SOLUCIONES DE PERÓXIDO ACTIVADAS Y PROCESO PARA SU PREPARACIÓN.

Solución acuosa biocida activada conteniendo un 0,1 a 20% (p/p) de peróxido de hidrógeno obtenible sometiendo una solución de 0,

1 a 20% (p/p) de peróxido de hidrógeno en agua desmineralizada, destilada o químicamente pura a un proceso de descarga eléctrica no térmica, donde dicha solución biocida activada tiene un pH en la gama de 2 a 4, un potencial de oxidorreducción (POR) en la gama de 400 a 600 mV, y la solución, cuando tiene un contenido de peróxido en la gama de 0,1% a 5% (p/p), tiene una conductividad en la gama de 100 a 450 Siemens/cm, preferiblemente 100-350 Siemens/cm, y la solución, cuando tiene un contenido de peróxido en la gama de 5% a 20% (p/p), tiene una conductividad en la gama de 100 a 350 Siemens/cm

La presente invención se refiere a soluciones de biocidas seguros y respetuosos con el medio ambiente comprendiendo peróxido de hidrógeno.

El peróxido de hidrógeno (H2O2) es conocido por poseer amplias propiedades germicidas con una capacidad para matar organismos mediante acción oxidante. A concentraciones inferiores (p. ej., por debajo de un 6%), es seguro de manejar y se le considera respetuoso con el medio ambiente porque se descompone fácilmente en oxígeno y agua. Una desventaja es que a tales concentraciones inferiores su índice de desinfección o su capacidad letal puede ser más bien baja. Aunque el índice de desinfección o capacidad letal se puede aumentar simplemente mediante el aumento de la concentración de H2O2, esto va en detrimento de la seguridad porque soluciones de H2O2 más concentradas son también fuertes agentes oxidantes. Por ejemplo, en concentraciones aproximadamente por encima de un 8% (p/p) de solución acuosa, el peróxido de hidrógeno es considerado corrosivo, irritante y blanqueante.

Un ácido hidrosoluble se puede combinar con H2O2 para mejorar su eficacia. Este enfoque ha sido usado por algunos fabricantes de desinfectantes basados en peróxido, que han adicionado un segundo agente activo al H2O2, especialmente un ácido tal como ácido fosfórico, ácido peracético, ácido acético, un ácido alimentario, ácido benzoico, mezclas de diferentes ácidos. No obstante, estas combinaciones de peróxido y ácido aún requieren tiempos de contacto relativamente largos para conseguir una desinfección de nivel alto (p. ej., más de 5 minutos) y son frecuentemente corrosivas. También tienen una compatibilidad material pobre debido a su pH muy bajo (típicamente inferior a 2) y su capacidad oxidante. Muchos de estos ácidos no son sólo peligrosos para el medio ambiente, sino que también dejan residuos nocivos para el medio ambiente. Así, para superar la eficacia lenta de mezclas de peróxido, mezclas de peróxido descritas como agentes de desinfección, solución biocida o agente de sanitización necesitan la adición de ácidos orgánicos o inorgánicos para reducir el pH a niveles que hagan que el peróxido de hidrógeno esté activo en concentraciones inferiores. Tiempos más cortos de desinfección han sido proporcionados para formulaciones que combinan un ácido tal como ácido succínico con un nivel más alto de peróxido, por ejemplo 13,4%, anulando así la característica de seguridad atractiva de una solución de H2O2 más diluida.

La mayoría de las mezclas, si no todas, basadas en peroxígeno usadas para la limpieza y desinfección experimentan bien tiempos de contacto largos poco prácticos o bien concentraciones de peróxido de hidrógeno altas e inviables.

El objetivo de la presente invención es proporcionar soluciones biocidas a base de peróxido de hidrógeno de baja concentración que muestran una actividad biocida práctica sin la necesidad de añadir mezclas químicas complejas para conseguir una utilidad práctica de las soluciones.

El solicitante descubrió que sometiendo una solución de peróxido de hidrógeno a una descarga eléctrica no térmica, tal como una descarga de plasma o una descarga en corona, fue posible alcanzar tiempos de contacto prácticos de la solución resultante sin la necesidad de añadir productos químicos peligrosos o usar niveles excesivamente altos y corrosivos de peróxido de hidrógeno.

WO 02/059046 describe el uso de tecnología de descarga luminiscente para producir agua activada que tenga una actividad germicida, aunque más bien baja. Esta activación garantiza la generación de, por ejemplo, peróxidos en el agua. No obstante, el peróxido de hidrógeno y los compuestos de superóxido de esta agua activada típicamente no alcanzan un nivel por encima de aproximadamente 0,05%. Esto se debe a que una exposición prolongada a una descarga eléctrica también degrada el peróxido de hidrógeno formado. Este nivel de peróxido de hidrógeno es demasiado bajo como para proporcionar un desinfectante eficaz.

El solicitante descubrió que sometiendo soluciones de peróxido de hidrógeno a una descarga eléctrica no térmica, tal como una descarga de plasma o una descarga en corona, era posible obtener una solución de peróxido activada con una actividad biocida sorprendentemente más alta que una solución de peróxido común con la misma concentración de H2O2. Sorprendentemente, el tiempo de proceso para obtener tal solución de peróxido activada fue sustancialmente más corto que el tiempo necesario para obtener agua activada biocida sometiendo agua desmineralizada a una descarga eléctrica no térmica. Además, con estos tiempos de activación más cortos no se observó ninguna degradación sustancial del peróxido.

Así, en un primer aspecto, la presente invención proporciona un proceso para la producción de una solución de peróxido activada sometiendo una solución acuosa de H2O2 a una descarga eléctrica no térmica, tal como una descarga de plasma no térmica o una descarga en corona no térmica.

En el contexto de la invención, una solución de peróxido activada es una solución obtenible mediante el proceso de la invención. Dicho peróxido activado según esta invención difiere sustancialmente de una solución de peróxido común con la misma concentración de H2O2 obtenida simplemente añadiendo la cantidad requerida de H2O2 al agua. Junto al H2O2, la solución de peróxido activada puede contener varias especies de superóxidos, iones y/o radicales.

Una ventaja del uso de una descarga eléctrica no térmica en el método de la invención es que la densidad electrónica y el nivel de ionización en la descarga resultante son mucho más bajos que en la descarga de plasma térmica, como las descargas de rayo y en arco, permitiendo un proceso controlable y eficaz.

Un método preferido para producir la solución de peróxido activada de la presente invención comprende:

(a) colocación de una solución de peróxido en forma de estrato en una cámara adecuada para un tratamiento de descarga eléctrica no térmica,

(b) posicionamiento de un electrodo en el estrato de (a) y un electrodo con potencial opuesto en la fase gaseosa sobre dicho estrato,

(c) generación de una descarga eléctrica no térmica en la cámara, y

(d) sometimiento de la solución de peróxido a la descarga eléctrica no térmica, para obtener una solución de peróxido activada.

La solución de peróxido usada en el paso (a), llamado a veces aquí "solución de peróxido inicial", contiene agua desmineralizada, agua destilada y/o agua químicamente pura y peróxido de hidrógeno. No es necesario complementar la solución de peróxido inicial con otros aditivos, aunque puede que haya aditivos presentes. La solución de peróxido inicial tiene una concentración de peróxido de hidrógeno de 0,1% a 20% (porcentaje en peso), preferiblemente de 0,1% a 15%, más preferiblemente de 0,1% a 10%, más preferiblemente de 0,1 a 5%, de la forma más preferible de 0,4 a 3% (porcentaje en peso).

Así, el agua usada para preparar la solución de peróxido inicial es agua desmineralizada, destilada y/o químicamente pura.

La solución de peróxido inicial puede tener cualquier pH, no hay ningún margen de pH preferido antes del tratamiento de la solución según la invención. El pH de la solución acuosa inicial puede por ejemplo variar dependiendo del tipo de agua que se usa para preparar la solución. Además, la solución de peróxido inicial puede tener un pH inferior a 7 debido a que puede que el ácido esté presente en una solución de stock comercial usada para preparar la solución de peróxido inicial. Típicamente, el pH de la solución de peróxido inicial puede ser de entre 4 y 6.

Después de su preparación, la solución de peróxido activada puede ser diluida adecuadamente dependiendo de la concentración final deseada de H2O2.

La solución de peróxido inicial se coloca en forma de un estrato en una cámara adecuada. Preferiblemente, el estrato tiene una profundidad de aproximadamente 10 a 200 mm. El estrato acuoso puede ser estático o fluir, y estar orientado verticalmente, horizontalmente o inclinado. En caso de un estrato vertical o inclinado, el proceso es accionado usando un reactor de flujo, en el que el estrato de agua fluye sobre un electrodo y se somete a un tratamiento de descarga de una descarga que se extiende hasta el electrodo opuesto. Preferiblemente, el estrato está estático y/u orientado horizontalmente, permitiendo el proceso más conveniente. Es posible burbujear aire... [Seguir leyendo]

1. Solución acuosa biocida activada conteniendo un 0,1 a 20% (p/p) de peróxido de hidrógeno obtenible sometiendo una solución de 0,1 a 20% (p/p) de peróxido de hidrógeno en agua desmineralizada, destilada

o químicamente pura a un proceso de descarga eléctrica no térmica, donde dicha solución biocida activada tiene un pH en la gama de 2 a 4, un potencial de oxidorreducción (POR) en la gama de 400 a 600 mV, y la solución, cuando tiene un contenido de peróxido en la gama de 0,1% a 5% (p/p), tiene una conductividad en la gama de 100 a 450 ºSiemens/cm, preferiblemente 100-350 ºSiemens/cm, y la solución, cuando tiene un contenido de peróxido en la gama de 5% a 20% (p/p), tiene una conductividad en la gama de 100 a 350

ºSiemens/cm.

2. Solución acuosa biocida activada según la reivindicación 1 teniendo una concentración de peróxido de hidrógeno de 0,4 a 15% (p/p).

3. Solución acuosa biocida activada según la reivindicación 1 ó 2, donde el pH, POR y la conductividad son medibles según condiciones esencialmente sin la presencia de compuestos adicionales en la solución.

4. Solución acuosa biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, sin un contenido sustancial de cloro libre disponible (AFC).

5. Solución acuosa biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, teniendo un POR de 400500 mV, preferiblemente 420-490 mV.

6. Solución acuosa biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el proceso de descarga eléctrica no térmica es un plasma de descarga luminiscente o una descarga en corona, preferiblemente un plasma de descarga luminiscente de CC pulsada, más preferiblemente un plasma de descarga luminiscente de CC pulsada inducido por corona pulsada.

7. Composición comprendiendo la solución biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y un aditivo.

8. Composición según la reivindicación 7, donde el aditivo es seleccionado de sales de plata; plata coloidal; sales de zinc; clorhexidina; tensioactivos aniónicos, catiónicos, no iónicos y/o anfotéricos; emulsionantes; hidrótropos; glicerol; estannatos; agentes quelantes; alcoholes; ácidos; bases; fragancias; productos químicos colorantes; y/o agentes reductores de la tensión superficial.

9. Uso de la solución acuosa biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o la composición de las reivindicaciones 7 u 8 para cualquier fin donde una actividad desinfectante y/o sanitizante y/o limpiadora y/o blanqueante y/o conservante es requerida.

10. Proceso para la preparación de la solución acuosa biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 comprendiendo:

(a) colocación de una solución acuosa conteniendo un 0,1 a 20% de peróxido de hidrógeno en forma de estrato en una cámara adecuada para un tratamiento de descarga eléctrica no térmica,

(b) posicionamiento de un electrodo en el estrato de (a) y de un electrodo con potencial opuesto en la fase gaseosa sobre dicho estrato,

(c) generación de una descarga eléctrica no térmica en la cámara, y

(d) sometimiento de la solución de peróxido a la descarga eléctrica no térmica para obtener una solución de peróxido activada.

11. Proceso según la reivindicación 10, donde la descarga eléctrica no térmica es un plasma de descarga luminiscente o una descarga en corona.

12. Proceso según la reivindicación 11, donde el plasma de descarga luminiscente o la descarga en corona se acciona en un modo pulsado y/o es una (plasma de) descarga de corriente continua (CC).

13. Proceso según la reivindicación 11 ó 12, donde el plasma de descarga luminiscente, preferiblemente el plasma de descarga luminiscente de CC, es inducido por una corona, preferiblemente una corona pulsada.

14. Proceso según la reivindicación 13, donde el plasma de descarga luminiscente es un plasma de descarga luminiscente de CC pulsada inducido por corona pulsada, preferiblemente realizado a una frecuencia en la gama de 50-5,000 Hz, más preferiblemente en la gama de 100-1,000 Hz.

15. Método para desinfectar un sustrato comprendiendo el contacto del sustrato con una cantidad eficaz de la solución biocida activada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 o la composición según la reivindicación 7 u 8.