PT2040814E

PT2040814E - Filtro cerâmico

Info

Publication number: PT2040814E
Application number: PT07725992T
Authority: PT
Inventors: Patrick Farrelly; Sean Mccormack; Robert Verkerk; David Maybin
Original assignee: Aqua Nu Filtration Systems Ltd
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2012-03-08
Also published as: MX2008015941A; US8607992B2; AP2009004742A0; CN101484388A; US20090178971A1; BRPI0713404A2; IES20070418A2; CA2658251C; JP5615544B2; MX2008015942A; EA200900017A1; BRPI0713404B1; PL2040814T3; AP2497A; WO2007144159A1; ES2378487T3; AU2007260245B2; AU2007260246A1; EP2040814A1; JP2009539590A

Description

DESCRIÇÃO "FILTRO CERÂMICO" A presente invenção refere-se a um filtro cerâmico. Em particular, refere-se a um filtro cerâmico para filtrar liquido, especialmente, água da torneira para remover dai agentes patogénicos ou contaminantes.

Devido à qualidade variável de muitas fontes putativas de água potável (e. g., abastecimento público ou esquema de distribuição de água em grupo, água de poço) , em geral, essa água tem um sabor desagradável para beber e, em alguns casos extremos, pode conter agentes patogénicos ou contaminantes, que podem originar doenças graves. Por exemplo, algumas fontes de água potável podem conter protozoários ou bactérias perigosas tais como Cryptosporidium, Gíardia e E. Coli, que podem causar doença após o consumo. Deste modo, existe uma tendência crescente para que a água para finalidades de bebida seja adquirida em garrafas ou outros recipientes adequados e a aquisição dessa água pode ser bastante dispendiosa. Por exemplo, no caso de atletas que necessitam de uma toma regular de grandes volumes de água quando em treino, a despesa em água engarrafada pode ser particularmente elevada. É conhecida a utilização de cerâmica como um meio em filtros, incluindo filtros para purificar líquidos, tais como água da torneira. No entanto, esses filtros cerâmicos variam em qualidade, são normalmente volumosos e relativamente 1 não-portáteis e não se pode estarr necessariamente dependente destes para remover agentes patogénicos, tais como protozoários da água. Existe, consequentemente, uma necessidade de um filtro que supere este problema.

No documento KR 94006435 Bl, é divulgado um método de produção de um filtro cerâmico compreendendo terra de diatomácias. A presente invenção é direccionada para proporcionar um filtro cerâmico que seja capaz de remover contaminantes incluindo, mas não limitado a, protozoários perigosos, tais como Cryptosporidium e Giardia, assim como a bactérias e a vírus de líquidos, tais como água da torneira. O filtro cerâmico da presente invenção tem muitas aplicações potenciais. Por exemplo, este pode ser utilizado para purificar a água da torneira canalizada contida num recipiente, tal como uma garrafa, à medida que esta for retirada do recipiente.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um filtro cerâmico obtenível pelo método definido na reivindicação 15 compreendendo: (a) terra de diatomácias de cerca de 75% a cerca de 87% em peso; (b) fundente de cerca de 10% a cerca de 20% em peso; e (c) composto metálico cerca de 0,03% a cerca de 0,4% em peso; 2 sendo as percentagens em peso percentagens em peso do filtro cerâmico.

Como aqui utilizado, o termo "fundente" pretende significar um agente vitrificante que reduz as temperaturas de fusão dos ingredientes e induz a ligação cerâmica.

Os compostos metálicos adequados para utilização na invenção incluem os compostos metálicos do Grupo VI-XII, excluindo prata. Esses compostos metálicos são, de um modo preferido, seleccionados de crómio, manganês, cobalto, níquel, cobre e zinco, de um modo mais preferido, seleccionado de cobre e zinco. É particularmente preferido cobre. 0 composto metálico está, de um modo preferido, presente no filtro numa quantidade de cerca de 0,05% a cerca de 0,3%, de um modo preferido de 0,1% a cerca de 0,25%, de um modo mais preferido de cerca de 0,13% a cerca de 0,23%, de um modo muito preferido, cerca de 0,18% em peso do filtro cerâmico. 0 filtro cerâmico é adequadamente capaz de remover material tendo um tamanho de 1,5 pm ou superior em diâmetro. O filtro cerâmico da invenção tem, de um modo preferido, uma proporção de compressão de cerca de 0,30 a cerca de 0,55, de um modo mais preferido, de cerca de 0,35 a cerca de 0,50 ou de cerca de 0,37 a cerca de 0,45. É preferida uma proporção de compressão de 0,40. Como aqui utilizado, o termo "proporção de compressão" pretende significar a proporção entre a espessura do filtro cerâmico em milímetros após cozedura e a espessura do filtro cerâmico em milímetros antes da cozedura, em que o filtro cerâmico tinha um peso aplicado de, aproximadamente, 0,08 kg/cm2 aplicado a este durante a cozedura. 3 0 filtro cerâmico da invenção tem, de um modo preferido, uma espessura de cerca de 2,0 mm a cerca de 4,5 mm, de um modo preferido, de cerca de 2,5 mm a cerca de 4,0 mm. É preferida uma espessura de, aproximadamente, 3,2 mm. A terra de diatomácias tem, de um modo preferido, um conteúdo em sílica de, pelo menos, 70%. É preferida uma terra de diatomácias compreendendo sílica, sódio, magnésio e ferrite. É particularmente preferida uma terra de diatomácias comercializada sob a designação comercial Celatom e compreendendo sílica a, pelo menos, de 70%, sódio de cerca de 4% a cerca de 8%, magnésio de cerca de 2% a cerca de 4% e ferrite de cerca de 1,5% a 2,5%. A terra de diatomácias é, de um modo preferido, uma terra de diatomácias comercializada sob a designação comercial Celatom FW, de um modo mais preferido, uma terra de diatomácias comercializada sob a designação comercial Celatom FW-12 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 24 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,7 pm), FW-14 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 28 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,75 pm) , FW-18 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 31 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,8 pm) , FW-20 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 33 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,9 pm) , FW-40 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 40 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 1,0 pm), FW-50 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 42 pm e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 1,1 pm) , FW-60 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 48 pm e capaz de remover material 4 tendo um tamanho de partícula de cerca de 1,2 μπι) ou FW-80 (tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 77 μπι e capaz de remover material tendo um tamanho de partícula de cerca de 1,6 μπι) ou suas misturas. A terra de diatomácias pode compreender uma mistura de duas ou mais terras de diatomácias com diâmetro de partícula diferente, por exemplo, uma mistura de uma terra de diatomácias tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 25 μπι a cerca de 30 μπι com uma tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 75 μπι a cerca de 80 μπι. É preferida uma mistura de uma terra de diatomácias tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 28 μπι com uma tendo um diâmetro de partícula médio de cerca de 77 μπι. Quando é utilizada uma mistura de duas terras de diatomácias, a terra de diatomácias é, de um modo preferido, capaz de filtrar matéria tendo um tamanho de partícula de cerca de 0,5 μπι a cerca de 3,0 μπι, de um modo preferido, de cerca de 1,0 μπι a cerca de 2,5 μπι, de um modo mais preferido, de cerca de 1,5 μπι a cerca de 2,0 μπι. É preferida uma mistura de terras de diatomácias comercializadas sob a designação comercial

Celatom FW-14 e FW-80, de um modo preferido uma mistura numa proporção de cerca de 30:70 a cerca de 70:30, de um modo mais preferido, de cerca de 60:40 a cerca de 40 :60, de um modo muito preferido, de cerca de 50:50 em peso da terra de diatomácias. É especialmente preferida uma mistura de terras de diatomácias 50:50 comercializada sob as designações comerciais Celatom FW-14 e FW-80. A terra de diatomácias está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 80% a cerca de 90%, de um modo preferido, de cerca de 81% a cerca de 87%, de um modo mais 5 de um modo muito preferido, de cerca de 83% a cerca de 85%, preferido, cerca de 84% em peso do filtro cerâmico. 0 fundente actua para ligar os constituintes, nomeadamente, a terra de diatomácias e o composto metálico durante o processo de cozedura na produção do filtro e proporciona resistência adicional ao filtro cerâmico acabado. Os fundentes adequados para utilização na invenção incluem carbonato de bário (BaCOs), bário (BaS04) , calcite (CaC03) , greda (CaC03) , pedra da Cornualha (variável), dolomite (CaC03 .MgCOs), feldspato (potassa) (K2O. AI2O3.6 S1O2) , feldspato (soda) (Na20 . AI2O3.6 S1O2) , lepidolite (L12F2. AI2O3.3S1O2) , pedra calcária (CaC03) , carbonato de lítio (L12CO3) , carbonato de magnésio (MgCOs) , carbonato de magnésio (leve) 3MgC03.Mg(OH) 23H2O, carbonato de manganês (MnCOs) , dióxido de manganês (Mn02) , nef elina-sienito ( (K) NaO. AI2O3.4S1O2) (aprox) ) , petalite (L12O. AI2O3.8S1O2) , carbonato de potássio (cinza de pérola) (K2CO3) , pó de rocha e. g.r basalto ou granito, carbonato de sódio (cinza de soda) (Na2C03), espoduménio (L12O. AI2O3.4S1O2) , carbonato de estrôncio (SrCCg), talco (3MgO.4SÍ02.H20) , greda branca (CaC03) , volastonite (Ca0.Si02), cinza de madeira (pode conter solúveis) (variável, (muitas vezes elevada em calcário)), óxido de zinco (ZnO) e compostos contende boro. São particularmente preferidos compostos contende boro, de um modo preferido, óxido de boro, sais de boro e hidratos dos sais. Os sais adequados incluem sais de metais alcalinos de boro ou de ácido bórico. É preferido borato sódio, também conhecido como deca-hidrato de tetraborato de sódio, tetraborato dissódico, deca-hidrato de bórax ou bórax (Na2B407 ·10H2O) . 6

Os óxidos adequados de boro incluem colemanite (2CaO.3B203.5H20 (variável)), borato de gerstley (mistura de colemanite [Ca2B60n · 5H20] e ulexite [Na·02Ca0·5B203 - 5H20] ) e óxido de boro tendo a fórmula B203. E preferido óxido de boro tendo a fórmula B203, opcionalmente na sua forma amorfa. É preferido um fundente compreendendo óxido de boro (B203) , óxido de alumínio (A1203) e/ou sílica (Si02), particularmente um fundente compreendendo óxido de boro de cerca de 10% a cerca de 30%, de um modo preferido, óxido de boro cerca de 20%; óxido de alumínio de cerca de 2% a cerca de 15%, de um modo preferido, óxido de alumínio cerca de 8%; e sílica de cerca de 40% a cerca de 60%, de um modo preferido, a sílica cerca de 50%. É preferida uma frita compreendendo boro, especialmente uma frita compreendendo um óxido de boro. É particularmente preferida uma frita compreendendo óxido de boro (B203) , óxido de alumínio (A1203) e/ou sílica (Si02). É especialmente preferido uma frita de boro compreendendo de óxido boro de cerca de 10% a cerca de 30%, de um modo preferido, óxido de boro a cerca de 20%; óxido de alumínio de cerca de 2% a cerca de 15% de, de um modo preferido, óxido de alumínio a cerca de 8%; e sílica de cerca de 40% a cerca de 60%, de um modo preferido, sílica a cerca de 50%. 0 fundente tem, de um modo preferido, uma temperatura de cozedura de cerca de 300 °C a cerca de 1500 °c, de um modo preferido, de cerca de 400 °C a cerca de 1300 °C, de um modo mais preferido , de cerca de 500 °C a cerca de 1200 °C. É preferida uma temperatura de cozedura de, aproximadamente, 1050 °C. É particularmente preferido uma frita de boro tendo uma temperatura de cozedura de, aproximadamente, 1085 °C. O fundente está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 12% a cerca de 18%, de um modo preferido 7 de cerca de 14% a cerca de 16%, de um modo mais preferido, cerca de 15% em peso do filtro cerâmico. É especialmente preferida uma frita de boro presente numa quantidade a cerca de 15%.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionada uma composição para formar um filtro cerâmico de acordo com a invenção, compreendendo a composição: (a) terra de diatomácias de cerca de 10% a cerca de 30% em peso; (b) fundente de cerca de 1% a cerca de 6% em peso; (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,05% a cerca de 1,0% em peso; (d) goma de celulose de cerca de 0,5% a cerca de 6%; e (e) agente de volume de cerca de 2% a cerca de 10% em peso; e (f) água de cerca de 50% a cerca de 85% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso da composição total. O composto metálico pode ser um composto metálico como definido acima para o filtro cerâmico e está, de um modo preferido, presente na composição na forma de um sal ou de um hidrato do sal. O sal é, de um modo preferido, seleccionado de sulfato, carbonato, cloreto e acetato, de um modo muito 8 preferido sulfato. São preferidos sulfato de cobre ou um seu hidrato, especialmente penta-hidrato de sulfato de cobre. 0 composto metálico ou o seu sal ou o hidrato do sal estão, de um modo preferido, presentes na composição numa quantidade de cerca de 0,07% a cerca de 0,8%, de um modo mais preferido, de cerca de 0,1% a cerca de 0,5%, de um modo ainda mais preferido, de cerca de 0,15% a cerca de 0,3%, de um modo muito preferido, cerca de 0,2% em peso da composição total. A terra de diatomácias é como definida acima para o filtro cerâmico e está, de um modo preferido, presente na composição numa quantidade de cerca de 14% a cerca de 26%, de um modo mais preferido, de cerca de 16% a cerca de 24%, de um modo ainda mais preferido, de cerca de 18% a cerca de 22%, de um modo muito preferido, cerca de 20% em peso da composição total. 0 fundente é como definido acima para o filtro cerâmico e está, de um modo preferido, presente na composição numa quantidade de cerca de cerca de 2% a cerca de 5%, de um modo mais preferido, de cerca de 2,5% a cerca de 4, 5%, de um modo ainda mais preferido, de cerca de 3% a cerca de 4% 0 , de um modo muito preferido, cerca de 3,8% em peso da composição total. A goma de celulose na composição actua para produzir uma composição maleável. As gomas de celulose adequadas incluem metilcelulose, carboximetilcelulose, hidroximetilcelulose, hidroxipropilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose e suas misturas. E preferida carboximetilcelulose. É particularmente preferida uma goma de celulose modificada, de um modo preferido, uma carboximetilcelulose modificada, especialmente carboximetilcelulose de sódio. É particularmente preferida 9 carboximetilcelulose de sódio comercializada sob a designação comercial Blanose disponível de Hercules S.A.; Alizay, França. A goma de celulose está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 1% a cerca de 5%, de um modo preferido, de cerca de 1,5% a cerca de 4%, de um modo mais preferido, de cerca de 2% a cerca de 3%, de um modo muito preferido, cerca de 2,3% em peso da composição total. É especialmente preferida carboximetilcelulose de sódio numa quantidade cerca de 2,3%.

Os agentes de volume que podem ser utilizados na composição incluem cânhamo, algodão, linho, seda, lã, celulose e suas misturas. É preferida a celulose. 0 agente de volume pode estar presente numa quantidade de cerca de 3% a cerca de 7%, de um modo preferido, de cerca de 3,5% a cerca de 6%, de um modo mais preferido, de cerca de 4% a cerca de 5%, de um modo muito preferido, cerca de 4,3% em peso da composição total. É particularmente preferida celulose presente numa quantidade cerca de 4,3%. 0 agente de volume é queimado durante o processo de cozedura na produção do filtro cerâmico, deixando uma estrutura de favo de mel dentro da cerâmica. A celulose é, tipicamente, queimada a uma temperatura cerca de 300 °C.

Pode estar presente água numa quantidade de cerca de 55% a cerca de 80%, de um modo preferido, de cerca de 6 0% a cerca de 75%, de um modo mais preferido, de cerca de 65% a cerca de 70%, de um modo muito preferido, cerca de 68% em peso da composição total.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um filtro precursor para formar um filtro cerâmico de acordo com a invenção, compreendendo o filtro precursor: 10 (a) terra de diatomácias de cerca de 50% a cerca de 90% em peso; (b) fundente de cerca de 2% a cerca de 20% em peso; (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,1% a cerca de 1,5% em peso; (d) goma de celulose de cerca de 2% a cerca de 20% em peso; e (e) agente de volume de cerca de 5% a cerca de 35% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso do filtro precursor total. O composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal, a terra de diatomácias, o fundente, a goma de celulose e o agente de volume presente no filtro precursor são, cada um, como definidos acima para a composição. 0 composto metálico ou o seu sal ou o hidrato do sal está de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 0,2% a cerca de 1,2%, de um modo mais preferido, de 0,3% a cerca de 1,0%, de um modo ainda mais preferido, de cerca de 0,4% a cerca de 0,8%, de um modo muito preferido, cerca de 0,5% em peso do filtro precursor total. A terra de diatomácias está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 55% a cerca de 90%, de um modo preferido, de cerca de 60% a cerca de 85%, de um modo mais 11 de um modo muito preferido, de cerca de 62% a cerca de 80%, preferido, cerca de 65% em peso do filtro precursor total. 0 fundente pode estar presente numa quantidade de cerca de 5% a cerca de 15%, de um modo preferido, de cerca de 8% a cerca de 14%, de um modo mais preferido, cerca de 12% em peso do filtro precursor total. A goma de celulose está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 4% a cerca de 15%, de um modo preferido, de cerca de 5% a cerca de 10%, de um modo mais preferido, cerca de 8% em peso do filtro precursor total. O agente de volume está, de um modo preferido, presente numa quantidade de cerca de 8% a cerca de 30%, de um modo preferido, de cerca de 10% a cerca de 25%, de um modo mais preferido, aproximadamente 13 % em peso do filtro precursor total.

De acordo com a invenção, é também proporcionado um método para preparar um filtro cerâmico de acordo com a invenção, compreendendo o método os passos de: (A) formação de uma composição de acordo com a invenção combinando os ingredientes seguintes: (a) terra de diatomácias de cerca de 10% a cerca de 30% em peso; (b) fundente de cerca de 1% a cerca de 6% em peso; 12 (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,05% a cerca de 1,0% em peso; (d) goma de celulose de cerca de 0,5% a cerca de 6% em peso; e (e) agente de volume de cerca de 2% a cerca de 10% em peso; e (f) água de cerca de 50% a cerca de 85% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso da composição total; (B) remoção de uma porção de água da composição para formar uma composição tendo uma consistência moldável; (C) secagem da composição para remover qualquer água residual para formar um filtro precursor de acordo com a invenção; e (D) cozedura do filtro precursor para formar o filtro cerâmico, em que o agente de volume é queimado, deixando uma estrutura de favo de mel dentro da cerâmica.

No passo (A) , os ingredientes, são de um modo preferido, combinados a uma temperatura de cerca de 20 °C a cerca de 40 °C, de um modo preferido, cerca de 30 °C.

No passo (A), os ingredientes da composição são, de um modo preferido, combinados na seguinte ordem de adição: 13 (i) adicionar o composto metálico ou o seu sal ou o hidrato do sal à água; (ii) adicionar a goma de celulose à mistura resultante; (iii) adicionar o fundente à mistura resultante; (iv) adicionar o agente de volume à mistura resultante; e (v) adicionar a terra de diatomácias à mistura resultante.

No passo (B) , permite-se, de um modo preferido, que a composição repouse de cerca de 30 minutos a cerca de 5 horas, de um modo mais preferido, de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas, de um modo muito preferido, de cerca de 2 horas, de um modo preferido, a uma temperatura de cerca de 20 °C a cerca de 40 °C, de um modo mais preferido, cerca de 30 °C. A consistência moldável da composição permite, convenientemente, que esta seja cortada nas formas pretendidas.

Após o passo (B) e antes do passo (C) , a composição é, de um modo preferido, cortada nas formas pretendidas. As formas pretendidas podem tomar qualquer forma adequada, mas são, de um modo preferido, substancialmente discos circulares, de um modo mais preferido, discos tendo um diâmetro de cerca de 20 mm a cerca de 25 mm, de um modo preferido, de aproximadamente, 22 mm O passo (C) compreende, de um modo preferido, o aquecimento durante um período de tempo de cerca de 30 minutos a cerca de 2 horas, de um modo preferido, cerca de 1 hora, a uma temperatura de cerca de 90 °C a cerca de 110 °C, de um modo preferido, cerca de 100 °C. 14

No passo (D), a cozedura é, de um modo preferido, realizada a uma temperatura de cerca de 800 °C a cerca de 1200 °C, de um modo mais preferido, de cerca de 900 °C a cerca de 1150 °C, de um modo ainda mais preferido, de cerca de 1000 °C a cerca de 1100 °C, de um modo muito preferido, cerca de 1085 °C. Os filtros precursores são, de um modo preferido, cozidos durante um período de cerca de 4 horas a cerca de 11 horas, de um modo preferido, de cerca de 6 horas a cerca de 9 horas, de um modo muito preferido, cerca de 8,25 horas. O método compreende, convenientemente, a aplicação de uma carga aos filtros precursores para originar a sua compressão durante a cozedura (passo (D)). A carga é, de um modo preferido, de cerca de 0,05 kg/cm2 a cerca de 0,1 kg/cm2, de um modo preferido, cerca de 0,08 kg/cm2.

As vantagens dos filtros cerâmicos da invenção incluem as seguintes: • Estes removem a totalidade ou substancialmente a totalidade dos protozoários, incluindo Cryptosporidium e Giardia de água da torneira. • Quando o composto metálico no filtro é cobre, este actua convenientemente como um agente anti-bacteriano. • Estes têm tanto propriedades excelentes de filtração como propriedades anti-bacterianas. 15

Os exemplos seguintes servem para ilustrar a invenção mas será tido em consideração que a invenção não está limitada a estes exemplos. EXEMPLO 1

Foi preparado um filtro cerâmico a partir dos ingredientes listados na Tabela 1 e preparados de acordo com os passos na Tabela 2:

Tabela 1

Ingredientes % de peso (baseada no filtro cerâmico) Água 68,6 Penta-hidrato de sulfato de cobre CM O Blanose1 2,6 Frita de boro2 3,8 Celulose 4,3 Terra de diatomácias^ 20,6 Total 100,0 1carboximetilcelulose de sódio; ZA1203 a 7,5%, B2O3 a 18,0%, Si02 a 50,0%, CaO + MgO a 14,0%, Li20 + Na20 + K20 a 10,3%, disponível de Johnson Mathey Ceramics, Stoke-on-Trent, Reino Unido; mistura de terras de diatomácias 50:50 comercializada sob a designação comercial Celatom FW-14 e FW-80. 16

Tabela 2

Passo 1 Utilizar 400 g de água (a 30 °C, ± 10) 2 Adicionar 1 g de penta-hidrato de sulfato de cobre 3 Misturar cobre durante 20 segundos 4 Adicionar 15 g de Blanose, grau alimentar 5 Homogeneizar a mistura durante 60 segundos 6 Adicionar 22 g de frita de boro 7 Homogeneizar a mistura durante 30 segundos 8 Adicionar 25 g de celulose 9 Homogeneizar a mistura durante 100 a 140 segundos 10 Adicionar 120 g de terra de diatomácias 11 Homogeneizar a mistura durante 180 segundos 12 Verter para o molde de gesso (placa) para formar a composição. 13 Deixar a mistura até ficar adequada para moldagem (> 2 horas), o que resulta na composição tendo uma consistência moldável. 14 Colocar a mistura numa superfície plana e passar rolo até uma forma plana com uma espessura de, aproximadamente, 6 mm 15 Utilizar o cortador para produzir 9 discos circulares com tamanhos necessários (diâmetro de, aproximadamente, 22 mm). 16 Colocar os discos no forno a 100 °C e remover quando os discos tiverem secado suficientemente para permitir a compressão durante o processo de cozedura, para formar filtros precursores. 17 Colocar os discos, espaçados regularmente, em placa de argila (150 mm x 150 mm) e colocar no forno 18 Aplicar a carga aos discos que corresponda a uma carga de 0,08 kg/cm2 para originar a compressão durante o processo de cozedura 17 19 Parâmetros do programa de temperatura no forno como indicado abaixo: (i) 0 °C a 300 °C, aumentando 100 °C por hora (total 180 min); (ii) 300 a 1085 °C, aumentando 150 °C por hora (total 314 min); (iii) descida naturalmente após atingir 1085 °C. 20 Permitir que a temperatura do discos desça para <700 °C abaixo da qual os discos estão suficientemente resistentes para resistir o manuseamento normal durante a remoção do forno, para formar filtros cerâmicos. EXEMPLO 2

Foi analisado um filtro precursor produzido obtido no passo 16 da Tabela 2 no Exemplo 1 e os resultados são mostrados na Tabela 3:

Tabela 3

Ingredientes % de peso (baseada no filtro precursor) Sulfato de cobre 0,5% Blanose1 8,2% Frita de Borax2 12,0% Celulose 13,7% Terra de diatomácias3 65, 6% Total 100% icarboximetilcelulose de sódio; 2Al2C>3 a 27,5%, B2O3 a 18,0%, S1O2 a 50,0%, CaO + MgO a 14,0%, L12O + Na20 + K2O a 10,3%, disponível de Johnson Mathey Ceramics, Stoke-on-Trent, Reino Unido; 3mistura de terras de diatomácias 50:50 comercializada sob a designação comercial Celatom FW-14 e FW-80. 18 EXEMPLO 3

Foi analisado um filtro cerâmico da invenção obtido no passo 20 da Tabela 2 do Exemplo 1 e o conteúdo é mostrado na Tabela 4.

Tabela 4

Ingredientes % de peso (baseada no filtro cerâmico) Cobre Elementar 0,18 Terra de diatomácias1 83,9 ‘‘mistura de terras de diatomácias 50:50 comercializada sob a designação comercial Celatom FW-14 e FW-80. O filtro cerâmico compreende, também, a frita e outros componentes. EXEMPLO 4:

Foram submetidos seis filtros cerâmicos obtidos no Exemplo 1 e tendo um conteúdo típico como mostrado no Exemplo 3 a um teste de filtração utilizando água desionizada, aditivada com uma quantidade de 200 cistos de Giardia e 200 oocistos de Cryptosporidium. Antes do teste, foram determinadas a espessura e as proporções de compressão para cada filtro. Permitiu-se a passagem de 10 litros de água aditivada por cada filtro cerâmico a uma pressão de 10 kPa, fluindo a uma velocidade de 1 litro/minuto. A água foi analisada pré-filtração e 19 pós-filtraçao para o conteúdo em Giardia e Cryptosporidium. Na Tabela 5 são mostrados os resultados obtidos.

Tabela 5

Referência Cerâmica n°. Espessura (mm) Proporção de Compressão Remoção de Cryptosporidium (%) Remoção de Giardia (%) 1 3, 40 0, 49 94, 0% 95, 0% 2 3, 00 0, 43 98,0% 99,5% 3 3, 00 0, 38 90,5% 100,0% 4 2, 84 0, 36 90,5% 100,0% 5 3,66 0, 52 97,5% 100,0% 6 3, 04 0, 43 98,0% 100,0%

Foi verificado que os filtros cerâmicos da presente invenção removem até 98% de Cryptosporidium e até 100% de Giardia. Os melhores resultados foram obtidos utilizando o filtro cerâmico n° 6 tendo uma espessura de 3,04 mm e uma proporção de compressão de 0,43.

Em resumo, os filtros cerâmicos da invenção revelaram ter excelentes propriedades de filtração de protozoários e podem ser utilizados numa ampla gama de aplicações.

Lisboa, 27 de Fevereiro de 2012 20

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Filtro cerâmico obtenível pelo método definido na reivindicação 15 compreendendo: (a) terra de diatomácias de cerca de 75% a cerca de 87% em peso; (b) fundente de cerca de 10% a cerca de 20% em peso; e (c) composto metálico cerca de 0,03% a cerca de 0,4% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso do filtro cerâmico.
2. Filtro cerâmico como reivindicado na reivindicação 1, em que o composto metálico compreende um composto metálico do Grupo VI-XII, excluindo prata.
3. Filtro cerâmico como reivindicado na reivindicação 2, em que o composto metálico é seleccionado de crómio, manganês, cobalto, níquel, cobre e zinco, de um modo preferido de cobre e zinco.
4. Filtro cerâmico como reivindicado na reivindicação 3, em que o composto metálico é cobre.
5. Filtro cerâmico como reivindicado em qualquer reivindicação anterior, em que o composto metálico está presente no filtro numa quantidade de cerca de 0,05% a cerca de 0,3%, 1 de um modo preferido, de 0,1% a cerca de 0,25%, de um modo mais preferido, de cerca de 0,13% a cerca de 0,23%, de um modo muito preferido, cerca de 0,18% em peso do filtro cerâmico.
6. Composição para formar um filtro cerâmico como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-5, compreendendo a composição: (a) terra de diatomácias de cerca de 10% a cerca de 30% em peso; (b) fundente de cerca de 1% a cerca de 6% em peso; (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,05% a cerca de 1,0% em peso; (d) goma de celulose de cerca de 0,5% a cerca de 6% em peso; e (e) agente de volume de cerca de 2% a cerca de 10% em peso; e (f) água de cerca de 50% a cerca de 85% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso da composição total.
7. Composição como reivindicada na reivindicação 6, em que o componente (c) é um composto metálico como definido em qualquer uma das reivindicações 2-4 e está presente na composição na forma de um sal ou de um hidrato do sal. 2
8. Composição como reivindicada na reivindicação 7, em que o sal é seleccionado de sulfato, carbonato, cloreto e acetato, de um modo preferido, de sulfato.
9. Composição como reivindicada na reivindicação 8, em que o componente (c) é sulfato de cobre ou um seu hidrato.
10 . Composição como reivindicada na reivindicação 9, em que o componente (c) é penta-hidrato de sulfato de cobre.
11. Composição como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 6-10, em que o composto metálico ou o seu sal ou o hidrato do sal estão presentes na composição numa quantidade de cerca de 0,07% a cerca de 0, 8%, de um modo preferido, de 0, 1% a cerca de 0,5%, de um modo mais preferido, de cerca de 0, 15% a cerca de 0,3%, de um modo muito preferido, cerca de 0,2% em peso da composição total.
12. Filtro precursor para formar um filtro cerâmico como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-5, compreendendo o filtro precursor: (a) terra de diatomácias de cerca de 50% a cerca de 90% em peso; (b) fundente de cerca de 2% a cerca de 20% em peso; (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,1% a cerca de 1,5% em peso; 3 (d) goma de celulose de cerca de 2% a cerca de 20% em peso; e (e) agente de volume de cerca de 5% a cerca de 35% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso do filtro precursor total.
13. Filtro precursor como reivindicado na reivindicação 12, em que o composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal é como definido em qualquer uma das reivindicações 7-10.
14. Filtro precursor como reivindicado na reivindicação 12 ou reivindicação 13, em que o composto metálico ou o seu sal ou o hidrato do sal estão presentes numa quantidade de cerca de 0,2% a cerca de 1,2%, de um modo preferido, de 0,3% a cerca de 1,0%, de um modo mais preferido, de cerca de 0,4% a cerca de 0,8%, de um modo muito preferido, cerca de 0,5% em peso do filtro precursor total.
15. Método para preparar um filtro cerâmico como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-5, compreendendo o método os passos de : (A) formação de uma composição como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 6 - 11 combinando os ingredientes seguintes: (a) terra de diatomácias de cerca de 10% a cerca de 30% em peso; 4 (b) fundente de cerca de 1% a cerca de 6% em peso; (c) composto metálico ou um seu sal ou um hidrato do sal de cerca de 0,05% a cerca de 1,0% em peso; (d) goma de celulose de cerca de 0,5% a cerca de 6% em peso; e (e) agente de volume de cerca de 2% a cerca de 10% em peso; e (f) água de cerca de 50% a cerca de 85% em peso; sendo as percentagens em peso percentagens em peso da composição total; (B) remoção de uma porção de água da composição para formar uma composição tendo uma consistência moldável; (C) secagem da composição para remover qualquer água residual para formar um filtro precursor como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 12-14; e (D) cozedura do filtro precursor para formar o filtro cerâmico, em que o agente de volume é queimado, deixando uma estrutura de favo de mel dentro da cerâmica. Lisboa, 27 de Fevereiro de 2012 5