EMCXLSIFICACIÓN DE BIODIESEL

CAMPO TECNICO DE LA INVENCION

La presente invención se relaciona con el campo técnico de industria de los alimentos, particularmente al desarrollo desengrasantes industriales y específicamente, un proceso manufactura de desengrasantes con baja tensión superficie mediante emulsificación de biodiesel para ser empleados en industria alimenticia.

Uno de los objetos de la presente invención es aportar proceso de manufactura de desengrasantes con baja tensión superficial, los cuales son obtenidos mediante la emulsificación de biodiesel, donde dicho proceso comprende exclusivamente etapas de mezclado, calentamiento y enfriamiento de los ingredientes sin necesidad de procesos que implican el empleo de equipo especializado por lo que la presente invención aporta un proceso sencillo y eficiente para la obtención de desengrasantes.

Otro objeto de la presente invención comprende el producto desengrasante obtenido mediante el método de la presente invención, el cual presenta una baja tensión superficial,, una baja viscosidad y tamaño de nano emulsiones de aceite en agua menor a 100 nanómetros.

Es también un objeto de la presente invención el uso del desengrasante obtenido mediante el método previamente mencionado, para la remoción de mezclas de grasas y ácidos grasos generados en el procesamiento de alimentos, especialmente sobre de superficies metálicas como el acero. Es un cuarto objeto adicional de la presente invención el método de remoción de grasa que comprende poner en contacto durante un periodo de 5 a 7 minutos, el producto desengrasante con una superficie con grasa adherida, donde dicha superficie se selecciona del grupo consistente de equipo para procesamiento de comida , superficies ambientales como paredes y equipos misceláneos empleados durante la preparación de la comida; y posteriormente remover el producto desengrasante y los residuos de grasa mediante un enjuague de agua,

En la actualizad existe una amplia gama de productos desengrasantes para la industria alimenticia a base de solventes inorgánicos, una parte relevante de estos solventes son preparados a partir del diésel, cuyo origen proviene de la destilación de petróleo, este tipo de productos presentan el inconveniente de ser bioacumulables y con el paso del tiempo representan un problema ecológico al ser un producto contaminante, por lo que, dentro del estado del arte existe una necesidad real y constante de productos con un mayor desempeño desengrasante y que superen los inconvenientes de los desengrasantes del arte previo, razón por la cual, el proceso de la presente invención fue desarrollado, con el objetivo de aportar un proceso eficiente y sencillo de emulsificación para la manufactura de productos con un efecto desengrasante potenciado obtenidos a partir de biodiesel, ingrediente que a su vez se produce mediante procesos de esterificación y transesterificación de aceites vegetales o grasas animales y que por su origen, no presenta los inconvenientes antes mencionados; y donde el producto obtenido presenta también una tensión superficial reducida permitiendo su uso para remover suciedad y grasas de diversas superficies alcanzando las cavidades más pequeñas y logrando una limpieza profunda de una manera más efectiva, superando de esta forma a los productos similares a base de diésel que son comercializados. Siendo de igual forma el proceso de la presente invención, superior a los procesos convencionales ya que, al implicar exclusivamente etapas de mezclado, calentamiento y enfriamiento de los ingredientes, reduce la mano de obra empleada y elimina la necesidad del uso de equipo especializado para la preparación del producto.

Por otra parte y haciendo un análisis de la literatura de patentes existente en la actualidad, podemos encontrar el documento de solicitud de patente de la República de China con número CT101434878 (A) , publicada el 20 de mayo de 2009 con el titulo "NANO EMULSIFICATION AGE , BIODIESEL AND ALCOHOL DIESEL (NANO AGENTE EMULSIONANTE , BIODIESEL Y MEZCLAS DE DIESEL ALCOHOL) " , describe un agente de estancamiento, un biodiesel y una mezcla diésel alcohol, donde el agente de estancamiento consta de los siguientes componentes en porcentaje de peso: 8 a 10 por ciento de hidróxido sódico, 20-25 por ciento de ácido nafténico, 2 por ciento de etanolamina, 0.4-0.8 por ciento de nitrato de ciclohexilo, 0.3-0.6 por ciento de trifluoruro de boro, 0.3-0.6 por ciento de dialquil fosfato, 4-6 por ciento de Tween 60, 40-50 por ciento de disolvente de petróleo No.200 y 13-15 por ciento de agua, para su preparación todos los componentes se pesan para ser añadidos en una autoclave con agitación durante 30-50 minutos y el agente de estancamiento se obtiene mediante un posterior mezclado uniforme. En el caso del biodiesel mencionado en el documento, su método de producción comprende las etapas de: pesado de todos los componentes para añadirlos en un agitador durante 30-40 minutos, obteniendo el biodiesel por mezclado estático y de ciza11amiento de alta velocidad; el método de producción de las mezclas de diésel alcohol comprende los pasos de; pesaje de todos los componentes para añadirlos en el agitador durante 30-40 minutos, obteniendo el diésel alcohol por mezclado estático y de ci zallamiento de alta velocidad. La invención mencionada emplea métodos de manufactura de diésel y mezclas de alcohol y diésel que emplea equipos de agitación que provean agitación estática y cizallamiento de alta velocidad; como podemos apreciar, este documento se centra directamente en los métodos de manufactura de biodiesel para ser empleado como combustible,- dentro del mismo no se hace referencia o se evidencia algún proceso posterior de microemulsionado del biodiesel para el empleo de este como agente desengrasante y no como combustible, por lo que el presente documento no presenta afectación alguna a la tecnología de la presente invención.

Otro documento disponible dentro del estado de la técnica es la solicitud de patente estadounidense con número US2013118058 (Al) , publicada el 16 de mayo de 2013 con el título "DIESEL ICROEMULSION BIOFÜELS (BIOCOMBUSTIBLES MICROEMULSIONADOS DE DIESEL) " dicha solicitud de patente describe un biocombustible, que comprende: un combustible diésel; un aceite vegetal o derivado de la misma; un reductor de viscosidad alcohol; y un agente tenso activo presente en no más de aproximadamente 1,0% v / v, en el que el biocombustible existe como una microemulsión transparente, estable a temperaturas de aproximadamente -10 ° C a aproximadamente 70 ° C y tiene una viscosidad cinemática inferior a aproximadamente 6 cSt a una temperatura de 37,8 °C. El aceite vegetal se selecciona del grupo que consiste de aceite de cañóla, aceite de algas, aceite de Jatropha, aceite de cártamo, aceite de ricino, aceite de linaza, aceite de tung, aceite de soja, aceite de girasol, aceite de cacahuete, aceite de semilla de algodón, aceite de palma, aceite de coco, aceite de arroz, producto de transesterif icación del mismo, producto de pirólisis de la misma, y combinaciones de los mismos; por lo que en el documento mencionado, de igual manera podemos apreciar que la invención propuesta refiere a la formulación de un combustible a base de diésel y no a un proceso de manufactura de un desengrasante que emplea como materia prima al biodiesel.

A la vista de lo anterior, podemos afirmar que el proceso y la tecnología propuestos en la presente invención supera ampliamente a los productos comerciales, asi como a los documentos de patente que se encuentran dentro del estado de la técnica, ya que, ninguno de los documentos analizados evidencian el uso del biodiesel como un desengrasante industrial, ambos documentos referencia al empleo del biodiesel como un combustible, otra diferencia técnica relevante deriva en que, gracias a los pasos novedosos del proceso propuesto por la presente invención el agente desengrasante obtenido tiene una viscosidad baja, una tensión superficial baja permitiendo que el desengrasante llegue a las cavidades más pequeñas para lograr una limpieza profunda, a su vez, incluye un tamaño de emulsión con un rango de las nanoemulsiones de aceite en agua, menor a 100 nanómetros y una alta estabilidad en medios alcalinos, por lo que es adecuado para las condiciones de operación. Aunado a lo anterior, el proceso de la presente invención implica exclusivamente etapas de mezclado, calentamiento y enfriamiento de los ingredientes, dando un producto con un menor impacto al medio ambiente y reduciendo la mano de obra empleada, eliminando la necesidad del uso de equipo especializado de homogenización a altas RPM (revoluciones por minuto) o altas presiones para la preparación del producto.

DESCRIPCIÓN DE IA INVENCIÓN

Los detalles característicos del proceso de obtención de un desengrasante mediante emulsificación de biodiesel, útil para la remoción de grasas en la industria alimenticia, se detallan claramente en la siguiente descripción y los ejemplos de aplicación que se incluyen, los cuales se mencionan a manera de ejemplos ilustrativos y no deberán ser considerados como limitativos .

DESCRIPCIÓN DE ALIADA DE IA INVENCIÓN

La presente invención está dirigida a un proceso de manufactura de desengrasantes a partir de emulsión de biodiesel, los cuales son utilizables en la industria alimenticia para la remoción de grasas sobre de superficies con grasa adherida, donde el producto desengrasante adquiere diversas cualidades únicas y novedosas derivado de los componentes empleados en el proceso de manufactura, en particular, los componentes empleados en el proceso de la presente invención comprenden biodiesel, alcohol etílico, un álcali fuerte, un agente emulsificante y agua; el álcali fuerte empleado en el proceso se selecciona del grupo de hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, los cuales son capaces de aportarle al producto desengrasante la propiedad de saponificar grasas, el agente emulsificante empleado en el proceso de la presente invención corresponde al alcohol laurílico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90), el cual actúa como un emulsificante no iónico, agente dispersante, humectante y agente de disminución de la tensión superficial, dándole al producto desengrasante, compatibilidad con emulsificantes aniónicos y catiónicos. A su vez, el proceso de la presente invención se comprende de las siguientes etapas para la preparación de 100 gr del desengrasante :

1. Mezclar dentro de un recipiente de 8 a 12 gramos del agente emulsificante alcohol laurílico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90), de 3 a 8 gramos de biodiesel y 5 gramos de alcohol etílico, durante, al menos 5 minutos o hasta conseguir una mezcla uniforme;

2. Mezclar en un segundo recipiente 5 gramos de solución de álcali fuerte (hidróxido de sodio o hidróxido de potasio) al 50% de concentración junto con, de 72 a 77 gramos de agua, hasta logra una m zcla uniforme;

3. Verter completamente mediante goteo la mezcla preparada en la etapa 1, dentro del recipiente que contiene la mezcla preparada en la etapa 2, manteniendo agitación constante;

4. Calentar la mezcla con agitación constante a una temperatura de 57 °C por un periodo de 5 minutos, obteniendo una mezcla con aspecto lechoso; y

5. Enfriar la mezcla del paso anterior súbitamente hasta una temperatura menor a 30 °C, obteniendo una microemulsión de biodiesel traslúcida.

De acuerdo al proceso de la presente invención, una de las variantes del proceso de preparación del producto desengrasante se comprende de las siguientes etapas:

1. Mezclar dentro de un recipiente 12 gr del agente emulsificante alcohol laurilico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90) junto con 3 gramos de biodiesel y 5 gramos de alcohol etílico, durante, al menos 5 minutos o hasta conseguir una mezcla uniforme;

2. Mezclar en un segundo recipiente 5 gramos de solución de hidróxido de sodio al 50% de concentración junto con 75 gramos de agua, hasta lograr una mezcla uniforme;

3. Verter completamente mediante goteo la mezcla preparada en la etapa 1, dentro del recipiente que contiene la mezcla preparada en la etapa 2, manteniendo agitación constante;

4. Calentar la mezcla con agitación constante a una temperatura de 57 °C por un periodo de 5 minutos, obteniendo una mezcla con aspecto lechoso; y

5. Enfriar la mezcla del paso anterior súbitamente hasta una temperatura menor a 30 °C, obteniendo una microemulsión de biodiesel trasluci.d *

En una variante alternativa de la presente invención, se incluye la dosificación de enzimas dentro de los ingredientes a mezclar en la etapa 1 del proceso, la cual se selecciona del grupo de proteinasa (Deterzyme L660} y proteasa (HT Proteolitic 200), con el objetivo de incrementar la eficiencia final del producto desengrasante, quedando el proceso de la variante de la invención comprendido por los siguientes pasos:

1. Mezclar dentro de un recipiente de 8 a 12 gramos del agente eraulsificante alcohol laurilico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90) junto con, de 3 a 8 gramos de biodiesel, 5 gramos de alcohol etílico y de 1 a 2 gramos de enzimas [proteinasa (Deterzyme L660) y proteasa (HT Proteolitic 200)] durante, al menos 5 minutos o hasta conseguir una mezcla uniforme;

2. Mezclar en un segundo recipiente 5 gramos de solución de álcali fuerte (hidróxido de sodio o hidróxido de potasio) al 50% de concentración junto con, de 72 a 77 gramos de agua, hasta lograr una mezcla uniforme;

3, Verter completamente mediante goteo la mezcla preparada en la etapa 1, dentro del recipiente que contiene la mezcla preparada en la etapa 2, manteniendo agitación constante;

4. Calentar la mezcla con agitación constante a una temperatura de 57 °C por un periodo de 5 minutos, obteniendo una mezcla con aspecto lechoso; y

5. Enfriar la mezcla del paso anterior súbitamente hasta una temperatura menor a 30 °C, obteniendo una microemulsión de biodiesel traslúcida.

Un segundo objeto de la presente invención corresponde al producto desengrasante obtenido mediante los procesos de manufactura descritos previamente, un objeto más de la presente invención corresponde al uso del producto desengrasante obtenido mediante los procesos de manufactura descritos previamente para la remoción de mezclas de grasas y ácidos grasos generados en el procesamiento de alimentos, especialmente sobre de superficies metálicas como el acero. Un cuarto objeto de la presente invención refiere al método de remoción de grasa que comprende los siguientes pasos:

1. Poner en contacto el producto desengrasante obtenido mediante el método de la presente invención, con una superficie con grasa adherida durante un periodo de 5 a 7 minutos; y

2, Remover el producto desengrasante y los residuos de grasa mediante un enjuague con agua.

Donde la superficie con grasa adherida se selecciona del grupo consistente de equipo para procesamiento de comida, superficies ambientales como paredes y equipos misceláneos empleados durante la preparación de la comida.

El proceso de la presente invención junto con sus variantes antes descritas, aporta un proceso eficiente y sencillo de emulsificación para la obtención de desengrasante obtenido a partir de biodiesel, ya que dicho proceso implica exclusivamente etapas de mezclado, calentamiento y enfriamiento de los ingredientes, dando un producto con un menor impacto al medio ambiente y reduciendo la mano de obra empleada, eliminando la necesidad del uso de equipo especializado de homogenización a altas RPM (revoluciones por minuto) o altas presiones para la preparación del producto.

Recordando que en la actualidad una parte relevante de los productos desengrasantes para la industria alimenticia a base de solventes inorgánicos son preparados a partir del diésel y presentan el inconveniente de ser bioacumulables y con el paso del tiempo generan un problema ecológico al ser un producto contaminante; el proceso de la presente invención logra obtener un producto desengrasante con características sinérgicas logradas entre una viscosidad y tensión superficial bajas logrando que el desengrasante realice una remoción de suciedad y grasas de diversas superficies alcanzando las cavidades más pequeñas y logrando una limpieza profunda, a su vez, incluye un tamaño de emulsión con un rango de las nanoemulsiones de aceite en agua, menor a 100 nanómetros y una alta estabilidad en medios alcalinos, por lo que es adecuado para las condiciones de operación convencionales de la industria alimenticia, logrando superar los inconvenientes de los desengrasantes del arte previo y de igual forma presenta un mayor desempeño desengrasante con capacidad de aplicación inmediata y comercialmente presenta un costo menor, vida de anaquel mayor y fácil degradación que genera un menor impacto al medio ambiente,

Los siguientes ejemplos son incluidos para facilitar el entendimiento de la presente invención con fines ilustrativos y no limitativos, permitiendo la cabal comprensión de las modalidades preferidas del invento, sin que con ello se implique que no existen otras modalidades no ilustradas que puedan llevarse a la práctica con base en la descripción detallada de la invención previamente realizada, por lo que estos ejemplos no deberán ser considerados de ninguna manera limitativos del alcance de la invención.

Como se mencionó previamente, mediante el proceso de la presente invención se pueden preparar distintas variantes del desengrasante, para el presente ejemplo, se prepararon 4 variantes siguiendo el mismo procedimiento y variando las cantidades de los ingredientes de acuerdo al siguiente

Ejemplo I:

8 gramos de alcohol laurilico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90);

5 gramos de Biodiesel; 5 gramos de alcohol etílico;

5 gramos de solución de hidróxido de sodio al 50%; y

77 gramos de agua. Ejemplo II:

8 gramos de alcohol laurílico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90) ;

5 gramos de Biodiesel

5 gramos de alcohol etílico;

1 gramo de proteinasa (Deterzyme L 660);

5 gramos de solución de hidróxido de sodio al 50%; y

76 gramos de agua.

Ejemplo III:

8 gramos de alcohol laurílico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90) ;

5 gramos de Biodiesel;

5 gramos de alcohol etílico;

1 gramo de proteasa (HT Proteolitic 200);

5 gramos de solución de hidróxido de sodio al 50% ; y

76 gramos de agua.

Ejemplo IV:

8 gramos de alcohol laurílico etoxilado con 9 moles de óxido de eteno (Alkonat L90) ;

8 gramos de Biodiesel;

5 gramos de alcohol etílico;

1 gramo de proteasa ÍHT Proteolitic 200);

1 gramo de proteinasa (Deterzyme L 660);

5 gramos de solución de hidróxido de sodio al 50%; y

72 gramos de agua.

Se procedió a realizar diluciones en agua al 10% de las 4 variantes del desengrasante de la presente invención mencionados (Ejemplo I, II, III y IV) y de dos productos comerciales (Desengrasante Marca Fingras de la empresa Margrey y un "Desengrasante Comercial" grado alimenticio base solvente sin enzimas), paralelamente se colocaron 5 gramos de grasa distribuida uniformemente sobre de una placa de acero inoxidable de 20 x 20 cm y se siguió este procedimiento con 5 placas más, se procede entonces a sumergir una de estas placas en un baño de 2 litros de las diluciones preparadas y se repite el procedimiento con cada una de las diluciones, para dejarlas remojar por un lapso de 50 minutos sin agitación, posteriormente se retiran las placas del baño de dilución y se colocan en un ángulo de 70° para permitir que escurra el liquido y se deja hasta secado total. Una vez secas, se registra el peso final de la placa y se mide el poder desengrasante por la eliminación de grasa, obteniendo los siguientes resultados:

Co o podemos apreciar con base a estos resultados, el poder desengrasante obtenido por la emulsión de biodiesel del ejemplo II formulado con la enzima Deterzyme L 660 contra los productos comerciales, posee un mayor poder desengrasante sobre superficies de acero y con las mezclas de grasas y ácidos grasos encontrados en el procesamiento de alimentos, podemos concluir también con base a estos resultados que no se encontró una sinergia importante entre la enzima Deterzyme L 660 y la HT Proteolitic 200 en esta aplicación que justifique el uso de ambas. Aunque esta invención ha sido descrita en su modalidad preferida, para especialistas en la materia será evidente que el alcance de la presente invención se estiende más allá de las modalidades específicamente descrita a otras modalidades alternas y/o usos de la invención que resulten obvias y derivables de la misma. Además, aunque la invención se ha mostrado y descrito en detalle con apego a un modo de realización ejemplificativa . Algunas otras modificaciones o cambios sean claramente obvios para especialistas en particular con base en la descripción que antecede. Por consiguiente, se estima que pueden hacerse varias combinaciones de las características específicas y aspectos de las modalidades descritas que caerían indiscutiblemente dentro de la invención.