МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ МОЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ЩМС-5) Российский патент 2013 года по МПК C11D3/20 C11D1/66 C11D3/02 

Изобретение относится к жидким моющим средствам и может быть использовано для мойки доильных установок с молокопроводом, молочного оборудования на молочных фермах.

Известно моющее средство «МСЖ-3СМ» по авторскому свидетельству 1509396, кл. C11D 3/14, содержащее мас.%: полиоксиэтиленгликолевый эфир моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ - 8; триполифосфат натрия - 30-45; метасиликат натрия - 8-20; сульфат натрия - 3-15; сера коллоидная смачивающаяся - 1-5; кальцинированная сода до 100 (SU 1509396). Моющее средство имеет высокие эксплуатационные характеристики, но не применимо в условиях CIP -мойки молочного оборудования, для чего требуются именно жидкие моющие средства.

Наиболее близким к заявленному средству по составу является жидкое моющее средство для обработки молочного оборудования ("Катрил" по патенту №2129591, кл. С11D 3/20, C11D 3/33, C11D 3/04, C11D 3/08, 1999), содержащее мас.%: гидроксид щелочного металла 1,0-2,0; метасиликат натрия 5,0-6,5; поверхностно-активное вещество 2,5-7,0; натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 6,0-7,0; одноатомный спирт 0,5-1,5; вода до 100.

Моющее средство имеет высокие эксплуатационные характеристики, но недостаточно эффективно при мойке с использованием воды повышенной жесткости.

Задачей изобретения является создание нового щелочного жидкого моющего средства, обеспечивающего высокие моющие и очищающие свойства в воде повышенной жесткости, при низкотемпературных режимах промывки оборудования, с отсутствием пенообразования.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство для молочного оборудования, включающее щелочь, поверхностно-активные вещества (ПАВ), метасиликат натрия, триполифосфат натрия, дополнительно содержит оксиэтилендендифосфоновую кислоту и цитрат калия, а в качестве ПАВ - алкилдиметиламинооксиды фракции С₈-С₁₀, алкилполиглюкозиды, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

едкий калий 3,0-12,0; метасиликат натрия 3,0-12,0; триполифосфат натрия 3,0-12,0; алкилдиметиламинооксиды фракции C₈-С₁₀ 2,0-5,0; алкилполиглюкозиды, алкил-фракции C₄-С₁₀   (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7) 2,0-5,0; оксиэтилендендифосфоновая кислота 1,0-5,0; цитрат калия 1,0-8,0; вода до 100.

В рецептуре в качестве ПАВ используются алкилдиметиламинооксиды фракции С₈-С₁₀-2,0-5,0; а также алкилполиглюкозиды, алкил-фракции С₄-C₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7) - 2,0-5,0.

Алкилдиметиламинооксиды как неионогенные ПАВ, например, в частности «Admox SC-1885» производства корпорации «Олбимарл» («Albemarle»), «Amoro B-W» компании «АкзоНобель» (AkzoNobel), используются в производстве косметико-гигиенических и моющих средств.

Алкилполиглюкозиды как полностью биоразлагаемые неионогенные ПАВ, например, в частности «Simusol SL4» фирмы «Сеппик» («Seppic»), «Glucopon» компании «Клариант» («Clariant») широко используются в бытовых и промышленных моющих средствах в качестве гидротопов и смачивателей.

Неионогенные ПАВ не создают ионы в водных растворах и, следовательно, обладают важными преимуществами: они абсолютно невосприимчивы к жесткости воды, демонстрируют высокую эффективность даже при низких концентрациях и низких температурах мойки, не образуют много пены и препятствуют ресорбции загрязнений на поверхность оборудования. Эти ПАВ являются биологически разлагаемыми и экологически безопасными веществами.

Оксиэтилендендифосфоновая кислота (ТУ 6-09-5372-87) используется для связывания солей жесткости воды.

Цитрат калия используется как дополнительное вещество, образующее менее устойчивые комплексы с солями жесткости воды, чем цитрат натрия и, следовательно, способствует более быстрому переводу отложений солей жесткости воды с поверхности оборудования в моющий раствор.

Триполифосфат натрия используется для повышения диспергирующей способности моющего раствора (Пиронян В.Х., Гринь В.Т. Технология синтетических моющих средств. М: - «Химия», 1984, с.19).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется на следующих примерах.

Пример 1.

Смешивают 3 кг едкого калия, 3 кг метасиликата натрия, 1 кг оксиэтилендендифосфоновой кислоты, 2 кг алкилдиметиламинооксидов фракции С₈-С₁₀, 2 кг алкилполиглюкозидов, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7), 1 кг цитрата калия, 3 кг триполифосфата натрия, остальное - вода.

Пример 2.

Смешивают 12 кг едкого калия, 12 кг метасиликата натрия, 5 кг оксиэтилендендифосфоновой кислоты, 5 кг алкилдиметиламинооксидов фракции C₈-С₁₀, 5 кг алкилполиглюкозидов, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7), 8 кг цитрата калия, 12 кг триполифосфата натрия, остальное - вода.

Пример 3.

Смешивают 8 кг едкого калия, 8 кг метасиликата натрия, 3 кг оксиэтилендендифосфоновой кислоты, 3 кг алкилдиметиламинооксидов фракции C₈-С₁₀, 3 кг алкилполиглюкозидов, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7), 5 кг цитрата калия, 9 кг триполифосфата натрия, остальное - вода.

Данные интервалы соотношений компонентов в рецептуре достаточны для достижения поставленной задачи изобретения. При нарушении их в сторону уменьшения, эффективность рецептуры перестает соответствовать поставленным задачам, а при увеличении - приводит к перерасходу компонентов композиции, повышению себестоимости моющего средства и понижению экономической эффективности процесса мойки в целом. Только сочетание заявленных компонентов в определенных соотношениях позволяет достичь эффект, указанный в задачах изобретения.

Заявленное средство удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень», в частности, сочетание поверхностно-активных веществ с оксиэтилендендифосфоновой кислотой и цитратом калия, взятых только при определенных соотношениях компонентов, позволило получить технический эффект, соответствующий поставленным задачам изобретения.

Моющее средство готовят следующим образом. В емкость, снабженную водяной рубашкой и мешалкой, заливают воду, при включенной мешалке загружают оксиэтилендендифосфоновую кислоту, цитрат калия, при этом в рубашку подают горячую воду для подогрева смеси до 60-65°С и в течение 3-4 минут перемешивают, затем вводят поверхностно-активные вещества: алкилдиметиламинооксиды и алкилполиглюкозиды, гидроксид калия, метасиликат натрия, триполифосфат натрия в соотношениях, указанных в формуле. После чего состав охлаждают до комнатной температуры и фильтруют.

Моющее средство представляет собой прозрачный раствор с легким желтым оттенком, плотностью 1160 кг/м³; при концентрации 10 г/л (1% по массе) раствор моющего средства имеет рН 11,7 и поверхностное натяжение 57,5×10^-3 н/м; что обеспечивает необходимое качество мойки оборудования. Прозрачность, расслоение, помутнение, запах и щелочность указанных составов в течение 6-ти месяцев остаются постоянными.

Исследования моющего действия (очищающей способности) растворов моющих средств проводили на лабораторной установке, разработанной Дегтеревым Г.П. в МИИСП им. В.П.Горячкина. Установка, представляющая собой емкость в форме цилиндра объемом 1,2 л, с механическим побуждением моющего раствора, которая обеспечивает заданный температурный режим и сопоставимость условий испытаний.

В качестве модельных загрязнений используется несоленое сливочное масло (ГОСТ 3791). Образцы представляют собой шлифованные пластины из пищевой нержавеющей стали размером 5×35×2 мм.

Перед нанесением модельного загрязнения экспериментальные образцы тщательно промываются в горячем растворе (Т=60°С) щелочного моющего средства с использованием волосяной щетки. Ополаскивают образцы дистиллированной водой в двух последовательно установленных емкостях, высушивают между двумя листами фильтровальной бумаги, обезжиривают ацетоном и подогревают на металлическом листе до температуры 50°С.

Загрязнитель, растопленный на водяной бане при температуре 50°С, равномерным слоем в количестве 0,25 г наносится с помощью мягкого шпателя на поверхность образца с одной стороны. После этого загрязненный образец кладется на нагретый до 50°С металлический лист и выдерживается в течение 30 минут для равномерного распределения загрязнителя пластин и лучшей адгезии загрязнения с поверхностью. Затем образец охлаждается до комнатной температуры, в результате чего масло застывает ровным слоем.

Очищающую способность растворов оценивали по массе остаточного загрязнения образца модельным загрязнителем после очистки моющим раствором весовым методом. Экспериментальные образцы взвешивали на аналитических весах «Vibra HTR-80E» (специальный (I) класс точности, ГОСТ 24104-2001). Остаточное загрязнение образца М, выражаемое в граммах на единицу площади поверхности (г/м²), определяли по отношению разницы массы образца после очистки m₁ и массы чистого образца m к площади поверхности S по формуле

M=(m₁-m)/S.

Воду различной жесткости готовили следующим образом: в дистиллированную воду добавляли CaCl₂ (80%) и MgCl₂ (20%), что соответствует норме пропорции катионов кальция и магния в природных водах средней и повышенной жесткости. Жесткость выражается в ммоль/л (моль/м³).

Опыты проводили в пяти повторностях при температуре моющего раствора 40°С, концентрации моющего средства 10 г/л, времени очистки - 3 минуты, используя воду жесткостью 0; 4; 7; 12 ммоль/л. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 Название моющего средства Остаточная загрязненность поверхности, г/м² Жесткость, 0 ммоль/л Жесткость, 4 ммоль/л Жесткость, 7 ммоль/л Жесткость, 12 ммоль/л ЩМС-5 (пример 1) 0,10 0,15 0,25 0,35 ЩМС-5 (пример 2) 0,08 0,12 0,20 0,35 ЩМС-5 (пример 3) 0,10 0,15 0,25 0,35 Катрил 0,10 0,20 0,35 0,55 МСЖ-3СМ 0,20 0,35 0,50 0,75

Как видно из таблицы 1, растворы предлагаемого моющего средства ЩМС-5 обеспечивают более эффективную очистку поверхности от молочных загрязнений в воде повышенной жесткости при наименьшей температуре, допустимой при CIP-мойке оборудования, 40°C.

Применение предлагаемого моющего средства для очистки молочного оборудования обеспечивает высокую степень чистоты их рабочих поверхностей, в частности при использовании воды повышенной жесткости и низкотемпературных режимов промывки оборудования. Отсутствие пенообразования у данного моющего средства позволяет эффективно его применять при СIP-мойке молочного оборудования.

Моющее средство для молочного оборудования относится к жидким моющим средствам и может быть использовано для мойки доильных установок с молокопроводом, молочного оборудования на молочных фермах. Моющее средство включает, мас.%: едкий калий 3,0-12,0; метасиликат натрия 3,0-12,0; триполифосфат натрия 3,0-12,0; алкилдиметиламинооксиды фракции C₈-C₁₀ 2,0-5,0; алкилполиглюкозиды, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7) 2,0-5,0; оксиэтилендендифосфоновая кислота 1,0-5,0; цитрат калия 1,0-8,0; вода до 100. Технический результат - создание щелочного жидкого моющего средства, обеспечивающего высокие моющие и очищающие свойства в воде повышенной жесткости, при низкотемпературных режимах промывки оборудования, с отсутствием пенообразования. 1 табл., 3 пр.

Моющее средство для молочного оборудования (ЩМС-5), включающее щелочь, поверхностно-активные вещества (ПАВ), метасиликат натрия, триполифосфат натрия, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит оксиэтилендендифосфоновую кислоту и цитрат калия, а в качестве ПАВ-алкилдиметиламинооксиды фракции C₈-C₁₀, алкилполиглюкозиды, алкил-фракции С₄-С₁₀ (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
едкий калий 3,0-12,0 метасиликат натрия 3,0-12,0 триполифосфат натрия 3,0-12,0 алкилдиметиламинооксиды фракции C₈-C₁₀ 2,0-5,0 алкилполиглюкозиды, алкил-фракции С₄-С₁₀   (средняя степень олигомеризации 1,5-1,7) 2,0-5,0 оксиэтилендендифосфоновая кислота 1,0-5,0 цитрат калия 1,0-8,0 вода до 100