ADSORCIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES DERIVADOS DE MATERIA ORGÁNICA.

El uso de ZSM-5 dopado con paladio para adsorber compuestos orgánicos volátiles (VOC) derivados de materia orgánica en el que la relación Si:

Al del ZSM-5 es menor que o igual a 100:1 y en el que los VOC se adsorben a una temperatura de -10ºC a 30ºC

La presente invención se refiere a la adsorción de compuestos orgánicos volátiles (VOC) derivados de materia orgánica. Más particularmente, la materia orgánica puede ser productos orgánicos perecederos, tales como alimentos.

Los VOC son una clase de compuestos de amplia utilidad que incluyen contaminantes ambientales tales como ciertos componentes de gases de escape de vehículos, disolventes y gases de aerosoles, pero también incluyen una variedad de compuestos que se derivan de materia orgánica. Un ejemplo de un VOC derivado de materia orgánica es etileno, una hormona vegetal que produce la maduración, aunque otro ejemplo es trimetilamina, un gas que comúnmente emite el pescado cuando se descompone.

La eliminación de VOC derivados de materia orgánica es de interés para una diversidad de aplicaciones. La adsorción de etileno puede prevenir la maduración y reblandecimiento, pérdida de color, pérdida de hojas y germinación indeseados que tienen lugar en frutas y verduras, también se sabe que previene el deterioro prematuro de productos hortícolas y otros alimentos, y puede ayudar a eliminar olores desagradables.

Se han usado diversos procedimientos para oxidar o quemar VOC usando Pt en Al2O3 o KMnO4. Sin embargo, aunque estos sistemas son eficaces para la eliminación de VOC, tienen desventajas relacionadas con su uso. Pt en Al2 O3 funciona por medio de la combustión catalítica de etileno a temperaturas elevadas, por lo tanto, Pt en Al2O3 se tiene que usar en una unidad calentada separada de la fuente de los VOC (véase, por ejemplo el documento GB 2 163 637 A y lel documento US 4.331.693). KMnO4 no puede eliminar los VOC de forma eficaz de ambientes húmedos (véase el Ejemplo 4). Como la materia orgánica, tal como alimentos, no se puede calendar si ser alterada y de forma inherente rezuma humedad, tales sistemas no son adecuados para usar en la eliminación de VOC derivados de material orgánica.

Otros procedimientos usados para eliminar VOC son adecuados para usar a temperaturas más bajas; éstos incluyen el uso de soportes de área de superficie elevada, normalmente junto con un promotor, para la adsorción de VOC. Por ejemplo, el documento JP 2–261341 desvela la adsorción de etileno de compartimentos de almacenamiento refrigerados, el documento JP 2–233381 desvela una película de adsorción de etileno y el documento JP 2000– 004783 desvela un producto combinado absorbedor de etileno, desodorizador y anti–bacteriano para usar en un refrigerador. Los materiales de soporte específicos no se desvelan en ninguna de estas publicaciones, en su lugar, se indican óxidos de metal y carbono como generalmente adecuados para usar en forma de soportes. El documento GB 2 252 968 A se refiere a un adsorbedor que comprende una sepiolita en combinación con una zeolita, y opcionalmente un metal seleccionado de metales del grupo del platino, metales del grupo del hierro, metales del grupo I, metales del grupo VII y tierras raras. Las zeolitas más preferidas para usar en la invención descrita en el documento GB '968, son silicalitas ya que su contenido en alúmina es casi cero.

El documento EP947236A1 (Engelhard Corporation) se refiere a un material trampa de hidrocarburo catalizado y un procedimiento para realizarlo. El material comprende un componente de paladio dispersado en un soporte de óxido inorgánico refractario tal como alúmina, y una zeolita que tiene propiedades desorbentes y adsorbentes de hidrocarburos que responden a la temperatura y que tiene un componente de plata dispersado en éste para potenciar las propiedades de adsorción de hidrocarburos.

El documento EP755714A2 (General Motor Corporation) se refiere a un adsorbedor y catalizador de encendido rápido combinados que comprende zeolitas y óxidos en combinación con metales nobles o preciosos con intercambio de iones.

El documento EP1525802A (Perlan Converting AG) se refiere a la adsorción de etileno para el control de la maduración de fruta y verduras. El adsorbedor puede ser una zeolita.

En la actualidad los inventores han desarrollado un sistema de catalizador capaz de eliminar VOC derivados de materia orgánica a temperatura ambiente, o temperaturas a las que los productos orgánicos, tales como alimentos, se enfrían o se refrigeran para prolongar su vida útil, por medio de la adsorción de dichos gases de forma más eficaz que por medio de los sistemas desvelados en la técnica anterior.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona el uso de ZSM–5 dopado con paladio para adsorber VOC derivados de materia orgánica, en el que la relación Si:Al del ZSM–5 es menos o igual a 100:1 y en el que los VOC se adsorben a una temperatura de –10ºC a 30ºC. De manera opcional, la relación Si:Al del ZSM–5 es de 22:1 a 28:1.

Al menos una proporción de los VOC adsorbidos se puede convertir en compuestos secundarios después de la adsorción en el ZSM–5 dopado.

En una realización, la materia orgánica está constituida por productos orgánicos perecederos, tales como artículos alimentarios y productos hortícolas. Los artículos alimentarios pueden comprender fruta y/o verdura. Los productos hortícolas pueden comprender plantas y/o flores cortadas.

En otra realización, la materia orgánica comprende residuos. Tales residuos pueden incluir residuos de cocina tales como desperdicios de la comida, que producen olores desagradables a su descomposición.

La materia orgánica de la que se derivan los VOC puede estar contenida dentro de un recipiente

o envase de almacenamiento, de tal forma que el ZSM–5 dopado tiene un entorno cerrado o semi– cerrado dentro del cual adsorbe los VOC. En el caso de productos orgánicos perecederos, el recipiente o envase de almacenamiento probablemente sea el recipiente o envase en el que están contenidos los productos, por ejemplo cajas usadas para almacenar los productos durante el transporte o el envase en el que se mantienen los productos en exposición antes de su compra. En otra realización, el ZSM–5 dopado se incorpora en, o en parte de, el propio recipiente o envase de almacenamiento. En una realización adicional, el el ZSM–5 dopado se incorpora en una etiqueta que comprende un sustrato para la inserción y retención dentro de un recipiente o envase de almacenamiento.

Si los productos orgánicos perecederos comprenden artículos alimentarios, el ZSM–5 dopado puede estar envasado de forma que prevenga el contacto directo con el alimento, por ejemplo, detrás de una capa barrera permeable al gas. La capa barrera permeable al gas puede formar parte de un sobre o etiqueta que encierra el ZSM–5 dopado en polvo o la capa permeable al gas se podría fijar en la parte superior de una capa de tinta que comprende el ZSM–5 dopado. La tinta se podría fijar en una superficie interna del recipiente o envase de almacenamiento por medio de la impresión, colado, aplicación de rodillo, cepillado, pulverización o técnicas similares. De forma adicional, como la capacidad de adsorción del ZSM–5 dopado es moderadamente sensible a la presencia de agua (véase ejemplo 4), el ZSM–5 dopado se puede envasar con un material adsorbente de agua, tal como gel de sílice.

Sin embargo, si la fuente de VOC es residuos, el recipiente o envase de almacenamiento puede ser un receptáculo de residuos.

De forma común, el ZSM–5 dopado estará en partículas y se envasará sin apretar, tal como dentro de un sobre (véase arriba). De forma alternativa, las partículas se pueden asociar con otro objeto, tal como estando incorporado en un recipiente de almacenamiento, incorporado en una tinta (véase arriba)

o simplemente revestido en otro objeto, por ejemplo un monolito de metal o de cerámica, tal como los usados en forma de vehículos catalizadores. También se pueden usar otras formas de sustratos con caída de presión baja, tales como los usados en forma de vehículos catalizadores. En otra realización, el ZSM–5 dopado está en forma de extruidos, pastillas, comprimidos, granos o gránulos. El ZSM–5 se puede dopar antes o después de formarse en tales extruidos, pastillas, comprimidos, granos o gránulos.

Otros procedimientos para usar la presente invención se pueden usar en circunstancias apropiadas.

Una ventaja relacionada con esta invención es que los VOC se pueden adsorber a temperaturas relativamente bajas, tales como en el intervalo entre −10°C y... [Seguir leyendo]

1. El uso de ZSM–5 dopado con paladio para adsorber compuestos orgánicos volátiles (VOC) derivados de materia orgánica en el que la relación Si:Al del ZSM–5 es menor que o igual a 100:1 y en el que los VOC se adsorben a una temperatura de -10ºC a 30ºC.

2. El uso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la relación Si:Al ratio del ZSM–5 es de 22:1 a 28:1.

3. El uso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la materia orgánica está constituida por productos orgánicos perecederos.

4. El uso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los productos orgánicos perecederos comprenden artículos alimentarios.

5. El uso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los artículos alimentarios comprenden fruta y/o verduras.

6. El uso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los productos orgánicos perecederos comprenden productos hortícolas.

7. El uso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que los productos hortícolas comprenden plantas y/o flores cortadas.

8. El uso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la materia orgánica comprende residuos.

9. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la materia orgánica está contenida en un recipiente o envase de almacenamiento.

10. El uso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el ZSM–5 dopado está incorporado en, o en parte de, el recipiente o envase de almacenamiento.

11. El uso de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el ZSM–5 dopado está incorporado en una etiqueta que comprende un sustrato para la inserción y retención dentro del recipiente o envase de almacenamiento.

12. El uso de acuerdo con la reivindicación 9, 10 u 11, en el que el recipiente o envase de almacenamiento es un receptáculo de residuos.

13. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que los VOC comprenden etileno.

14. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que los VOC comprenden formaldehído y/o ácido acético.

15. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el paladio comprende del 0,1% en peso al 10,0% en peso, en base al peso total del ZSM–5 dopado.

16. El uso de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el paladio comprende del 0,5% en peso al 5,0% en peso, en base al peso total del ZSM–5 dopado.

17. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que los VOC se adsorben hasta un nivel de menos de o igual a 0,10 ppm.

18. El uso de acuerdo con la reivindicación 17, en el que los VOC se adsorben hasta un nivel de menos de o igual a 0,05 ppm.

19. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el ZSM–5 se calienta a 250°C durante 30 minutos en aire para liberar los VOC adsorbidos en el ZSM–5 y cualquier compuesto secundario presente, regenerando de esa forma el ZSM–5 dopado para un uso adicional.

20. El uso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el ZSM–5 dopado se usa con un indicador de VOC.