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非氯化的浓缩的全效酸性洗涤剂及其使用方法

  • 专利名称
    非氯化的浓缩的全效酸性洗涤剂及其使用方法
  • 发明者
    F·U·艾哈迈德, N·C·特赖斯塔鲁
  • 公开日
    2007年9月5日
  • 申请日期
    2005年8月8日
  • 优先权日
    2004年8月11日
  • 申请人
    德乐福控股公司
  • 文档编号
    C11D7/42GK101031634SQ200580032217
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种浓缩的液体洗涤剂组合物,该组合物包含酸,选自无机酸、有机酸或它们的混合物;和具有通式R-NH-CH2CH2CH2NH2的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐,式中R是C4-C22烷基2.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,R是取代或未取代的、直链或支链的、饱和或不饱和的基团3.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷得自椰子、大豆、牛脂或人造黄油来源4.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含通过在所述脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷中加入乙酸所形成的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷乙酸盐5.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述有机酸具有通式R′-SO3H,式中R′是C1-C16烷基6.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含表面活性剂系统7.如权利要求6所述的组合物,其特征在于,所述表面活性剂系统选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂或它们的混合物8.如权利要求7所述的组合物,其特征在于,所述表面活性剂系统包含烷氧基化的直链脂肪醇9.如权利要求7所述的组合物,其特征在于,所述表面活性剂系统包含乙氧基化和丙氧基化的直链脂肪醇或其醚衍生物10.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含具有至少两种不同的表面活性剂的表面活性剂系统11.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含抗微生物剂或抗微生物剂混合物12.如权利要求11所述的组合物,其特征在于,所述抗微生物剂选自C4-C15脂肪酸、氯酚、一元醇和多元醇、芳族醇和脂族醇、α-羟酸、氯己定及其盐、过氧化物、过酸、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、双胍化合物、抗微生物的无机盐、螯合剂、戊二醛、季铵化合物以及它们的组合13.如权利要求12所述的组合物,其特征在于,所述抗微生物剂是脂族C6-C12脂肪酸14.如权利要求12所述的组合物,其特征在于,所述抗微生物剂选自乙醇酸或乳酸15.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述有机酸和无机酸各自的用量约为1-80重量%16.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述无机酸包含选自下组的无机酸磷酸、硝酸、盐酸、硫酸、氨基磺酸以及它们的混合物17.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含至多约40重量%的有机酸或有机酸混合物,所述有机酸或有机酸混合物包括C1-C16烷基磺酸18.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述有机酸选自柠檬酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、乙酸、羟基乙酸、丙酸、羟基丙酸、a-酮基丙酸、丁酸、扁桃酸、戊酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸、草酸、富马酸、己二酸、马来酸、山梨酸、苯甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、α-羟酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、膦酸、辛基膦酸、丙烯酸、聚丙烯酸、天冬氨酸、聚天冬氨酸、对羟基苯甲酸、亚氨基乙酸,以及它们的混合物19.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含至多约20重量%的酸活化或耐酸的酶或酶混合物20.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,所述酶选自酸活化或耐酸的蛋白酶、酸性脂解酶、脂肪酶、耐酸淀粉酶、纤维素酶、酸性过氧化物酶,以及它们的组合21.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含约0-50重量%的水溶助长剂22.如权利要求21所述的组合物,其特征在于,所述水溶助长剂选自烷烃磺酸盐、烷烃二磺酸盐、芳基磺酸盐、芳基二磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、仲烷烃磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基醚磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基膦酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯、糖酯,以及它们的组合23.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含一种或多种选自下组的组分多价螯合剂、增洁剂和螯合剂24.如权利要求23所述的组合物,其特征在于,所述增洁剂选自碱金属多磷酸盐、水不溶的晶体和无定形铝硅酸盐、晶体和无定形的沸石、聚羧酸和次氮基乙酸及其碱金属盐、非交联的聚丙烯酸酯及其盐,以及它们的组合25.如权利要求23所述的组合物,其特征在于,所述螯合剂选自膦酸酯螯合剂、氨基膦酸酯化合物、氨基羧酸酯化合物、柠檬酸酯、丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、EDTA-Na4,以及它们的混合物26.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物的pH小于约427.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物的pH约为0.1-4.028.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含约0.01-15重量%的所述脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐29.如权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述组合物能够在单独的步骤中对食品污染的表面进行清洁、消毒和除垢30.一种酸性洗涤剂组合物,该组合物包含一种酸活化或耐酸的酶,以及具有通式R-NH-CH2CH2CH2NH2的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐,式中R是C4-C22烷基31.如权利要求30所述的组合物,其特征在于,所述酶选自酸活化或耐酸的蛋白酶、酸性脂解酶、脂肪酶、耐酸淀粉酶、纤维素酶、酸性过氧化物酶,以及它们的组合32.如权利要求30所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含抗微生物剂或抗微生物剂混合物33.如权利要求30所述的组合物,其特征在于,所述组合物的pH小于约434.如权利要求30所述的组合物,其特征在于,所述组合物还包含至多约40重量%的C1-C16烷基磺酸35.如权利要求30所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含约0.01-15重量%的所述脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐36.一种酸性洗涤剂组合物,该组合物包含具有通式R-NH-CH2CH2CH2NH2的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐以及C1-C16烷基磺酸,式中R是C4-C22烷基37.如权利要求36所述的组合物,其特征在于,所述烷基磺酸是甲磺酸38.如权利要求37所述的组合物,其特征在于,所述组合物包含至多约40重量%的甲磺酸39.一种对表面进行清洁的方法,该方法包括在表面上施用权利要求1的的组合物的步骤40.如权利要求39所述的方法,其特征在于,该方法还包括在进行所述施用步骤之前稀释所述组合物以形成使用溶液的步骤41.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述表面是乳品加工系统、食品加工装置或者食品或饮料加工设备的表面42.如权利要求39所述的方法,其特征在于,所述表面是原位清洁系统的表面43.如权利要求39所述的方法,其特征在于,在所述施用步骤之前所述表面被食品、乳品或饮料的污物所污染44.一种减少酸性洗涤剂的泡沫的方法,所述酸性洗涤剂包含具有通式R-NH-CH2CH2CH2NH2的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐,式中R是C4-C22烷基,所述方法包括在所述洗涤剂中加入包含至少两种不同表面活性剂的表面活性剂系统45.如权利要求44所述的方法,其特征在于,所述表面活性剂独立地选自下组阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂,以及它们的混合物46.如权利要求45所述的方法,其特征在于,所述表面活性剂独立地选自下组氧化胺,氧化膦,亚砜,磺酸盐,硫酸盐,甜菜碱,伯烷基硫酸盐,烷基磺酸盐,芳基烷基磺酸盐,仲烷基磺酸盐,聚低级烷氧基化的高级醇和醚,烷氧基化的直链脂肪醇,烷基多糖,季铵化合物,伯、仲、叔脂肪胺的盐,以及它们的组合47.一种液体洗涤剂使用溶液,该溶液包含约1重量份的权利要求1的组合物;和约10-300重量份的水48.如权利要求47所述的使用溶液,其特征在于,该溶液还包含表面活性剂系统49.如权利要求48所述的使用溶液,其特征在于,所述表面活性剂系统选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂,以及它们的混合物50.如权利要求47所述的使用溶液,其特征在于,所述使用溶液还包含抗微生物剂或者抗微生物剂混合物51.如权利要求47所述的使用溶液,其特征在于,所述使用溶液还包含酸活化或耐酸的酶52.如权利要求47所述的使用溶液,其特征在于,所述使用溶液的pH约为0.1-6
  • 技术领域
    本发明一般涉及浓缩的酸性洗涤剂组合物以及该组合物以浓缩液或稀释的使用溶液(use solution)进行清洁、消毒和从固体表面除垢的使用方法更具体地,本发明的酸性洗涤剂组合物包含脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐以及任选的低级烷基磺酸
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:非氯化的浓缩的全效酸性洗涤剂及其使用方法 对食品制品表面充分清洁是确保供给消费者的食品安全所必需的。在乳品加工业、食品生产和处理装置,包括食品和饮料工厂,特别是乳品加工区尤其是这样。从母牛获得新鲜牛奶后,必须立刻冷却和冷藏,以防止牛奶变质。因此,处理牛奶流体的管道系统在每次挤奶后必须清洁至少两次,以除去牛奶污物,防止在以后的挤奶操作时提供的新鲜牛奶被污染。参见图1,乳脂是由分布范围广的各种烷基三甘油酯组成。标以“1”、“2”或“3”的链长度分别表示含有一个、两个或三个不饱和碳-碳键的碳链。低级碳链(即,C8和更低)通常是水溶性的。然而,高级碳链(即,C10和更高)仅微溶于水或不溶于水。因此,为了清洁被乳脂结污的表面,普通的热水可以用来除去低级碳链脂肪,而对除去高级碳链脂肪需借助于某些类型的洗涤剂。除了乳脂外,牛奶还含有各种可溶的矿物质(如钙)和蛋白质(如酪蛋白和乳清)。在升高温度下乳蛋白质会变性并以多层牢固粘附在表面上。这些变性的乳蛋白质层很难除去。可溶的矿物质可以和乳蛋白质结合,形成水垢,也称作乳石。乳石一般不溶于普通的自来水和碱性系统,但在酸性条件能够溶解。通常使用无机酸和有机酸的酸溶液来除去这些水垢。即使从表面除去了乳脂、乳蛋白质和乳石,残留的微生物仍存在于表面。因此,必须进行特定的表面消毒,将微生物数量降低到公共卫生条例规定的安全水平或者实践证明是合理的水平。环境保护机构(EPA)条例规定,消毒后的表面应是首先进行清洁处理然后进行消毒处理,对特定微生物的数量降低率达到至少99.999%(降低5-log降低)的结果。对按照欧洲标准方法EN 1040证实可作为消毒剂或杀菌剂的产品,该产品必须证明在推荐的使用浓度下20℃接触5分钟后绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)(ATCC 15442,CIP 103467)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus auerus)(ATCC 6538,CIP 483)至少下降99.999%(减少105)。类似地,对按照欧洲标准方法EN 1276证实可用作食品接触表面的卫生消毒剂的产品,该产品必须证明,在模拟的清洁条件(0.3g/L牛白蛋白)或脏的条件(3g/L牛白蛋白)下,产品在推荐的使用浓度下20℃接触5分钟后,绿脓假单胞菌(ATCC15442,CIP 103467)、大肠杆菌(Escherichia coli)(ATCC 6538,CIP 54127)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538,CIP 483)和小肠肠球菌(Enterococcus hirae)(ATCC 10541,CIP 5855)的活菌计数(viable count)至少下降99.999%(减少105)。残留的食品污物作为能防护在污物层内的微生物免受生物杀灭剂或者直接化学交互作用进行的灭活消毒处理的物理屏障,可抑制消毒处理。完全的清洁方法必须解决这三个清洁问题(清洁、消毒和去垢),为所有食品加工表面提供卫生环境,尤其是乳品加工表面。食品加工工业中传统的清洁技术都是凭经验进行。例如,大多数的乳品采用原地清洁(clean-in-place)(CIP)的方法,该方法涉及用清洁溶液对被污染的设备表面进行冲洗。例如,设备用温水(110-120?)进行漂洗,然后用氯化的碱洗涤剂于160-175?进行热清洗,最后用无机酸类的组合物如磷酸、硫酸和硝酸的组合物进行冷酸漂洗。次氯酸盐或氯漂白通过对肽键的氧化分裂和水解能有效分级蛋白质。然而,在食品加工工业使用氯化的洗涤剂并不是没有问题。这种洗涤剂使聚合物垫片、软管和器具发生降解,因此腐蚀是一直被关注的一个方面。可利用的氯浓度最初时必须至少为75ppm,优选至少100ppm,以达到最佳的蛋白质膜去除(参见,WO9947631)。在小于50ppm的可得到的氯浓度,通过形成不溶的粘性氯-蛋白质而破坏已形成的蛋白质污物(参见,Journal of Dairy Science,53(2),248-251,1970)。在北欧国家,乳品业主如果使用未用氯化的清洁产品进行清洁的设备获得乳品,则能够获得奖金。此外,在洗涤剂溶液中的氯浓度不易保持和分析确定。氯除去蛋白质污物的效果随溶液温度和pH的下降而减小。而且,氯可以和有机物反应,形成致癌的含氯烃,如氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷以及氯乙烷。
因此,本领域确实需要一种非氯的酸性洗涤剂组合物,这种组合物能够对食品配制表面,尤其挤奶系统进行清洁、消毒和去垢。此外,还需要一种能够在独立一个步骤的清洗周期完成三个所有清洁过程(清洁、消毒和去垢)的洗涤剂组合物。


本发明解决了上述的问题并提供“全效(all-in-one)”的浓缩液体洗涤剂组合物,该组合物能够在独立一个步骤中用这样一种洗涤剂进行清洁、消毒和去垢。本发明的组合物包含在酸基质中具有通式R-NH-CH2CH2CH2NH2的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐,式中,R是取代或未取代的、直链或支链的、饱和或不饱和的C4-C22烷基。该基团优选尽可能密切对应于清洁的污物的脂肪烷基的分布。脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷优选衍生自天然来源如椰子、大豆、牛脂或人造黄油(oleo)来源。优选的烷基二氨基丙烷的盐包括通过在烷基二氨基丙烷中加入乙酸原位形成的乙酸盐。
本发明的洗涤剂以单一的组合物提供清洁、消毒和去垢的功能。洗涤剂组合物的优选实施方式还包含提供去垢和消毒作用的无机酸和有机酸的混合物。下面详细描述示例的无机酸和有机酸。此外,消毒剂组合物中优选包含消毒剂以提高消毒作用。还优选包含一种或多种其它组分,如表面活性剂、一种或多种的多价螯合剂(sequesterant)、增洁剂和螯合剂。还特别优选包含一定量的低级烷基磺酸(如甲磺酸)以进一步提高洗涤剂的清洁性能。
洗涤剂浓缩物能够用水稀释,形成使用溶液。浓缩物优选以约1∶10至1∶300的重量比,更优选约1∶100至1∶250的重量比进行稀释。按照浓缩物体积/溶液总体积表示使用溶液的例子约为0.3-1.0盎司/加仑。浓缩洗涤剂组合物的pH小于约4,优选为约0.1-4,更优选约0.75-3.5,最优选约1.0-2.5。稀释后的使用溶液的pH优选约为0.1-6.0,更优选约2.0-5.5。
二氨基丙烷洗涤剂还可以包含酸活化的或耐酸的酶以增加清洁功能。本发明优选使用的酶在上述pH范围具有高活性。示例的酸活化或耐酸的酶是选自以下的那些酶酸活化或耐酸的蛋白酶、酸性脂解酶(acid lipolase enzyme)、脂肪酶、耐酸性淀粉酶、纤维酶、酸过氧物酶,以及它们的组合。
由于本发明的洗涤剂能够与CIP系统一起使用,洗涤剂的泡沫是不希望的并且应尽可能多地减少。在泡沫并不是关注的事项的应用中可以使用高泡沫的表面活性剂。然而,优选的洗涤剂配方包含能迅速消除泡沫的低泡沫表面活性剂或者表面活性剂体系。如下面详细说明的,发现使用至少两种不同的表面活性剂产生协同作用。在使用双重表面活性剂系统的某些洗涤剂中的泡沫明显少于只使用两种独立的表面活性剂中的一种的洗涤剂的泡沫。因此,本发明提供了在洗涤剂组合物中添加脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐来减少酸性洗涤剂的泡沫的方法。
本发明洗涤剂能用于清洁食品加工装置、饮料装置和食品配制表面,尤其是被牛奶污物污染的表面。本发明的清洁方法一般包括提供如上所述的洗涤剂浓缩液并将其应用于表面。洗涤剂浓缩液优选在应用于表面之前进行稀释,形成使用溶液。该洗涤剂特别适合与食品加工和饮料装置,尤其是牛奶加工系统中的循环清洁系统(即CIP系统)一起使用。


图1所示是乳脂的烷基碳链分布图。
图2所示是乳脂的烷基碳链与各种烷基二氨基丙烷组合物的烷基碳链分布的图。
图3示出两种优选的表面活性剂在减少洗涤剂泡沫中的协同作用。
图4示出略微两种优选的表面活性剂在减少洗涤剂泡沫中的协同作用。

下面的实施例给出本发明的优选洗涤剂组合物及其制备方法和使用方法。然而,应理解,这些实施例只是为说明目的提供,不应被认为构成了对本发明总体范围的限制。
清洁方法下面的实施例中有一些涉及对本发明酸性洗涤剂的清洁效果的评价。样品的清洁效果是与可购得的氯碱洗涤剂进行比较。这些清洁试验中,使用一端有一个1/4英寸的孔的304不锈钢板、塑料板或玻璃板,测得板尺寸为3英寸×6英寸×0.0037英寸,这些板首先用氯-碱洗涤剂粉进行清洗,用水进行漂洗,用二甲苯,然后用异丙醇进行擦拭,之后在烘箱干燥(100-110℃,10-15分钟),确保溶剂完全蒸发。通过将刚性金属丝吊架连接到所述板孔,将板悬挂在烘箱内,不与烘箱或烘箱内的其它物件接触,然后,将干燥后的板从烘箱中取出,冷却至少20分钟。然后,小心处理这些板,避免与污物源接触,记录每块板的最初重量,精确至0.1mg。
然后,将蒸发的牛奶与等体积的去离子水一起倒入一个1L的烧杯中,对混合物进行搅拌,确保均质。将上述三个板的无孔一端放到烧杯底部,将另一端靠在烧杯侧壁上,将这些壁放入牛奶中。约7/8的板浸在牛奶中。板在牛奶中静置15分钟,然后在空气中进行排液5分钟。每块的侧面都用预先加热到90-100?的50ml 400ppm人造硬水进行漂洗。将漂洗用水小心倒在板的每一侧面上,与板上的所有结污区域接触。使漂洗水从每块板上排除,然后,将板挂在40℃的烘箱内进行干燥。然后,从烘箱中取出板,冷却至少15分钟。冷却之后,将板称重,记录每块板的重量,精确至0.1mg。每块板共进行污物沉积、漂洗、干燥和称重的周期五次,或者直到污物重量在10-15mg范围。
然后,结污的板在1L烧杯中用本发明的洗涤剂以及对照产品进行清洗。在该烧杯中放入约800ml人造硬水(23.5谷/加仑,400ppm水硬度,采用AOAC方法制备)与特定量的洗涤剂。所有进行试验的洗涤剂和对照液的用量都是0.5重量%(即,5g/L浓度),而氯碱洗涤剂粉的用量为0.2重量%(2g/L浓度)。除非特别指出,用热板将清洁溶液加热至60℃。在某些清洗周期中,通过将清洗温度降低到低于60℃和/或缩短清洗时间至小于8分钟,而采用应力清洗条件。
每块测试板首先浸在洗涤剂溶液中8分钟,通过磁力棒进行搅拌。清洗之后,将板从清洗浴中取出,立刻用自来水漂洗约5秒。然后,将板悬挂在40℃烘箱内约15分钟进行干燥。将板从烘箱中取出,在空气中冷却约30分钟,然后再称重。将清洗周期后的板重量与该清洗周期之前的结污板重量比较,计算除污百分量。每个清洗试验进行三次,将所得结果平均,获得除污百分数。
酸性洗涤剂配方本发明的液体组合物为酸性的,包含有机酸或无机酸或者两种酸都存在。所述酸可以是本领域技术人员已知的有机酸或无机酸,但是,优选使用弱有机酸和强有机酸的混合物(即,柠檬酸和甲磺酸)和弱无机酸和强无机酸的混合物(即,硝酸、硫酸和磷酸)或者任意的这种组合。柠檬酸与磷酸和甲烷硫酸的组合产生的清洁效果有了令人惊奇的提高。
优选的有机酸包括C1-C4弱羧酸。弱羧酸的例子包括乙酸、羟基乙酸、丙酸、羟基丙酸、a-酮基丙酸、柠檬酸、丁酸、扁桃酸、戊酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸、草酸、富马酸、己二酸或它们的混合物。
用于本发明洗涤剂配方的其它优选有机酸包括柠檬酸、马来酸、山梨酸、苯甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、α-羟酸如乙醇酸和乳酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、膦酸、辛基膦酸、丙烯酸、聚丙烯酸、天冬氨酸、聚天冬氨酸、p-羟基苯甲酸以及它们的混合物。特别优选柠檬酸。
适用于本发明洗涤剂的其它优选的有机酸是下面通式的亚氨基乙酸 式中,R1选自-(CH2)nCOOH、H、烷基、烷芳基、芳基、-(CH2)nCOOH、-CH[(CH2)nCOOH]2或-CH(COOH)-(CH2)nCOOH,其中,n为1-8;R2选自-(CH2)nCOOH、-CH[(CH2)nCQOH]2、-CH(COOH)-(CH2)nCOOH和-(CH2)nCOOH、-CH[(CH2)nCOOH]2或-CH(COOH)-CH2COOH,其中n为1-8。也可以使用这些酸的混合物。
还优选的有机酸是具有通式R1-SO3H的有机酸,其中R1是C1-C16烷基。
优选的无机酸包括包括诸如硫酸、硝酸、磷酸、氨基磺酸、盐酸以及它们的混合物的无机酸。氨基磺酸和磷酸也有助于对结污表面进行去垢。
本发明的洗涤剂组合物优选包含足够浓度水溶助长剂的相容酸,以提供pH约为0.1-6,更优选约0.15-5,最优选约0.2-3的使用溶液。术语“水溶助长剂的相容酸”表示所用的酸与组合物中使用的水溶助长剂相容,不会导致水溶助长剂或酸的降解或不稳定。示例的水溶助长剂的相容酸包括柠檬酸、磷酸、甲磺酸和氨基磺酸。磷酸是特别优选的酸,因为磷酸也能提供一定的水溶助长性,以稳定可加入洗涤剂中的非离子表面活性剂。磷酸和氨基磺酸也特别有利于对乳品管道进行清洁以溶解乳石的目的。
本发明的优选组合物包含约1-80重量%酸(有机酸或无机酸,或者它们的混合物),更优选包含约5-70重量%,还更优选约10-60重量%,最优选约15-50重量%的酸。除非特别指出,本文重量%百分数均以组合物的总重量为基准。
在表1示出的试验中,首先测试酸性洗涤剂配方(pH值小于3)的清洁效果,因为去垢需要酸性条件。这些组合物对牛奶污物能达到中等清洁效果,但是,氯碱洗涤剂对照组每次都未能达到酸性配方的效果。
表1酸性洗涤剂配方

酸活化的和耐酸的酶考虑到酸性洗涤剂的结果,测试使用酸活化的或耐酸的酶的类似配方,以决定酸组合物的清洁性能是否得到提高。酶用于清洁洗涤剂,具有许多优点,尤其是能够提供低温下的清洁功能,对不锈钢设备没有腐蚀性,在硬水条件下相对稳定,并且是可以生物降解的。酶是高化学选择性(chemo-selective),如果系统的工作pH和温度与酶的条件相匹配,则酶能高效运作,开发出其最大活性。因此,关于本发明,重要的是识别对牛奶污物有效并且在消毒和去垢所用的有机酸和无机酸中稳定的酸活化或耐酸的蛋白酶。
适合与本发明洗涤剂一起所有的示例的酸性蛋白酶是酸性真菌蛋白酶AFP2000(来自Genencor,源自选择的黑曲霉(Aspergillus niger)菌株)。AFP 2000蛋白酶的活性约为2000SAPU/g(通过光谱测定的(Sapectrometric)酸性蛋白酶单位/克)。在试验条件下,一个SAPU可释放1微摩尔酪氨酸/分钟。这种酸性酶的分子量约为43kDa,还包含淀粉酶、半纤维素酶和果胶酶的副活性(side activity)。AFP 2000蛋白酶的活性范围约为2.5-6.0,在约pH 3.0具有最佳性能。AFP 2000蛋白酶在约45-50℃的温度范围有效,在约48℃(118?)具有最佳性能。
酸性蛋白酶的另一个例子是Genencor的GC 106,这是一种酸性蛋白水解酶,其特点是能够在低pH条件下水解蛋白质。GC 106可由对黑曲霉选择性菌株进行控制发酵获得。GC 106蛋白酶的活性约为1000SAPU/g。GC 106蛋白酶的pH活性范围约为2.5-6.0,在pH约为2.5-3.5具有最佳性能。GC 106蛋白酶在最高约55℃(131?)温度最有效,在45-50℃(113-122?)具有最佳性能。
来自Valley Research(South Bend,Indiana)的Validase AFP是一种食品级的酸稳定性蛋白酶,对黑曲霉(Apergillus niger)进行控制发酵得到。这种产品的特点是能够在酸性环境中水解蛋白质。Validase AFP 2000(粉末形式)的活性为2000SAPU/g,Validase AFP 1000(液体形式)的活性为1000SAPU/g。Validase AFP的pH活性范围约为2.5-6.0,在pH约2.5-3.5具有最佳性能。Validase AEP的有效温度最高约55℃,在约45-50℃具有最佳性能。
另一种优选的耐酸性蛋白酶是一种真菌蛋白酶,由Solvay酶通过对活性约20,000-750,000HUT/g的米曲霉变种(Aspergillus oryzae var)进行控制发酵制备。HUT活性按照Novo Nordisk A/S(丹麦)公开的AF92/2方法进行测定。HUT是在40℃和pH 4.7下在30分钟期间消化变性血红蛋白形成水解产物的酶量,其等于0.006N HCl配制的1.10μg/ml酪氨酸溶液在275nm处的吸光度(吸光度=0.0084)。变性血红蛋白在特定条件下在0.5M乙酸盐缓冲液中被酶消化。未消化的血红蛋白用三氯乙酸沉淀,测定上清液中水解产物在275nm处的吸光度。
用于本发明的优选蛋白酶的剂量约为200-4,000HUT/L,更优选约500-3,000HUT/L,最优选650-2,000HUT/L。
酸性脂解酶或脂肪酶还可以与酸性蛋白酶组合使用。来自Valley Research的Validase Fungal Lipase 8000是一种纯化的食品级脂肪酶粉末,源自稻根霉(Rhizopus orzaye)(ATCC 1996)的选定菌株,其特点是能够水解甘油三酯。ValidaseFungal Lipase 8000的活性为8000LU/g,在最高约50℃有效,在40℃具有最佳活性。Validase Fungal Lipase 8000在约2.0-10.0的较宽pH范围内都有效,在pH约为6.5具有最佳性能。
本发明可使用的另一种优选脂肪酶是来自Bio-Cat,Troy,VA的酵母脂肪酶,这种酵母脂肪酶源自酵母皱褶念珠菌(Candida rugosa)。这种酶是一种食品级非特异性脂肪酶,通常用于脂肪改性。酵母脂肪酶标准化具有约200,000FIP/g活性,在pH约为4-8和约20-60℃温度具有广谱活性。一个单位的酶活性定义为标准脂肪酶制剂(国际真菌脂肪酶(FIP,Fungi Lipase-International)标准)在规定的测试条件下,等同于每分钟从橄榄油释放1微摩尔脂肪酸的量。比活性以国际FIP单位/mg酶制剂表示。
本发明的配方中也可以使用耐酸淀粉酶。这些酶包括活性约为300,000-1,500,000MWU/g的解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的α-淀粉酶,具体是来自Solvay Enzymes,Inc.的Tenase-1200、Tenase L-1200和Tenase L-340。
适用于本发明的酸性洗涤剂组合物的其它耐酸酶是Fungamyl淀粉酶、Novocor AD脂肪酶和诸如Celluzyme、Carezyme、Cellucast的纤维素酶;Guardzyme过氧化物酶,这些都能从Novo Nordisk A/S(丹麦)获得。
洗涤剂组合物可包含最多约20重量%酶,优选约0.5-10重量%,更优选约1-8重量%。优选的酶可选自酸性蛋白酶、酸性脂酶、酸性淀粉酶、酸性过氧化物酶或它们的组合。
表2至表2c列出本发明的酶促酸性洗涤剂。与表1列出的简单的酸性洗涤剂相比,许多组合物的清洁能力显著提高。
表2酶促酸性洗涤剂

表2a酶促酸性洗涤剂

表2a(续)酶促酸性洗涤剂

表2b酶促酸性洗涤剂

表2c酶促酸性洗涤剂

C12-C20脂肪烷基-1,3-二氨基内烷配方脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷也称作烷基-1,3-丙二胺、烷基-1,3-丙二胺和烷基-1,3-亚丙基二胺,通常由下式表示R-NH-CH2CH2CH2NH2,其中,R是C4-C22脂肪烷基,更优选是C8-C18脂肪烷基。
如下面试验所示,在洗涤剂配方中加入一定量的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷显著提高了洗涤剂配方对牛奶污物的清洁性能,尤其是在除去蛋白质膜方面缩短清洁性能。此外,发现在二氨基丙烷组合物中烷基碳链的分布与牛奶污物清洁效率之间存在一定的关系。表3示出对某些二氨基丙烷组合物中烷基碳链的分布和乳脂中烷基碳链分布。在图2示出对几种选定的二氨基丙烷组合物的比较。发现二氨基丙烷的碳链分布越接近乳脂的碳链分布,则对牛奶污物的清洁越有效。因此,最优选的烷基-1,3-二氨基丙烷是其烷基碳链分布与乳脂的烷基碳链分布密切匹配的那些。
表3乳脂/蛋白质和脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷的烷基碳链分布

乳脂和乳蛋白质中烷基的碳链分布范围为C4-C18,具有三个主要组分,即C14(9%)、C16(26%)和C18(45%)。如图2所示,牛奶污物的烷基中碳链分布与各种二氨基丙烷组合物一起叠加的,脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷的椰油基(coco group)在牛奶分布之外,而脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷的人造黄油、大豆和牛脂变化形式非常匹配。根据碳链分布的这种相配的类似性,预期这些相配的1,3-二氨基丙烷物质能高效清洁乳脂和蛋白质污物。实验室的清洁数据证实这种理论上的预测。源自椰油的1,3-二氨基丙烷和其相应的乙酸盐的性能良好,但是,基于大豆、人造黄油和牛脂的1,3-二氨基丙烷及其乙酸盐显示进一步提高了洗涤剂的清洁性能。
发现即使洗涤剂的加入量相对较少时洗涤剂仍提供了优良的清洁,在低至40℃甚至超过了氯碱洗涤剂。酸性洗涤剂组合物中烷基-1,3-二氨基丙烷量优选约为0.01-15重量%烷基-1,3-二氨基丙烷,更优选约为0.075-10重量%,还更优选约为0.10-8重量%最优选约为0.15-6重量%。
脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷可作为胺类使用,或者通过与低级烷基碳酸类如甲酸、乙酸或者其它有机酸反应转化为二胺盐。特别优选脂肪烷基-1,3-丙二胺的单乙酸盐和二乙酸盐(单独或者组合物)。单乙酸盐和二乙酸盐可以通过在加入其它组分之前将胺与控制量的乙酸混合,来原位制备。
优选的二氨基丙烷组合物可从Akzo Nobel以商品名DUOMEEN购得。DUOMEEN系列包括Duomeen?C(椰油烷基(Coco Alkyl))、Duomeen?CD(蒸馏的椰油烷基)、Duomeen?S(大豆烷基(Soya Alkyl))、Duomeen?SV(源自大豆烷基植物)、Duomeen?O(人造黄油烷基(Oleo Alkyl))、Duomeen?OL(人造黄油烷基)、Duomeen?T(牛脂烷基(Tallow Alkyl))。这些组合物也可以以二乙酸油、与乙酸形成的中和产物获得,如Duomac?T(牛脂烷基二乙酸盐)和Armohib?B-101。另外的二氨基丙烷组合物可从Clariant以商品名GENAMIN购得,这些组合物包括Genamin?OLP 100(油基丙二胺(Oleyl propylenediamine))、Genamin?TAP 100(牛脂烷基丙二胺)、Genamin?TAP 100D(牛脂烷基丙二胺,经蒸馏的)、Genamin?LAP 100(月桂基丙二胺)。还有一些二氨基丙烷组合物可从Corsicana Techlonogies以CORS胺商品名购得,如CORSAMINE?DC(椰油烷基)、CORSAMINE?DO(油基烷基)和CORSAMINE?DT(牛脂烷基)。
表4证实,同时包含酸性酶和脂肪烷基二氨基丙烷组合物的洗涤剂配方的清洁效果。如表中数据所示,这些组合物能高系清洁牛奶污物。
表4包含酶和脂肪烷基二氨基丙烷的洗涤剂配方

表面活性剂表面活性剂是洗涤剂中的重要组分,因为表面活性剂赋予洗涤剂有益的性质,如润湿、降低表面张力和辅助清洁。但是,许多表面活性剂在进行搅拌时会产生泡沫。在CIP系统,因为希望形成尽可能短的清洗时间,而不希望过量的泡沫或长时间的泡沫。CIP系统会由于对清洁洗涤剂搅拌和slug作用而容易产生泡沫。此外,蛋白质污物的本性也易于产生泡沫。因此,这些系统中重要的一点是选择不起泡或极低泡沫的表面活性剂。
本发明的洗涤剂配方优选使用的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和两性离子表面活性剂,或它们的混合物,这些表面活性剂在高酸性条件下在如氧漂白剂,尤其是过氧化物和过酸漂白剂存在下稳定。特别优选的水溶性有机阴离子型表面活性剂包括氧化胺、氧膦、亚砜、磺酸盐、硫酸盐和甜菜碱表面活性剂。特别优选的一类阴离子表面活性剂包括直链或支链单和/或二(C8-C14)烷基二苯醚单和/或二磺酸碱金属盐,可从Dow Chemical Company以商品名DOWFAX获得。其它优选的阴离子表面活性剂包括伯烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、芳烷基磺酸盐和仲烷基磺酸盐。阴离子表面活性剂的例子包括(C10-C18)烷基磺酸钠,如十二烷基磺酸钠,烷基磺酸钠如十六烷基-1-磺酸钠,和(C12-C18)烷基苯磺酸钠如十二烷基苯磺酸钠。还可以使用上述的相应的钾盐。
非离子型表面活性剂会降低洗涤剂的表面张力,提高被清洁表面的润湿性,并将污物溶解在本发明的洗涤剂中。优选的非离子型表面活性剂包括封端或未封端的聚低级烷氧基化的高级醇或其醚衍生物,其中醇或醚含有9-18个碳原子,低级烯化氧(2个或3个碳原子)的摩尔数为3-12。
适用于本发明的示例的烷基烷氧基化的醇或醚包括BASF商品名为PLURAFAC(脂肪醇烷氧化物)和LUTENOL(脂肪醇乙氧基化物)的水溶性或水可分散的非离子型表面活性剂。这些表面活性剂通常包含高级直链醇与环氧丙烷和环氧乙烷的反应产物。具体例子包括与6摩尔环氧乙烷和3摩尔环氧丙烷缩合的(C13-C15)脂肪醇,与7摩尔环氧丙烷和4摩尔环氧乙烷缩合的(C13-C15)脂肪醇。
优选的PLURAFAC表面活性剂包括Plurafac?LF-303(聚乙二醇醚)、Plurafac?LF-305(C8-C14烷基链)、Plurafac?S-305LF、Plurafac?SLF-18B(C6-C10乙氧基化直链醇)、Plurafac?SLF-18B45、Plurafac?LF-4030。非离子型表面活性剂的其它例子包括Shell Chemical Company的商品名为NEODOL的产品。这些表面活性剂是平均约12-15个碳原子的高级脂肪醇与6-7摩尔环氧乙烷的缩合产物。非离子型表面活性剂的另一些例子包括从Union Carbide以商品名TERGITOL和TRITON获得的产品,以及低泡沫的可生物降解的烷氧基化直链脂肪醇(BASF的商品名为POLY-TERGENT的产品)。
可用于本发明的其它示例的表面活性剂是具有含8-20个碳原子的疏水基团的烷基多糖表面活性剂。这些表面活性剂优选包含约10-16个碳原子(最优选约12-14)和约1.5-10糖单元(即,果糖基、葡糖基和半乳糖基单元以及它们的组合)。用于本发明的优选烷基多糖表面活性剂包括烷基聚葡糖苷(polyglucoside)表面活性剂(Henkel Corporation,商品名为APG的产品)。这些APG表面活性剂可以由通式(CnH2n+1)O(C6H10O5)xH表征。
用于本发明的阳离子型表面活性剂包括在溶解于本发明洗涤剂时带正电荷的包含氨基或季铵的亲水部分的那些。优选的季铵表面活性剂是季铵盐,包括氯化二烷基二甲铵和氯化三烷基甲铵,其中的烷基包含约10-22个碳原子。并都源自长链脂肪酸,如氢化的牛脂脂肪酸、椰子脂肪酸、人造黄油脂肪酸、大豆脂肪酸。示例的季铵盐包括氯化二牛脂二甲铵和氯化二牛脂甲铵。也可以使用伯、仲和叔脂肪胺的盐作为本发明洗涤剂中的阳离子型表面活性剂。这类胺的烷基优选包含约10-22个碳原子,并且可以是被取代或者未取代的。特别优选仲胺和叔胺,最优选叔胺。胺类的例子包括硬脂酰氨基(stearamido)丙基二甲基胺、二乙基氨基乙基硬脂酰胺、二甲基硬脂胺、肉豆蔻胺和乙氧基化硬脂胺。优选的胺盐是选自卤化物、乙酸、磷酸、硝酸、柠檬酸、乳酸和烷基硫酸的胺盐。
用于本发明的两性表面活性剂包括广义描述为脂族仲胺和叔胺的衍生物,其中脂族基团是直链或支链的的,一个脂族基团包含约6-18个碳原子,另一个脂族基团包含阴离子的亲水基团,如羧酸根、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。两性表面活性剂的例子包括3-癸基氨基丙酸钠、3-癸基氨基丙烷磺酸钠、月桂基肌氨酸钠,N-烷基牛磺酸,如衍生自十二烷基胺和羟乙磺酸钠。
用于本发明的两性离子表面活性剂包括源自脂族季铵、?、锍化合物的那些,其中,脂族基团是直链或支链的,至少一个脂族基团含有约8-18个碳原子,一个阴离子基团选自羧酸根、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
本发明的组合物优选包含约0-15重量%表面活性剂,还优选约0.10-15重量%,更优选约0.50-10重量%,还更优选约1.0-8重量%,最优选约2-6重量%。本发明的洗涤剂中可以使用两种或更多种表面活性剂的混合物,如下面所述,优选这种多表面活性剂的系统。
表5列出了包含各种优选的表面活性剂的几种二氨基丙烷洗涤剂配方。
表5添加了表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

洗涤剂泡沫试验(乳制品管道-CEP清洁系统)洗涤剂泡沫尤其对关键是快速清洁和漂洗的系统,特别是清洗周期约为6-8分钟的CIP系统是被关注的事项。进行了一系列的试验,以达到与洗涤剂配方相关的最佳泡沫量(即,尽可能多地减少泡沫量)。
在动态环境,使用500cc的气体清洗长型瓶进行泡沫试验,该瓶子装备有分散气体的玻璃管和帽(Corning 31770F-34Series)、F&P Precision Bore FlowratorTube#01-150/S-51801以及GE型5KH32EG115X气泵。软管从气泵出口通过流量计管连接到烧结的气体分散玻璃管。制备洗涤剂溶液,并将100mL洗涤剂溶液滗析到经校准的气体清洗瓶中,去盖。气泵的流速设定为2.0L/分钟,工作15秒。记录最初泡沫的净体积(总体积减去液体体积)。周期性地进行测定,直到所有泡沫破灭。
该试验使用400ppm硬水(HD)和去离子水(DIW)进行。最初,对单一表面活性剂和双重表面活性剂系统进行测试。这些测试结果列于表6至表8。如本文所用,DNMC代表在动态泡沫高度测试中以mL测得的动态泡沫高度。
表6有单一或双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表6(续)有单一或双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表6(续)有单一或双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表7有单一表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表8对有消泡的非离子表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂的评价

根据上面的结果,注意到,某些使用双重表面活性剂系统的洗涤剂配方,与使用两种表面活性剂脂肪中任一种的单一表面活性剂系统相比,泡沫较少。对这种现象进行试验,令人惊奇并且未曾预料地发现使用两种非离子的表面活性剂产生了协同的消泡作用。
图3和图4示出示例的双重表面活性剂系统,该系统显示,不仅泡沫在短时间内消失,最初的泡沫也快速分散。图3示出三种示例的洗涤剂配方一种配方包含4%Plurafac?LF-303,一种包含4%Plurafac?S305LF,还有一种包含2%的Plurafac?LF-303和Plurafac?S305LF。在动态泡沫试验中,在40℃,使用在硬水中0.5%浓度的洗涤剂,使用双重表面活性剂系统,减少泡沫的时间为任一单一表面活性剂减少泡沫时间的几乎一半。图4所示的试验与图3所示的试验基本上相同,除了Plurafac?S305-LF被Tergitol?MDS-42替代。在该试验中,双重表面活性剂减少泡沫的时间与单一表面活性剂的情况下相比缩短一半以上。因此,在酸性洗涤剂中使用两种表面活性剂的混合物时,产生减少泡沫的协同作用。
表9至表10列出本发明优选的一些双重表面活性剂的洗涤剂。
此外,在表10中列出的几种配方包含低级烷磺酸、甲磺酸、CH3SO3H。甲磺酸是一种强有机酸(pKa=-1.9),其特性是对许多重金属的溶解能力高。发现在洗涤剂配方中添加甲磺酸明显提高了洗涤剂的清洁性能,尤其是除去蛋白质膜的性能。甲磺酸和其金属盐在水中溶解度高,并且其腐蚀性小于其它强无机酸。甲磺酸是可以生物降解的并可以再生。甲磺酸的毒性一般低于氟硼酸和氟硅酸。
甲磺酸在水溶液中有助于溶解重金属和表面活性剂,并且对有机物的氧化性较低。
其它低级烷基(C1-C16)碳链的磺酸可以用于本发明的洗涤剂配方。除了甲磺酸外,其它优选的低级烷基磺酸包括乙磺酸、丙磺酸和丁磺酸。
本发明的酸性洗涤剂组合物优选包含约0-40重量%低级烷基磺酸,更优选约1-30重量%,还更优选约2-25重量%,最优选约5-20重量%。
表9有双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表9a有双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂配方

表10有双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂

表10(续)有双重表面活性剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂

抗微生物试验根据上面的结果,本发明作为全效洗涤剂的配方优选具有抗微生物功能。在食品加工工业,尤其是乳品加工业中,很重要的是对食品加工用设备进行消毒,以避免形成潜在有害的微生物,如革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌(如,绿脓假单胞菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和小肠肠球菌),这些细菌会污染乳产品。
本发明中优选使用抗微生物的有机酸的消毒剂。示例的抗微生物有机酸包括十二烷基苯磺酸、萘磺酸、苯甲酸和短链脂肪酸(如辛酸、癸酸、壬酸)、磺酸化油酸、水杨酸和α-羟酸(如,乳酸和乙醇酸)。本文中术语“短链脂肪酸”指一般有约4-15个碳原子,优选约6-12个碳原子,更优选8-10个碳原子的酸。在各优选实施方式中,使用C8-C9脂肪酸和C10-C12脂肪酸的混合物。另外的短链脂肪酸的例子包括辛酸(辛酸,C8烷基)、癸酸(癸酸,C10烷基)以及它们的混合物。特别优选辛酸和癸酸以58/40的混合物,还可含有少量己酸(商品名为EMERY 658生产的Cognis Oleochemicals。
传统的抗微生物剂如氯酚(如,对氯-间二甲苯酚(PCMX)和2,4,4-三氯-2-羟基二苯醚(Trichlosan))和氯己二炔可以与本发明一起使用。优选的与本发明一起使用的杀菌剂还包括无毒性的可生物降解的一元醇,选择的多元醇,芳族和脂族醇。优选的一元醇可选自异丙基、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苄基和烯丙基的醇,以及它们的混合物。优选的多元醇可选自丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、聚乙二醇400、甘油和1,4-丁二醇,以及它们的混合物。
非氯漂白剂,如氧漂白剂可以用作抗微生物剂。优选的氧漂白剂包括有机和无机的过氧漂白剂和过酸,如过氧化氢、活化的氢过氧化物类如过乙酸、用四乙酰基亚乙基二胺(TAED)活化剂活化的高硼酸钠、碱金属过碳酸盐。本文中术语“过氧化合物”指具有包含-O-O-结构的化学式的任何化合物。用于本发明的优选过酸具有以下通式结构R-COOOH,其中,R是C1-C18取代或未取代的,饱和或不饱和的,直链、支链或环状脂族的,烷基,或芳族部分。R取代基可包括-OH、-COOH、或杂原子(-O-、-S-等)部分,只要组合物的抗微生物性质不会明显受到影响。特别优选的过酸化合物选自以下过氧脂肪酸、单过氧羧酸或双过氧羧酸、过氧芳香酸、过乙酸、和过苯甲酸。通常,这些类型的消毒剂在较高清洗温度发挥最大的抗菌功能。
Bronopol(2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇)具有以下结构,Bronopol是一种广谱的抗微生物防腐剂,尤其对绿脓假单胞菌有效。
Bronopol是一种能在中性和碱性pH条件下分解出甲醛和溴化合物的释放甲醛的试剂。
其它优选的抗微生物化合物包括一些双胍产物,尤其是氢氯化聚(六亚甲基双胍)(poly(hexamethylene biguanide)hydrochloride)(PHMB)、氯己定二醋酸盐(chlorohexidine diacetate)(CHA)和氯己定二葡糖酸盐(chlorohexidinedigluconate)(CHG)。这些化合物是高效广谱的杀菌剂,可以从Avecia以商品名VENTOCIL获得。PHMB和CHG的化学结构通式如下。
其中,n平均=12氢氯化聚(亚甲基双胍)(PHMB) 氯己定二葡糖酸盐(CHG)特别优选用作本发明的抗菌剂的双胍配方包括含约20重量%pH约为4.0-5.0的PHMB的阳离子配方,和含约20重量%约为5.5-7.0的CHG的配方。
可以单独使用如氯化钠(NaCl)、碳酸氢钠(NaHCO3)、硝酸钠(NaNO3)、亚硝酸钠(NaNO2)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)、硫酸氢钠(NaHSO4)的无机盐作为抗微生物剂,或者与其它抗微生物剂组合使用。
组合物中可以添加螯合剂来提高杀菌活性和清洁性能。螯合剂的例子包括乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺四乙酸钠盐(Na4-EDTA)、膦酸、辛基膦酸、丙烯酸、聚丙烯酸、天冬氨酸、水杨酸、琥珀酸、酒石酸、抗坏血酸、苯甲酸、苯甲酸钠、p-羟基苯甲酸以及相应的酯衍生物(paraban)。
使用传统的防腐剂如戊二醛(Ucarcide)和季铵化合物,可以进一步提高化合物的抗菌效果。
本文所述的本发明洗涤剂组合物优选包含最多约20重量%抗微生物剂,更优选0.5-10重量%,还更优选约1-8重量%,最优选约1.5-6重量%。
表11列出本发明的两种组合物,一种组合物包含抗微生物剂(癸酸/辛酸与丙二醇的混合物),一种不含抗微生物剂,比较这两种组合物在不同温度和浓度下的牛奶污物清洁效率。两种组合物在较高清洗温都能提供优良的清洁。
表11具有消毒剂和不含消毒剂的脂肪烷基二氨基丙烷洗涤剂之间的比较

杀菌效果试验在下面的实例中,采用基本杀菌活性(Basic Bactericidal Activity)-欧洲标准EN 1040以及在食品、工业、家庭和工业领域使用的化学消毒剂和杀菌剂的杀菌活性-欧洲标准EN 1276,测定本发明的几种消毒剂配方的杀菌活性。
欧洲标准EN 1040提出悬浮测试方法,用来确定化学消毒剂或杀菌剂在推荐的浓度使用时是否满足某些特定的最低抗微生物标准。该标准主要涉及农业产品。如果一种产品满足达到控制目的的最低测试要求,则认为该产品具有杀菌功能。该产品必须证明在对绿脓假单胞菌(ATCC 15442)和金黄色葡萄球菌(ATCC6538)的活菌计数中减少105(减少5log,即,减少99.999%)。
在该试验中,将细菌的悬浮液加入进行测试的消毒剂配方的试样中。混合物保持在20℃。特定接触时间(5分钟)后,取等分部分,采用验证方法(即,通过稀释-中和法)立刻中和或抑制该部分中的细菌活性。使用的中和组合物包含3g卵磷脂,30g聚山梨醇酯80、5g硫代硫酸钠、1g L-盐酸组氨酸(histidine chlorhydrate)、30g皂苷、蒸馏水质量至500mL、10mL 0.25M磷酸盐缓冲剂,蒸馏水质量至1000mL。
表12至表21示出按照本发明制备的许多不同组合物进行EN 1040测试的结果。值得注意的是,EN 1040试验在20℃进行,而在实践中,洗涤剂组合物在较高温度(优选约60℃)使用。因此,一种洗涤剂配方即使没有通过EN 1040试验,但在较高温度下使用时仍能达到5log的微生物减少。
表12洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表12(续)洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表13洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表13(续)洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表14洗涤剂清洁性能和杀菌数据


表15洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表16洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表17洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表18洗涤剂清洁性能和杀菌数据


表19洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表20洗涤剂清洁性能和杀菌数据

表21洗涤剂清洁性能和杀菌数据

评价化学消毒剂和杀菌剂的杀菌活性的另一种更严格的标准是欧洲标准EN1276。该标准一般应用于以下领域(a)动物来源的食品(牛奶和乳产品,肉和肉制品,鱼,海产品和相关产品,蛋和蛋产品,动物食品)的加工、分配和零售;(b)植物来源的食品(饮料,水果,蔬菜和衍生物,面粉,制粉和烘焙的,动物食品);(c)工业和家庭区域(公共饮食设施、公共区域、学校、托儿所,商店,运动场,废物容器,旅馆,住处,医院的临床不敏感区域,办公室);和(d)其它工业应用(包装材料,生物工艺-酵母,蛋白质,酶,药物,化妆品和化妆用具,纺织品,航天工业,计算机工业)。
一种产品要通过这种试验过程,该产品必须满足以下的最低标准。用20℃硬水稀释并暴露5分钟时间后,在清洁的条件(0.3g/L牛白蛋白)或者污染的条件(3g/L牛白蛋白)下,该产品必须证明对四种选定的参考菌种绿脓假单胞菌(ATCC15442)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)、大肠杆菌(ATCC 10536)和小肠肠球菌(ATCC 10541)的活菌计数降低105(减少5log,即,减少99.999%)。
进行该试验中,将细菌的悬浮液加入进行测试的消毒剂配方的试样中。混合物保持在20℃。特定接触时间(5分钟)后,取等分部分,采用验证方法(即,通过稀释-中和法)立刻中和或抑制该部分中的细菌活性。使用的中和组合物包含3g卵磷脂,30g聚山梨醇酯80、5g硫代硫酸钠、1g L-盐酸组氨酸、30g皂苷、蒸馏水质量至500mL、10mL 0.25M磷酸盐缓冲剂,蒸馏水质量至1000mL。
在不同的测试条件下对两种不同的洗涤剂配方(表10中的配方136和139)进行测试。结果列于表22。
表22按照欧洲标准EN 1276测试时微生物减少

多价螯合剂(sequestrant)、增洁剂和螯合剂洗涤剂组合物中可使用多价螯合剂、增洁剂和螯合剂,对水进行软化或处理,并防止形成沉淀物或其它盐。通常,多价螯合剂能与通常在工厂用水中发现的金属离子进行络合或配合,因而防止金属离子干扰该组合物中的洗涤剂的功能。
水溶性增洁剂和多价螯合剂能提高洗涤剂尤其在硬水条件下的清洁性能。优选的增洁剂包括碱金属盐,尤其是碱金属多磷酸盐,如碱金属焦磷酸盐(如,焦磷酸四钠或焦磷酸四钾),碱金属三磷酸盐(如,无水或水合的三多磷酸(tripolyphosphate)钠或三多磷酸钾),碱金属偏磷酸盐(如,六偏磷酸钠或六偏磷酸钾)和碱金属正磷酸盐(如,正磷酸三钠或正磷酸三钾)。
在本发明的洗涤剂组合物中还可以使用无机或有机的非磷酸盐的洗涤剂增洁剂盐。优选的无机非磷酸盐的增洁剂盐选自以下碱金属硼酸盐、碳酸盐和碳酸氢盐,水不溶的铝硅酸盐和沸石,它们的晶体和无晶形物。无机非磷酸盐的增洁剂盐的例子包括四硼酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、倍半碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、钠沸石和钾沸石。优选的有机非磷酸盐的增洁剂和多价螯合剂盐包括多羧酸和次氮基乙酸(nitriloacetic acid)的碱金属盐。无机非磷酸盐的增洁剂盐的例子包括柠檬酸单钠、二钠和三钠,以及乙二胺四乙酸四钠(EDTA-Na4)。也可以使用碱金属多磷酸盐与常规有机和/或增洁剂盐的混合物。
优选提供用任何辅助增洁剂如碱金属多羧酸盐(即,柠檬酸和酒石酸的碱金属盐)来补充任何多磷酸盐的增洁剂盐。优选柠檬酸钠盐。
任选地,分子量约为1,000-100,000,更优选约2,000-80,000,最优选约4500的低分子量非交联的聚丙烯酸酯可与增洁剂一起使用。特别优选丙烯酸和甲基丙烯酸均聚物的水溶性盐。该水溶性盐可以是碱金属盐,如钾盐或钠盐,铵盐,或取代的铵盐。所述盐可以是部分中和或者完全中和的形式。示例的低分子量非交联的聚丙烯酸酯可以从Rohm and Hass以商品名ACUSOL.Acusol?445N获得,特别优选分子量约为4,500的聚丙烯酸酯。
丙烯酸均聚物和马来酸/烯烃共聚物的混合物也可以用作非交联的聚丙烯酸酯。该共聚物可源自取代或未取代的马来酸酐和低级烯烃来替代全部或部分环状酐。马来酸酐优选具有下面结构式
式中,R3和R4独立地选自H、(C1-C4)烷基、苯基、(C1-C4)烷基苯基和苯基(C1-C4)亚烷基。低级烯烃组分优选是(C1-C4)烯烃,如乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯或异丁烯。这些共聚物的分子量约为1000-100,000,优选约1000-15,000。特别优选Acusol?460N,该产品的分子量约为15,000。其它示例的共聚物包括Sokalan?CP 45(来自BASF,是甲基丙烯酸与马来酸酐的共聚物的部分中和的钠盐),Sokalan?CP5(完全中和的盐)。这些水溶性的非交联聚丙烯酸酯聚合物可以单独使用或组合使用,其用量为洗涤剂组合物的0-10重量%。
还可以由有机多羧酸如柠檬酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸/马来酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚天冬氨酸、次氮基三乙酸(NTA)和多膦酸的混合物提供增洁剂的功能。
本发明的组合物通常包含0-30重量%,更优选约1-25重量%,最优选约2-15重量%增洁剂或者多价螯合剂。
在洗涤剂组合物中优选使用螯合剂或螯合剂的混合物来控制硬水。螯合剂用量约为0-10重量%,优选约0.01-5重量%。优选的螯合剂包括磷酸盐螯合剂,如乙烷1-羟基二膦酸碱金属盐(alkali metal ethane l-hydroxydiphosphonate)(HEDP)、聚亚烷基磷酸盐(poly alkylene phosphonate)和氨基磷酸盐化合物如氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、次氮基三亚甲基膦酸盐(nitrilotrimethylene膦酸酯)(NTP)、乙二胺-四亚甲基膦酸盐和二亚乙基三胺五亚甲基膦酸盐(diethylene triaminepentamethylene phosphonate)(DTPMP)。膦酸盐化合物的可以酸形式或者盐形式存在。特别优选的膦酸盐螯合剂是二亚乙基三胺五亚甲基膦酸盐(DTPMP)和乙烷1-羟基二膦酸盐(HEDP),它们可以从Monsanto以商品名DEQUEST获得。可用于本发明洗涤剂组合物的可生物降解的螯合剂的例子是乙二胺-N,N-二琥珀酸,或其碱金属和碱土金属的盐。
在此可使用的优选螯合剂的另一种类型包括氨基羧酸盐,如乙二胺四乙酸(EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)和丙二胺四乙酸(PDTA),可以是酸形式,或者其相应的碱金属和碱土金属盐(即,EDTA-Na4)。另外优选的羧酸盐螯合剂包括水杨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙二酸、聚天冬氨酸、柠檬酸盐、丙烯酸盐(acrylate)、聚丙烯酸酯,或它们的混合物。
水溶助长剂或加溶剂/偶联剂水溶助长剂或加溶剂可以与酸性洗涤剂组合物一起使用,以使任何短链脂肪酸和其它可分散的有机物如非离子表面活性剂在一定温度范围溶解于溶液。水溶助长剂或加溶剂组分优选是非离子物质或阴离子物质。优选的阴离子表面活性剂包括烷烃-磺酸盐,如碱金属的烷烃磺酸盐和二磺酸盐,烷基硫酸盐,直链烷基苯或萘磺酸盐,α-烯烃磺酸盐,仲烷烃磺酸盐,烷基醚硫酸盐或磺酸盐,烷基磷酸盐或膦酸盐,二烷基磺基琥珀酸盐,二烷基磺基琥珀酸酯,以及糖酯如山梨脱水山梨醇酯就C8-C10烷基葡糖苷。在允许一定量泡沫的应用中可以使用甚至高泡沫的水溶助长剂,如C8、C10、C12烷基磺酸盐的衍生物。
另外允许的水溶助长剂包括芳基磺酸盐,如碱金属的芳基磺酸盐和二磺酸盐,二甲苯磺酸钠、枯烯磺酸钠、萘磺酸钠、甲苯磺酸钠和苯磺酸钠。特别优选1-辛烷磺酸钠和1,2-辛烷二磺酸钠的混合物。
上述的某些水溶助长剂混偶联剂的另外的益处是能在低pH独立地显示抗菌活性。当然,这增加了本发明的效果,但并不是选择适当偶联剂时采用的主要标准。因为脂肪酸和α-羟酸在质子化中性态存在,提供了主要的杀菌活性,因此偶联剂应根据其提供在基本不溶的脂肪酸与微生物之间的有效互作用的能力来选择,这是本发明组合物所要控制的,而不是根据独立的抗微生物活性来选择。还发现磷酸能使可分散的有机物如非离子表面活性剂增溶。
浓缩洗涤剂配方中,水溶助长剂的用量优选为约0-50重量%,更优选约5-45重量%,最优选约8-40重量%。
消泡和防沫剂在需要避免过量泡沫的那些应用中(即,CIP系统)中,可以使用防沫剂或消泡剂使主要的表面活性剂减少泡沫形成或使形成的泡沫快速破灭。优选的消泡剂包括通过亲水性烯化氧基团与脂族或烷基芳族的疏水性化合物的缩合形成的化合物。消泡剂的例子包括醇类或烷基酚类与环氧乙烷的聚环氧乙烷缩合物(如,醇或具有直链或支链结构的约5-15个碳原子的烷基的烷基酚的缩合产物)。环氧乙烷的存在量优选为每摩尔醇或烷基酚有约10-60摩尔的环氧乙烷。这种化合物中的烷基取代基可源自聚合的亚丙基、亚丁基、亚异丁基和二亚异丁基。
另外优选的防沫剂包括烷基磷酸酯,如单烷基、二烷基和三烷基磷酸酯。这种磷酸酯通常是由C8-C12脂族直链醇制备的。优选的另一种类型的抑泡剂是具有下面通式的烷基磷酸酯 式中,R5和R6独立地是C12-C20烷基或乙氧基化烷基部分。烷基磷酸酯在洗涤剂组合物中的用量一般约为0-1.3重量%,更优选约0.20-1.0重量%。其它优选的消泡剂包括以商品名DEHYPON、S YNPERONIC和DOWFAX销售的醇烷氧化物。包括烷基化的聚硅氧烷,如聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚二丁基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷、二甲基硅烷化(silanated)二氧化硅、三甲基硅烷化二氧化硅和三乙基硅烷化二氧化硅的硅防沫剂也可以用于清洁剂组合物。这些硅试剂的用量优选约为0-2重量%,更优选约0.20-1.5重量%。
通常,本发明的组合物包含约0.0-20重量%,更优选约0.2-15重量%,最优选约1-10重量%的消泡剂。
其它组分本发明洗涤剂中的平衡量(即,加至100重量%)是水,优选去离子水。有机溶剂如乙醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇可用于非水性系统或者与水组合用于水性系统。但是,可以包含其它组分,如香水/香料、防腐剂、着色剂、溶剂、缓冲剂、稳定剂、自由基捕获剂、污物悬浮剂、晶体生长抑制剂、污物释放剂、分散剂、染料和颜料,只要这些组分在高酸性环境中稳定。


提供了一种非氯化的浓缩的酸性洗涤剂组合物及其使用方法。更具体地,该酸性洗涤剂包含一定量的脂肪烷基-1,3-二氨基丙烷或其盐以及任选的烷基磺酸。该洗涤剂形成可用于结垢表面,特别是被牛奶污物和其它食品污物污染的表面的全效的清洁、消毒和除垢组合物。



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