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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Reinigungsmittel, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie
seine vielseitige Verwendung.
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Reinigungsmittel werden für die Reinigung sowohl
von Gegenständen
aus Gewebe- und Fasermaterial als auch von harten Oberflächen in
Haushalt, Industrie und Gewerbe eingesetzt. Das Ziel ist, den gereinigten
Gegenstand oder die gereinigte Oberfläche frei von Schmutz und Bakterien
zu machen. In erster Linie unterscheidet man alkalische, saure oder
neutrale Lösungsmittel.
Der Hauptbestandteil der Reinigungsmittel sind die Tenside, die für die Reinigungswirkung
verantwortlich sind.
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Viele Reinigungsmittel enthalten
desinfizierende und schadstoff- sowie fettabbauende Mittel. Ein
sehr häufig
eingesetztes Desinfektionsmittel sind Chlorverbindungen und auch
das Chlor selbst, meistens in Form des Hypochlorits als desinfizierender Bestandteil.
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Hypochlorite sind die Salze der hypochlorigen
Säure und
sie zersetzen sich in Abhängigkeit
von ihrem Wassergehalt bei Temperaturen über 80°C unter Abspaltung von Sauerstoff.
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Chlorverbindungen sind nicht immer
unbedenklich für
die Umwelt und die Personen, die mit chlorhaltigen Produkten in
Kontakt kommen. So ist das Hypochlorit außerdem ein starkes Oxidationsmittel,
das für
die Atemwege und für
die Haut gefährlich sein
kann.
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Aus dieser Situation heraus stellt
sich die Aufgabe, ein Reinigungsmittel zur Verfügung zu stellen, das gänzlich ohne
Chlor auskommt und absolut unbedenklich für die Umwelt und die damit
in Kontakt geratenen Personen ist. Des weiteren sollte ein solches
Mittel wie die chlorhaltigen Reinigungsmittel in der Lage sein,
selbst hartnäckigste
Beläge
auf Oberflächen
jeder Art entfernen zu können
und effektiv organische Substanzen und Fett in damit belasteten Gewässern abbauen
und/oder neutralisieren zu können.
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Diese Aufgabe ist mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
nach Patentanspruch 1 gelöst worden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Reinigungsmittel, das folgende Bestandteile enthält:
eine
mit Säure
behandelte mikrobiotische Mischkultur und
ein basisches Trägermaterial.
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Dieses Reinigungsmittel wird dann
vor Anwendung mit Wasser vermischt, so dass sich ein vorbestimmter
ph-Wert einstellt.
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Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
in Patentanspruch 14 zur Verfügung.
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Die Erfindung betrifft daher außerdem ein Verfahren
zur Herstellung eines Reinigungsmittels, wobei eine mikrobiotische
Mischkultur mit Säure
behandelt wird; die vorbehandelte Mischkultur filtriert und gesammelt
wird; die vorbehandelte Mischkultur mit einem basischen Trägermaterial
gemischt wird und Wasser zur Einstellung des pH-Werts hinzugegeben
wird.
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Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen
dieses Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende
Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels zur Entfernung
von Belägen
von Oberflächen
jeder Art und zum Abbau von Fett und organischen Substanzen in damit
belasteten Gewässern.
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Die Unteransprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen
der Verwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels.
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Es ist überraschenderweise festgestellt
worden, dass zuvor mit Säure
behandelte Mikroorganismen in einem basischen Trägermaterial eingebettet werden
können
und dort gewissermaßen
in einem passiven Zustand verbleiben. Bei der Zugabe von Wasser,
und damit bei Änderung
des pH-Werts gegen
den neutralen Bereich, werden die Mikroorganismen aktiv und können in
diesem Zustand hervorragend als Reinigungsmittel zur Reinigung verschiedenster
Gegenstände
und Oberflächen
verwendet werden.
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Ein ganz entscheidender Vorteil des
erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
liegt darin, dass es keine chlorhaltigen Verbindungen enthält. Damit ist
das Reinigungsmittel unbedenklich für die Umwelt und den Mensch
einsetzbar.
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Die in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
enthaltenden Mikroorganismen liegen als mikrobiotische Mischkultur
vor. Diese Mischkultur enthält
bevorzugterweise photosynthetisch arbeitende Mikroorganismen und
Leuchtbakterien in einer biologischen Lösung.
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Die photosynthetisch arbeitenden
Mikroorganismen und die Leuchtbakterien sind als System zu betrachten.
Das Wechselspiel zwischen den photosynthetisch arbeitenden Mikroorganismen
und den Leuchtbakterien führt
dazu, dass die photosynthetisch arbeitenden Mikroorganismen durch
das von den Leuchtbakterien emittierte Licht zur Photosynthese angeregt
werden. Die Mikroorganismen betreiben die Photosynthese mit Schwefelwasserstoff
und Wasser und setzen Schwefel bzw. Sauerstoff frei. Ferner können sie
Stickstoff sowie Phosphat binden und organische wie anorganische
Materie abbauen.
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Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
photosynthetisch arbeitende Mikroorganismen verwendet, die fakultativ
phototroph sind. Fakultativ phototroph bedeutet, dass die Mikroorganismen
sowohl unter anaeroben Bedingungen im Licht als auch unter aeroben
Bedingungen im Dunklen wachsen können.
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Zu den Photosynthesebakterien gehören grammnegative
aerobe stabförmige
und kreisförmige Bakterien
sowie grampositive kreisförmige
Bakterien. Diese können Endosporen
aufweisen oder ohne Sporen vorhanden sein. Dazu zählen beispielsweise auch
grampositive Aktinomyceten und verwandte Bakterien.
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In diesem Zusammenhang können auch stickstoffbindende
Organismen genannt werden. Dazu gehören beispielsweise Algen, wie
Anabena Nostoc in Symbiose mit Azola. Des Weiteren können Aktinomyceten,
z. B. Frankia in Symbiose mit Erlen und Bakterien, wie Rhizobium
in Symbiose mit Leguminosen, erwähnt
werden.
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Außerdem können auch aerobe Algen, Azotobacter,
methanoxidierende Bakterien und Schwefelbakterien verwendet werden.
Dazu zählen
auch grüne
Schwefelbakterien und braungrüne
Photosynthesebakterien. Hier können
auch nicht violette Schwefelbakterien und violette Schwefelbakterien genannt
werden.
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Es ist bevorzugt, dass in der mikrobiologischen
Mischung als fakultativ phototrophe Mikroorganismen, Prochlorophyten,
Cyanobakterien, grüne Schwefelbakterien,
Purpurbakterien, Chloroflexus-ähnliche
Formen und Heliobakterium und Heliobacillus-ähnliche Formen enthalten sind.
Die vorgenannten fakultativ phototrophen Mikroorganismen können auch
als Mischungen aus zwei oder mehr davon vorliegen. In einer ganz
besonderen Ausführungsform
liegen alle sechs genannten Mikroorganismen als Mischung vor.
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Das Licht, das die Photosynthese
antreibt, stammt von den Leuchtbakterien, die als zweite essentielle
Komponente in der mikrobiologischen Mischung enthalten sind. Diese
Leuchtbakterien besitzen eine Leuchtkraft, d. h. sie sind in der
Lage, Lichtquanten auszusenden. Es handelt sich hierbei um ein System,
das enzymatisch abläuft.
Als Beispiel kann hier das Luciferin-Luciferase-System genannt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
sind in der erfindungsgemäßen Mischung
als Leuchtbakterien Photobacterium phosphoreum, Vibrio fischeri, Vibrio
harveyi, Pseudomonas lucifera oder Beneckea enthalten. Es ist auch
möglich,
eine Mischung aus mindestens zwei daraus zu wählen.
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Zur Optimierung der mikrobiologischen
Mischung können
weitere Bestandteile darin enthalten sein. Vorzugsweise sind solche
Nebenbestandteile Pflanzenextrakte, Enzyme, Spurenelemente, Polysaccharide,
Alginderivate, andere Mikroorganismen wie oben. Die Nebenbestandteile
können
einzeln oder in Kombination in der mikrobiologischen Mischung vorliegen.
Die Pflanzenextrakte können
beispielsweise Spitzwegerich, Hopfen, etc., enthalten.
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Als Nährlösung für die mikrobiologische Zusammensetzung
wird im Allgemeinen eine Lösung verwendet,
die dazu beiträgt,
dass die darin enthaltenden Bestandteile, insbesondere die Mikroorganismen,
ohne weiteres darin leben können.
Dabei kommt es insbesondere darauf an, dass die Wechselwirkung der
Photosynthesebakterien und der Leuchtbakterien vollständig zum
Tragen kommt. Es hat sich erwiesen, dass eine biologische Nährlösung mit
Melasse, insbesondere Rohzuckermelasse oder Zuckerrübenmelasse
als Hauptbestandteil geeignet ist.
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Die photosynthetisch arbeitenden
Mikroorganismen und die Leuchtbakterien liegen in der mikrobiologischen
Mischung normalerweise in einem Verhältnis von 1 : 10 bis 1 : 500
vor. Ein bevorzugtes Verhältnis
ist 1 : 100.
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Die vorbeschriebenen Komponenten
werden homogenisiert, so dass als erstes Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens
eine mikrobiotische Kultur vorliegt, deren Anteil ein Abhängigkeit vom
zu behandelnden Wasser eingestellt werden. Gegebenenfalls wird die
Mischkultur für
einen späteren
Gebrauch eingefroren oder im Vakuum lyophilisiert.
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Hinsichtlich weiterer Einzelheiten
der mikrobiotischen Mischkultur wird auf die ältere Patentanmeldung
DE 100 62 812 der Anmelderin
verwiesen, deren Inhalt zur Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung
zu zählen
ist.
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Zur weiteren Verbesserung der Reinigungskraft
kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel oberflächenaktive
Stoffe enthalten. Bevorzugt werden Tenside als oberflächenaktive
Stoffe verwendet. Je nach Anwendung können kationische, anionische und
nicht ionische Tenside zum Einsatz kommen. Hier können handelsübliche Tenside
in den entsprechenden Mengen je nach Anwendungsgebiet beigemischt
sein.
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Die in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
enthaltende mikrobiotische Mischkultur wird zuvor mit einer Säure behandelt.
Es ist wesentlich, dass die mikrobiotische Mischkultur nach der
Säurebehandlung
einen pH-Wert im Bereich von 0,5 bis 3 aufweist. Es kann jede geeignete
Säure,
sei es eine anorganische oder eine organische Säure, für die Beandlung der mikrobiotischen
Mischkultur gewählt werden.
Praktischerweise verwendet man Chlorwasserstoffsäure (HCl).
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Wie bereits zuvor ausgeführt wurde,
bilden die Mikroorganismen der Mischkultur bei der Säurebehandlung,
das heißt,
im sehr niedrigen pH-Wert-Bereich, einen Biofilm, ähnlich einer
inaktiven schleimartigen extrazellulären Substanz (EPS), die die
Mirkoorangnismen oder diese tragende Agglomerate, beispielsweise
Flocken einschliessen und somit vor einer Schädigung schützen. Es kann davon ausgegangen
werden, dass dieser Zustand der Mischkultur für die Mikroorganismen einen
geeigneten Schutz bietet.
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Ein weiteres wesentliches Element
in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
ist das basische Trägermaterial.
Die vorbehandelten Mikroorganismen inkorporieren sich in das basische
Trägermaterial.
Dort liegen sie quasi eingebettet vor und verbleiben im inaktiven
Zustand. Die basische Lösung kann
bevorzugt eine Natronlauge oder eine ammoniakalische Lösung sein.
Voraussetzung ist allerdings, dass der pH-Wert der basischen Lösung in
einem Bereich von 9 bis 14, insbesondere 11 bis 14, liegt.
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Ein weiteres wesentliches Element
bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittel ist das
Wasser. Wenn die in dem basischen Trägermaterial eingelagerten Mikroorganismen
mit Wasser in Berührung
kommen, löst
sich der vorbeschriebene Zustand der Mikroorganismen (eingebettet
in Biofilm) auf und sie erhalten ihre ursprüngliche Aktivität und entfalten
in effektiver Weise ihre volle Reinigungskraft.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel kann prinzipiell
nach jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Ein bevorzugtes
Beispiel für
ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels besteht
darin, zunächst
eine mikrobiologische Mischkultur mit Säure zu behandeln, die Mischkultur
mit der sich ausbildenden Schutzschicht (Biofilm, EPS) zu filtrieren
und zu sammeln; die vorbehandelte Mischkultur mit einem basischen Trägermaterial
zu mischen und schließlich
Wasser bis zu einem pH-Wert von 8,5 bis 10/vorzugsweise 9,5 hinzuzugeben.
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Nach der Säurebehandlung wird die Mischkultur über eine
Trennvorrichtung filtriert. Bevorzugt wird hier eine geeignete Membran
verwendet. Nach dem Sammeln der Mischkultur wird diese dann auf übliche Weise
getrocknet.
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Bevorzugt wird die Mischkultur nach
der Filtration und der Antrocknung einer Gefriertrocknung unter
Dehydratisierung unterworfen.
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Eine Dehydratisierung ist ein weit
verbreitetes Verfahren zur schonenden Trocknung und Konservierung
empfindlicher Güter.
Die Trocknungsparameter werden so eingestellt, dass keine Schädigung der
in den Biofilm eingebetteten Mikroorganismen erfolgt. Bei Vorversuchen
zeigte es sich, dass eine Abkühlungsrate
mit mehr als 30°C
pro Minute, vorzugsweise etwa 40°C
pro Minute oder schneller optimal ist, um einer Schädigung der
Mikroorganismen vorzubeugen.
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Durch diesen Trocknungsschritt wird
auch der Biofilm (EPS) dehydratisiert und eingedickt. Er bildet
eine Schutzschicht, die während
des Gefriervorgangs und danach die Mikroorganismen schützt.
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Der pH-Wert des Reinigungsmittels
kann durch die Zugabe des Wassers in geeigneter Weise eingestellt
werden. Idealerweise liegt der pH-Wert des fertigen Reinigungsmittels
in einem leicht alkalischen Bereich, das heißt, bei einem pH-Wert von 7,5 bis
10 vorzugsweise bei etwa 9,5.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden etwa 3 – 5 gr der
vorbehandelten, mit Säure
versetzten Mikroorganismen mit 50 %iger Kalilauge versetzt.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel eignet
sich zur effektiven Reinigung von praktisch allen Gegenständen aus
Gewebe- und Fasermaterial und auch von harten Oberflächen in
Haushalt, Industrie und Gewerbe. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
jede Art von Belägen
von Oberflächen
entfernt werden. Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
hervorragend zum Abbau von Fett in fetthaltigen Wasser eingesetzt
werden. Somit eignet es sich hervorragend als Allzweckreiniger,
Teppichreiniger, Fußbodenpflegemittel,
Sanitärreiniger,
Geschirrspülmittel sowie
Putz- und Scheuermittel. Ganz besonders eignet sich das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
zur Reinigung von Kraftfahrzeugen in Kraftfahrzeugwaschanlagen,
wie beispielsweise Buswaschanlagen.
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Die besonders gute Reinigungswirkung
des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
liegt möglicherweise
daran, dass die Mikroorganismen beim Abbau organischer Inhaltsstoffe
Singulett-Sauerstoff produzieren. Es handelt sich dabei um den niedrigsten
elektronischen Anregungszustand des molekularen Sauerstoffs. Die
geringe Anregungsenergie reicht als Aktivierungsenergie für verschiedene
beispielsweise oxidative Prozesse aus, über die Zellen der organischen
Verschmutzungen geschädigt
und aufgebrochen somit die Reinigungswirkung verbessert werden kann.
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So können auch belastende organische
Substanzen in damit belasteten Gewässern in geeigneter Weise mit
dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel durch
Abbau und/oder Neutralisation entfernt werden. Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel
kann auch als Klärmittel
für jedes
andere belastete Wasser, wie Abwässer
verwendet werden. Es ist im Haushalt in kleinen Mengen ohne weiteres
einsetzbar wie auch in größeren Mengen
in Industrie und im Gewerbe.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, die mit Säure
vorbehandelten und getrockneten Mikroorganismen in Silikate einzubetten,
so dass das Reinigungsmittel ähnlich
wie ein Waschpulver vorliegt. Die Anmelderin behält sich vor, auf diesen Aspekt
eine eigene Anmeldung oder einen unabhängigen Patentanspruch zu richten.
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Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel kann effektiv
praktisch jeden Gegenstand bzw. jede Oberfläche reinigen. Die Reinigungskraft
des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
richtet sich besonders auf die Entfernung von hartnäckigen Belägen, die
mit herkömmlichen
Reinigungsmitteln bisher nicht entfernt werden konnten. Ein weiterer
Vorteil des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels
besteht darin, dass es keine chlorhaltigen Verbindungen enthält und somit
unbedenklich für
die Umwelt und den Menschen ist.