k19 OFICINA ESPANOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPANA

k11 Numero de publicacion: 2 162 111k51 Int. Cl.7: B08B 9/30

B08B 9/28

k12 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3

k86 Numero de solicitud europea: 96938146.6k86 Fecha de presentacion: 07.11.1996k87 Numero de publicacion de la solicitud: 0 868 228k87 Fecha de publicacion de la solicitud: 07.10.1998

k54 Tıtulo: Metodo para lavar botellas.

k30 Prioridad: 01.12.1995 EP 95203319 k73 Titular/es: UNILEVER N.V.Weena 4553013 AL Rotterdam, NL

k45 Fecha de la publicacion de la mencion BOPI:16.12.2001

k72 Inventor/es: Pritchard, Norman Jason yChristopher, David John

k45 Fecha de la publicacion del folleto de patente:16.12.2001

k74 Agente: Justo Vazquez, Jorge Miguel de

Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicacion en el Boletın europeo de patentes,de la mencion de concesion de la patente europea, cualquier persona podra oponerse ante la OficinaEuropea de Patentes a la patente concedida. La oposicion debera formularse por escrito y estarmotivada; solo se considerara como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa deoposicion (art. 99.1 del Convenio sobre concesion de Patentes Europeas).

Venta de fascıculos: Oficina Espanola de Patentes y Marcas. C/Panama, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION

Metodo para lavar botellas.

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un metodo para limpiar botellas, en particular botellas retornablesde poli(tereftalato de etileno) (PET).

Antecedentes de la invencion

Recientemente, las botellas de vidrio se han sustituido gradualmente por botellas de PET, particu-larmente para la venta de bebidas suaves, por las siguientes razones. La venta de bebidas suaves ofreceal fabricante la ventaja de mayores volumenes por unidad vendida. Ademas, se le ofrece al consumidorla conveniencia de mayores volumenes de producto por peso unitario.

Allı donde exista la infraestructura para aplicar el proceso de devolucion, limpieza y reutilizacion debotellas de PET, hay una posibilidad adicional de ahorro de costes.

Los sistemas para el lavado de botellas de vidrio son maduros y, con la sustitucion gradual del vidriopor PET, la tendencia ha sido limpiar botellas de PET mediante el mismo proceso. Aunque los sistemasactuales logran resultados eficaces, el proceso esta lejos de ser optimo.

Generalmente, la limpieza de las botellas ocurre inmediatamente antes del rellenado, minimizandode este modo el riesgo de reensuciamiento e infeccion. La limpieza se lleva a cabo eficazmente en unaparato para lavar botellas industrial que tıpicamente puede manipular de 5000 a 100.000 botellas porhora, dependiendo de la capacidad de la maquina.

La disolucion de limpieza convencional habitualmente contiene alrededor de 1 % en peso de hidroxidode sodio y un agente antiespumante, y se aplica a una temperatura de alrededor de 60◦C. Frecuentementese aplica por medio de una etapa de remojo seguida de una etapa de pulverizacion, antes del aclarado, ode otra forma solo pulverizando antes del aclarado.

Puesto que el proceso de limpieza de la botella ocurre inmediatamente antes del llenado de las botellasen un proceso de alimentacion continuo, este proceso de limpieza podrıa considerarse que constituye unaparte intrınseca del proceso de embotellamiento.

El documento DE-A-4322328 describe un metodo para limpiar botellas de plastico retornables, quecomprende las etapas de pretratar las botellas con una formulacion de limpieza concentrada que com-prende un agente alcalino, seguido de la eliminacion de la formulacion de limpieza y de la suciedad enuna o mas etapas subsiguientes. Ademas, el documento NL-A-7208697 describe un metodo para la pulve-rizacion de hidroxido de sodio sobre superficies internas ensuciadas de recipientes de vidrio, mientras queel documento DE-B-1088835 se refiere a una combinacion del remojo en NaOH y la aplicacion de energıaultrasonica. La reversion del fluido de limpieza desde una etapa a la otra en un proceso de remojo/lavadoes conocida desde el documento DE-A-4225018.

El proceso de limpieza de botellas convencional habitualmente toma alrededor de 25 minutos porbotella. Serıa comercialmente muy atractivo si este tiempo de limpieza se pudiera reducir a la vez que seretiene un buen comportamiento de limpieza.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invencion proporcionar un metodo para limpiar botellasretornables, particularmente botellas de PET, que tome menos tiempo que los metodos conocidos de latecnica anterior pero que de un comportamiento de limpieza sustancialmente igual.

Definicion de la invencion

En consecuencia, la presente invencion proporciona un primer metodo para limpiar botellas plasticasretornables de bebidas, que comprende las siguientes etapas: pretratar las botellas con una formulacionconcentrada de limpieza que comprende de 5 a 50 % en peso de un agente alcalino, seguido de la elimi-nacion de la formulacion de limpieza y de la suciedad en una o mas etapas subsiguientes, caracterizadoporque (a) se aplica energıa ultrasonica a las botellas en la etapa de pretratamiento, y (b) la etapa depretratamiento es seguida por el remojo de las botellas en una formulacion diluida de limpieza, que com-prende 0,5 a 1,5 % en peso de hidroxido de sodio.

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Descripcion detallada de la invencion

Se encontro sorprendentemente que las exposicion de las botellas a una formulacion concentrada delimpieza durante un perıodo de tiempo determinado potencio la limpieza sin danar sustancialmente lasbotellas.

La formulacion concentrada de limpieza comprende de 5 a 50 % en peso de un agente alcalino, enla que el lımite superior del porcentaje en peso del agente alcalino concentrado depende del tiempo deexposicion de las botellas a el. Obviamente, un factor crıtico es que, en el caso de botellas de PET, estasno sufran ningun efecto adverso, tal como contraccion de la botella y dano al plastico.

Es bien conocido que el riesgo de tales efectos adversos aumenta aumentando la concentracion deagente alcalino, aumentando la duracion del tiempo de contacto entre las botellas de PET, por ejemplo,y el agente alcalino, y aumentando la temperatura de la disolucion del agente alcalino. Por ejemplo, seencontro a este respecto que, a una concentracion de 10 % en peso de hidroxido de sodio como agentealcalino, el tiempo de exposicion maximo del agregado, al que no se detecto dano en las botellas, fue dedos horas.

Un tiempo de contacto, para la formulacion concentrada de limpieza, de al menos alrededor de 1segundo sera suficiente para una accion de limpieza quımica deseada, opuesta a la limpieza mecanica; enconsecuencia, las botellas se pueden exponer al agente alcalino durante 1-300 segundos y preferiblemente1-60 segundos por lavado individual, dependiendo de la concentracion del agente alcalino.

A fin de proporcionar el contacto ıntimo prolongado deseado, preferiblemente se minimiza, si no seevita, el efecto mecanico de la pulverizacion, lavado o aclarado.

Despues de la exposicion del pretratamiento a la formulacion concentrada de limpieza, las botellas seremojan en una formulacion diluida de limpieza que comprende un agente alcalino a fin de minimizar losefectos adversos.

El agente alcalino es hidroxido de sodio, que esta presente en la formulacion diluida a una concen-tracion entre 0,5 a 1,5 % en peso.

Puesto que se postula que la aplicacion de hidroxido de sodio concentrado limpia mediante un efectoquımico, en vez del efecto fısico de pulverizar un lıquido caliente sobre la superficie de la botella, el metodode aplicacion del hidroxido de sodio no es demasiado importante, con tal de que se logre una coberturasuficiente. En consecuencia, la formulacion de limpieza no necesita ser bombeada a traves de la maquinade lavado de la botella, sino que se puede aplicar como una pulverizacion, dando de este modo un ahorrode tiempo en el proceso de lavado de la botella que, en consecuencia, es costosamente atractivo.

A fin de optimizar los resultados, es importante que sustancialmente toda la superficie (interna yexterna) de las botellas sucias deba estar en contacto con la formulacion concentrada pulverizada de lim-pieza. Es particularmente deseable una pulverizacion fina parecida a una niebla. Mas particularmente,el volumen pulverizado y/o el numero y/o la disposicion de las boquillas de pulverizacion es/son seleccio-nado/s preferiblemente de forma que un volumen bajo y una baja intensidad de pulverizacion asegurenel tipo deseado de cobertura completa y distribucion uniforme.

Generalmente, una maquina para lavar botellas puede comprender uno o mas ciclos o zonas de prela-vado, que puede ser opcional, por ejemplo para eliminar la suciedad fuerte, una o mas zonas de lavado, yuna o mas zonas de aclarado. Segun la presente invencion, la formulacion de limpieza de concentracioninusualmente alta se pulveriza mas o menos antes del aclarado final.

Se puede adaptar una maquina de lavar botellas convencional para que sea adecuada para llevar acabo el metodo de la invencion, por ejemplo mediante adicion de boquillas de pulverizacion extras ysistemas asociados, y/o por modificacion de los sistemas de control de la maquina.

Las condiciones preferidas del metodo se exponen en las reivindicaciones.

Energıa ultrasonica

En el documento DE 1088835 se conoce un metodo para limpiar botellas con la ayuda de energıa

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ultrasonica. Un problema con este metodo es que es relativamente lento.

La presente invencion se aclarara ahora adicionalmente con respecto a la siguiente descripcion y re-sultados experimentales.

Para probar la eficacia de las disoluciones de limpieza usadas en PET, se uso un metodo de escrutiniorapido, lo que mantuvo el uso de las botellas bajo mınimos, permitiendo de este modo que se escrutasenmas formulaciones.

La metodologıa fue la siguiente. Se corto una botella sucia en tiras (replicas) de aproximadamente 5x 3 cm, con la suciedad en la superficie internamente curvada. El plastico sucio se suspendio mediante unnudo de cable plastico en un vaso de precipitados de disolucion detergente, el extremo libre se sujeto conuna pinza al borde del vaso de precipitados, y se dispuso de forma que el flujo maximo ocurriera sobre lasuperficie del plastico. Se agito la disolucion detergente, y se controlo termostaticamente la temperatura.

La determinacion de la limpieza se realizo visualmente. La muestra se retiro por poco tiempo de ladisolucion detergente y se comprobo para ver cuanta pelıcula de suciedad quedaba.

La botellas se ensuciaron por tratamiento con una disolucion de zumo de tomate, y se hizo crecer sobreellas el microorganismo aspergillis niger durante un perıodo de incubacion. Esto produjo una suciedaden forma de parches de moho negro (denominado almohadillas) en las superficies de las botellas.

Se hicieron comparaciones entre la limpieza de tiras de PET con una formulacion detergente comer-cialmente disponible del 0,3 %, SU860, a 60◦C, con la limpieza de aquellas que se habıan pretratado conuna disolucion concentrada de hidroxido de sodio.

Se uso una disolucion al 10 % (2,7 moles/l) de hidroxido de sodio que contiene 240 ppm de una diso-lucion tensioactiva no ionica estandar, una mezcla Plurafac LF, de BASF, a 60◦C, para limpiar las tirasde PET sucias.

Los resultados, en la Tabla 1, muestran que se gana un ahorro de tiempo significativo pretratando lastiras de PET con disolucion de hidroxido de sodio concentrada antes de limpiar con detergente.

TABLA 1

Experimento N◦ Replicas Condiciones experimentales Resultados

1 4 SU860 0,3 % + NaOH al 1 % Unos pocos parches600 s pequenos de suciedad

2 2 Premojado en NaOH al 10 %, 120 s quedan muy pocos parchesSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %, de suciedad,240 ppm de mezcla de mayoritariamente limpio,tensioactivo 99 % limpio, en 250 s

3 3 Premojado en NaOH al 10 %, 60 s Se ven unos pocos parchesSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %, de suciedad en el240 ppm de mezcla de microscopio, 95 % limpio,tensioactivo en 192 s

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TABLA 1 (Continuacion)

Experimento N◦ Replicas Condiciones experimentales Resultados

4 2 Premojado en NaOH al 10 %, 30 s Se ven algunos parches deSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %, suciedad en el240 ppm de mezcla de microscopio, 90 % limpio,tensioactivo en 170 s

5 3 Premojado en NaOH al 10 %, 120 s Limpio en 190 sSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %

6 3 Premojado en NaOH al 10 %, 60 s Limpio en 110 sSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %

7 3 Premojado en NaOH al 10 %, 30 s Limpio en 135 sSU860 al 0,3 % + NaOH al 1 %

El pretratamiento con disolucion de NaOH al 10 % limpio las tiras de PET de forma muy eficaz, yno se pudo hacer mucha distincion entre los diferentes tiempos de exposicion. Investigacion adicionalcon la ayuda de un microscopio (aumento x40) mostro que habıa unos pocos parches de suciedad quepermanecıan todavıa sobre la superficie del PET. La extension de la suciedad que queda disminuyo conel aumento del tiempo de exposicion del PET al hidroxido de sodio concentrado. A fin de probar si eltensioactivo tiene un efecto sobre la limpieza, se repitieron los experimentos 2, 3 y 4 con los experimentos5, 6 y 7 sin el tensioactivo. Los resultados son similares, por cuanto las tiras estan limpias en 2-3 minutos.Esto mostro que la limpieza es debida principalmente al efecto de la disolucion de hidroxido de sodioconcentrada, y que, en este caso, el tensioactivo no estaba ayudando a la limpieza.

El premojado con hidroxido de sodio acelera el proceso de limpieza desde un tiempo total medio de600 s reduciendolo hasta una media de 250 s.

Se sabe que las disoluciones concentradas de hidroxido de sodio danan el PET cuando los tiemposde exposicion son prolongados. Sin embargo, si el tiempo se mantiene suficientemente corto, justo parapenetrar la suciedad en la botella, entonces el dano al sustrato es mınimo.

Los experimentos se llevaron a cabo posteriormente sobre botellas enteras en una maquina para lavarbotellas por pulverizacion convencional.

Las botellas sucias usadas en estos ensayos se secaron y maduraron durante alrededor de 3 semanas.La suciedad esta bien desarrollada y parece seca sobre la parte interior de las botellas. Estas botellas seensuciaron de la misma manera que las tiras de PET anteriores.

El tiempo tomado para limpiar las botellas se redujo, segun la presente invencion, usando un premo-jado caliente de NaOH concentrado.

Despues de un aclarado en frıo de las botellas para eliminar partıculas sueltas y para que el licordetergente no se ensucie demasiado, se aplico una pulverizacion fina de NaOH concentrado, que duraalrededor de 10 segundos, a 60◦C, mediante pulverizacion manual del interior de las botellas sucias.Este procedimiento suministro aproximadamente 8-10 ml de disolucion. Se dejo que el NaOH remoje lasuperficie de la botella durante 2 minutos. Entonces la botella se aclaro por pulverizacion con un 0,3 %del detergente SU860 en NaOH al 1 %, a 60◦C, en una maquina para lavar botellas por pulverizacion.Los resultados experimentales mostrados en la Tabla 2 cubren dos niveles de concentracion de NaOH,dos tiempos de exposicion y el posterior lavado con disolucion detergente.

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TABLA 2

Efecto de la concentracion de NaOH y del tiempo sobre el pretratamiento de las botellas de PET

Experimento N◦ Replicas Detalles experimentales % limpio

1 4 Pulverizacion de NaOH al 30 % 30 s 95

2 2 Pulverizacion de NaOH al 30 % 120 s 99

3 2 Pulverizacion de NaOH al 30 % 30 s, SU860 9960◦C 120 s

4 2 Pulverizacion de NaOH al 30 % 30 s, SU860 9560◦C 60 s

5 2 Pulverizacion de NaOH al 10 % 30 s, SU860 9560◦C

6 2 Pulverizacion de NaOH al 10 % 120 s, SU860 9960◦C

En la mayorıa de las botellas habıa muy pocos parches pequenos de suciedad que quedaban despuesde la limpieza. Estos se hicieron visibles cuando las botellas se secan, y tienden a estar cerca del cuellode la botella. Los resultados muestran que se puede lograr una buena limpieza usando una pulverizacionde NaOH al 10 % a 60◦C seguido de un remojo con detergente de 2 minutos.

Se llevo a cabo investigacion adicional para encontrar si el aumento de la concentracion de hidroxidode sodio disminuıa el tiempo total requerido para limpiar las botellas. A fin de encontrar esto, se usola concentracion de hidroxido de sodio con un auxiliar, SU860 al 0,1%, para limpiar las tiras de PET a60◦C. Los resultados se muestran en la tabla 3 y el grafico en la figura 1 mas abajo.

TABLA 3

Datos para la concentracion frente al tiempo para tratamiento en botellas enteras de PET

Experimento N◦ % de NaOH Concentracion molar / moles / l Tiempo para limpiar / s

1 0,5 0,125 1800

2 1 0,252 480

3 2 0,510 420

4 5 1,317 390

5 10 2,772 60

6 20 6,094 50

Figura 1

Relacion entre el tiempo de limpieza y [NaOH]

La relacion entre la concentracion de hidroxido de sodio y el tiempo de limpieza es claramente nolineal y contiene realmente dos etapas. La mayor ventaja se obtiene cuando la concentracion de hidroxidode sodio era mayor que 5 %. La forma del grafico sugiere que pudiera haber una relacion estequiometrica

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entre el hidroxido y la suciedad, y que tiene lugar cierta forma de hidrolisis.

Es bien sabido que un tiempo de contacto demasiado prolongado entre el PET y las disoluciones dehidroxido de sodio conducen a problemas tales como contraccion de la botella y dano del plastico.

Se llevo a cabo una investigacion para hallar el efecto de tiempos de contacto cortos a concentracionessuperiores sobre el PET.

Se sometieron a esfuerzo secciones de botellas de PET doblando hasta una curvatura definida y luegose expusieron a las disoluciones detergentes en las condiciones requeridas. Todas las tiras de PET usadasen cada experimento se cortaron de la misma botella nueva. Esto se hizo para reducir la posibilidad devariacion en la composicion de PET o que la historia de la botella altere el resultado. Las composicionesde las disoluciones a las que se expone cada tira se muestran en la tabla 4 mas abajo. La temperaturade todas las disoluciones fue 60◦C.

TABLA 4

Dano quımico a las tiras de PET. Condiciones de la disolucion y resultados

Experimento N◦ Determinacion Tiempo de exposicion / horasdel dano

Formulacion 2 6 21

1 NaOH al 1 % Ninguno Ninguno Ninguno

2 NaOH al 10 % Ciertas marcas Cierto blanqueo Blanqueosuperficiales importante

3 NaOH al 30 % Blanqueo Blanqueo Debilitado,importante y importante, varias areas de

cierto cierto agrietamientoagrietamiento agrietamiento por esfuerzo

4 NaOH al 1 % + Ninguno Ninguno NingunoSU860 al 0,3 %

5 NaOH al 1 % + Ninguno Ninguno NingunoH2O2

Agua Ninguno Ninguno Ninguno(referencia)

Como control, se mantuvo una tira de PET en tension durante 21 horas a temperatura ambiente yno se sumergio en ninguna disolucion. Este control no mostro dano, lo que indica que cualquier dano queocurre no es debido solamente a las esfuerzos fısicos impuestos sobre el plastico, sino a la combinacion deefectos fısicos y quımicos.

Una disolucion de NaOH al 10 % comenzo a provocar que aparecieran ciertas marcas superficiales enel PET despues de 2 horas, y despues de 6 horas aparecio un blanqueo de la superficie. No era visibleun agrietamiento por esfuerzo. Sin embargo, el NaOH al 30 % dano gravemente el PET. A la exposicionmas corta de 2 horas, hubo un extenso blanqueo.

Con un tiempo de exposicion de 2 minutos, fue suficiente el NaOH al 10 % para que actuara como unpretratamiento eficaz para el PET. Ni el peroxido de hidrogeno ni el auxiliar detergente SU860 comer-cialmente disponible con hidroxido de sodio al 1 % parecieron danar el plastico en absoluto.

El peroxido de hidrogeno se descompone en medios alcalinos para dar oxıgeno. Al igual que el efectode blanqueo bien conocido de esta reaccion redox, se exhibe el efecto fısico de la generacion de gas en la

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superficie. Se ha aplicado este fenomeno para penetrar la capa de hidratacion de la suciedad que residesobre las botellas de PET.

La velocidad de descomposicion del peroxido de hidrogeno depende de la concentracion de hidroxido.

Se llevaron a cabo experimentos en los que las tiras de PET, ensuciadas como antes, se expusieron aH2O2 en presencia de NaOH.

Al anadir la tira sucia a la disolucion de peroxido, comenzo una efervescencia despues de unos pocossegundos, y la formacion de burbujas de oxıgeno parecio estar centrada sobre las partıculas de suciedadadheridas a la superficie. Las partıculas de moho se eliminaron pronto, y crecieron grandes burbujas deoxıgeno sobre la superficie del PET.

Como este metodo descansaba en la generacion de un gas, la formulacion tiene un tiempo de vidafinito y se investigo este. Para el experimento 1, se determino el tiempo de vida de la disolucion dealcali/peroxido, y parecio no haber perdida de comportamiento despues de una hora de uso. Los resultadosde los experimentos se tabulan mas abajo en la tabla 5.

TABLA 5

Formulaciones y resultados de la limpieza con disoluciones a base de peroxido de hidrogeno

Experimento N◦ Replicas Formulacion Resultados

1 4 NaOH al 0,12 % H2O2 al 1 %, 40 ppm de 345 s 100 % limpiotensioactivo, NaOH al 1 %

2 5 H2O2 al 1 % + NaOH al 1 % 260 s, 100 % limpio

3 2 H2O2 al 0,01 % + NaOH al 0,1 % 1360 s, evolucion dealgunas burbujas

4 2 H2O2 al 0,1 % + NaOH al 0,1 % 830 s

5 1 H2O2 al 1,0 % + NaOH al 0,1 % 390 s

6 4 No ionico superior/gluconato 270 sH2O2

Los experimentos 3, 4 y 5 comparan la concentracion de peroxido de hidrogeno con el tiempo tomadopara limpiar las tiras de PET. El grafico en la figura 2 mas abajo muestra que el tiempo tomado paralimpiar las tiras depende de la concentracion de peroxido de hidrogeno.

Figura 2

Tiempo medio para limpiar una tira de PET como funcion de la concentracion de peroxido de hidrogeno

Comparando los experimentos 1 y 6, no se obtiene beneficio adicional en el tiempo de limpieza porla inclusion de la formulacion completa, lo que implica que la mayorıa del beneficio se obtiene del uso deperoxido de hidrogeno y alcali.

La limpieza de la formulacion esta separada del tiempo de vida de la disolucion de limpieza. En estosexperimentos solo se examino la limpieza, salvo para el experimento 1 en el que la limpieza se realizodurante el perıodo de alrededor de una hora. El peroxido de hidrogeno no se descompuso suficientementepara afectar el tiempo de limpieza de la disolucion.

La formulacion, que puede contener agentes secuestrantes, puede tener tambien un tiempo de vidamas prolongado ya que los agentes secuestrantes reduciran la concentracion libre de metales pesados que,de otro modo, catalizarıan la descomposicion de peroxido de hidrogeno.

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Para determinar si el comportamiento de la formulacion de peroxido es debido a la generacion fısicade gas, en este caso oxıgeno, o si es importante la quımica redox, se llevaron a cabo ensayos comparativosusando bicarbonato de sodio y acido diluido para generar dioxido de carbono. Una disolucion al 1,25 %(0,150 moles/l) de bicarbonato de sodio tuvo un valor de pH de aproximadamente 9, y esta disolucion nolimpio las tiras de PET sucias a 60◦C. La adicion de 1 % (0,159 moles/l) de disolucion de acido nıtricoprovoco efervescencia y generacion de dioxido de carbono. Ocurrio cierta limpieza de la suciedad, perosolo una cantidad pequena, mientras que el peroxido de hidrogeno alcalino proporciono una ruta rapidade limpieza.

A partir de los resultados, se piensa que el mecanismo mas probable es el fısico-quımico por el quela penetracion del peroxido de hidrogeno en la capa de suciedad, y la subsiguiente descomposicion paragenerar burbujas de oxıgeno, provoca que se desaloje la pelıcula de suciedad.

Se llevaron a cabo mas experimentos para investigar los efectos del sometimiento de las botellas dePET sucias a energıa ultrasonica. Se usaron dos tipos de banos ultrasonicos de laboratorio para lossiguientes experimentos:

- modificacion de la amplitud que funciona a una frecuencia unica (20 kHz) y,

- modulacion de la frecuencia.

La tabla 6 muestra los resultados para la limpieza de dos tiras de PET, ensuciadas como antes, en lascondiciones mostradas.

TABLA 6

Limpieza ultrasonica a 20◦C

Experimento N◦ Replicas Condiciones experimentales Resultados

Q1 1 300 s en agua a 20◦C con Se eliminaron algunasactivacion ultrasonica partıculas de moho.

Cierta ruptura de lapelıcula de polisacarido

Q2 1 300 s en agua a 20◦C Ningun cambio

El agua frıa y la energıa ultrasonica eliminaron (ref. Q1) todo el moho superficial y comenzaron aromper la pelıcula de suciedad superficial.

El experimento de control Q2, sin activacion ultrasonica, libero solo una pequena cantidad del mohosuperficial. Para comparacion, se determino si la activacion ultrasonica ayudo a la limpieza medianteuna disolucion detergente completamente formulada. Para este fin, las tiras de PET, ensuciadas comoantes, se expusieron a una disolucion de NaOH al 1 % con auxiliar SU860 al 0,5 %. (Vease tabla 7 paralos resultados).

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TABLA 7

Limpieza ultrasonica de tiras de PET con detergente a 60◦C

Experimento N◦ Replicas Tiempo (s) de exposicion a Exposicion Resultadoscondiciones experimentales a energıa

(SU860 al 0,5 % + NaOH al 1 %) ultrasonica

R0 1 300 No Queda algo desuciedad

R1 1 300 Sı Limpio

R2 1 120 Sı Limpio

R3 1 180 Sı Limpio

R4 1 240 Sı Limpio

R5 1 60 Sı Queda algo desuciedad

R6 1 30 Sı Queda suciedad

A partir de la tabla 7 se concluye que la activacion ultrasonica acelera el proceso de limpieza.

Para determinar cuanto tiempo se requiere para limpiar una tira de PET con energıa ultrasonica yformulacion detergente, se sometio a las tiras de PET a limpieza durante tiempos diferentes. Los resul-taron se vieron mejor despues de secar en aire, en el que se deshidrataron y se hicieron visibles. Esto seexamino de forma mas facil bajo el microscopio optico. Los resultados sugieren que el perıodo de energıaultrasonica es preferiblemente superior a 60 segundos, puesto que quedaba suciedad sobre las tiras dePET para tiempos menores que este. Un perıodo de activacion ultrasonica de 1 a 2 minutos permitiouna limpieza concienzuda del PET.

A fin de mejorar el proceso de limpieza, las botellas se pueden agitar substancialmente a la mismafrecuencia que la energıa ultrasonica, a fin de minimizar los efectos de sombra, causados por la botella,que impiden las ondas ultrasonicas.

Entonces se llevo a cabo la limpieza de botellas enteras con la aplicacion de energıa ultrasonica.

Las botellas se rellenaron con las disoluciones mostradas en la siguiente tabla 8, y se sometieron a lascondiciones de allı.

Puesto que el uso de una energıa ultrasonica de frecuencia unica en conjuncion con un numero deobjetos de dimensiones fijas puede conducir a patrones de vibracion que dejan nodos, preferiblemente seusa un barrido de frecuencia.

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TABLA 8

Limpieza de botellas de PET usando activacion ultrasonica

Experimento Replicas Detalles experimentales % de limpieza

a 1 Solo agua, 45◦C, 60 s, remojo 50

b 1 SU860, 45◦C, 180, remojo 50

c 1 Agua, 45◦C, US 60 s 95

d 1 Agua, 45◦C, US 120 s 95

e 1 SU860, 45◦C, US 120 s 100

f 1 Agua, 45◦C, 60 s US, SU860 US 60 s 100

TABLA 9

Resumen de resultados de la limpieza de botellas de PET con energıa ultrasonica

Grado de limpieza, % Solo agua, 45◦C SU860 al 0,5 %, NaOH al 1 %, 45◦C

Con energıa ultrasonica 95 100

Sin energıa ultrasonica 50 50

La tabla 9 anterior resume los resultados de la tabla 8. Los resultados indican que se logra la limpiezacompleta de las botellas, segun se mide visualmente, cuando el PET se expone a disolucion detergentea temperatura elevada y energıa ultrasonica. Tambien, que la energıa ultrasonica tiene un efecto mayoracortando los tiempos de limpieza que el cambio de agua a disolucion detergente.

Ademas de esto, se exploro la ruta de aplicacion para la energıa ultrasonica. Se investigo el uso deuna pistola de soldar por puntos ultrasonica para aplicar energıa directamente a la botella. Al usar unabotella mantenida en la maquina para lavar botellas, y pulverizar SU860 al 0,5 % con NaOH al 1 % a60◦C y aplicar energıa ultrasonica directamente al soporte de la botella durante 60 segundos a la botella,se encontro que la botella estaba limpia en >95 %. Esto sugirio que la limpieza es independiente de laruta de aplicacion de la energıa ultrasonica.

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ES 2 162 111 T3

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10

15

20

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30

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40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. Metodo para limpiar botellas de bebidas retornables plasticas, que comprende las siguientes etapas:

- pretratar las botellas con una formulacion de limpieza concentrada que comprende de 5 a 50 % enpeso de un agente alcalino, seguido de

- eliminar la formulacion de limpieza y la suciedad en una o mas etapas subsiguientes,

caracterizado porque

(a) se aplica energıa ultrasonica a la botellas en la etapa de pretratamiento; y

(b) la etapa de pretratamiento es seguida del remojo de las botellas en una formulacion de limpiezadiluida que comprende 0,5 a 1,5 % en peso de hidroxido de sodio.

2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el agente alcalino comprende hidroxido de sodio.

3. Metodo segun la reivindicacion 1 o reivindicacion 2, en el que el contacto de la formulacion delimpieza concentrada es de 1-300 segundos, y preferiblemente 1-60 segundos.

4. Metodo segun la reivindicacion 3, en el que la etapa de pretratamiento se lleva a cabo a unatemperatura entre 40◦C a 80◦C.

5. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que la etapa de remojo se lleva acabo entre 30 segundos a 5 minutos.

6. Metodo segun la reivindicacion 5, en el que la etapa de remojo se lleva a cabo a una temperaturade 10◦C a 80◦C.

7. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que la formulacion de limpiezaconcentrada comprende ademas un detergente, preferiblemente del tipo SU860.

8. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones previas, en el que la disolucion de limpiezaconcentrada se pulveriza en y/o sobre las botellas.

9. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones previas, que comprende ademas una etapade reconcentracion para reconcentrar la formulacion del agente alcalino llevada a cabo desde la etapa depretratamiento a la etapa de remojo, con lo que despues esta formulacion del agente alcalino reconcen-trada se puede devolver para uso por la etapa de pretratamiento.

10. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones previas, llevado a cabo en presencia de unagente oxidante.

11. Metodo segun la reivindicacion 10, en el que el agente oxidante es peroxido de hidrogeno.

12. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que las botellas se agitan a unafrecuencia que corresponde sustancialmente a la frecuencia de la energıa ultrasonica.

NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE)y a la Disposicion Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a laaplicacion del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen aEspana y solicitadas antes del 7-10-1992, no produciran ningun efecto en Espana enla medida en que confieran proteccion a productos quımicos y farmaceuticos comotales.

Esta informacion no prejuzga que la patente este o no incluıda en la mencionadareserva.

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