从再循环的洗涤溶液连续或间断除去污物的组合物和方法
【专利摘要】从再循环的洗涤溶液除去食品污物的方法，包括将絮凝剂加入再循环的洗涤溶液和使用水力离心分离器从该再循环的洗涤溶液分离粒状物。絮凝剂引起部分食品污物结合成较高密度的粒状物。
【专利说明】从再循环的洗涤溶液连续或间断除去污物的组合物和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及从洗碗机中的再循环的水除去污物。尤其是，本发明涉及使用絮凝剂与水力离心分离器组合从再循环的水除去污物。
【背景技术】
[0002]为了相应对降低水消耗水平的需求，开发了各种低水量洗碗机，它们被设计成使用常规洗碗机不超过一半的水。虽然低水量洗碗机有效地减少洗碗循环中使用的水量，较低的水仓体积和最终清洗体积导致新型节水洗碗机的水仓中污物堆积提高。例如，清洗水量减半，则水仓中污物量的浓度加倍。随着水仓中的水在洗碗机内再循环，由于食品污物在水仓中堆积，会在洗碗机中所清洁的器皿上发生成膜。
[0003]已知水力离心分离器在废水处理工艺中用于从溶液分离污物。由于水力离心分离器没有移动部件或过滤器筛网，它们需要少量维护。在废水处理工业，水力离心分离器目前用于台下洗碗机以除去密度高于预定量的颗粒。虽然水力离心分离器有效除去除去大块食品污物(即食品碎片，例如生菜叶)，但它们可能不能有效除去较小的悬浮食品颗粒(即小于2毫米(mm)并且更具体来说小于Imm尺寸的颗粒)。
[0004]因此，需要这样的方法，其用于在再循环的洗涤溶液中减少食品污物的量，并且更具体来说减少食品污物颗粒的量。
【发明内容】
[0005]本发明涉及使用化学处理与物理或机械装置组合从洗碗机的再循环的水溶液减少或消除食品污物的方法。在将絮凝剂加入洗碗机的再循环的水溶液后，水力离心分离器从洗碗机的再循环的溶液聚集的除去食品污物颗粒。
[0006]在一种实施方式中，本发明涉及从再循环的洗涤溶液除去食品污物颗粒的方法。该方法包括将絮凝剂加入再循环的洗涤溶液，以及使用水力离心分离器从该再循环的洗涤溶液分离该聚集的食品污物颗粒。絮凝剂使食品污物颗粒聚集成密度大于至少一些该食品污物颗粒的颗粒。
[0007]在另一实施方式中，本发明涉及从溶液除去颗粒的方法。该方法包括形成密度大于水的聚集的颗粒，以及使用机械分离设备从该溶液分离该聚集的颗粒。
[0008]在再另一实施方式中，本发明涉及从洗碗溶液除去食品污物颗粒的方法。该方法包括形成聚集的食品污物颗粒，使用水力离心分离器从该洗碗溶液将该聚集的食品污物颗粒分离成浓缩物料流和渗透物料流，以及将该渗透物料流与该洗碗溶液合并。将颗粒基于该聚集的食品污物颗粒的密度来分离。
[0009]虽然披露多种实施方式，本发明再其它的实施方式对于本领域技术人员从显示并描述了本发明的示例性实施方式的以下详细说明来说将变得明现。因此，附图以及详细说明应视为本质上是示例性的而非限制性的。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是具有水力离心分离器的示例洗碗机块状图。
[0011]图2是对于含和不含絮凝剂的溶液来说，溶液中不溶污物比例的实际值和理论值的绘图。
[0012]发明详述
[0013]本发明的方法通过使用絮凝剂与水力离心分离器组合减少和/或消除来自洗碗机的水仓或再循环的水物流的食品污物，更具体来说食品污物颗粒。将絮凝剂加入洗碗机中的水以使食品污物颗粒聚集。然后，水力离心分离器从该水或从该再循环的水溶液分离该聚集的食品污物颗粒。该方法通过减少洗碗机水仓中食品污物堆积而引起的器皿上成膜，改进了低水量再循环洗碗机的性能。食品污物的总体减少既而又减少了产品消耗。虽然该方法描述为用于洗碗机，但该方法还可用于其中有再循环洗涤溶液或再利用条件的任何应用中。例如，该方法可用于以下行业:洗衣、食品饮料、和车辆护理。
[0014]在本发明方法的第一步骤中，将絮凝剂加入再循环水或溶液。絮凝剂的作用是使食品污物颗粒聚集成密度和粒度想对于至少部分该单独的食品污物颗粒提高的食品污物颗粒的絮状物或团簇。絮凝剂是聚合物，并且当聚合物链的链段吸附在不同颗粒上时发生聚集。合适的絮凝剂的实例包括，例如，阳离子、阴离子、和非离子絮凝剂。合适的阳离子絮凝剂的实例包括，例如，阳离子丙烯酰胺共聚物乳液。合适的市售阳离子丙烯酰胺共聚物乳液的实例包括，例如，CE884、CE844、CE854 和 CE864，可购自 Hychem, Inc., Tampa, FL0 合适的市售阴离子絮凝剂的实例包括，例如，阴离子丙烯酰胺共聚物乳液。合适的市售阴离子共聚物乳液的实例包括AF308,可购自Hychem, Inc.Tampa, FL。
[0015]将有效量的絮凝剂加入再循环的水以使食品污物颗粒聚集。本文中使用的“食品污物颗粒”是指食品的颗粒尺寸部分，例如尺寸小于2mm并且更具体来说小于Imm的食品，“较大食品污物”是指粒度较大的食品，例如生菜叶或菠菜的碎片。在一种实施方式中，有效量的絮凝剂为约0.1份/百万份(ppm) -约IOOppm,尤其是约0.5ppm-约50ppm,更具体来说约Ippm-约25ppm。再循环的水可以用絮凝剂连续地或间断地处理，这取决于例如洗碗机使用频次的因素。
[0016]絮凝剂可以直接加入再循环的水，或可作为用于清洁器皿的清洁剂组合物的组分包含。当絮凝剂直接加入再循环的水时，可将絮凝剂加入例如洗碗机的水仓。如果絮凝剂作为清洁剂组合物的一部分加入，则可改变清洁剂的配制方式以为絮凝剂提供空间。此外，可改变清洁剂配制方式以防止改变絮凝剂的电荷(charge)。
[0017]在食品污物颗粒团聚或聚集在一起后，该方法的第二步骤包括使用水力离心分离器从该再循环的水分离该聚集的食品污物颗粒。合适的水力离心分离器包括2英寸聚氨酯水力离心分离器，其可购自Flo Trends Systems, Inc., Houston, TX。该水力离心分离器的作用是基于密度情况从该再循环的水将该聚集的颗粒分离浓缩物料流和渗透物料流。通过絮凝或聚集，较小的食品污物颗粒形成密度大于至少一些该食品污物颗粒的密度的较大的聚集的颗粒，离心分离可以最大化，得到更清洁的渗透物料流。在一个实例中，该聚集的颗粒的密度大于大多数食品污物颗粒。例如，该聚集的颗粒的密度大于至少50%、60%、70%、80%或90%的食品污物颗粒。通过形成较密实的沉积到水力离心分离器底部的，并且迫使该聚集食品污物颗粒通过该水力离心分离器底部进入浓缩物料流，絮凝剂改善该水力离心分离器的离心分离。该水力离心分离器从该再循环的水分离具有至少最小尺寸或密度的聚集的食品污物颗粒。该水力离心分离器分离没有完全溶解的聚集的食品污物颗粒。
[0018]在一些实施方式中，该水力离心分离器可以分离密度不同于水的颗粒。在一些情况下，该水力离心分离器可配置成分离出比水密实的颗粒。应领会，滤出物与水之间的密度差异越大，离心分离越有效。聚集的食品污物粒状物从再循环的水分离的尺寸或密度与如下相关，例如:分离器直径，出口尺寸，进料压力以及聚集的食品污物粒状物与再循环的水的相对特性。还应领会，密度取决于若干变量，包括温度，这里的所有讨论都是指水处于与再循环的水相同的条件下，即，在相同的温度下。
[0019]在一些实施方式中，该水力离心分离器用洗碗机再循环泵连续地运行。根据水力离心分离器的效率，在替代的实施方式中，水力离心分离器可能不需要用再循环泵连续地运行。在非常高效的情况下，例如在添加絮凝剂的情况下，水力离心分离器能够将洗碗机水仓中食品污物颗粒的水平保持在最低期望的水平，同时间断地运行。在一个实例中，该水力离心分离器在水在洗碗机内再循环的同时运行。在另一实例中，水力离心分离器在水在洗碗机内再循环时不运行。在一种实施方式中，当絮凝剂加入再循环的水以进行聚集并且聚集的颗粒的密度大于水时，水力离心分离器的效率提高了约90%。絮凝剂和水力离心分离器的组合可以有效地从食品污物水平为约2，OOOppm、约3，OOOppmj^J 4，OOOppmj^J 5，OOOppm,约6，OOOppm、约7，OOOppm、约8，OOOppm、约9，OOOppm、或约10，OOOppm或更高的再循环的水除去食品污物。只要絮凝剂能够将食品污物颗粒絮凝成密度大于水的聚集的颗粒，水力离心分离器就能够从水分离食品污物。虽然该方法是使用水力离心分离器从再循环的水分离食品污物来讨论的，但可以使用任何机械或物理分离设备而不会偏离本发明的拟定范围。
[0020]再循环的水通过水力离心分离器后，将渗透物料流循环回再循环的水以使用，同时抛弃浓缩物料流。由此，渗透物料流再循环回洗碗机，减少了每次运行中消耗和浪费的水量。
[0021]本申请的方法更具体地参考图1描述，图1是示例系统10的块图，其包括具有水仓14和水力离心分离器16的洗碗机12。在使用中，水接触洗碗机12中的器皿，并且收集到水仓14中。水仓14中的水被称作再循环水或再循环溶液，因为来自水仓14的水可以通过流过线路18a、18b、18c和泵20而再循环到洗碗机12中的器皿。
[0022]系统10还包括水力离心分离器16，其从水仓14的再循环水除去聚集的食品污物颗粒。如上所述，食品污物颗粒通过使用有效量的絮凝剂而聚集。水仓14的再循环水可以流过线路22a、22b至水力离心分离器16，水力离心分离器16将水分离成渗透物24和浓缩物26。渗透物24返回水仓14并与再循环溶液结合，而具有提高浓度的聚集的食品污物颗粒的浓缩物26可以被抛弃。本领域技术人员将认识到，系统10是水力离心分离器16的一种可行布置。或者，水力离心分离器16可以从线路18a、18b和/或118c接收在循环水，并且与泵20并联或串联布置。
[0023]完整的洗涤循环包括至少一个洗涤步骤和至少一个清洗步骤。洗涤循环的各步骤的数量和时间随着洗碗机的不同而不同。合适的洗碗机包括门型(door-type)或传送器型(conveyor-type)洗碗机,并且认识到各洗漆和清洗步骤的位置可以根据洗碗机类型变化。[0024]水仓14的水可以在洗涤步骤和/或清洗步骤期间对洗碗机12中的器皿再循环。在优选的系统中，来自水仓14的水在洗涤步骤期间再循环，并且来自新鲜水源28的新鲜水在清洗步骤期间清洗器皿。
[0025]水力离心分离器16连续地在该洗涤循环期间操作或使用。或者，水力离心分离器16在部分洗涤循环期间操作或使用。当水力离心分离器16在部分洗涤循环期间操作时，水力离心分离器16和泵26可同时或不同时操作。
[0026]再循环水仓14中的水可以用于多次洗涤循环。絮凝剂可以在各洗涤循环开始时加入，或可以根据需要加入。例如，絮凝剂可以每几次洗涤循环加入。
[0027]清洁剂组合物
[0028]如上所述，絮凝剂可包含于清洁剂组合物中。例如，合适的清洁剂组合物可包含至少一种表面活性剂、至少一种碱性源、至少一种絮凝剂，和任选至少一种功能组分。
[0029]合适的碱性源包括但不限于碱金属氢氧化物，碱金属碳酸盐，碱金属偏硅酸盐，和碱金属硅酸盐。具体实例包括氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，碳酸钾，碱金属氢氧化物的混合物，碱金属碳酸盐的混合物，以及碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的混合物。碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐、碱金属偏硅酸盐和/或碱金属碳酸盐可以本领域已知的任何形式加入清洁剂，包括作为固体珠粒，薄片，粉末，溶于水溶液，或它们的组合。
[0030]当水加入清洁剂时，碱性源控制所得使用溶液的pH。使用溶液的pH必须保持在碱性范围以提供足够的清洁性质。在一个实例中，使用溶液的PH为约7-约13。具体来说，使用溶液的PH为约9-约12。如果使用溶液的pH太高，例如，高于13，则该使用溶液碱性太强，并且侵蚀或破坏待清洁的表面。
[0031]清洁剂的碱性源和所得使用溶液的pH可根据清洁剂是用于机构还是消费者应用而不同。在一种合适的消费者清洁剂中，碱性源由至少一种碱金属碳酸盐、碱金属偏硅酸盐、碱金属硅酸盐或其组合组成，并且所得使用溶液的PH为约7-11。机构清洁剂可具有比消费者清洁剂高的pH。在一种合适的机构清洁剂中，碱性源由至少一种碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属偏硅酸盐、碱金属硅酸盐或其组合组成，并且所得使用溶液的PH为约9.5-13。
[0032]当清洁剂作为固体提供时，碱性源还可作为能水合的盐。能水合的盐可以被称为基本无水。基本无水是指该组分含小于约2重量％的水，以能水合的组分的重量计。水的量可以为小于约I重量％，并且可以为小于约0.5重量％。并不要求能水合的盐是完全无水的。
[0033]多种表面活性剂可以用于清洁剂组合物，包括，但不限于:阴离子、非离子、阳离子、和两性离子表面活性剂。表面活性剂是清洁剂组合物的任选组分，并且可以排除在该浓液之外。可以使用的示例表面活性剂可从多种来源商购。对于表面活性剂的讨论，参见Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,第三版，第 8 卷，第 900-912 页。当清洁剂组合物包括表面活性剂作为清洁试剂时，该清洁试剂以有效提供期望水平的清洁的量提供。固体清洁组合物，当作为浓液提供时，可以包含范围在约0.05%-约20重量％，约0.5%-约15重量％，约1%-约15重量％，约1.5%-约10重量％，和约2%-约8重量％的表面活性剂清洁试剂。浓液中表面活性剂的其它示例性范围包括约0.5%-约8重量％，和约1%-约5重量％。
[0034]可用于清洁剂组合物的阴离子表面活性剂的实例包括，但不限于:羧酸盐，例如烷基羧酸盐和聚烷氧基羧酸盐，醇乙氧基化物羧酸盐，壬基苯酚乙氧基化物羧酸盐；磺酸盐，例如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、磺化脂肪酸酯；硫酸盐，例如硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基苯酚、烷基硫酸盐、磺基琥珀酸盐、和烷基醚硫酸盐。示例性阴离子表面活性剂包括，但不限于:烷基芳基磺酸钠、α-烯烃磺酸盐、和脂肪醇硫酸盐。
[0035]可用于清洁剂组合物的非离子表面活性剂的实例包括，但不限于，具有聚氧化亚烷基聚合物作为表面活性剂分子的一部分的那些。此类非离子表面活性剂包括，但不限于:氯_、节基_、甲基_、乙基_、丙基_、丁基-等烧基封端的脂肪醇的聚亚乙基二醇醚；聚氧化亚烷基的非离子，例如烷基多糖苷；脱水山梨糖醇和蔗糖酯以及它们的乙氧基化物；烷氧基化胺，例如烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物，例如醇乙氧基化物丙氧基化物，醇丙氧基化物，醇丙氧基化物乙氧基化物丙氧基化物，醇乙氧基化物丁氧基化物；壬基苯酚乙氧基化物，聚氧乙烯二醇醚；羧酸酯，例如脂肪酸的二醇酯、聚氧乙烯酯、乙氧基化的和二醇酯；羧酰胺例如二乙醇胺缩合物、单烷醇胺缩合物、聚氧乙烯脂肪酸酰胺；和聚氧化亚烷基嵌段共聚物。当非离子表面活性剂存在于清洁剂组合物中或为受控释放的固体时，还可存在水溶物。合适的水溶物包括，但不限于二甲苯磺酸钠、枯烯磺酸钠、烷基二苯基醚二磺酸盐、乙氧基化苯酚、乙氧基化苄基醇等。市售环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物的实例包括，但不限于，PLUR0NIC1"，可购自 BASF Corporation, Florham Park, NJ。市售有机桂表面活
性剂的实例包括，但不限于，ABIL⑩B8852,可购自Goldschmidt Chemical Corporation,
Hopewell, VA。特别合适的表面活性剂是D500，一种环氧乙烷/环氧丙烷共聚物，可购自BASF Corporation, Florham Park, NJ0
[0036]可以用于固体清洁剂组合物的阳离子表面活性剂的实例包括，但不限于:胺，例如伯、仲和叔单胺，其具有C18烷基或烯基链，乙氧基化的烷基胺，乙二胺的烷氧基化物，咪唑，例如1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉、2-烷基-1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉等；和季铵盐，例如，烷基氯化季铵表面活性剂，例如η-烷基(C12-C18) 二甲基苄基氯化铵、η-四癸基二甲基苄基氯化铵一水合物，以及萘取代的氯化季铵，例如二甲基-1-萘基甲基氯化铵。阳离子表面活性剂可以用于提供消毒性质。
[0037]可以用于清洁剂组合物的两性离子表面活性剂的实例包括，但不限于:甜菜碱、咪唑啉、和丙酸盐。
[0038]当清洁剂组合物意图用于自动洗碗或器皿洗涤机械时，所选择的表面活性剂可以是当用在洗碗或器皿洗涤机械中时提供可接受水平的发泡的那些。用于自动洗碗或器皿洗涤机械中的清洁剂组合物通常被认为是低发泡组合物。提供期望水平的清洁活性的低发泡表面活性剂在例如其中存在大量泡沫会成为问题的洗碗机械的环境中是有利的。除了选择低发泡表面活性剂，还可以使用消泡剂以减少泡沫产生。因此，可以使用被视为低发泡表面活性剂的表面活性剂。此外，其它表面活性剂可以与消泡剂联合使用以控制发泡水平。
[0039]絮凝剂以有效聚集食品污物颗粒的量存在。合适的絮凝剂已如上描述。例如，絮凝剂包括阳离子絮凝剂、阳离子丙烯酰胺共聚物乳液、或阴离子絮凝剂。絮凝剂还可以包括絮凝剂的组合。
[0040]清洁剂组合物可以任何形式提供，包括作为固体清洁剂组合物或作为液体清洁剂组合物。实例固体和液体清洁剂组合物在以下表A和B中给出
[0041 ] 表A:实例固体清洁剂组合物[0042]
【权利要求】
1.从再循环的水溶液除去食品污物颗粒的方法，包括: (a)进行洗涤循环，包括至少一个洗涤步骤和至少一个清洗步骤，其中至少该洗涤步骤包括使水溶液再循环； (b)将絮凝剂加入该再循环的水溶液以使食品污物颗粒聚集成密度大于至少一些该食品污物颗粒的密度的聚集的颗粒；和 (b)使用水力离心分离器将密度大于水密度的聚集的颗粒从该再循环的水溶液分离，其中水的密度在该再循环的水溶液的条件下测量。
2.权利要求1的方法，其中该水力离心分离器在至少部分该洗涤循环期间使用。
3.权利要求1-2任一项的方法，其中该水力离心分离器在该洗涤循环期间连续使用。
4.权利要求1-3任一项的方法，其中加入絮凝剂包括加入包含絮凝剂的清洁剂组合物。
5.权利要求1-4之一的方法，其中分离该聚集的颗粒包括将该再循环的水溶液分成浓缩物料流和渗透物料流。
6.权利要求1-5任一项的方法，还包括将该渗透物料流与该再循环的水溶液合并。
7.权利要求1-6任一项的方法，其中该絮凝剂包括阳离子絮凝剂。
8.从水溶液除去颗粒的方法，包括: (a)在水溶液中形成聚集的食品颗粒，该聚集的颗粒的密度大于水密度；和 (b)使用机械分离设备将该聚集的食品颗粒从该水溶液分离，其中水的密度在该水溶液的条件下测量。
9.权利要求8的方法，其中该机械分离设备是水力离心分离器。
10.权利要求8-9任一项的方法，其中分离颗粒群组包括将该水溶液分成浓缩物料流和渗透物料流。
11.权利要求10的方法，还包括将该渗透物料流与该水溶液合并。
12.权利要求8-11任一项的方法，其中从水溶液分离聚集的食品颗粒包括基于该聚集的食品颗粒的密度来分离该聚集的食品颗粒。
13.权利要求12的方法，其中基于密度分离该聚集的食品颗粒包括分离密度等于或大于与该水溶液的最小密度差异的聚集的食品颗粒。
14.从洗碗溶液除去食品污物的方法,包括: (a)在该洗碗溶液中形成聚集的食品污物颗粒，该聚集的食品污物颗粒的密度大于至少一个聚集前的食品污物颗粒； (b)使用水力离心分离器从该洗碗溶液将该聚集的食品污物颗粒分离成浓缩物料流和渗透物料流，其中该聚集的食品污物颗粒被基于该聚集的食品污物颗粒的密度分离；和 (c)将该渗透物料流与该洗碗溶液合并。
15.权利要求14的方法，其中形成聚集的食品污物颗粒包括将絮凝剂加入该洗碗溶液。
16.权利要求15的方法，其中将絮凝剂加入该洗碗溶液包括加入包含絮凝剂的清洁剂组合物。
17.根据权利要去15-16任一项的方法，其中将絮凝剂加入该洗碗溶液间断地进行。
18.根据权利要去15-16任一项的方法，其中将絮凝剂加入该洗碗溶液连续地进行。
19.根据权利要去15-18任一项的方法，其中该絮凝剂包括阳离子絮凝剂。
20.根据权利要去15-18任一项的方法，其中该絮凝剂包括阴离子絮凝剂。
21.清洁剂组合物，包含: 表面活性剂； 碱性源；和 絮凝剂。
22.权利要求21的清洁剂组合物，其中该絮凝剂包括阳离子絮凝剂。
23.权利要求21-22任一项的清洁剂组合物，其中该絮凝剂包括阳离子丙烯酰胺共聚物乳液。
24.权利要求21的清洁剂组合`物，其中该絮凝剂包括阴离子絮凝剂。
【文档编号】A47L15/46GK103501677SQ201280019350
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年3月16日 优先权日:2011年3月17日
【发明者】M·E·贝塞, B·L·捷尔塔, D·M·奥斯特尔伯格 申请人:艺康美国股份有限公司