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Quaternari d'ammonio

I quaternari d’ammonio, chiamati anche quaternari o QAC sono dei tensioattivi (surfactants) cationici. Le caratteristiche chimico-strutturali dei composti dell’ammonio quatemario ne definiscono l’impiego e dipendono dal tipo e dal numero di radicali alchilici e arilici presenti nella molecola.
I più impiegati a livello industriale sono:
  • Benzalconio cloruro (sapocitrosil, detergil)
  • Cloruro di dimetildidecilammonio fanno parte di questo gruppo anche il benzoxonio (bactofen) e la cetrimide.
Caratteristiche:
  • come tensioattivi cationici possiedono le seguenti proprietà:
    • riducono la tensione superficiale nel punto d’assorbimento;
    • sono prontamente attratti e rapidamente assorbiti su superfici che abbiano carica elettrica negativa (lana, vetro, proteine, batteri, ecc...);
    • formano aggregati ionici o micelle con concomitanti variazioni nella conducibilità elettrica, tensione superficiale e solubilità.
  • come disinfettanti possiedono le seguenti proprietà antimicrobiche:
    • effetto denaturante, complessante e precipitante sulle proteine;
    • effetti sulle reazioni metaboliche, con particolare azione sulla respirazione aerobica e anaerobica del glucosio in vari batteri e sull’ossidazione del lattato in alcuni batteri;
    • effetti sulla permeabilità cellulare (citolisi e perdita di fosforo; danno di membrana e perdita di potassio);
    • effetto sull’enzima che mantiene dinamica la membrana citoplasmatica;
    • interazione con l’intera cellula microbica;
    • effetto collassante sulla forza motrice protonica attraverso cortocircuitazioni della membrana citoplasmatica (flusso inverso di protoni attraverso la membrana stessa);
    • queste caratteristiche li rendono adatti alla formulazione di prodotti ad attività detergente e disinfettante combinata (c.d. sanificanti), l’elevato potere schiumogeno ne ostacola il risciacquo;
    • In funzione della concentrazione presentano:
      • a basse concentrazioni un’azione batteriostatica ed una inibizione della crescita delle alghe e dei micobatteri e l’ inibizione del fenomeno della escrescenza delle spore;
      • a medie concentrazioni un’azione battericida, alghicida, fungicida e un’azione di rilievo verso i virus lipofilici;
      • ad elevate concentrazioni nessuna azione sporicida, micobattericida; nessuna azione verso i virus idrofilici;
    • Inoltre sono:
      • attivi sui G + e muffe, poco nei confronti dei G – (soluzioni di composti d’ammonio quaternario troppo diluite o non recenti possono favorire la crescita di batteri Gram-);  mediamente sui virus e nulli sulle spore, i micobatteri e lo Pseudomonas aeruginosa;
      • contro i G + sono più efficaci a 120-130 ppm in ambiente alcalino;
      • alcuni psicrofili (ad esempio, nelle vasche di raffreddamento del latte crudo alla stalla) possono manifestare una certa resistenza ai composti d’ammonio quaternario;
      • manifestano la loro attività sia in ambiente acido che alcalino, con maggiore attività in soluzioni alcaline;
      • la concentrazione d’uso dipende dalla specifica struttura chimica di ogni composto, l’efficacia aumenta con l’aumentare della lunghezza della catena ( > C12-14);
      • in generale tali prodotti si dimostrano più attivi in soluzione alcoolica che in soluzione acquosa
Compatibilità:
  • sono molto compatibili con quasi tutti i materiali (acciaio inox, metalli leggeri, ferro, ceramica);
  • vengono inattivati dalle acque dure, dai residui organici, dalla cellulosa e dalla gomma;
  • i quaternari sono incompatibili con i tensioattivi anionici; quando vengono miscelati con questi ultimi essi diventano inefficaci;
  • non miscelare mai i composti d’ammonio quaternario con i normali detergenti;
  • per aumentare l’efficienza dei quaternari, si possono aggiungere dei sequestranti quali l’EDTA, fosfati o fosfonati e tensioattivi compatibili (non ionici). In commercio esistono formulati che contengono questi componenti che hanno un’azione sinergica con il disinfettante aumentandone l’efficienza (Lysoform o simili).
Stabilità e sicurezza:
  • I quaternari sono inodori, incolori e insapori. Si prestano per il loro uso in ambienti interni quali mense e cucine. Non essendo percepiti dal punto di vista organolettico e non essendo facilmente degradabili, essi possono venire a contatto con gli alimenti se non perfettamente risciacquati. Essendo stabili nel tempo, i quaternari quando vengono applicati su una superficie senza risciacquarli vi rimangono a lungo, in questo caso potrebbero dare origine a fenomeni di resistenza batterica. Per questo motivo è bene risciacquare a fondo la superficie trattata oppure alternare questo disinfettante con l’ipoclorito o altri prodotti disponibili.
Modalità e concentrazioni d’uso:
  • Esistono sul mercato due famiglie di prodotti disinfettanti a base di quaternari: formulati per prodotti di largo consumo che contengono 1,5-2,5% di principio attivo e soluzioni al 10%. L’uso di un formulato rispetto alla materia prima al 10% è preferibile perché contiene altri composti quali i tensioattivi (bagnano meglio le superfici) e i sequestranti (tolgono ai batteri i metalli in tracce, il ferro per esempio, che questi utilizzano per costruire le cellule) aumentando l’efficienza del disinfettante.
    Tempo di contatto: 1-15’ a seconda della concentrazione del principio attivo.
    In quanto schiumogeni non possono essere usati con apparecchi a pressione ed in quanto molto adesivi, soprattutto per le superfici dure (tendono a lasciare film), occorre prestare grande cura nel risciacquo. Questa caratteristica può essere favorevolmente sfruttata  sulle superfici non a contatto con gli alimenti ove tale attività residuale fa da protezione nei confronti di contaminazioni accidentali.
Attività
(Microbicida, Batteriostatica)
ad alta concentrazione
a bassa concentrazione (< 300 ppm)
Meccanismo d’azione
Adsorbimento sulle pareti cellulari dopo penetrazione nella cellula
Interferenza con l’attività metabolica
pH
Alcalino ottimale con diminuzione dell’efficacia all’aumentare dell’acidità
Sostanze organiche
Proprietà detergenti (difficoltà del risciacquo) ma diminuisce il n° di molecole attive sui microrganismi
Temperatura
Non influisce significativamente, efficaci fino a 100°C
Concentrazione d’uso
> 300 ppm  optimum 1000 ppm
Tempo
15 minuti  -   300 ppm
  2 minuti  -   500 ppm
  1 minuto - 1000 ppm
Disattivanti
Tensioattivi anionici
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