FR3119327A1 - Solution pour stérilisation chimique à faible taux de résidu - Google Patents
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Abstract
SOLUTION POUR STÉRILISATION CHIMIQUE À FAIBLE TAUX DE RÉSIDU La présente invention concerne une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène, comprenant notamment une quantité comprise entre 0,3 mg kg-1 et 1 mg kg-1, d’un stabilisant du peroxyde d’hydrogène. La présente invention se rapporte également à l’utilisation de la solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène pour la désinfection et/ou la stérilisation, ainsi qu’au procédé de désinfection et/ou de stérilisation utilisant ladite solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène. Fig. : néant
Description
La présente invention concerne une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène à faible taux de résidu, en particulier une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène notamment destinée à la stérilisation chimique et à faible taux de résidu après évaporation.
Plus particulièrement, la présente invention concerne le domaine de la désinfection des emballages alimentaires, en particulier cartons et plastiques, et leurs procédés de désinfection et de stérilisation, notamment les procédés de désinfection/stérilisation les plus couramment utilisés que sont les procédés par pulvérisation/vaporisation de peroxyde d’hydrogène.
Il est connu que les solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène nécessitent d’être stabilisées afin de conserver leurs propriétés tout au long du stockage. Une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène sans stabilisant n’a, en effet, qu’une durée de vie limitée, le peroxyde d’hydrogène se décomposant en oxyde d’hydrogène (eau) et en oxygène plus ou moins rapidement sous l’effet des conditions de stockage telles que par exemple température, exposition aux rayons ultra-violets, pollution par divers contaminants, et autres.
Les stabilisants sont donc essentiels pour stabiliser les solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène et il est nécessaire que cette quantité en stabilisant augmente avec la teneur en peroxyde d'hydrogène pour une parfaite efficacité.
Or, il s’avère que les solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène utilisées aujourd’hui, et qui titrent généralement 25% à 35% en poids de peroxyde d’hydrogène, présentent des concentrations en stabilisants relativement élevées, de l’ordre du mg par kg de solution aqueuse à plusieurs mg par kg, voire plusieurs dizaines de mg par kg (mg kg-1) de solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène.
De telles solutions aqueuses stabilisées de peroxyde d’hydrogène sont déjà connues aujourd’hui, par exemple dans les brevets EP1926502, et EP3377119. Ces solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène qui présentent des concentrations en stabilisants relativement élevées, se caractérisent notamment et le plus souvent par des quantités plus ou moins importantes de résidus provenant de la décomposition et/ou de la présence des stabilisants (outre ceux provenant du peroxyde d'hydrogène).
Ces résidus, surtout lorsqu’ils sont présents dans des quantités non négligeables, sont la source de nombreux inconvénients et en particulier celui d’avoir tendance à s’accumuler notamment dans les buses d’injection mais aussi dans les divers appareillages, tels que vannes, conduites, évaporateurs, réservoirs, etc. des installations de désinfection/stérilisation. Ces accumulations peuvent s’avérer très gênantes, et il est nécessaire de procéder régulièrement à leur élimination, ce qui ne peut être aisément réalisé, et effectivement réalisé, qu’en procédant à l’arrêt des installations et, se faisant, de la production.
Par ailleurs, ces dépôts, qui peuvent s’accumuler jusqu’à colmater les appareillages, sont souvent difficiles à éliminer, en raison de leur forte adhérence aux supports solides (généralement métalliques) sur lesquels ils se sont déposés, nécessitant le plus souvent des opérations de maintenance (nettoyage) faisant appel à des solutions acides, souvent à haute température.
Comme indiqué précédemment, les opérations de désinfection et de stérilisation, notamment d’emballages, sont des opérations réalisées aujourd’hui, pour la plupart d’entre elles à grande échelle, avec des solutions aqueuses à hautes teneurs en peroxyde d’hydrogène, pour des raisons évidentes de rendement, de vitesse de désinfection et de stérilisation et donc d’économie des procédés. Et ces solutions concentrées sont des solutions aqueuses présentant le plus souvent des teneurs élevées en stabilisant et par conséquent avec des taux non négligeables de résidus secs.
Afin d’assurer ces rendements importants et ces économies des procédés, il est ainsi nécessaire d’effectuer régulièrement des opérations de maintenance des appareillages, opérations qui induisent des arrêts de production plus ou moins fréquents et plus ou moins longs. Il est donc important de faire en sorte que ces opérations de maintenance soient aisées à mettre en œuvre, qu’elles soient le moins fréquentes possible et avec des durées les plus courtes possible.
Pour remédier à ces différents problèmes, il a déjà été proposé de diminuer les concentrations de stabilisants des solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène, comme décrit par exemple dans les brevets EP1926502, et EP3377119.
L’utilisation d’une faible quantité de stabilisant dans les solutions de peroxyde d’hydrogène destinées à l’application « conditionnement aseptique » par pulvérisation et/ou vaporisation permet de diminuer les résidus d’évaporation de ces produits, donc de diminuera prioril’encrassement des buses d’injection de ces machines, permettant ainsi d’allonger la période entre deux nettoyages.
Un des inconvénients majeurs résultant cependant de la diminution toujours plus importante de la quantité de stabilisant est que la solution de peroxyde d’hydrogène n’est plus stabilisée de façon appropriée, voire n’est plus stabilisée du tout. Par ailleurs, l’opération d’élimination des résidus d’évaporation des stabilisants, même s’ils sont en faibles quantités, reste longue et délicate, nécessitant généralement l’usage de solutions d’acide, souvent à haute température, en raison de la forte adhérence desdits résidus aux surfaces des évaporateurs, et plus particulièrement aux surfaces métalliques des évaporateurs.
Il reste donc aujourd’hui un besoin pour des solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène, en particulier des solutions concentrées de peroxyde d’hydrogène comprenant une quantité suffisante de stabilisant pour permettre une stabilisation efficace et appropriée desdites solutions, sans toutefois conduire à des opérations longues, fréquentes et difficiles à mettre en œuvre, de nettoyage et de désencrassement des appareillages dans lesquels circulent et/ou sont stockées ou entreposées lesdites solutions concentrées de peroxyde d’hydrogène.
Les inventeurs ont maintenant découvert que les objectifs précités peuvent être atteints, en totalité ou au moins en partie, grâce à la présente invention qui va maintenant être exposée plus en détail ci-dessous. D’autres objectifs encore apparaîtront à la lumière de la description de cette invention qui suit.
Ainsi, et selon un premier aspect, la présente invention concerne une composition aqueuse de peroxyde d’hydrogène (H2O2), comprenant :
- de 1% à 98%, de préférence de 5% à 75%, en poids de la composition, de peroxyde d’hydrogène,
- un quantité comprise entre 0,3 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence entre 0,4 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence encore entre 0,5 mg kg-1et 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du peroxyde d’hydrogène, et
- de l’eau, q.s.p. 100% en poids de la composition.
- de 1% à 98%, de préférence de 5% à 75%, en poids de la composition, de peroxyde d’hydrogène,
- un quantité comprise entre 0,3 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence entre 0,4 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence encore entre 0,5 mg kg-1et 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du peroxyde d’hydrogène, et
- de l’eau, q.s.p. 100% en poids de la composition.
Dans la suite du présent exposé, sauf mention contraire, les pourcentages sont donnés en valeurs massiques. Les plages de valeurs s’entendent bornes incluses, sauf mention contraire spécifique.
La composition de la présente invention comprend de manière tout particulièrement préférée, de 10% à 65%, mieux encore de 20% à 65%, et avantageusement de 20% à 40%, en poids de la composition, de H2O2. L’invention est tout particulièrement adaptée pour les compositions de H2O2comprenant de 22% à 38% en poids et par exemple 25%, 30%, ou encore 35% de H2O2, par rapport au poids total de la composition.
Il est bien entendu que le terme « stabilisant » se rapporte dans la présente invention à tout composant ayant pour fonction d’assurer la stabilité dans le temps du peroxyde d’hydrogène présent dans la solution aqueuse de sorte que ce dernier ne se décompose pas ou peu et que le titre de la solution reste sensiblement à l’identique au fil du temps, lors par exemple d’un stockage.
Le stabilisant du peroxyde d’hydrogène peut être de tout type bien connu de l’homme du métier, et en particulier le stabilisant peut être choisi parmi les stabilisants de la famille des acides carboxyliques et leurs sels, en particulier acides aminocarboxyliques, et leurs sels, de la famille des acides polycarboxyliques, en particulier diacétiques et tétraacétiques, et leurs sels, mais aussi aminopolycarboxiliques, de la famille de l’acide phosphorique, des acides phosphoniques et polyphosphoniques, et de leurs sels, de la famille des acides diphosphoniques et leurs sels, de la famille des polyphosphates, de la famille des pyrophosphates, des stannates et autres, ainsi que les mélanges de deux ou plusieurs d’entre eux en toutes proportions.
Parmi les stabilisants précités, il est bien connu de l’homme du métier que certains d’entre eux sont également des agents complexants. On préfère en outre, parmi les stabilisants du peroxyde d’hydrogène, les stabilisants organiques par rapport aux stabilisants minéraux.
À titre d’exemples non limitatifs, on peut citer comme stabilisants du peroxyde d’hydrogène utilisable dans le cadre de la présente invention les acides aminopolycarboxyliques (plus connus sous leur acronyme APCA), l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, notamment le sel trisodique de l’acide méthylglycinediacétique (plus connu sous son acronyme Na3-MGDA), l’acide aminotriméthylène phosphonique (plus connu sous son acronyme ATMP), l'acide diéthylènetriamine-penta-méthylphosphonique l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique, l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique (plus connu sous son acronyme HEDP), le pyrophosphate acide de sodium, l'acide phosphorique et ses sels, le stannate de sodium, les dérivés de l'acide éthylènediaminetétra-acétique, ainsi que les mélanges de deux ou plusieurs d’entre eux en toutes proportions.
Les stabilisants tout à fait préférés sont notamment ceux choisis parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique, et l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique.
Il est bien entendu que la quantité de stabilisant indiquée plus haut se rapporte à la quantité de matière active dudit stabilisant ou desdits stabilisants, ceux-ci pouvant être disponibles, éventuellement dans le commerce, par exemple sous forme de solution diluée dans de l’eau.
D’autres modes de réalisation de l’invention sont présentées ci-après :
- avantageusement, la composition aqueuse selon l’invention présente une conductivité de 10 µS cm-1à 100 µS cm-1(microSiemens par centimètre), préférentiellement de 15 µS cm-1à 80 µS cm-1, et de manière encore plus préférée de 20 µS cm-1à 60 µS cm-1.
- avantageusement, la composition aqueuse selon l’invention présente une acidité maximum de 1 mmol kg-1(millimole par kilogramme).
- selon une caractéristique particulièrement intéressante de l’invention, la composition présente un résidu sec à 105°C d’au plus 7 mg kg-1(milligramme par kilogramme), de préférence d’au plus 5 mg kg-1, et de façon encore plus préférée d’au plus 2 mg kg-1.
- selon une autre caractéristique particulièrement intéressante de l’invention, la stabilité de ladite composition, caractérisée par le pourcentage de perte de peroxyde d’hydrogène et mesurée selon la méthode CEFIC-H2O2-AM-7161, est inférieure ou égale à 5%, de préférence inférieure ou égale à 3 %, et de manière préférée inférieure ou égale à 2% par rapport à la concentration initiale en peroxyde d’hydrogène.
- avantageusement, la composition aqueuse selon l’invention présente une conductivité de 10 µS cm-1à 100 µS cm-1(microSiemens par centimètre), préférentiellement de 15 µS cm-1à 80 µS cm-1, et de manière encore plus préférée de 20 µS cm-1à 60 µS cm-1.
- avantageusement, la composition aqueuse selon l’invention présente une acidité maximum de 1 mmol kg-1(millimole par kilogramme).
- selon une caractéristique particulièrement intéressante de l’invention, la composition présente un résidu sec à 105°C d’au plus 7 mg kg-1(milligramme par kilogramme), de préférence d’au plus 5 mg kg-1, et de façon encore plus préférée d’au plus 2 mg kg-1.
- selon une autre caractéristique particulièrement intéressante de l’invention, la stabilité de ladite composition, caractérisée par le pourcentage de perte de peroxyde d’hydrogène et mesurée selon la méthode CEFIC-H2O2-AM-7161, est inférieure ou égale à 5%, de préférence inférieure ou égale à 3 %, et de manière préférée inférieure ou égale à 2% par rapport à la concentration initiale en peroxyde d’hydrogène.
Les deux caractéristiques ci-dessus (quantité de résidus secs et conservation du titre de la composition) se rapportent directement à la nature même de la composition aqueuse selon l’invention, autrement dit elles caractérisent bien cette dernière (de façon mesurable/vérifiable), et non pas seulement des résultats à atteindre.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition aqueuse selon la présente invention comprend, et de préférence encore, consiste en :
- de 20 % à 50 % en poids de H2O2, par rapport au poids total de la composition,
- de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du H2O2, comme indiqué précédemment, et
- le complément à 100 % d’eau.
- de 20 % à 50 % en poids de H2O2, par rapport au poids total de la composition,
- de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du H2O2, comme indiqué précédemment, et
- le complément à 100 % d’eau.
Selon encore un autre mode de réalisation préféré, la composition aqueuse selon la présente invention comprend, et de préférence encore, consiste en :
- de 20 % à 50 % en poids de H2O2, par rapport au poids total de la composition,
- de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant choisi parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique l'acide diéthylènetriamine-pentaméthylphosphonique, et l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique, et
- le complément à 100 % d’eau.
- de 20 % à 50 % en poids de H2O2, par rapport au poids total de la composition,
- de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant choisi parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique l'acide diéthylènetriamine-pentaméthylphosphonique, et l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique, et
- le complément à 100 % d’eau.
La composition selon la présente invention peut être préparée selon toute méthode bien connue de l’homme du métier. Selon un mode de réalisation de l’invention, pour fabriquer la composition selon l’invention, on peut mettre en présence le peroxyde d’hydrogène et le stabilisant par simple mélange. On peut en particulier solubiliser le stabilisant à l’état solide dans une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène. La fabrication de peroxyde d’hydrogène est une technique bien connue de l’homme du métier et ne constitue pas l’objet de la présente invention.
Avantageusement, la solution aqueuse subit, préalablement à sa mise en contact avec le stabilisant, une opération destinée à purifier ladite solution, telle que par exemple la distillation, un ou plusieurs passages au travers de résines échangeuses d’ion, la filtration ou par des techniques membranaires (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration) et/ou l’osmose inverse, cette dernière étant préférée parmi les techniques membranaires.
Dans le cadre de la présente invention, le passage de la solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène par une opération préalable de purification peut consister en une combinaison d’opérations, c’est-à-dire incluant une ou plusieurs techniques de purification, notamment celles susvisées, connues de l’homme du métier.
La composition selon la présente invention telle que définie précédemment comprend une quantité allant de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du H2O2. Cette caractéristique permet, de manière tout à fait surprenante, de conférer à la composition une stabilité tout à fait satisfaisante, tout en limitant la quantité de résidus secs d’évaporation. Il a en outre été observé que la composition de la présente invention conduit à un encrassement moindre des systèmes d’évaporation utilisés pour la désinfection et/ou la stérilisation, ainsi qu’à un nettoyage facilité en raison de la moindre adhérence des résidus secs d’évaporation sur les parois desdits systèmes d’évaporation.
On entend par l’expression « résidus secs » ou « résidus secs d’évaporation » de la composition de désinfection/stérilisation, la matière solide recueillie après évaporation de la composition à 105°C selon la méthode qui sera décrite plus loin.
La présente invention trouve à s’appliquer en particulier pour toute mise en œuvre de la composition selon l’invention, par exemple sous forme vaporisée, tels que notamment dans l’application dénommé « aseptic spray » en langue anglaise, bien connue de l’homme du métier et plus généralement à la désinfection et/ou la stérilisation via vaporisation du peroxyde d’hydrogène.
La composition selon la présente invention est tout particulièrement adaptée, sans y être limitée, à la « désinfection » d’emballages, et notamment d’emballages alimentaires, qu’ils soient en carton, en plastique ou autre.
La présente invention se rapporte également à l’utilisation de la composition telle que présentée ci-dessus pour la désinfection et/ou la stérilisation d’un emballage par pulvérisation de la composition de peroxyde d’hydrogène décrite ci-dessus ou pour la désinfection et/ou la stérilisation par vapeur de ladite composition de peroxyde d’hydrogène.
L’emballage est avantageusement un emballage pour un aliment pour humain ou animal, un emballage pour un produit pharmaceutique, un emballage pour un produit vétérinaire, un emballage pour un produit cosmétique. Le terme « emballage » s’entend également pour la désinfection et/ou la stérilisation de parois, murs, cloisons, d’espaces de volumes plus ou moins importants, tels que par exemple des pièces, hangars, entrepôts, par exemple utilisés pour le stockage de denrées sensibles, notamment denrées alimentaires, produits médicamenteux ou à usages thérapeutiques, et autres.
La « désinfection » d’un emballage, au sens de la présente invention peut s’entendre d’une destruction au moins partielle, voire totale, des microorganismes présents sur la surface de l’emballage, afin notamment de ralentir leur prolifération. Dans le cas d’une quasi-totale extermination desdits microorganismes, on parle généralement de « stérilisation ». La composition aqueuse de peroxyde d’hydrogène selon l’invention convient à ces deux utilisations « désinfection » et « stérilisation ».
L’invention se rapporte enfin à un procédé de désinfection et/ou de stérilisation d’un emballage, caractérisé en ce que l’emballage est mis en contact avec une quantité efficace de composition aqueuse telle que décrite ci-dessus, de sorte à désinfecter et/ou stériliser ledit emballage.
Ainsi, la composition de peroxyde d’hydrogène selon la présente invention trouve des applications dans de très nombreux domaines, tels que par exemple et à titre non limitatifs, dans le domaine du conditionnement aseptique des denrées alimentaires sensibles à la contamination microbiologique, en particulier pour les produits laitiers (lait UHT, crèmes UHT), les jus de fruits, soupes, aliments pour bébés, boisons isotoniques, énergisantes, eaux aromatisées, compléments alimentaires, et autres. L’application de la composition de la présente invention permet la conservation à température ambiante pendant plusieurs mois sans utilisation de conservateurs.
La quantité de H2O2utilisée dans le procédé de désinfection et/ou de stérilisation d’emballage peut varier dans de grandes proportions, notamment en fonction de la concentration en peroxyde d’hydrogène dans la composition, de la température d’application, de la vitesse des opérations de désinfection et de stérilisation, et autres. L’homme du métier saura adapter la quantité de composition à utiliser au cas par cas.
Bien entendu, cette quantité de peroxyde d’hydrogène dans la composition de la présente invention dépend de l’application considérée. Ainsi, bien que la présente invention soit orientée et présentée, tant au niveau de l’état de la technique que des problèmes techniques à résoudre, plus spécifiquement vers les applications aseptiques d’une telle composition, et plus particulièrement pour le traitement des emballages, la composition de peroxyde d’hydrogène selon l’invention n’est en rien limitée à ces applications et pourra parfaitement s’envisager pour d’autres applications/utilisations, telles que par exemple la stérilisation de locaux et matériels en milieux hospitaliers ou à la désinfection/stérilisation de produits vivants ou comestibles, tels que des fruits ou des légumes.
Exemples
Paramètres, mesures et méthodes utilisées
Lorsqu’il est fait référence à une méthode standard, les conditions de mise en œuvre sont celles décrites dans cette méthode, sauf adaptation explicitement mentionnée.
Le titre en peroxyde d’hydrogène dans la composition de désinfection est mesuré selon la méthode CEFIC-H2O2-AM-7157 connue de l’homme du métier. Cette méthode consiste à titrer le peroxyde d’hydrogène dans une solution aqueuse d’acide sulfurique à l’aide d’une solution volumétrique standard de permanganate de potassium.
La stabilité du peroxyde d’hydrogène est évaluée par la méthode CEFIC-H2O2-AM-7161. Cette méthode consiste à déterminer le pourcentage de perte en peroxyde d’hydrogène, par mesure de la teneur en peroxyde d’hydrogène avant et après son chauffage à 96°C pendant 16 heures.
La teneur en résidus secs d’évaporation de la composition de désinfection est mesurée à 105°C par la méthode gravimétrique suivante :
1- une capsule en platine de capacité voisine de 300-350 mL (millilitre) est placée dans un four à moufle à 900°C pendant une heure, après quoi, la capsule est refroidie dans un dessiccateur. La capsule est ensuite pesée sur une balance de précision à 0,0001 g près. Cette masse est notée Y (en g) ;
2- on pèse à 0,0001 g (gramme) près un bécher d’environ 500 mL et on note sa masse. On ajoute à ce bécher environ 300 g. On pèse à nouveau le bécher, à 0,0001 g près. On note W1 (en gramme) la différence entre la masse du bécher avant et après l’addition de la prise d’échantillon ;
3- l’échantillon est progressivement transféré dans la capsule d’évaporation en platine (immergée dans de l’eau froide) au moyen d’une pompe péristaltique permettant d’obtenir un débit d’alimentation d’environ 75 grammes par heure. Une fois la prise d’essai transférée et le peroxyde d’hydrogène complètement décomposé, on évapore à sec l’échantillon dans un bain-marie ; les opérations 2 et 3 sont répétées deux fois afin d’obtenir un cumul de prise d’échantillons compris entre 750 g et 1000 g. Cela permet d’obtenir une meilleure précision sur la détermination du résidu sec ; on note W2 et W3 les deux prises d’échantillons additionnels ;
4- la capsule platine est ensuite placée dans un four à 105°C pendant au moins 1 heure ;
5- on refroidit la capsule dans un dessiccateur pendant 30 minutes puis on la pèse à 0,0001 g près ; on note ce poids Z (en g) ;
6- la Teneur en Résidu Sec à 105°C (en mg kg-1) (TRS) est calculée à l’aide de la formule suivante :
dans laquelle
- Z (en g) représente la masse de la capsule contenant le résidu sec après évaporation,
- Y (en g) représente la masse de la capsule vide, et
- W1, W2 et W3 (en g) représentent les masses des prises d’échantillon successives.
1- une capsule en platine de capacité voisine de 300-350 mL (millilitre) est placée dans un four à moufle à 900°C pendant une heure, après quoi, la capsule est refroidie dans un dessiccateur. La capsule est ensuite pesée sur une balance de précision à 0,0001 g près. Cette masse est notée Y (en g) ;
2- on pèse à 0,0001 g (gramme) près un bécher d’environ 500 mL et on note sa masse. On ajoute à ce bécher environ 300 g. On pèse à nouveau le bécher, à 0,0001 g près. On note W1 (en gramme) la différence entre la masse du bécher avant et après l’addition de la prise d’échantillon ;
3- l’échantillon est progressivement transféré dans la capsule d’évaporation en platine (immergée dans de l’eau froide) au moyen d’une pompe péristaltique permettant d’obtenir un débit d’alimentation d’environ 75 grammes par heure. Une fois la prise d’essai transférée et le peroxyde d’hydrogène complètement décomposé, on évapore à sec l’échantillon dans un bain-marie ; les opérations 2 et 3 sont répétées deux fois afin d’obtenir un cumul de prise d’échantillons compris entre 750 g et 1000 g. Cela permet d’obtenir une meilleure précision sur la détermination du résidu sec ; on note W2 et W3 les deux prises d’échantillons additionnels ;
4- la capsule platine est ensuite placée dans un four à 105°C pendant au moins 1 heure ;
5- on refroidit la capsule dans un dessiccateur pendant 30 minutes puis on la pèse à 0,0001 g près ; on note ce poids Z (en g) ;
6- la Teneur en Résidu Sec à 105°C (en mg kg-1) (TRS) est calculée à l’aide de la formule suivante :
- Z (en g) représente la masse de la capsule contenant le résidu sec après évaporation,
- Y (en g) représente la masse de la capsule vide, et
- W1, W2 et W3 (en g) représentent les masses des prises d’échantillon successives.
Les Exemples présentés ci-dessous sont issus d’essais réalisés sur un dispositif d’évaporation (fournisseur Bronkhorst, référence CEM) de solutions à 25% de peroxyde d’hydrogène (température : 130°C, débit d’air : 50 Ln min.-1, débit de composition de peroxyde d’hydrogène : 750 g h-1).
« ΔP » est défini comme la variation de pression d’air en amont de l’évaporateur au cours de l’essai (ΔP > 0 : encrassement, ΔP < 0 : nettoyage).
Exemple 1 : Essais avec l’acide aminotriméthylène phosphonique (ATMP)
Exemple 1 : Essais avec l’acide aminotriméthylène phosphonique (ATMP)
Des essais sont conduits avec diverses concentrations de stabilisant ATMP dans une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène à 25%. On réalise une circulation de composition de peroxyde d’hydrogène stabilisé (solution de travail) pendant 150 heures, en mesurant à chaque fois la variation de pression d’air en amont de l’évaporateur (ΔP1), puis on réalise une circulation d’eau déminéralisée (solution de nettoyage) pendant 50 heures, en mesurant à chaque fois la variation de pression d’air en amont de l’évaporateur (ΔP2).
On calcule alors le pourcentage d’efficacité de nettoyage (%EN) comme étant la valeur absolue du rapport des variations de pressions d’air ΔP2/ΔP1. Plus le pourcentage est élevé, meilleure est l’efficacité de nettoyage. Les résultats sont présentés dans le Tableau 1 ci-dessous. La concentration d’ATMP ([ATMP]) dans la composition de H2O2est exprimée en mg kg-1.
-- Tableau 1 --
| [ATMP] | Stabilité (1) | Résidu (2) | ΔP1 (mbar) | ΔP2 (mbar) | %EN |
| 0 | 4,8 | 2,5 | 15 | -3 | 20 |
| 0,1 | 3,7 | 2,6 | 25 | -9 | 36 |
| 0,3 | 2,7 | 2,7 | 31 | -26 | 84 |
| 0,5 | 2,0 | 3,0 | 43 | -35 | 81 |
| 0,8 | 1,2 | 3,4 | 55 | -40 | 73 |
| 1 | 0,9 | 3,9 | 65 | -38 | 58 |
| 2 | 0,5 | 5,0 | 90 | -35 | 39 |
- % relatif de perte H2O2après 16 heures à 96°C
- Résidu d'évaporation à 105°C, exprimé en mg kg-1
Le taux d’encrassement obtenu avec la composition de peroxyde d’hydrogène augmente, de manière attendue, avec la concentration en stabilisant, en revanche, et de façon surprenante, les résidus sont éliminés de façon significativement plus efficace (notamment ≥ 80%) lorsque la concentration en stabilisant dans la composition est inférieure à 1 mg kg-1et supérieure à 0,3 mg kg-1.
Exemple 2 : Essais avec le sel de sodium de l’acide méthylglycinediacétique (Na3-MGDA)
Exemple 2 : Essais avec le sel de sodium de l’acide méthylglycinediacétique (Na3-MGDA)
On réalise, comme indiqué à l’exemple 1 ci-dessus, des essais avec diverses concentrations de stabilisant Na3-MGDA dans une composition de peroxyde d’hydrogène à 25%. À partir des données obtenues, on calcule le pourcentage d’efficacité de nettoyage (%EN) après utilisation de la composition de peroxyde d’hydrogène stabilisé au Na3-MGDA et nettoyage à l’eau déminéralisée. Les résultats sont présentés dans le Tableau 2 ci-dessous. La concentration de Na3-MGDA ([Na3-MGDA]) dans la composition de peroxyde d’hydrogène est exprimée en mg kg-1.
-- Tableau 2 --
| [Na3-MGDA] | Stabilité (1) | Résidu (2) | ΔP1 (mbar) | ΔP2 (mbar) | %EN |
| 0 | 4,8 | 2,5 | 15 | -3 | 20 |
| 0,1 | 4,0 | 2,7 | 20 | -8 | 40 |
| 0,3 | 3,0 | 3,0 | 25 | -22 | 88 |
| 0,5 | 1,8 | 3,2 | 37 | -32 | 86 |
| 0,8 | 1,3 | 3,5 | 45 | -36 | 80 |
| 1 | 1,1 | 4,3 | 53 | -35 | 66 |
| 2 | 0,8 | 5,5 | 77 | -40 | 52 |
- % relatif de perte H2O2après 16 heures à 96°C
- Résidu d'évaporation à 105°C, exprimé en mg kg-1
On observe également dans l’exemple 2, que les résidus sont éliminés de façon significativement plus efficace (notamment ≥ 80%) lorsque la concentration en stabilisant dans la composition est inférieure à 1 mg kg-1et supérieure à 0,3 mg kg-1.
Chacun des exemples précédents démontre par conséquent qu’il existe un optimum d’efficacité de nettoyage (EN) lorsque la concentration en stabilisant dans la composition est inférieure à 1 mg kg-1et supérieure à 0,3 mg kg-1, tout en conservant un niveau de stabilité tout à fait acceptable pour la composition de peroxyde d’hydrogène selon la présente invention.
Claims (10)
- Composition aqueuse de peroxyde d’hydrogène, comprenant :
- de 1% à 98%, de préférence de 5% à 75%, en poids de la composition, de peroxyde d’hydrogène,
- un quantité comprise entre 0,3 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence entre 0,4 mg kg-1et 1 mg kg-1, de préférence encore entre 0,5 mg kg-1et 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant du peroxyde d’hydrogène, et
- de l’eau, q.s.p. 100% en poids de la composition. - Composition selon la revendication 1, comprenant de 10% à 65%, mieux encore de 20% à 65%, et avantageusement de 20% à 40%, en poids de la composition, de H2O2.
- Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant de 22% à 38% en poids et par exemple 25%, 30%, ou encore 35% de H2O2, par rapport au poids total de la composition.
- Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le stabilisant du peroxyde d’hydrogène est choisi parmi les stabilisants de la famille des acides carboxyliques et leurs sels, en particulier acides aminocarboxyliques, et leurs sels, de la famille des acides polycarboxyliques, en particulier diacétiques et tétraacétiques, et leurs sels, mais aussi aminopolycarboxiliques, de la famille de l’acide phosphorique, des acides phosphoniques et polyphosphoniques, et de leurs sels, de la famille des acides diphosphoniques et leurs sels, de la famille des polyphosphates, de la famille des pyrophosphates, des stannates et autres, ainsi que les mélanges de deux ou plusieurs d’entre eux en toutes proportions.
- Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le stabilisant du peroxyde d’hydrogène est choisi parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycine-diacétique et ses sels, notamment le sel trisodique de l’acide méthylglycinediacétique, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriamine-penta-méthylphosphonique l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique, l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique, le pyrophosphate acide de sodium, l'acide phosphorique et ses sels, le stannate de sodium, les dérivés de l'acide éthylènediaminetétra-acétique, ainsi que les mélanges de deux ou plusieurs d’entre eux en toutes proportions.
- Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le stabilisant est choisi parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique, et l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique.
- Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant, et de préférence consistant en :
- de 20 % à 50 % en poids de H2O2, par rapport au poids total de la composition,
- de 0,3 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence de 0,4 mg kg-1à 1 mg kg-1, de préférence encore de 0,5 mg kg-1à 1 mg kg-1, bornes exclues, en poids de la composition, d’un stabilisant choisi parmi les acides aminopolycarboxyliques, l’acide méthylglycinediacétique et ses sels, l’acide aminotriméthylène phosphonique, l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique l'acide diéthylènetriaminepentaméthylphosphonique, et l’acide 1-hydroxyéthylidène-1,1-diphosphonique, et
- le complément à 100 % d’eau. - Utilisation de la composition selon l’une quelconque des revendications précédentes pour la désinfection et/ou la stérilisation d’emballages via vaporisation du peroxyde d’hydrogène.
- Utilisation selon la revendication 8, pour la désinfection d’emballages, et notamment d’emballages alimentaires, qu’ils soient en carton, en plastique ou autre.
- Procédé de désinfection et/ou de stérilisation d’un emballage, caractérisé en ce que l’emballage est mis en contact avec une quantité efficace de composition aqueuse de peroxyde d’hydrogène selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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| FR2100937A FR3119327A1 (fr) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Solution pour stérilisation chimique à faible taux de résidu |
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