[发明专利]用于膜过滤清洁的过氧甲酸组合物

说明书

公开用于去除膜上生物膜生长和矿物质沉积物的过氧甲酸组合物。确切地说，过氧甲酸组合物在原位产生或在现场产生以减少和预防生物膜并且减少膜上矿物质积聚。根据本发明的所述组合物在应用使用条件下与所述膜相容。

相关申请的交叉引用

本申请案主张2015年12月16日提交的美国专利申请案第62/268,152号的优先权，所述申请案的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及将过氧甲酸组合物用于去除膜上生物膜生长和矿物质沉积物。因此，本发明涉及用于清洁这类膜的膜分离工艺和就地清洁或洗液组合物的领域，包括通过使用抗微生物洗液来去除固体，如脂肪、蛋白质、矿物质和生物膜。确切地说，过氧甲酸组合物在原位产生或在现场产生以减少、去除和/或杀灭生物膜并且减少膜上矿物质积聚。根据本发明的组合物出乎意料地在应用使用条件下与膜相容。

背景技术

各种技术使用膜，包括应用逆渗透的那些膜。使用膜的一个缺点是在操作期间膜逐渐变得被污染。确切地说，膜上的生物膜(包括逆渗透膜、纳米过滤膜、超过滤膜和微过滤膜)生长和矿物质沉积物可具有不利的结果。这类生物膜生长和矿物质沉积物可造成通量严重降低、压力增大、生产减少，可不利地影响成品的品质，并且通常导致这类膜的过早更换。

在分离设备内提供的膜可使用提供冲洗、漂洗、预处理、清洁、消毒、杀菌和保持的就地清洁(clean-in-place，CIP)法进行处理，因为过滤膜在处理期间有污染倾向。由于通量降低并且压力增加，污染显示自身随操作时间的推移导致产生减少。通量降低通常是渗流或渗透速率减少，其发生在所有操作参数(如压力、进料流动速率、温度和进料浓度)保持不变时。一般来说，膜污染是一个复杂的过程，并且被认为由于多种因素(包括膜表面上和/或膜孔内的静电引力、疏水和亲水相互作用、进料组分(例如，悬浮颗粒、不可渗透的已溶解的溶质和甚至通常可渗透的溶质)的沉积和聚积)而出现。期望几乎所有进料组分将在一定程度上污染膜。参见Munir Cheryan，《超过滤和微过滤手册(Ultrafiltration andMicrofiltration Handbook)》，技术公开案，Lancaster，Pa.，1998(第237-288页)。污染组分和沉积物可包括无机盐、颗粒、微生物和有机物。

过滤膜通常需要定期清洁以允许在分离设备(如食品、乳制品和饮料工业中发现的那些)内成功的工业应用。过滤膜可通过去除来自膜的表面和主体的异物和相关设备来清洁。用于过滤膜的清洁程序可能涉及就地清洁CIP过程，其中清洁剂在膜内循环并且通过膜以弄湿、渗透、溶解和/或漂洗掉来自膜的异物。可用于清洁而操控的各种参数通常包括时间、温度、机械能、化学组成、化学浓度、污物类型、水类型、液压设计和构造的膜材料。

常规的清洁技术包括使用高热量和/或极端pH，即，极高碱性使用溶液，或极低pH酸性使用溶液。然而，多种表面无法忍受这类条件。举例来说，用于制造食品和饮料的膜在温度和pH方面通常具有具体限制，由于由其被构造的材料，其可在所述温度和pH下被操作和清洁。

一般来说，已发现在膜上进行的清洁的频率和化学处理的类型会影响膜的工作寿命。据相信，由于膜随时间的化学降解，膜的工作寿命可减少。提供具有温度、pH和化学限制的各种膜以使膜材料的降解降到最低。举例来说，多种聚酰胺逆渗透膜具有氯气限制，因为氯气可倾向于氧化侵蚀并且破坏膜。为遵守法律法规，清洁和杀菌过滤膜是合乎需要的，其可在某些应用(例如，食品和生物技术工业)中需要清洁、减少微生物以防止污染产物流，并且通过恢复通量(和压力)来优化过程。