MX2015006614A - Aditivo de limpieza y metodo de limpieza que utiliza el mismo. - Google Patents

Aditivo de limpieza y metodo de limpieza que utiliza el mismo.

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Zhihui Luo
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Abstract

La presente invención revela un aditivo de limpieza para botellas de vidrio y método de limpieza de botellas de vidrio, que se usan para el tratamiento de la limpieza de botellas de vidrio en un tanque cáustico primario y un tanque cáustico secundario, el aditivo de limpieza que consiste de un componente A, un componente B y un componente C, en donde, el componente A contiene un agente quelante de fosfina orgánica, el componente B contiene un peróxido, y el componente C contiene un agente antiespumante, el componente A se agrega en el tanque cáustico primario, el componente B se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario, el componente A y el componente B se agregan en el tanque cáustico secundario, y el componente C se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario o el tanque cáustico secundario. La cantidad de adición del componente A es 0.05%- 0.5%, la cantidad de adición del componente B es 0.1%-0 .5% y la cantidad de adición del componente C es 0%-0.5%, con base en el peso de una solución cáustica en el tanque cáustico primario o el tanque cáustico secundario. La solución cáustica en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario es una solución de hidróxido de sodio al 1.5%-3%. El aditivo de limpieza de botellas de vidrio y el método de limpieza de botellas de vidrio de la invención permite un efecto de limpieza estable y adecuado con una temperatura relativamente baja, usualmente 50ºC-70°C.

Description

ADITIVO DE LIMPIEZA Y MÉTODO DE LIMPIEZA QUE UTILIZA EL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención proporciona un aditivo de limpieza y un método de limpieza que utiliza el mismo, para la limpieza de botellas de vidrio en un tanque caustico primario y un tanque cáustico secundario, que permite un efecto de limpieza estable y adecuada a una temperatura relativamente baja.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En teenologías de limpieza utilizadas para propósitos industriales, la selección y proceso de tratamiento de limpieza los agentes son variados respectivamente para diferentes objetos que se limpiarán, tal como botellas, de vidrio, recipientes metálicos, latas de plástico o cauchos, debido a los diferentes materiales, formas y propiedades físicas y químicas de los recipientes.
La CIP (siglas en inglés para, Limpieza en el Sitio) comúnmente utilizada en la industria de la limpieza es un sistema de limpieza seguro y automático, y se ha utilizado ampliamente en las industrias de alimentos, sanitarias y farmacéuticas. La CIP se utiliza generalmente para limpiar equipo, sistemas y dispositivos grandes, y no es adecuada para la limpieza de objetos pequeños, como botellas de vidrio .
Las botellas de vidrio recieladas normalmente se limpian Ref.255262 por una máquina de limpieza de botellas con una temperatura de limpieza industrial generalmente se fija a 80-90°C y una velocidad de limpieza de 24,000-40,000 botellas por hora. La selección de un agente de limpieza tiene una influencia relativamente grande en el efecto de limpieza y la velocidad de limpieza. Existe una variedad de agentes de limpieza (principalmente ácidos y alcalinos) utilizados en la industria alimenticia, entre los cuales se utilizan ampliamente más el hidróxido de sodio y el ácido nítrico. En la industria de limpieza de botellas de vidrio, generalmente se adopta la limpieza alcalina en un tanque cáustico, con la adición de un aditivo de limpieza durante el proceso de limpieza alcalino, a fin de mejorar el efecto de limpieza.
Actualmente, los aditivos de limpieza de vidrio incluye agentes quelantes y tensoactivos. Los agentes quelantes principalmente incluye el ácido etilendiaminotetracético (EDTA), gluconato de sodio, ácido glucónico, ácido cítrico, ácido láctico, fosfato de sodio, tripolifosfato de sodio, pirofosfato de sodio, fosfina orgánica, etc., los cuales se utilizan generalmente solos o en combinación. Los tensoactivos usualmente se usan como tensoactivos no iónico y agentes antiespumantes, etc.
La clave de las teenologías de limpieza de botellas de vidrio recae en la renovación completa de las etiquetas a la salida de una botella y la remoción de suciedad dentro y fuera de la botella. El grado de la dificultad de la remoción de etiquetas depende en gran medida de los tipos de pegamento utilizado durante el etiquetado y el grado de humectación de la etiqueta. La suciedad de las botellas de vidrio principalmente incluye dos tipos de suciedad, principalmente las manchas por moho y lodo y arcilla. Las manchas de moho, lodo y arcilla se vuelven muy secos en el aire, tal que se adhieren firmemente a la botella de vidrio, y la boca de una botella de vidrio generalmente es menor que el recipiente común, de esta forma es muy difícil remover la suciedad interior de la botella.
Generalmente, se requiere la limpieza repetida por un equipo de limpieza o el enjuague repetido manualmente o una temperatura de limpieza elevada, para lograr un buen efecto de limpieza. Generalmente, cuando la temperatura de limpieza se incrementa con cada 10°C, la velocidad de reacción química se incrementará por 1.5-2.0 de veces, y la velocidad de limpieza también se incrementa correspondientemente, con un buen efecto de limpieza.
Aunque el incremento de la temperatura de limpieza ayuda a disminuir el tiempo de limpieza, o reduce la concentración de un agente de limpieza, el consumo de energía se incrementará correspondientemente. Aunque teóricamente se considera que el moho se seca a 82°C, origina la remoción más difícil de la suciedad seca actualmente se encuentra en práctica de la limpieza que el efecto de limpieza será mejor al incrementar la temperatura, aún a 90°C. Por lo tanto, el incremento de la temperatura se adopta generalmente en la industrial de la limpieza para mejorar el efecto de limpieza, y a fin de remover los carbohidratos, proteínas, suciedad dura y otros contaminantes que se remueven con dificultad, en una superficie, la temperatura de limpieza generalmente se fija a 80°C-90°C, y no menor de 60°C aún en circunstancias especiales. Sin embargo, la limpieza con una temperatura alta no solo origina alto consumo de energía y alto costo, sino también muchos peligros de seguridad potenciales, incrementando el riesgo operacional de los operadores, y vuelve más duro el ambiente de trabajo.
Para superar las desventajas anteriores en la téenica previa, la invención proporciona, especialmente para la limpieza de botellas de vidrio, un aditivo de limpieza novedoso y un método de limpieza de botellas de vidrio correspondiente, los cuales son particularmente adecuados para un ambiente de limpieza en solución cáustico, y logran el mismo o mejor efecto de limpieza cáustico con una temperatura relativamente baja, de esta forma se ahorra energía y se reduce el costo de producción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una tecnología de limpieza de botellas de vidrio que utilizan un ambiente de limpieza cáustico, y que usa el nuevo aditivo de limpieza y el método de limpieza de la presente invención, la temperatura de la limpieza de las botellas de vidrio puede reducirse a 50°C-70°C, con el mismo o mejor efecto de limpieza, a fin de mejorar la productividad y ahorrar energía.
En un aspecto, la presente invención proporciona un aditivo de limpieza para botellas de vidrio que se usan para el tratamiento de la limpieza de botellas de vidrio en un tanque cáustico primario y un tanque cáustico secundario, el aditivo de limpieza que consiste de un componente A, un componente B y un componente C, en donde, el componente A contiene un agente quelante de fosfina orgánica, el componente B contiene un peróxido, y el componente C contiene un agente antiespumante, el componente A se agrega en el tanque cáustico primario, el componente B se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario, el componente A y el componente B se agregan en el tanque cáustico secundario, y el componente C se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario o el tanque cáustico secundario.
El agente quelante de fosfina orgánica incluye, pero no se limita al ácido amino trimetilen fosfónico (ATMP), ácido 1-hidroxietiliden-l,1-difosfónico (HEDP) etilen diamina tetra(ácido metilenfosfónico) sódica (EDTMPS), etilen diamina tetra(ácido metilenfosfónico) (EDTMPA), dietilen triamina penta(ácido metilenfosfónico) (DTPMPA), ácido 2-fosfobutan-1,2,4-tricarboxílico (PBTCA), éster del fosfato de alcohol polihídrico (PAPE), ácido 2-hidroxi fosfonoacético (HPAA), hexamentilen diamina tetra(ácido metilenfosfónico) (HDTMPA), fosfonato de poliamino poliéter metileno (PAPEMP), y bis(hexametilen triamina penta (ácido metilenfosfónico) ) (BHMTPMPA).
El agente quelante de fosfina orgánica tiene el efecto de despegar la suciedad viscosa, y puede penetrar intensivamente en gran medida y dispersar el moho, lodo y arcilla en las botellas de vidrio, así como removerlos efectivamente. Además, el agente quelante de fosfina orgánica contenido en el aditivo de limpieza de la presente invención no es tóxico para el cuerpo humano, promueve la disolución de la suciedad, tiene baja corrosión para el equipo y tiene buen desempeño de inhibición de la suciedad.
El componente A también comprende alguno o una mezcla de dos o más de gluconato, ácido glucónico, ácido láctico, y ácido cítrico, preferentemente que comprende gluconato de sodio o ácido glucónico.
Generalmente, el agente quelante de fosfina orgánica se utiliza para disolver y dispersar la suciedad en las botellas de vidrio, y tiene fuerte efecto de dispersión y disolución para el moho, lodo y arcilla en la botellas de vidrio en un ambiente cáustico, pero tiene una débil energía de iones metálicos para formar complejos, como los iones de calcio, magnesio, fierro; sin embargo, el gluconato, ácido glucónico, ácido láctico, ácido cítrico o una mezcla de estos es per se un agente quelante, tiene una energía relativamente fuerte para la formación de complejos con sales de calcio, magnesio o fierro, pero tienen baja energía de remoción para otra suciedad. Después se agrega un componente tal como gluconato o ácido glucónico, se mejora significativamente el efecto quelante total del componente A. Por lo tanto, cuando se tratan botellas de vidrio severamente contaminadas, pueden agregarse selectivamente en el componente A cualquiera o una mezcla de dos o más gluconato, ácido glucónico, ácido láctico y ácido láctico.
La presente invención también comprende un componente B que contiene un peróxido, y el peróxido comprende, pero no se limita a, uno o cualquier combinación de peróxido de hidrógeno, peróxido de sodio, percarbonato de sodio, perborato de sodio, peróxido de magnesio, peróxido de calcio, peróxido de bario, peróxido de potasio, dióxido de cloro, ácido peracético, ácido peroctanoico y agua con ozono. El peróxido es preferentemente uno o alguna combinación de percarbonato de sodio, perborato de sodio y peróxido de hidrógeno. Alternativamente, el peróxido es preferentemente uno o cualquier combinación de peróxido de magnesio, peróxido de calcio o peróxido de bario.
En la industria alimenticia, los peróxidos se utilizan generalmente para la esterilización y desinfección de alimentos, pero nunca se han utilizado como un aditivo de limpieza para botellas de vidrio. La presente invención encontró que, en un proceso para la limpieza de botellas, el uso de peróxido como parte de una formación del aditivo de limpieza en combinación con otras formulaciones puede lograrse sinérgicamente logran un buen efecto de limpieza.
Generalmente, la boca de una botella de vidrio es relativamente pequeña, de esta forma es difícil obtener una fuerza mecánica para la agitación efectiva dentro de la botella para remover la suciedad, y existe una necesidad de enjuague manual o la inundación repetida por medio del equipo, lo que origina una reducción en la productividad. Ya que el aditivo de limpieza de la presente invención se usa en combinación con la solución cáustica en un tanque cáustico, el peróxido liberará gas de oxígeno cuando se encuentra la solución cáustica, para generar burbujas en la solución de limpieza, y las burbujas generadas continuamente en la solución promoverán la agitación en la solución, originando una mayor fuerza mecánica en la botella de vidrio para romper la suciedad y reducir la fuerza de adsorción entre la suciedad y la botella de vidrio, de esta forma facilita el enjuague y el desprendimiento de la suciedad. Al mismo tiempo, el peróxido tiene los efectos de oxidar y descomponer la suciedad orgánica, para facilitar la limpieza de la suciedad dentro y fuera de la botella de vidrio. Después de agregar el componente B que contiene el peróxido, el aditivo de limpieza de la presente invención tiene un mejor efecto de limpieza comparado con un aditivo de limpieza de botellas de vidrio ordinario, y por lo tanto puede lograr un efecto de limpieza que es el mismo o mejor que la téenica previa con un temperatura relativamente baja.
Además, estos peróxidos utilizados en la presente invención son relativamente estables y de bajo costo, y generan sustancias después de la descomposición que no tienen toxicidad y efectos secundarios, logrando alta seguridad y valor práctico cuando se utiliza en la tecnología de limpieza de botellas de vidrio de la presente solicitud en la industria alimenticia. El componente B generalmente se agrega en el tanque cáustico secundario, para ahorrar costos, y puede agregarse en el tanque cáustico primario cuando se tratan botellas de vidrio severamente contaminadas.
El aditivo de limpieza de la presente invención también comprende un componente C y el componente C contiene un agente antiespumante, que proporciona un efecto antiespumante en el proceso de limpieza. Los agentes antiespumante incluye, pero no se limita a, poliéter de silicona, poliéter de alcohol graso, agentes antiespumantes de poliéter de etilendiamina o cualquier combinación de estos . También pueden seleccionarse otros agentes antiespumantes comúnmente usados en la téenica.
En la limpieza de botellas de vidrio, la liberación de burbujas del componente B que contiene el peróxido en la solución puede mejorar la generación de espumas en una máquina de limpieza de botellas, y la suciedad que lleva la botella de vidrio también puede generar espumas; en la producción, las burbujas generadas ayudan a mejorar la fuerza mecánica para la limpieza, mientras al mismo tiempo, la generación de espumas excesivas debe controlarse, debido a que 1.las espumas en exceso puede originar contacto insuficiente entre la botella de vidrio y la solución de limpieza, para reducir la eficiencia de la limpieza; 2.las espumas en exceso pueden incrementar la dificultad en la limpieza, origina la prolongación del posterior procedimiento de limpieza por aspersión, e imponer el riesgo del residuo de la solución de limpieza; 3.las espumas en exceso desbordará de la máquina de limpieza de botella, influencia la condición sanitaria del sitio de producción.
Por lo tanto, después de aplicar el componente B de la presente invención, si existe el fenómeno de espumado excesivo, puede agregarse el componente C que contiene el agente antiespumante al tanque cáustico secundario para inhibir la presencia del fenómeno dañino. Si no existe generación del espumado excesivo, no necesita agregarse el componente C. Los téenicos pueden determinar el agregar una cantidad apropiada del componente C de acuerdo a la condición en el sitio.
Debido a que se toma en cuenta el aditivo de la presente invención y utiliza la acción sinérgica del peróxido y el agente antiespumante, se realiza el mismo o mejor efecto comparado con la técnica previa a una temperatura relativamente baja (50-70°C) mientras se incrementa en gran medida el efecto de limpieza de la botella de vidrio (oxidación y fuerza mecánica mejorada), y simultáneamente puede eliminarse el efecto negativo por el espumado en exceso.
El exceso antiespumante de la presente invención es preferentemente una mezcla de un polímero de poliéter-siloxano, éter de alcohol graso de polioxipropileno polioxietileno y éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno con una relación de 1-3:6:9, preferentemente 1:2:3. Alternativamente, el agente antiespumante de la presente invención es una mezcla de un polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado sin alquilo, un polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado con alquilo y éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno con una relación de 3-5:6:9, preferentemente 1:2:3. El polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado sin alquilo, y el polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado con alquilo generalmente son compuestos de polímero de polialcoxilo de alcohol graso C4-C18 terminado sin metilo.
El agente antiespumante de silicona puede formar una película de baja energía superficial en un medio, permitiendo que las burbujas de aire se rompan continuamente se mueven para formar burbujas más grandes, a fin de realizar el anti-espumado, y el agente antiespumante de silicona también tiene un efecto de inhibición de espuma significativa, y puede prevenir la generación de espumas mientras se rompen las espumas. Sin embargo, los agentes antiespumantes de silicona y tienen una pobre compatibilidad y son difíciles de emulsionar. Un éter de alcohol graso de polioxietileno es un agente antiespumante de polímero efectivo, y puede entrar a la película bimolecular de la espuma, para originar la reducción local de la tensión superficial en la película mientras se mantiene una tensión superficial relativamente grande en la parte restante de la película, a fin de romper las espumas; sin embargo, como un agente antiespumante, las partículas emulsionadas por lo tanto deben ser mayores de 50 pm, de otra forma solo puede acelerar la generación de espumas o tener un efecto de estabilización en las espumas y de esta forma tiene ciertas desventajas en su producción particular y la aplicación. El agente antiespumante preferentemente de la presente invención combina la silicona y el éter de alcohol graso de polioxietileno, para eliminar sus respectivas desventajas a través de la acción sinérgica, y lograr un buen efecto antiespumante al usar los dos al mismo tiempo.
Cada componente del aditivo de limpieza de la presente invención puede agregarse en diferentes tanques cáusticos por separado, y se basa en el peso de la solución cáustica agregada en el tanque cáustico primario o tanque cáustico secundario, la cantidad de adición del componente A es 0.05%-0.5%, la cantidad de adición del componente B es 0.1%-0.5% y la cantidad de adición del componente C es 0%-0.5%. La solución cáustica en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario generalmente es de 1.5%-3% de solución de hidróxido de sodio.
El componente A que contiene el agente quelante de fosfina orgánica puede penetrar intensivamente en gran medida y el moho disperso, lodo y arcilla en botellas de vidrio, para desprender efectivamente la suciedad viscosa; después de dispersar la suciedad, el componente B que contiene el peróxido puede desarrollar oxidación más efectiva, para descomponer la suciedad orgánica que es difícil de remover, y por otra parte facilitar el componente A que contiene el agente quelante de fosfina orgánica en otro desprendimiento de la suciedad, a fin de realizar la limpieza de la botella de vidrio en el procedimiento posterior más fácil. Mientras tanto, ya que el peróxido contenido en al aditivo de limpieza de la presente invención libera gas de oxígeno bajo la acción de la solución cáustica en el tanque cáustico, para generar burbujas en el la solución de limpieza, las burbujas generadas continuamente en la solución incrementan la agitación en la solución, originando una mayor fuerza mecánica para romper la suciedad y reducir la fuerza de adhesión entre la suciedad y la botella de vidrio, a fin de facilitar el enjuagado y la salida de la suciedad. Con la acción sinérgica del peróxido y el agente antiespumante, la presente invención realiza el mismo o mejor efecto de limpieza comparado con la téenica previa con una temperatura relativamente baja mientras se incrementa en gran medida el efecto de limpieza de la botella de vidrio (oxidación y fuerza mecánica mejoradas), y eliminar simultáneamente el efecto negativo causado por el excesivo espumado.
La selección de los componentes del aditivo de limpieza de la presente invención se obtiene por el actual inventor a través de diferentes experimentos, estos componentes actúan en una forma sinérgica y estable, para limpiar efectivamente botellas de vidrio con una temperatura relativamente baja (generalmente, 50°C-70°C), la remoción efectiva de etiquetas en botellas de vidrio recieladas, y lograr un efecto de limpieza significativo (aún mejor que el logrado por un método convencional a 80°C) en botellas de vidrio que contienen diferentes manchas de moho, lodo o suciedad con arcilla. Generalmente, la solución cáustica a una temperatura alta tiene mayor corrosión, y el proceso de limpieza, puede originar que se rompan con mayor facilidad las etiquetas en el tanque cáustico, provocando la difícil remoción de las etiquetas, y una mayor corrosión a las botellas de vidrio. Por lo tanto, con el aditivo de limpieza de la presente invención, puede realizarse la limpieza a baja temperatura, que facilita el desprendimiento completo de las etiquetas, lo que facilita la limpieza y el mantenimiento del tanque cáustico, y reduce la corrosión de las botellas de vidrio.
En otro aspecto, la presente invención proporciona un método de limpieza de botellas de vidrio al usar el aditivo de limpieza de la presente invención para limpiar botellas de vidrio, que comprende los pasos de: (i) agregar el componente A que contiene un agente quelante de fosfina orgánico a una solución cáustica de un tanque cáustico primario, agregar selectivamente el componente B al tanque cáustico primario, y mezclarlos completamente, agregar el componente A que contiene el agente quelante de fosfina orgánica y el componente B que contiene un peróxido a una solución cáustica de un tanque cáustico secundario corriente abajo, y mezclarlos completamente; (ii) sumergir las botellas de vidrio en el tanque cáustico primario, para tener contacto suficiente con la solución mezclada en el tanque cáustico primario; (iii) transferir y sumergir las botellas de vidrio en el tanque cáustico secundario corriente abajo después que haya abandonado el tanque de limpieza cáustico primario, para tener contacto suficiente con la solución mezclada en el tanque cáustico secundario, y agregar selectivamente el componente C que contiene un agente antiespumante; y (iv) mover las botellas de vidrio del tanque cáustico secundario, y sujetarlas a limpieza por aspersión.
En los pasos de limpieza (i)-(iii), las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario puede fijarse y mantenerse en un intervalo de 50°C-80°C, o en un intervalo de 50°C-70°C.
El método de limpieza de la presente invención comprende, antes del paso (i), la aspersión previa, el remojo previo, y el calentamiento previo de las botellas de vidrio, para remover la suciedad de la superficie que es fácil de remover y facilita los pasos de limpieza subsecuente.
En el proceso de limpieza, los téenicos pueden determinar si existe la necesidad de agregar una cantidad efectiva del componente C que contiene el agente antiespumante, para desarrollar el tratamiento antiespumante, de acuerdo a si existe la generación de espumas. El componente B generalmente se agrega en el tanque cáustico secundario, pero también se agrega en el tanque cáustico primario cuando se tratan botellas de vidrio contaminadas severamente, para mejorar el efecto de limpieza.
Generalmente, cuando se limpian botellas de vidrio en el tanque cáustico primario, pueden generarse espumas debido a la disolución y dispersión de la suciedad, y los técnicos pueden determinar si existe la necesidad de agregar el componente C que contiene el agente antiespumante al tanque cáustico primario, para desarrollar el tratamiento antiespumante, de acuerdo con la condición de las espumas.
Cuando se desarrolla un tratamiento por aspersión a las botellas de vidrio, usualmente existe la necesidad de reducir la temperatura para la limpieza de aspersión de las botellas de vidrio, a fin de prevenir el rompimiento de las botellas de vidrio debido al calentamiento no uniforme.
En el proceso de limpieza, puede incluirse un paso de remoción de etiquetas desprendidas del tanque cáustico primario y un tanque cáustico secundario. Por lo tanto, con un tratamiento de baja temperatura, el método de limpieza de la presente invención es ventajoso el mantener la integridad de las etiquetas, a fin de facilitar la remoción de las etiquetas desprendidas por el equipo de remoción de etiquetas, tal como un removedor de etiquetas, y posteriormente, facilitar la limpieza y el mantenimiento de un tanque cáustico.
Mientras, se consume la solución cáustica y los componentes A, B y C en una cierta cantidad después de limpiar durante un cierto tiempo, y se desarrolla el monitoreo de la concentración correspondiente para ayudar al téenico a determinar si existe la necesidad de una alimentación complementaria, para mantener una concentración apropiada de la solución de limpieza, a fin de realizar la limpieza continua y lograr un efecto de limpieza estable.
En otro aspecto, la presente invención también proporciona un sistema de limpieza de botellas de vidrio usando el aditivo de limpieza de botellas de vidrio de la presente invención para limpiar botellas de vidrio, el sistema de limpieza comprende: un tanque cáustico primario; un tanque cáustico secundario colocado corriente abajo; un dispositivo de limpieza por aspersión colocado corriente abajo del tanque cáustico secundario; un dispositivo de transporte de las botellas de vidrio para transportar las botellas de vidrio entre las diferentes partes del sistema de limpieza de botellas de vidrio.
La solución cáustica en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario generalmente una solución de hidróxido de sodio al 1.5%-3%, y las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario se fijan en 50°C-80°C, o a 50°C-70°C.
El sistema de limpieza de la presente invención también comprende un dispositivo de tratamiento previo localizado corriente arriba del tanque cáustico primario para la aspersión previa, remojo previo y calentamiento previo; un sistema de monitoreo de la concentración para el monitoreo de las concentraciones de la solución cáustica y los componentes A, B y C; y los correspondientes dispositivos de alimentación. El sistema de limpieza de la presente invención también comprende un removedor de etiqueta conectado con el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario respectivamente, para remover el desprendimiento de las etiquetas a tiempo.
Los términos "tanque cáustico primario" y "tanque cáustico secundario" usado en la presente invención ambos se refieren a un recipiente para acomodar una solución cáustica y las diferencias entre el "tanque cáustico primario" y el "tanque cáustico secundario" son que el tanque cáustico secundario se localiza corriente abajo del tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario puede comprender uno o más tanques cáusticos independientes.
Las ventajas de la presente invención son que, con el uso del aditivo de limpieza de botellas de vidrio y el método de limpieza de la presente invención, se reduce la temperatura de operación del equipo de limpieza, por medio de esto se vuelve más segura y más cómoda la operación, se reduce el desgaste y fractura del equipo a baja temperatura, con el consumo de agua fría y se reduce el consumo de energía, y el tratamiento a baja temperatura es ventajoso al prologar la vida de servicio de las botellas de vidrio recieladas y en la limpieza y mantenimiento del equipo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra el procedimiento de limpieza de las botellas de vidrio de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama esquemático de comparación de la velocidad eliminación de la mancha de moho promedio lograda por la limpieza a 60°C de acuerdo con una modalidad de la presente invención con aquellas logradas por la limpieza a 60°C y 80°C de acuerdo con la téenica previa.
La figura 3 es un diagrama esquemático de comparación de la velocidad de eliminación de lodo y arcilla promedio por la limpieza a 60°C de acuerdo con una modalidad de la presente invención con la que se logra por la limpieza a 60°C y 80°C de acuerdo con la téenica previa.
La figura 4 es un diagrama esquemático de comparación del tiempo de remoción de etiquetas logrado por la limpieza a 60°C de acuerdo con una modalidad de la presente invención con el logrado por la limpieza a 60°C y 80°Cde acuerdo con la técnica previa.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En general, el efecto de limpieza se influencia por los siguientes cuatro factores: Agentes de limpieza y concentración de los mismos La selección de un agente de limpieza se relaciona con el tipo de suciedad y el material de una superficie que se limpiara. Para diferentes materiales, se requiere seleccionar un agente de limpieza adecuado que no solo mejora el efecto de limpieza sino también previene que un objeto se limpie de corrosión. En el tiempo promedio, un incremento en la concentración de un agente de limpieza puede acortar el tiempo de limpieza apropiado o compensar la insuficiencia de una temperatura de limpieza. Sin embargo, el incremento en la concentración de un agente de limpieza origina un incremento en el costo de limpieza; sin embargo, el incremento en la concentración necesariamente puede no mejorar el efecto de limpieza efectivamente, y algunas veces aún puede originar la prolongación del tiempo de limpieza.
Tiempo de Limpieza Entre mayor es el tiempo de limpieza con un agente de limpieza es, mejor el efecto de limpieza. Sin embargo, la prolongación del tiempo de limpieza significa una reducción de la productividad y un incremento del costo de producción. Si el tiempo de limpieza se acorta irrazonablemente, será posible que no se logre un efecto de limpieza deseado. Por lo tanto, se requiere determinar un tiempo de limpieza apropiado de acuerdo con las condiciones actuales en las aplicaciones industriales.
Temperatura de limpieza La temperatura de limpieza se refiere a una temperatura a la cual un agente de limpieza se mantiene durante un ciclo de limpieza, esta temperatura debe mantenerse constante durante el proceso de limpieza. Si se usa hidróxido de sodio, la temperatura es generalmente de 80°C-90°C; si se usa ácido nítrico, la temperatura es generalmente 60°C-80°C. El incremento de la temperatura de limpieza puede ayudar a disminuir el tiempo de limpieza o reducir la concentración de un agente de limpieza, pero incrementará el consumo de energía correspondiente.
Fuerza de limpieza mecánica Generalmente, se asegura una cierta velocidad de flujo de un agente de limpieza durante la limpieza para mejorar la turbulencia del fluido, a fin de mejorar una fuerza de impacto del agente de limpieza, tal que pueda generar una cierta acción mecánica en el proceso de limpieza, de esta forma origina un buen efecto de limpieza.
Por medio de la acción sinérgica de sus componentes, el aditivo de limpieza de la presente invención mejora la fuerza de limpieza mecánica y el efecto de limpieza con el mismo tiempo de limpieza sin incrementar la concentración y puede lograr el mismo o mejor efecto de limpieza con una temperatura relativamente baja.
El aditivo de limpieza y el método de limpieza de la presente invención también toma en cuenta los siguientes factores, esto es, necesita remover una etiqueta completa para prevenir que la etiqueta se convierta en pulpa, para prevenir que la tinta y los colores se disuelvan, para reducir la posibilidad de espumado en el proceso de limpieza y se evita una reacción de adhesión dañina.
Las modalidades particulares mencionadas y descritas enseguida en la presente invención se utilizan solo para ilustración y la descripción detallada de las soluciones téenicas de la presente invención, pero no intenta limitar el alcance de protección de la presente invención.
El aditivo de limpieza de la presente invención puede utilizase con el equipo con maquinaria de limpieza de botellas existente, tal como un sistema de maquinaria de limpieza de botella con un solo extremo o un sistema con maquinaria de limpieza de botellas con dos extremos, son la necesidad de un equipo de limpieza específico, y de esta forma tiene un amplio grado de aplicación.
La figura 1 ilustra un diagrama de flujo esquemático de limpieza con baja temperatura que trabaja usando un aditivo de limpieza de la presente invención en un sistema con maquinaria de limpieza para botellas existente. Durante la limpieza, las botellas de vidrio se alimentan desde una entrada del sistema con maquinaria de limpieza de botellas, en donde cada una de las botellas se carga dentro de una caja de botellas correspondiente u otro transportador de banda similar, humectado por aspersión previa, remojo previo, calentamiento previo, etc., por un dispositivo de tratamiento previo, con parte de pérdida de la suciedad con el enjuague, y después ingresa a un tanque cáustico primario. Se agrega una solución cáustica dentro del tanque cáustico primario por adelantado, esta solución cáustica usualmente es un solución de hidróxido de sodio con una concentración de 1.5%-3%. Se agrega al tanque cáustico primario un componente A que contiene un agente quelante de fosfina orgánica (tal como HEDP) con una concentración de 0.05%-0.5%, con base en el peso de la solución cáustica en el tanque cáustico primario. En caso que la contaminación de las botellas de vidrio sea muy severa, también pueda agregarse 0.1%-0.5% de un componente B que contiene un peróxido (tal como percarbonato de sodio) al tanque cáustico primario. La temperatura de limpieza del tanque cáustico primario se fija y se mantiene en un intervalo de 50°C-70°C durante el proceso de limpieza. En el tanque cáustico primario, las botellas de vidrio se ponen en contacto con la solución cáustica y suficiente aditivo de limpieza, a fin de que la mayoría de las etiquetas se desprendan de estas, y se quitan por un dispositivo de remoción de etiquetas (como una cinta de cadenas para la remoción de etiquetas). La suciedad, como el moho, lodo y arcilla y así por el estilo, tambien se dispersa y disuelve bajo la acción de la solución de limpieza en el tanque cáustico primario.
Se agregan de 0.05%-0.5% de un componente A que contiene un agente quelante de fosfina orgánico (tal como ATMP) y 0.l%-0.5% de un componente B que contiene un peróxido (como el peróxido de hidrógeno) a un tanque cáustico secundario, las concentraciones se basan en el peso de la solución cáustica en el tanque cáustico secundario. Las botellas de vidrio entran al tanque cáustico secundario a lo largo de la banda transportadora. En el tanque cáustico secundario, las etiquetas que no se han desprendido completamente, se desprenden más aquí y después se sacan del sistema con maquinaria de limpieza de botellas. La suciedad en las botellas de vidrio se dispersa completamente y se disuelve en el tanque cáustico secundario bajo la acción de la solución de limpieza.
Debido a la adición del compuesto B que contiene el peróxido y la acción de la solución cáustica en el tanque cáustico secundario, se generan burbujas, que mejoran la fuerza mecánica para la limpieza de botellas de vidrio. Durante el proceso de limpieza, el téenico puede ajustar la cantidad de adición de un compuesto C de acuerdo con una condición de espumado en el sitio en el sistema con maquinaria de limpieza de botellas, y la concentración de la adición puede ser de 0-0.5%, con base en el peso de la solución cáustica en el tanque cáustico.
Posteriormente, las botellas ingresan en una zona de aspersión después de haber dejado el tanque cáustico secundario. Después del rociado con agua caliente, se rocía agua tibia y se rocía agua fría, se reduce gradualmente la temperatura de las botellas de vidrio per se, y la suciedad interior y exterior de las botellas y se enjuaga la solución de limpieza adherida sobre las botellas. Finalmente, las botellas limpias salen de una salida de la maquinaria de limpieza de botellas. Pueden alimentarse a una zona de llenado para el embalado de cerveza u otras bebidas.
Además, generalmente se requiere el detectar la limpieza de las botellas de vidrio limpias entre la máquina de limpieza de botellas y la zona de llenado. La velocidad de inspección de botellas vacías (EBIR, por sus siglas en inglés) es un índice importante para evaluar el efecto de limpieza y la calidad de botellas recieladas. Un inspector de botellas vacías (EBI, por sus siglas en inglés) utiliza una téenica para detectar el cuerpo de la botella, el fondo de la botella y la boca de la botella por medio de una cámara con alta resolución de 360 grados, y las compara con una botella estándar, a fin de separar las botellas no calificadas. La alta velocidad de inspección de botellas vacías influenciará la eficiencia del trabajo de los procedimientos posteriores, como un procedimiento de llenado de cerveza o una bebida, etc. Por lo tanto, la productividad puede mejorar efectivamente al mejorar la eficiencia de limpieza de las botellas de reciclado y reduciendo la velocidad de inspección de botellas vacías (EBIR).
Con el compuesto A que contiene un agente quelante de fosfina orgánica, el cual puede penetrar intensivamente en gran medida y dispersar el moho, lodo y arcilla sobre las botellas de vidrio, que se ha agregado en el tanque cáustico primario, la suciedad viscosa puede desprenderse efectivamente; después que se dispersa la suciedad, con el compuesto B que contiene un peróxido que se agrega al tanque cáustico secundario, la oxidación puede realizarse más eficazmente, para descomponer la suciedad orgánica que es difícil de remover y por otra parte ayuda el compuesto A que contiene un agente quelante de fosfina orgánico en el tanque cáustico separa más la suciedad, así que es más fácil limpiar las botellas de vidrio en procedimientos posteriores. Mientras tanto, debido a que el compuesto B con peróxido contenido en el aditivo de limpieza de la presente invención libera gas de oxígeno bajo la acción de la solución cáustica en el tanque cáustico, las burbujas generadas en la solución de limpieza, y las burbujas generadas continuamente en la solución incrementan la agitación en la solución, originan una mayor fuerza mecánica, por medio de esto se rompe la suciedad, reduciendo la fuerza de adsorción entre la suciedad y la botella de gas, a fin de hacer más fácil el enjuague de la suciedad. Mientras tanto, la presente invención emplea la acción sinérgica entre el compuesto B de peróxido y el compuesto C del agente antiespumante, que logra el mismo o mejor efecto de limpieza con una temperatura relativamente baja (50°C-70°C) mientras se incrementa marcadamente el efecto de limpieza de las botellas de vidrio (oxidación y fuerza mecánica mejorada), y al mismo tiempo, también se toma en cuenta la influencia negativa potencial que el peróxido posiblemente origina en las espumas en exceso.
Además, las personas con experiencia en la téenica pueden determinar la cantidad de adición de cada compuesto del aditivo de limpieza de acuerdo con los factores como el grado de contaminación de las botellas de vidrio, la naturaleza de los contaminantes, proceso de limpieza, etc., y puede lograrse un efecto de limpieza generalmente deseado con una cantidad adicional dentro de un intervalo de concentración definida en la presente invención, mientras no exista la necesidad de usar mucho aditivo de limpieza, que origina el incremento del costo de la limpieza.
Durante el proceso de limpieza, la concentración de la solución cáustica y la concentración del aditivo de limpieza en el tanque cáustico se reduce continuamente, de esta forma existe una necesidad de téenicos para detectar las concentraciones periódicamente y complementarlas a tiempo, o para el suplemento del álcali y el aditivo por medio de un equipo de adición específico, a fin de mantener una cierta concentración para asegurar el efecto de limpieza.
El aditivo de limpieza de botellas de vidrio y el método de limpieza de la presente invención pueden realizar la limpieza efectiva de las botellas recieladas con una temperatura relativamente baja. La reducción de la temperatura de limpieza puede ahorrar energía sin duda, mejora el ambiente de operación, y también promueve más el efecto de limpieza sustancialmente. De forma aparente, una solución cáustica con una alta temperatura tiene una mayor influencia negativa en el rompimiento de las etiquetas per se o la disolución de la tinta en las etiquetas, mientras la tecnología de limpieza con una baja temperatura supera este defecto. De esta forma, es más ventajoso para la limpieza y el mantenimiento del mismo equipo de limpieza. Además, los datos de los experimentos mostraron que el aditivo de limpieza de las botellas de vidrio de la presente invención tiene un efecto obvio en la limpieza de las botellas de vidrio severamente contaminadas por manchas de moho, lodo o arcilla, aun excediendo el efecto de la téenica previa a 80°C.
A fin de describir más los efectos ventajosos del aditivo de limpieza y la tecnología de limpieza a baja temperatura de la presente invención, se realizaron las siguientes pruebas de comparación realizadas por el solicitante al simular las condiciones de limpieza en el sitio dentro del laboratorio.
Experimento 1: Prueba de remoción de la mancha de moho Todas las pruebas utilizaron botellas de vidrio recieladas del mismo tipo de la misma fábrica al mismo tiempo con grados similares de contaminación con mancha de moho. Cada grupo de pruebas emplearon 8 muestras de botellas recicladas del tipo, y se observó y registró el nivel de mancha de moho para cada botella de vidrio. Se definió la situación con manchas de moho más severa como el nivel 5, mientras la situación sin manchas de moho se definió como el nivel 0. Se registraron los niveles de la mancha de moho de cada botella de vidrio antes y después de la limpieza. Los procesos específicos de las pruebas fueron como siguen: Prueba de control I para la limpieza de la mancha de moho 1)Seleccionar las botellas de vidrio recieladas con grados similares de manchas de moho, registrando los estados iniciales de las manchas de moho y evaluando el nivel de la mancha de moho de cada botella de vidrio; 2)Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, cada una de estas soluciones de limpieza contuvieron una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de un aditivo de limpieza Stabilon BPU, un producto con aditivo de limpieza de botellas con un desempeño de remoción de moho relativamente bueno de Ecolab Company; 3)Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomando dos botellas y remojándolas primeramente en la solución de limpieza, sacando las botellas después que se han remojado durante 7 minutos, y después vaciar la solución de las botellas completamente; 4)Colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, después sacar las botellas después que se han remojado durante 3 minutos, y vaciar la solución de las botellas completamente; 5)Enjuagar el interior y el exterior de las botellas con agua caliente y agua fría en secuencia; y 6)Teñir las botellas con azul de metileno, después observar y registrar los niveles de manchas de moho después de la limpieza.
Tabla ls Niveles de mancha del moho de las botellas de vidrio después de limpiar a 60°C por la téenica previa Prueba de Control II para la limpieza de la mancha de moho La prueba de control I se repitió excepto que la temperatura de limpieza se fijó a 80°C, dando los siguientes datos: Tabla 2: Niveles de mancha del moho de las botellas de vidrio después de limpiar a 80°C por la técnica previa Prueba de Control III para la limpieza de la mancha de moho La prueba de control I se repitió excepto que se utilizó una formulación A del aditivo de limpieza de la presente invención sin un peróxido para reemplazar el aditivo de limpieza Stabilon BPU en la prueba anterior, en donde la formulación A fue una mezcla de 15% de gluconato de sodio, ácido aminotrimetilen fosfónico y 70% de agua, y se obtuvieron los siguientes datos: Tabla 3: Niveles de mancha del moho de las botellas de vidrio después de limpiar a 60°C al usar la formulación A del aditivo de limpieza de la presente invención sin agregar peróxido Prueba IV de limpieza de mancha de moho que utiliza el aditivo de limpieza de la presente invención 1) Seleccionar las botellas de vidrio recieladas con grados similares de mancha de moho, registrando los estados iniciales de las tinciones del moho y evaluando el nivel de la mancha de moho de cada botella de vidrio; 2) Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, la primera solución de limpieza de estas tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de la formulación A; y la segunda solución de limpieza tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y una concentración total de 0.2% de la formulación A y una formulación B; en donde la formulación A fue una mezcla de 15% de gluconato de sodio, 15% de ácido aminotrimetilen fosfónico y 70% de agua y la formulación B fue una solución de peróxido de hidrógeno al 50%; 3) Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomando dos botellas de vidrio y remojarlas en la primera solución de limpieza, sacar las botellas después de 7 minutos, y después vaciando la solución de las botellas completamente ; 4) Colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, sacar las botellas después que se han remojado durante 3 minutos, y vaciar la solución de las botellas completamente; 5)Enjuagar el interior y el exterior de las botellas con agua caliente y agua fría en secuencia; y 6)Teñir las botellas con azul de metileno, y después observando y registrando los niveles de mancha del moho después de la limpieza.
Tabla 3: Niveles de mancha del moho de las botellas de vidrio después de limpiar a 60°C al usar el aditivo de limpieza (formulación A + formulación B) de la presente invención Después de completar los experimentos, se obtuvieron las velocidades de remoción de mancha del moho obtenidas de los datos obtenidos en los tablas 1-4 anteriores de acuerdo con una ecuación por computadora para la velocidad de remoción de la mancha del moho y los valores promedio de 8 botellas se graficaron para obtener la figura 2.
( Nivel de tinción de mo ?kL _ / Nivel de tinci ón de moho reloeidad de remoción de tinci ó-n de moño Como se muestra en las tablas 1-4 o la figura 2, es evidente que la velocidad de remoción de la mancha de moho para la limpieza a 80°C por un método convencional es mayor que el de 60°C bajo condiciones idénticas, indicando que el incremento de la temperatura mejora el efecto de limpieza significativamente. Es evidente que el efecto de remoción de la mancha del moho al usar un solo componente del aditivo de limpieza de la presente invención (sin agregar un peróxido) no es tan bueno como al usar el aditivo de limpieza de la presente invención bajo la acción sinérgica de sus compuestos. Finalmente, la velocidad de remoción de la mancha de moho obtenida al limpiar a 60°C usando el aditivo de limpieza de la presente invención es aún mayor que se obtiene por el método convencional a 80°C. Por lo tanto, el aditivo de limpieza de la presente invención puede lograr un mejor efecto de limpieza a una temperatura relativamente baja.
Experimento 2: Prueba de remoción de lodo y arcilla Todas las pruebas utilizaron botellas de vidrio recieladas del mismo tipo de la misma fábrica al mismo tiempo con contaminación severa de lodo y arcilla. Cada grupo de pruebas emplearon 8 muestras de botellas recicladas del tipo. Durante los experimentos, la situación de contaminación más severa de lodo y arcilla se definió como el nivel 5, mientras la situación sin lodo y arcilla se definió como el nivel 0, y se registraron los niveles de lodo y arcilla de cada botella de vidrio antes y después de la limpieza.
Prueba de control I para la limpieza lodo y arcilla 1)Seleccionar las botellas de vidrio recicladas con grados similares de lodo y arcilla, registrando los estados iniciales de lodo y arcilla y evaluando los niveles de lodo y arcilla de cada botella de vidrio; 2)Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, cada una de estas soluciones de limpieza contuvieron una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de un aditivo de limpieza Stabilon HP, un producto con aditivo de limpieza de botellas con un desempeño de remoción de lodo y arcilla relativamente bueno de Ecolab Company; 3)Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomando dos botellas y remojándolas primeramente en la solución de limpieza, sacando las botellas después que se han remojado durante 7 minutos, y después vaciar la solución de las botellas completamente; 4)Colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, después sacar las botellas después que se han remojado durante 3 minutos, y vaciar la solución de las botellas completamente; 5)Enjuagar el interior y el exterior de las botellas con agua caliente y agua fría en secuencia; 6)Observar y registrar los niveles de lodo y arcilla después de la limpieza.
Tabla 5: Niveles de lodo y arcilla de las botellas de vidrio después de limpiar a 60°C por la téenica previa Prueba de Control II para la limpieza de lodo y arcilla La prueba de limpieza de lodo y arcilla anterior se repitió excepto que la temperatura de limpieza se fijó a 80°C, se obtuvieron los siguientes datos en la tabla 6: Tabla 6: Niveles de lodo y arcilla de las botellas de vidrio después de limpiar a 80°C por la téenica previa Prueba de Control III para la limpieza de lodo y arcilla La prueba de limpieza I de lodo y arcilla anterior se repitió excepto que se usó una formulación C del aditivo de limpieza de la presente invención sin un peróxido para reemplazar el aditivo de limpieza Stabilon HP en la prueba anterior, en donde la formulación C fue una mezcla de 20% de ácido láctico, 10% de ácido 2-fosfonobutan-1 ,2,4-tricarboxílico y 70% de agua, y se obtuvieron los siguientes datos: Tabla 7: Niveles lodo y arcilla después de limpiar a 60°C al usar la formulación C del aditivo de limpieza de la presente invención sin agregar peróxido Prueba IV de limpieza de lodo y arcilla que utiliza el aditivo de limpieza (formulación C + formulación D) de la presente invención 1)Seleccionar las botellas de vidrio recieladas con grados similares de lodo y arcilla, registrando los estados iniciales del lodo y arcilla y evaluando los niveles de lodo y arcilla de las botellas; 2)Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, la primera solución de limpieza de estas tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de la formulación C; y la segunda solución de limpieza tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y una concentración total de 0.2% de la formulación C y una formulación D; en donde la formulación C fue una mezcla de 20% de ácido láctico, 10% de ácido 2-fosfonobutan-1,2,4-tricarboxílico y 70% de agua y la formulación D fue percarbonato de sodio al 50%; 3)Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomando dos botellas de vidrio y remojarlas en la primera solución de limpieza, sacando las botellas después de 7 minutos, y después vaciando la solución de las botellas completamente; 4)Colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, se sacan las botellas después que se han remojado durante 3 minutos, y vaciando la solución de las botellas completamente; 5)Enjuagar el interior y el exterior de las botellas con agua caliente y agua fría en secuencia; 6)Observar y registrar los niveles de lodo y arcilla después de la limpieza.
Tabla 8: Niveles de lodo y arcilla después de la limpieza a 60°C al usar el aditivo de limpieza de la presente invención Después de completar los experimentos, se obtuvieron las velocidades de remoción de lodo y arcilla obtenidas de los datos obtenidos en los tablas 5-8 anteriores de acuerdo con una ecuación por computadora para la velocidad de remoción de lodo y arcilla, y los valores promedio de 8 botellas se graficaron para obtener la figura 3. 1 i Como se muestra en las tablas 5-8 o la figura 3, es evidente que la velocidad de remoción de lodo y arcilla para la limpieza a 80°C por un método convencional es mayor que el de 60°C bajo condiciones idénticas, indicando que el incremento de la temperatura mejora el efecto de limpieza significativamente. Es evidente que el efecto de remoción de lodo y arcilla al usar un solo componente del aditivo de limpieza de la presente invención (sin agregar un peróxido) no es tan bueno como al usar el aditivo de limpieza de la presente invención bajo la acción sinérgica de sus compuestos. Finalmente, la velocidad de remoción de lodo y arcilla obtenida al limpiar a 60°C usando el aditivo de limpieza de la presente invención es aún mayor que se obtiene por el método convencional a 80°C. Por lo tanto, el aditivo de limpieza de la presente invención puede lograr un mejor efecto de limpieza a una temperatura relativamente baja.
Experimento 3: Prueba de remoción de etiquetas Todas las pruebas utilizaron botellas de vidrio recieladas del mismo tipo de la misma fábrica al mismo tiempo con un grado de desgaste idéntico de las etiquetas. Cada grupo de pruebas empleó 8 muestras de botellas recicladas del tipo, se observó y registró el tiempo de remoción de la etiqueta de cada botella de vidrio.
Prueba de control I para la remoción de etiquetas 1)Seleccionar las botellas recicladas con etiquetas intactas en el cuello, etiquetas frontales y etiquetas traseras, y registrar los estados iniciales de las etiquetas; )Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, cada una de estas soluciones de limpieza contuvieron una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de un aditivo de limpieza Stabilon BPU, este aditivo de limpieza de botellas comercialmente disponibles se relaciona como un aditivo de limpieza de botellas con un desempeño de remoción de moho, de remoción de etiquetas y desempeño de remoción de lodo y arcilla relativamente bueno en el mercado; si el tiempo de remoción de etiquetas para la actual teenología de limpieza de baja temperatura en el laboratorio es equivalente o menor de 80°C al usar el Stabilon BPU, el método de limpieza de baja temperatura puede satisfacer los requerimientos para la remoción de etiqueta en la producción industrial; )Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomando dos botellas y remojándolas en la primera solución de limpieza, e iniciando el conteo; )sacar las botellas después que se han remojado durante 7 minutos, y después vaciar la solución de las botellas completamente; colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, y remojarlas hasta que todas las etiquetas se han desprendido; y 5)Registrar el tiempo cuando las etiquetas del cuello, las V etiquetas frontales y las etiquetas traseras se desprendieron, respetivamente.
Tabla 9: Tiempo de remoción de etiquetas de las botellas de vidrio durante la limpieza a 60°C por la téenica previa Prueba de Control II para la remoción de etiqueta La prueba anterior se repitió excepto que la temperatura de limpieza se fijó a 80°C, se obtuvieron los siguientes datos en la tabla 10: Tabla 10: Tiempo de remoción de etiquetas de las botellas de vidrio durante la limpieza a 80°C por la técnica previa Prueba de Control III para la remoción de etiqueta La prueba de limpieza I de etiqueta se repitió excepto que se usó una formulación E del aditivo de limpieza de la presente invención sin un peróxido para reemplazar el aditivo de limpieza Stabilon BPU en la prueba, en donde la formulación E fue una mezcla de 25% de ácido cítrico, 5% de ácido 1-hidroxietiliden—1,1-difosfónico y 70% de agua, y se obtuvieron los siguientes datos: Tabla 11: Tiempo de remoción de etiquetas de las botellas de vidrio durante la limpieza a 60°C al usar la formulación E del aditivo de limpieza de la presente invención sin agregar peróxido Prueba IV de limpieza de etiquetas que utiliza el aditivo de limpieza de la presente invención 1)Seleccionar las botellas de vidrio recieladas con etiquetas en el cuello, etiquetas frontales y etiquetas traseras intactas, y registrar los estados iniciales de las etiquetas; 2)Preparar dos soluciones de limpieza con agua corriente, la primera solución de limpieza de estas tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y 0.2% de la formulación E; y la segunda solución de limpieza tuvo una solución de hidróxido de sodio al 2% y una concentración total de 0.2% de la formulación E y una formulación F; en donde la formulación F fue una mezcla de 20% de ácido cítrico, 5% de ácido hidroxietiliden difosfónico y 70% de agua y la formulación F fue perborato de sodio al 50%; 3)Calentar las dos soluciones de limpieza y mantenerlas a una temperatura de 60°C, tomar dos botellas de vidrio y remojarlas en la primera solución de limpieza, e iniciar el conteo; 4)sacar las botellas después que se han remojado durante 7 minutos, y después vaciar la solución de las botellas completamente; colocar las botellas de vidrio en la segunda solución de limpieza, y sacar las botellas después que se han remojado hasta que todas las etiquetas se hayan desprendido; y 5)registrar el tiempo cuando se desprendan las etiquetas del cuello, las etiquetas del frente y las etiquetas traseras, respetivamente.
Tabla 12: Tiempo de remoción de etiquetas de las botellas de vidrio durante la limpieza a 60°C al usar el aditivo de limpieza (formulación E + formulación F) de la presente invención.
Después de completar los experimentos, se calcularon respetivamente los valores promedio del tiempo de remoción de las etiquetas del cuello, etiquetas frontales y etiquetas traseras de acuerdo con los datos obtenidos en los tablas 9-12 anteriores, y se tomó un valor máximo de los valores promedio como el tiempo requerido para que las tres etiquetas se desprenderán totalmente, estos resultados se muestran en la figura 4.
Como se muestra en las tablas 9-12 o la figura 4, es evidente que el tiempo para le remoción de etiquetas con la limpieza a 80°C por un método convencional es menor obviamente, comparado con el de 60°C bajo condiciones idénticas, que indican que el incremento de la temperatura mejora el efecto de limpieza significativamente. Es evidente que el tiempo de remoción de etiquetas con la limpieza al usar un solo componente del aditivo de limpieza de la presente invención (sin agregar un peróxido) es obviamente mayor que al usar el aditivo de limpieza de la presente invención bajo la acción sinérgica de sus compuestos. Finalmente, el tiempo de remoción de etiquetas con la limpieza a 60°C usando el aditivo de limpieza de la presente invención es más corto al que se desarrolla a 80°C por el método convencional. Por lo tanto, el aditivo de limpieza de la presente invención puede lograr un mejor efecto de limpieza a una temperatura relativamente baja.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (28)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Aditivo de limpieza para botellas de vidrio que se usa en el tratamiento de limpieza de botellas de vidrio en un tanque cáustico primario y un tanque cáustico secundario, caracterizado porque consiste de un componente A, un componente B y un componente C, en donde el componente A contiene un agente quelante de fosfina orgánica, el componente B contiene un peróxido, y el componente C contiene un agente antiespumante, el componente A se agrega en el tanque cáustico primario, el componente B se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario, el componente A y el componente B se agregan en el tanque cáustico secundario, y el componente C se agrega selectivamente en el tanque cáustico primario o el tanque cáustico secundario.
2. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente quelante de fosfina orgánica se selecciona de uno de ácido amino trimetilen fosfónico, ácido 1-hidroxietiliden-l,1-difosfónico, etilen diamina tetra (ácido metilenfosfónico) sódica, etílen diamina tetra (ácido metilenfosfónico) , dietilentriamina penta (ácido metilenfosfónico), ácido 2-fosfobutan-1,2,4-tricarboxílico, éster del fosfato de alcohol polihídrico, ácido 2-hidroxi fosfonoacético, hexamentilendiamina tetra(ácido metilenfosfónico), fosfonato de poliamino poliéter metileno, y bis(hexametilentria ina penta(ácido metilenfosfónico)).
3. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el componente A contiene gluconato, ácido glucónico, ácido láctico, ácido cítrico o una mezcla de estos.
4. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el peróxido se selecciona de peróxido de hidrógeno, peróxido de sodio, percarbonato de sodio, perborato de sodio, peróxido de magnesio, peróxido de calcio, peróxido de bario, peróxido de potasio, dióxido de cloro, ácido peracético, ácido peroctanoico y agua con ozono o cualquier combinación de estos.
5. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el peróxido se selecciona de percarbonato de sodio, perborato de sodio y peróxido de hidrógeno o cualquier combinación de estos.
6. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el peróxido se selecciona de peróxido de magnesio, peróxido de calcio, peróxido de bario, o cualquier combinación de estos.
7. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el agente antiespumante se selecciona de poliéter de silicona, poliéter de alcohol graso, agentes antiespumantes de poliéter de etilendiamina o cualquier combinación de estos.
8. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el agente antiespumante es una mezcla de un polímero de poliéter-siloxano, éter de alcohol graso de polioxipropileno polioxietileno y éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno.
9. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la relación de polímero de poliéter-siloxano a éter de alcohol graso de polioxipropileno polioxietileno a éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno en el agente antiespumante es 1-3:6:9.
10. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la relación de polímero de poliéter-siloxano a éter de alcohol graso de polioxipropileno polioxietileno a éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno en el agente antiespumante es 1:2:3.
11. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el agente antiespumante es una mezcla de un polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado sin alquilo, un polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado con alquilo y éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno.
12. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la relación de polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado sin alquilo a un polímero de alcoxilato de alcohol graso terminado con alquilo a éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno en el agente antiespumante es 3-5:6:9.
13. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la relación de polímero de alcoxilo de alcohol graso terminado sin alquilo a polímero de alcoxilato de alcohol graso terminado con alquilo a éter de etilendiamina de polioxipropileno polioxietileno en el agente antiespumante es 1:2:3.
14. Aditivo de limpieza de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque la cantidad adicional del componente A es de 0.05%-0.5%, la cantidad adicional del componente B es 0.1%-0.5%, y la cantidad adicional del componente C es 0-0.5%, con base en el peso de una solución cáustica agregada en el tanque cáustico primario o tanque cáustico secundario.
15. Aditivo de limpieza de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la solución cáustica en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario es una solución de hidróxido de sodio 1.5%-3%.
16. Método de limpieza de botellas de vidrio, al usar un aditivo de limpieza de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, para limpiar botellas de vidrio, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: (i) agregar el componente A que contiene un agente quelante de fosfina orgánico a una solución cáustica de un tanque cáustico primario, agregar selectivamente en este el componente B al tanque cáustico primario, y mezclarlos completamente, agregar el componente A que contiene el agente quelante de fosfina orgánica y el componente B que contiene un peróxido a una solución cáustica de un tanque cáustico secundario corriente abajo, y mezclarlos completamente; (ii) sumergir las botellas de vidrio en el tanque cáustico primario, para tener contacto suficiente con la solución mezclada en el tanque cáustico primario; (iii) transferir y sumergir las botellas de vidrio en el tanque cáustico secundario corriente abajo después que haya abandonado el tanque de limpieza cáustico primario, para tener contacto suficiente con la solución mezclada en el tanque cáustico secundario, y agregar selectivamente el componente C que contiene un agente antiespumante; y (iv)mover las botellas de vidrio del tanque cáustico secundario, y sujetarlas a limpieza por aspersión.
17. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque en los pasos de limpieza (i)-(iii), las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario son 50°C-80°C.
18. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque en los pasos de limpieza (i)-(iii), las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario son 50°C-70°C.
19. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque comprende tratamientos de aspersión previa, remojo previo, y calentamiento previo de las botellas de vidrio antes del paso (i)·
20. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque comprende agregar selectivamente el comportamiento C que contiene un agente antiespumante al tanque cáustico primario para realizar un tratamiento antiespumante durante el paso (ii).
21. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque en el paso (iv), se reduce gradualmente la temperatura para la limpieza por aspersión de las botellas de vidrio.
22. Método de limpieza de conformidad con la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque además comprende un paso de remover las etiquetas desprendidas del tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario, un paso de monitoreo de las concentraciones de los componentes A, B y C y la solución cáustica, y un paso de alimentación para complementar los componentes A, B y C y la solución cáustica.
23. Sistema de limpieza para botellas de vidrio que emplea un aditivo de limpieza de botellas de vidrio de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-15, para limpiar botellas de vidrio, caracterizado porque comprende: un tanque cáustico primario; un tanque cáustico secundario colocado corriente abajo; un dispositivo de limpieza por aspersión colocado corriente abajo del tanque cáustico secundario; un dispositivo de transporte de las botellas de vidrio para transportar las botellas de vidrio entre las diferentes partes del sistema de limpieza de botellas de vidrio.
24. Sistema de limpieza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque en este las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario se fijan a 50°C-80°C.
25. Sistema de limpieza de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque en este las temperaturas en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario se fijan a 50°C-70°C.
26. Sistema de limpieza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la solución cáustica en el tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario es una solución de hidróxido de sodio al 1.5%-3%.
27. Sistema de limpieza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende un dispositivo de tratamiento previo para aspersión previa, remojo previo y calentamiento previo, localizado corriente arriba del tanque cáustico primario.
28. Sistema de limpieza de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque comprende dispositivos de alimentación y dispositivos de monitoreo de la concentración para la solución cáustica y los componentes A, B y C; y además comprende un removedor de etiquetas conectado al tanque cáustico primario y el tanque cáustico secundario respetivamente para remover las etiquetas desprendidas de las botellas de vidrio.
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