concentraciones alcalinas activas más altas en las tres concentraciones. Las suciedades que contienen solo proteínas parecen eliminarse preferentemente con una alcalinidad activa más baja. Fue muy sorprendente descubrir que una cantidad excesiva de alcalinidad activa hace que estas suciedades de proteínas sean más difíciles de eliminar incluso con concentraciones variables de hipoclorito.

Tabla 5. Efecto de NaOH adicional sobre la eliminación de las proteínas a varios niveles de cloro activo a 10 °C (50 °F).

continuación

Ejemplo 2

Para determinar las capacidades de limpieza en las mezclas de proteínas y grasas, un procedimiento de prueba estandarizado a 10 °C (50 °F) con el uso de las suciedades de pollo molido (60 % de proteína 40 % de grasa) en los cupones de acero inoxidable y midiendo los resultados con análisis del peso, así como las técnicas de análisis de tinción como se describe en el procedimiento de prueba anterior.

Las siguientes composiciones I a V se compararon con una composición de limpieza de cloro alcalino disponible comercialmente etiquetada como Composición A de Comparación como se describe en la Tabla 6 como concentrados y en la Tabla 7 como fórmulas activas en las concentraciones de uso. La Tabla 8 muestra la relación entre el cloro y la alcalinidad activa para estas tres fórmulas.

Tabla 6.

Tabla 7

(continuación

Tabla 8.

Los resultados de estos experimentos de limpieza se muestran en las Figuras 1 y 2. La Figura 1 es un gráfico de los resultados de eliminación de la suciedad de los experimentos de limpieza de los cupones de acero inoxidable con el uso del análisis del peso para la Composición A de Comparación y la Composición I y la Composición Novedosa II en una suciedad mixta de proteínas y grasas a 10 °C (50 °F). El análisis del peso demuestra la capacidad de la solución de limpieza para disolver el grueso de la suciedad de una superficie dura, pero no necesariamente la eliminación completa de cualquier parte de esa superficie. La limpieza con la Composición I y la Composición Novedosa II mostraron un % en peso superior de suciedad eliminada en comparación con la Composición A de Comparación.

La Figura 2 es un gráfico de los resultados del análisis de las imágenes del mismo experimento de limpieza utilizado en la Figura 1. Se utilizaron métodos de tinción de proteínas y grasas en los cupones limpios y los resultados de cada método de tinción descrito anteriormente se suman para cada composición de limpieza (cada método de tinción resulta en un máximo del 100 % que representa la eliminación completa de suciedad proteica o suciedad grasa y un total de 200 % máximo para la eliminación completa de las suciedades tanto proteicas y como grasas de la superficie de un cupón). Dado que las técnicas de tinción detectarán incluso pequeños residuos de proteína o grasa según la técnica, el % de área limpia representa el área de la superficie donde no se observó suciedad detectable en el análisis de las imágenes.

La limpieza con la Composición I y la Composición Novedosa II mostraron un porcentaje de área limpia más alto para las suciedades de proteínas grasas que la Composición A de Comparación.

Ejemplo 3

La Tabla 9 muestra el efecto de las soluciones de limpieza al aumentar la carga de la suciedad con el uso de una mezcla de proteínas y grasas a 10 °C (50 °F). Se ha demostrado que la Composición Novedosa II elimina el grueso de la suciedad mejor que la Composición A de Comparación.

Tabla 9. Comparación entre la Composición A y la Composición Novedosa II con cargas mayores de suciedad

Ejemplo 4 (no acorde a la invención)

Nivel óptimo de NaOH para la limpieza no clorada a baja temperatura

El nivel de alcalinidad optimizado para una eliminación de la suciedad mixta de proteínas y grasas con los tensioactivos a baja temperatura es de alrededor de 500-1000 ppm. Las soluciones de limpieza se prepararon sin cloro y con cantidades variables de alcalinidad en la eliminación de la suciedad con el uso del protocolo de prueba y los procedimientos descritos anteriormente. Como puede verse, una alcalinidad adicional más allá de 2000 ppm no mejora la limpieza, de manera similar, los niveles de alcalinidad por debajo de 250 ppm no proporcionan una limpieza satisfactoria. Los resultados se muestran en la Figura 3.

La Figura 3 es un gráfico del análisis de imágenes en los cupones limpiados por varios niveles de alcalinidad en presencia de 870 ppm de tensioactivo a 10 °C (50 °F) en suciedades mixtas de proteínas y grasas. El rendimiento de limpieza aumentó mientras aumenta el nivel de alcalinidad activa hasta 1000-2000 ppm. La alcalinidad adicional no mejora la limpieza, pero disminuye el rendimiento.

Ejemplo 4 (no acorde a la invención)

Desarrollo de un sistema de tensioactivos a baja temperatura

Se encontró que el óxido de amina es uno de los tensioactivos de mejor rendimiento para la eliminación de la grasa a una temperatura relativamente baja. También se encontró que el óxido de amina de cadena de alquilo más larga (es decir, C14) funciona mejor que el óxido de amina más corto (es decir, C12). El óxido de amina de cadena más larga de mejor rendimiento (es decir, óxido de amina C14) compensó la falta de alcalinidad en la eliminación de la grasa a baja temperatura.

La Figura 4 es un gráfico del análisis del peso de la eliminación de la suciedad de la grasa (sebo de res) a 26,7 °C (80 °F) mediante el uso de diferentes tipos de tensioactivos a un nivel activo de 870 ppm cada uno. Se evaluaron los tensioactivos Óxido de Amina (es decir, Barlox 12), Disulfonato de Alquildifenilóxido (es decir, Dowfax 3B2), Sulfonato de Alquilbenceno Lineal (es decir, LAS), Lauril Sulfato de Sodio (es decir, SLS), Lauril Éter Sulfato de Sodio (es decir, SLES), Alquil Sulfato Secundario (es decir, SAS), Sulfosuccinato (es decir, Monawet MO 70E). El tensioactivo de tipo óxido de amina (es decir, Barlox 12) tuvo un rendimiento de eliminación de suciedad grasa muy superior en comparación con otras categorías.

La Figura 5 es un gráfico del análisis del peso de la eliminación de la suciedad de la grasa (manteca de cerdo) a 43,3 °C (110 °F) o 48,9 °C (120 °F) mediante los tensioactivos de óxido de amina que contienen varias longitudes de cadena de alquilo. Los tensioactivos evaluados aquí son de Lonza. FMB AM ^{- 8}contiene principalmente una cadena de alquilo de ⁸carbonos. Barlox 10 contiene principalmente una cadena de alquilo de 10 carbonos. Barlox 12 contiene principalmente una cadena de alquilo de 12 carbonos. Barlox 14 y 16 contienen principalmente cadenas de alquilo de 14 y 16 carbonos, respectivamente.

Ejemplo ⁶\

La Tabla 10 muestra los resultados de la limpieza de las Composiciones Novedosas II y IV (limpiadores alcalinos clorados) y la Composición III y V (limpiadores alcalinos no clorados) que utilizan ambos un sistema tensioactivo optimizado y se comparan con la Composición A de Comparación. (Estas fórmulas se muestran en la Tabla 7.)

Tabla 10.

Los resultados muestran claramente que la composición de limpieza que comprende óxido de amina de cadena más larga en la Composición IV mejoró significativamente el rendimiento de eliminación de la grasa en comparación con una composición que contiene óxido de amina de cadena más corta en la Composición II y la Composición IV incluso mostró una mejor eliminación de la grasa en comparación con la Composición A de Comparación que contiene un mayor concentración alcalina.

Las Composiciones III y V son composiciones de limpieza alcalinas con un nivel de alcalinidad optimizado para la eliminación de las proteínas a baja temperatura. La Composición V comprende un óxido de amina de cadena de alquilo más larga (es decir, óxido de amina de C14) con el óxido de amina de cadena de alquilo corta de C12, mientras que la Composición III solo tiene el óxido de amina de cadena de alquilo más corta (es decir, óxido de cocoamina).

Los resultados muestran la falta de rendimiento de una composición de limpieza de bajo nivel alcalino (es decir, la Composición III) en comparación con una composición de alto nivel alcalino (es decir, la Composición A) para la eliminación de la grasa a baja temperatura. Sin embargo, el óxido de amina de cadena de alquilo más larga en la Composición V compensó la falta de rendimiento en la Composición III e igualó o superó el rendimiento de eliminación de la grasa de la Composición A.

Los perfiles de eliminación de la suciedad proteica también se compararon como también se muestra en la Tabla 10. La Composición IV y la Composición Novedosa V mantuvieron el buen rendimiento de limpieza de proteínas en comparación con las Composiciones II y III respectivamente e igualaron o superaron a la Composición A en el rendimiento de eliminación de las proteínas y las grasas como se mostró anteriormente.

Claims

REIVINDICACIONES

i . Una composición de limpieza capaz de eliminar las suciedades proteicas y/o las suciedades grasas o mezclas de las mismas a temperaturas inferiores a 37,8 °C (100 °F) que comprende:

una fuente de cloro y

una fuente de alcalinidad activa;

en donde dicho cloro como cloro disponible y la alcalinidad activa están en una relación de más de 5:1 en base al por ciento en peso, en donde el cloro disponible se selecciona del grupo que consiste en hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada y una amida clorada o las mezclas o las combinaciones de las mismas.
2. La composición de limpieza de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha fuente de alcalinidad comprende uno o más de los siguientes:

un borato, silicato, carbonato, hidróxido o fosfato de metal alcalino o alcalinotérreo.
3. La composición de limpieza de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además un tensioactivo.
4. La composición de limpieza de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dicho tensioactivo es un óxido de amina que tiene al menos el 50 % de las longitudes de las cadenas de carbono de 14 o más.
5. La composición de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha composición es una composición de uso.
6. La composición de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además uno o más de los siguientes:

un agente acondicionador de agua, un hidrótropo, un agente antimicrobiano, un agente gelificante y/o un agente inhibidor de la corrosión de los metales.
7. Un método para eliminar las suciedades grasas de una superficie a baja temperatura (menos de 43,3 °C (110 °F)) que comprende:

poner en contacto dicha superficie con una composición de limpieza alcalina y clorada y además poner en contacto dicha superficie con un tensioactivo de óxido de amina que tenga al menos el 50 % de las longitudes de las cadenas de carbono de 14 o más, en donde dicho cloro como cloro disponible y la alcalinidad activa están en una relación de más de 5:1 en base al por ciento en peso, en donde el cloro disponible se selecciona del grupo que consiste en hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada y una amida clorada o mezclas o combinaciones de los mismos.
8. Un método para eliminar las suciedades proteicas y/o las suciedades grasas o las mezclas de los mismos de una superficie a baja temperatura (menos de 37,8 °C (100 °F)) que comprende:

poner en contacto dicha superficie con una fuente de cloro y una fuente de alcalinidad activa;

en donde dicho cloro como cloro disponible y la alcalinidad activa están en una relación de más de 5:1 en base al por ciento en peso, en donde el cloro disponible se selecciona del grupo que consiste en hipoclorito, un fosfato clorado, un isocianurato clorado, una melamina clorada y una amida clorada o las mezclas o las combinaciones de las mismas.