PT94540B

PT94540B - Processo para a preparacao de composicoes liquidas de limpeza enzimaticas para o tratamento de membranas de microfiltracao e ultrafiltracao

Info

Publication number: PT94540B
Application number: PT94540A
Authority: PT
Inventors: Horst-Werner Wollenweber; Ralf Krack
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1997-02-28
Also published as: JP2975428B2; PT94540A; ATE105583T1; DK0482046T3; EP0482046A1; ES2052262T3; JPH04506475A; DE3921839A1; EP0482046B1; WO1991000333A1; DE59005691D1

Description

A invenção refere-se a uma composição de limpeza enzimática, que pode ser empregada para o tratamento de membranas de microfiltração our.ultraf iltração, o que, sendo estável na armazenagem em fase líquida, contém uma protease e uma glucanase.

Os processos que utilizam membranas, coro por exemplo nos casos de microfiltração ou ultraf iltração, têm uma importância crescente e têm penetrado também na industria de produtos alimentares. Um exemplo disso é o da desalcoolização da cerveja.

A fim de manter Intacta a permeabilidade das mambranas, é necessário limpa-las e remover os depositos na superfície ou dentro dos poros.

lias operaçoes de limpeza deste tipo já se aplicaram, na practica, soluções de proteases e se fizeram parciais combinações com outras taompoliçoes de limpeza. Dado que, neste caso, se podem enfrentar problemas e se podem formar resíduos, subsiste a necessidade de se conseguir

uma composição de limpeza enzimática, ou seja, uma composição liquida concentrada, que contenha tanto enzimas, como também componentes tensioactivos e, se assim se desejar, substâncias-tampão e agentes complexantes.

A una composição concentrada desse tipo, no entanto, são feitas grandes exigências em relação à estabilidade na armazenagem.

A invenção tem, portanto, o obejectivo de preparar uma composição concentrada desse tipo, que contenha, além dos componentes activos, também agentes para estabilização das enzimas.

obejectivo da invenção é, por conseguinte, uma composição de limpeza liquida, enzimática, contendo:

- 1.000	a	90.000	U/ml de protease,
5	a	500	BGU/ml de glucanase,
1	a	10%	em peso de agentes tensioactivos aniónicos e/oú não iónicos,
20	a	60%	em peso de un dissolvente orgânico hidrofílico,

- um ou vários ácidos derivados de boro e/ou os seus sais solúveis, assim como, se se desejar,

- tampão e/ou agentes complexantes.

Para soltar os depósitos contendo proteínas, a composição de limpezaccontém proteases. As proteases apropriadas são as proteases do tipo de subtilisina, por exemplo subtilisina de Oarlsberg ou subtilisina de Blií’.Também podem ser aplicadas as proteàseb neutras. Ko caso das metalo-proteases deve-se ter em atenção o facto de que ela 3 não são empregadas juntamente com agentes complexantes. As proteases são empregadas em tais quantidades que resulte uma actividade enzimí tica compreendida no intervalo entre 1000 e 90000 U/ml, preferivelmente no intervalo entre 3000 e 30000 U/ml ( a subtilisina de Carlsberg purificada tem, como elemento de albumina, uma actividade

de protease de cerca de 2.000.000 U/g) ·

A avaliação da actividade de protease foi efectuada de acordo com o processo-padrão KPP.-Va.Hnn.. 0 processo está por exemplo descrito no pedido alemão de patente DE 37 34047.

Para impedir a formação de depósitos de determinados polissacarideos a composição de limpeza líquida enzimática contém uma glucanase.

A glucanase é empregada em quantidades compreendidas no intervalo entre 5 e 500 BGU/ml. Como glucanases podem empregar-se, com vantagem, endo-glucanases provenientes do Bacillus subtilis, que também dispõem ainda de uma certa actividade de amilase não específica.

Um produto comercial adequado é, por exemplo, o produto Cereflo (mai· ca registada), produzido pela firma Novo Industri AS, Dinamarca.

A determinação das beta-glucanases foi efectuada de acordo com o processo-padrão DHS. Como substrato empregou-se uma solução de beta-glucano a 1$ (firma Sigma registo 1T2 G-6513) em 50 mtl de um tampão de NaAc, com um valor de pH de 3. 0 período de tempo de incubação no ensaio foi de 15 minutos, a 40°C. A determiçãção quantitativa do açúcar em redução foi realizada em comparação com uma curva-padão com glucose, 0 desvio máximo entre duas amostras idênticas foi de 10$ (pedrão DHS-reagènte ácido dinitro-salicílico)·

As composições de limpeza enzimáticas líquidas de acordo com a presente invenção recebem, além disso, ainda 1 a 10$ em peso de uma substância tcnsioactiva aniónica e/ou não iónica. Beste caso deve-se empregar, preferivelmente, de forma predominante ou até mesmo totalmente exclusiva, agentes toncioactivos aniónicos. Agentes tensioactivos aniónicos apropriados são os sulfatos e/ou sulfonatos de parafinas, álcoois gordos e/ou de alquilfenois, com 8 a 12 átomos de carbono, no radical alquilo preferivelmente ramificado. Alé dÍ3so, podem empregar-so, como agontes tensioactivos aniónicos, 3ulfatos de

de ésteres o também os sulfatos de álcoois etoxilados ou de fenóis etoxilados. Entre os compostos mencionados proferem-se actualmente os sulfonatos de parafina.

As composições de limpeza enzináticas liquidas de acordo com a invenção contêm, além disso, 20 a 40% em peso de um dissolvente orgânico hidrfilico. Os dissolventes orgânicos hidrofílicos preferidos são os álcoois monofuncionais ou polifuncionais, com até 6 átomos de carbono. Entre estes preferem-se os álcoois bifuncionais, assim por exemplo o etilenoglicol e, em especial, propilenoglicol (1,2 propilenoglicol). Também os álcoois trifuncionais líquidos, como por exemplo a glicerina, podem ser aplicados neste caso.

As compúsições enzimátixas líquidas de limpeza de acordo com a invenção contêm, além disso, um ácido derivado do boro ou de um dos seus sais solúveis em água. Estes compostos são estabilizadores conhecidos para as proteases e as composições de proteases · Constacvou-se que neste caso, eles eram, surpreendentemente, estabilizadores das glucanases em presença das proteases. Eecte caso são adequados o ácido bórico e seus sais solúveis em água, em especial os boratos dc potássio, de sódio ou de amónio, mas também o ácido metabórico, borax ou ácidos bóricos altamente condensados, tais como o ácido pentabórico ou os seus sais, tai3 como pentaborato de sódio ou pentaborato de potássio.

A quantidade de ácidos derivados do boro, respectivamente de seus sais, está compreendida geralmente, no intervalo entre 0,5 e 5% em peso, relativamente à composição líquida de limpeza na forma concentrada.

Ae composições enzir.áticas líquidas de limpeza de acordo com a presente invenção têm um valor de pE ajustado, preferencialmente, para

7. Pode-se conseguir isto com a adicção de compostos alcalinos, tais

como o hidróxido de sódio· No entanto, também é possível adicionar substâncias que actuem como tampões. Neste caso empregam-se os conhecidos sistemas de tampão à base de ácidos fortes e bases fracas, respectivamente bases mais fortes e ácidos mais fracos, na medida em que, com os referidos tampões, se possa ajustar o valor do pH para cerca de 7» portanto entre 5 e 9, preferivelmente entre 6 e 8. Preferem-se os sais de sódio, respectivamente os sais de postássio do ácido fosfórico. As substâncias-tampão podem ser adicionadas directamente ás composições de limpeza enzimáticas líquidas. Todavia, elas podem também ser apenas adicionadas à solução de limpeza ou serem aplicadas separadamente, antes ou depois da limpeza. Isto aplica-se da mesma maneira aos agentes complexantes.

Agentes complexantes adequados que podem ser aplicados simultâneamente com as composições liquidas de acordo com a invenção, são os sais do ácido aminocarboxílioo , como por exemplo os sais solúveis em água do ácido etileno-diamino-tetracótico ou do ácido nitrilo-acético· Além disso, podem empreegar-se também, neste caso, os ácidos fosfónicos, tais como por exemplo os ácidos hidroxi- ou amino-alquileno-l,l-difosfónicos. Também podem ser usados os ácidos hidroxicarboxílicos complexantes tais como, por exemplo, o ácido cítrico.

As composições de limpeza enzimáticac líquidas de acordo com a presente invenção são empregadas na limpeza de membranas para os processos de ultrafiltração, respectivamente de microfiltração. Elas podem ser utilizadas especialmente para a limpeza das membranas usadas no processo da desalcoolização da cerveja. Neste caso, as composições de limpeza são compatíveis com uma multiplicidade de materiais usados na produção de membranas, como por exemplo membranas dc silicone, membranas de acetato de celulose, membranas de dióxido de zircónio e semelhantes.

- Além das finalidades de uào mencionadas, as composições de limpeza

de acordo com a presente invenção podem ser empregadas igualmente na limpeza de prensas de filtros e dispositivos semelhantes.

Durante a aplicação, portanto supondo que para a limpeza de uma membrana compósita de pelicula fina, tal como se usa no processo de desalcoolização da cerveja, a composição de limpeza enzimática é diluída para uma concentração de aplicação compreendida no intervalo entro 0,1 e 1% em peso, e deixa-se actuar a uma temperatura de, por exemplo, 5C°C durante 30 minutos, líeste caso pcde-so adicio nar uma solução - tampão a fim de garantir um valor de pH nas condições de aplicação. Um valor do ρΠ mais favorável nas condições de aplicação fica compreendido, por exemplo, no intervalo entre 8,0 e 8,5. Se assim se desejar, depois da limpeza enzimática, segue-se uma limpeza ácida (por exemplo com 0,3% em peso de uma composição de limpeza ácida e tensioactiva) e, em seguida, se for necessário, uma segunda limpeza enzimática.

EXEMPLOS

Através de misturaçao, prepararam-se 100 Kgs. de uma composição de limpeza liquida, que continha as seguintes substâncias:1,2 - propilenoglicol

Solução de protease (í.iaxatase, marca registada, líquida)

Solução de glucanese (Oereflo 200L, marca registada, Novo)

Sulfonato de parafina a 405¾ em peco ácido bórico

Lixivia sódica a 50% em peso

NaíLPO .

4

Na₂HP0

40% em peso

7,5%	tl	II
.2,5%	u	»1
5,0%	II	11
0,955	II	lí
0,42%	II	w
0,03%	II	II
0,094%		M

A composição do limpeza continha cerca de 8.500 U/ml de protease β cerca de 200 BGU/ml de beta-glucanase.

Através da adição de lixívia sódica regulou-se o valor do pH do concentrado para 7. Além disso, preparou-se uma solução -tampão a partir de :

Tri-fo3fato de potássio	15%	em	peso
Tripolifosfato de potássio a 50%	20%	n	n
Solução do potássio a 45%	28%	n	tt
Trilon?^R'BS	27%	»	n

restante:- água até 100% em peso.

Este tampão ajustou o valor do pH da solução de aplicação para um valor aproximado de 8.

EXEMPLO 2

Para a limpeza de uma membrana compósita de película fina, que se emprega na desalcoolização da cerveja, lavou-se previamente com água a 20°C, durante um período de tempo compreendido no intervalo entre 5 e 10 minutos. Depis tratou-ee com uma solução-tampão a 1% (Exemplo 1 b) e uma solução de limpeza a 0,3% (Exemplo 1 a) a 50°C , durante 30 minutos. Após uma lavagem com água (20°C, durante um período de tempo entre 5 e 10 minutos), empregdiu-se durante 15 minutos, a 50°C, uma solução a 0,3% de uma composição de limpeza ácida, convencional. Em seguida lavou-se com água e, mais uma vez, tratou-se com a solução de limpeza de acordo com a invenção e a composição-tainpão, após o que se lavou com água a 20°C.

EXEMPLO 3

A solução de limpeza de acordo com a presente invenção foi submetida

a um ensaio de armazenagem. Λ actividade residual da beta-glucanase após 3 meses era de cerca de 50%, en comparação com os 12% de uma solução de limpeza que não continha nenhuns boratos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

BOssssvssMBSssseBstcsmraraatKsrm** lã - Processo para a preparação de composições liquidas, de limpeza enzimáticas para o tratamento de membranas de microf il tração e ultrafiltração especialmente, na indústria dos produtos alimentares, caracterizado pelo facto de se misturar:

1.000 a 90.000 U/ml de protease,

5 a 500 BGU/ml de glucanase,

1 a 10% em peso de agentes tensio-activos aniónicos e/ou não iónicos

20 a 60% em peso de dissolvente orgânico hidrofilico;

um ou vários ácidos derivados de boro e/ou os seus sais solúveis, assim cono se assim se desejar, substâncias tampão e/ou agentes complexantes.
2â - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, como protease, se empregar uaa protease de subtilisina, eu especial, uma subtilisina de Carlsberg e ou subtilisina de BPH’.

33 - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de, como glucanase, empregar uma endo-glucanase de Bacillus subtilis, que, se assim se desejar, possui uma actividadede amilase não especifica.

43 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de, como agentes tensio-activos aniónicos, se empregarem sulfatos e/ou sulfonatos de parafinas, álcoois gordos alquilfenói3 ou de produtos de etoxilação dos dois últimos conjuntos de compostos.

53 - Processo de acordo com qualquer das reinvindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de, como dissolvente hidrofilico, se empregar un álcool monofuncional com 1 a 6 átomos de carbono, em especial pecial, 1,2-propilenoglicol·

65 - Processo de acordo cor. qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se empregar ácido bórico, os seus cais de sódio ou de potássio, bórax ou sais do ácido pentabórico.

75 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, cara terizado pelo facto de, como substâncias-tampão se empregarem, sais do ácido fosfórico,

85 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de , como agentes conplexantes, se empregaremrea ácidos amlnocarboxilicos, como ácido etilenodlaminotetracático ou ácido nitrilacótico, ácidos fosfóricos ou ácidos hJ.droxicarboxilicos.