Catalizador y método para capturar oxígeno residual.

Un catalizador de fibra, donde el catalizador comprende al menos un metal de transición anclado a una fibrapolimérica;

en donde el, al menos uno, metal de transición se selecciona del grupo que cosiste en paladio, platino yrutenio; donde la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructuraprincipal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de metal alcalino de un ácidocarboxílico.

Catalizador y método para capturar oxígeno residual.

La presente invención hace referencia a productos para la eliminación de oxígeno de espacios cerrados. Más en particular, la presente invención hace referencia a la utilización de catalizadores de fibra para la eliminación catalítica del oxígeno, y para la indicación visual de la presencia o no presencia de oxígeno.

La presencia de oxígeno en envases para alimentos causa un deterioro rápido del alimento, generalmente al causar la oxidación de grasas y vitaminas, o al aumentar el crecimiento de bacterias aeróbicas, levadura y mohos que requieren la presencia de oxígeno.

En la actualidad, la conservación de alimentos se mejora, en general, mediante el envasado de alimentos en una atmósfera modificada para así reducir los niveles de oxígeno. De manera habitual, los empaquetadores utilizan nitrógeno o dióxido de carbono. Sin embargo, incluso la mejor tecnología disponible deja un 0.3 – 3% de oxígeno residual en los envases. Al menos parte del oxígeno puede ser exudado de los contenidos del envase. Ha sido demostrado que si el oxígeno residual puede ser reducido hasta un 0.1 a 0.2%, la pigmentación del alimento puede mejorarse de manera notable y el crecimiento microbiano puede reducirse de forma significativa. Este hecho reducirá la tasa de deterioro y el aumento de la vida de almacenamiento de los productos. Otros beneficios asociados incluyen la reducción de requerimientos para las producciones, lo que lleva al ahorro en costes y energía.

Se conoce ya desde hace algún tiempo que es posible eliminar el oxígeno de los envases mediante la utilización de captadores de oxígeno. Estos captadores se unen químicamente con el oxígeno presente en los envases. Los captadores más ampliamente utilizados se basan en polvo de hierro, sulfitos o ácido ascórbico, que habitualmente se colocan en el envase en bolsas individuales permeables al gas. Se han desarrollado otros captadores, por ejemplo, materiales que utilizan la reacción catalizada por enzimas de la glucosa y del oxígeno o la oxidación catalizada por cobre del ácido ascórbico.

A mediados de los años 70, diversas compañías desarrollaron técnicas para incorporar captadores de oxígeno a base de paladio directamente en los materiales de envasado pensados para convertir en agua el oxígeno que penetra en el envase. Varios intentos diferentes se han realizado para desarrollar captadores de oxígeno basados en paladio y otros metales del grupo del platino (MGP) .

Los metales del grupo del platino (MPG) pueden utilizarse en envases para capturar el oxígeno residual. Los metales actúan catalizando la reacción entre el oxígeno y el hidrógeno para formar agua:

H2 + ½O2 → H2O

Por tanto, la técnica requiere de la adición de una pequeña cantidad de hidrógeno a la atmósfera modificada para que funcione. La patente WO00/05922 describe algunos intentos anteriores para utilizar los MGP para capturar el oxígeno.

En la patente GB 1, 065, 992, los MGP se encuentran físicamente acoplados a un soporte tal como una lámina de polietileno o un tejido que utiliza un material de tipo adhesivo.

La patente EP629441A hace referencia a un soporte polimérico con grupos reactivos altamente accesibles incluidos en un tejido a modo de malla al cual pueden acoplarse metales o grupos funcionales deseados.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un catalizador de fibra comprende al menos un metal de transición anclado a una fibra polimérica; en donde, al menos un metal de transición se selecciona del grupo que consiste en paladio, platino y rutenio; donde la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructura principal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de metal alcalino de un ácido carboxílico.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, un método para capturar el oxígeno residual de un envase o recipiente sellado comprende inyectar en el envase o recipiente un gas inerte que contenga hidrógeno; y proporcionar un catalizador de fibra de tal manera que el hidrógeno reaccione con el oxígeno residual para formar agua; caracterizado porque el catalizador comprende al menos un metal de transición anclado a una fibra polimérica; en donde el, al menos uno, metal de transición se selecciona del grupo que consiste en paladio, platino y rutenio; donde la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructura principal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de un ácido carboxílico.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, el uso de un catalizador de fibra para eliminar el oxígeno de espacios cerrados, en donde el catalizador de fibra cataliza la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno y en donde el catalizador de fibra comprende al menos un metal de transición anclado a una fibra polimérica; en donde el, al menos uno, metal de transición se selecciona del grupo que consiste en paladio, platino y rutenio; la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructura principal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de un ácido carboxílico.

En el contexto de la presente invención, debe entenderse que “gas inerte” significa un gas que no es reactivo con respecto a los contenidos del envase o recipiente, en lugar de un gas que no es reactivo en todas las circunstancias; un gas tal puede ser, por ejemplo, nitrógeno, helio, argón, dióxido de carbono o una mezcla de tales gases.

De manera preferente, la estructura principal polimérica se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, polietileno fluorado, celulosa y viscosa. Los catalizadores de fibra basados en estructuras principales poliméricas de celulosa y viscosa han resultado ser particularmente efectivos.

Poliolefinas adecuadas son aquellas formadas a partir de unidades de a-olefinas, donde las unidades presentan la fórmula –CH2-CHR-, donde R es H o (CH2) nCH3 y n se encuentra en el rango de 0 a 20. Poliolefinas particularmente adecuadas son aquellas que son homo- o co-polímeros de etileno y propileno. En el caso de polietilenos fluorados, son adecuados aquellos formados a partir de unidades de la fórmula general –CF2-CX2-, donde X es H o F. Por ejemplo, fluoruro de polivinilideno y politetrafluoretileno son particularmente preferentes.

La formación de una sal de las unidades de injerto de ácido carboxílico puede lograrse mediante cualquier método adecuado sin embargo, de manera preferente, las unidades de injerto comprenden una sal de metal alcalino de un ácido carboxílico. Esto se puede lograr simplemente tratando el catalizador con una solución de sal de metal alcalino, tal como un hidróxido. Resulta particularmente favorable que las unidades de injerto comprendan una sal de sodio de un ácido carboxílico, tratando el catalizador con, por ejemplo, una solución de hidróxido de sodio. Otras sales inorgánicas de ácidos carboxílicos pueden ser también utilizadas, donde algunos de los ejemplos no limitativos incluyen sales de otros metales tales como metales alcalino térreos, y metales tales como el hierro. Sales orgánicas de ácidos carboxílicos pueden también resultar efectivas, donde algunos ejemplos no limitativos incluyen amonio o sales de tetar-alquilamonio, y sales que incorporan grupos de polímeros catiónicos.

Ácidos carboxílicos adecuados incluyen aquellos seleccionados del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilbenzoico y correspondientes poliácidos, sin embargo se comprenderá que otros ácidos carboxílicos pueden ser también utilizados.

De manera preferente, el, al menos uno, metal de transición se elige de entre paladio, platino y rutenio, siendo el paladio particularmente preferente. El metal de transición puede estar anclado al catalizador de fibra sumergiendo las fibras poliméricas en una solución del metal. Cualquier solución de una sal de metal soluble puede ser utilizada, por ejemplo una solución de un cloruro o nitrato. En algunas circunstancias, puede resultar deseable anclar dos o más metales de transición diferentes a las fibras poliméricas. Esto se puede lograr sumergiendo las fibras en una solución que contenga dos o más sales de metal, o siguiendo a continuación de la inmersión en una solución... [Seguir leyendo]

1. Un catalizador de fibra, donde el catalizador comprende al menos un metal de transición anclado a una fibra polimérica; en donde el, al menos uno, metal de transición se selecciona del grupo que cosiste en paladio, platino y rutenio; donde la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructura principal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de metal alcalino de un ácido carboxílico.

2. Un catalizador de fibra de acuerdo a la reivindicación 1, en donde la estructura principal polimérica se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, polietileno fluorado, celulosa y viscosa.

3. Un catalizador de fibra de acuerdo a la reivindicación 1, en donde las unidades de injerto comprenden una sal de sodio de un ácido carboxílico.

4. Un catalizador de fibra de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el ácido carboxílico se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilbenzoico y correspondientes poliácidos.

5. Un catalizador de fibra de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el, al menos uno, metal de transición es paladio.

6. Un catalizador de fibra de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catalizador comprende una pluralidad de fibras poliméricas conformadas en un hilo, una cuerda, estopa o tejido tejido o no tejido.

7. Método para capturar el oxígeno residual de un envase o recipiente sellado, donde el método comprende inyectar en el envase o recipiente un gas inerte que contenga hidrógeno; y proporcionar un catalizador de fibra, de tal manera que el hidrógeno reaccione con el oxígeno residual para formar agua; caracterizado porque el catalizador comprende al menos un metal de transición anclado a una fibra polimérica; en donde el, al menos uno, metal de transición se selecciona del grupo que consiste en paladio, platino y rutenio; donde la fibra polimérica comprende una pluralidad de unidades de injerto injertadas en una estructura principal polimérica; y en donde las unidades de injerto comprenden una sal de un ácido carboxílico.

8. Un método de acuerdo a la reivindicación 7, en donde la estructura principal polimérica se selecciona del grupo que consiste en poliolefinas, polietileno fluorado, celulosa y viscosa.

9. Un método de acuerdo a la reivindicación 7 o reivindicación 8, en donde las unidades de injerto comprenden una sal de metal alcalino de un ácido carboxílico.

10. Un método de acuerdo a la reivindicación 9, en donde las unidades de injerto comprenden una sal de sodio de un ácido carboxílico.

11. Un método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde el ácido carboxílico se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido vinilbenzoico y correspondientes poliácidos.

12. Un método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde el, al menos uno, metal de transición es paladio.

13. Un método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en donde el catalizador comprende una pluralidad de fibras poliméricas conformadas en un hilo, una cuerda, estopa o tejido tejido o no tejido.

14. Un método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, que además comprende el paso de proporcionar un indicador químico.

15. Un método de acuerdo a la reivindicación 14, en donde el indicador químico es portado en el catalizador de fibra.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 14 o reivindicación 15, en donde el indicador químico es un indicador de la presencia o ausencia de oxígeno.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el indicador químico es azul de metileno.

18. El uso de un catalizador de fibra para la eliminación de oxígeno de espacios cerrados, en donde el catalizador de fibra cataliza la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno, y en donde el catalizador de fibra es tal y cono se define en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 17.