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"Verfahren zur Reinigung von etikettierten starren Gegenständentr
Die Erfindung betrifft 'ein Verfairen zur Reinigung von etikettierten starren Gegenständen,
insbesondere von Flaschen und Behältern.
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Reinigungslösungen für starre Gegenstände enthalten neben Alkalien
im allgemeinen weitere Zusätze, sogenannte Wirkstoffe. Diese Wirkstoffe sollen einmal
die Reinigungswirkung verbessern und zum anderen unerwünschte Effekte bei der Reinigung
verhindern: Zu den unerwünschten Effekten sind die Ausscheidungen der Härtebildner
des Wassers und_ein starkes Schäumen der Reinigungslauge zu rechnen. Als Wirkstoffe
werden den Reinigungslaugen im allgemeinen Reinigungsverstärk.er, wie Phosphate
und .-Polymerphosphate, Komplexierungsmittel für die Härtebildner . des Wassers,
wie Polymerphosphate, Gluconate oder organische -Phosphorverbindungen, und Netzmittel,
wobei schwachschäumende-. . -oder schaumdrückende Netzmittel bevorzugt werden;-sowie.
gegebenenfalls
'Antischaummittel zugegeben. Bei der Reinigung von alka?iempfindlichen Metalloberflächen
werden weiterhin vielfach Korrosionsinhibii:oren zugesetzt.
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.Bei der Reinigung etikettierter Gegenstände treten besondere Schwierigkeiten
auf. Durch die Etiketten, das Bedruckungsmaterial und die Klebemittel werden besonders
viele Verunreinigungen eingeschleppt. Bei diesen Verunreinigungen handelt es sich
vielfach um schaumbildende Substanzen oder um-solche, die in den Reinigungslaugen
in starkschäumende Verbindungen umgewandelt werden.
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Hierdurch sind erheblich größere Wirkstoffzugaben erforderlich, um
vor allem mit Sicherheit .e in Schäumen der Reinigungslaugen zu verhindern und damit
eine einwandfreie Reinigung sowie einen reibungslosen Austrag der Etiketten aus
den Anlagen zu gewährleisten. Eine überdosierung der Wirkstoffe ist aber ebenso
wie eine Unterdosierung_nach Möglichkeit zu verhindern, da sonst sowohl die volle
Wirksamkeit der Wirkstoffe beeinträchtigt werden kann als auch durch den Austrag
der Etiketten und Verschmutzungen ein erheblicher Wirkstoffverlust auftritt.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zugabe der Wirlestoffe zu den Reinigungslaugen,
dem Durchsatz und den eingeschleppten Verunreinigungen anzupassen.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann,
daß den Reinigungslaugen geeignete Wirkstoffe, wie Komplexierungsmittel für die
Härtebildner des Wassers, Netztrnd Antischaummittel sowie gegebenenfalls Reinigungsverstärker
durch die eingebrachten Etiketten, denen diese Wirkstoffe eingearbeitet sind, zugeführt
werden.
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Unter Etiketten im vorgenannten Sinne sollen alle Beklebungen vet#standen
werden, die auf die Gegenstände zur Kennzeichnung, zu Werbezwecken oder zur dekorativen
Gestaltung aufgebracht sind und zwar nicht nur das Etikettenpapier, sondern auch
die Papierbeleimung, die Klebstoffe zur Befestigung der Etiketten und deren Badruckung.
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Als Wir).:stoffe-sind in diesem Zusammenhang alle diejenigen Substanzen
bezeichnet, die Reinigungslösungen neben Alkalien normalerweise zugesetzt werden.
Es handelt sich hierbei vornehmlich um Komplexierungsmittel für die Härtebildner
des Wassers, Netz- und Antischaummittel sowie Reinigungsverstärker.
Als
Komplexierungsmittel für die Härtebildner des Wassers bzw..als Mittel, um deren
Abscheidung zu verhindern, können z.B. Polymerphosphate, Gluconate und organische
Phosphorverr bindungen verwendet werden. Besonders bewährt haben sich üydroxy-@und/oder
Aminoalkylphosphonsäuren mit mindestens 2 Phosphoratomen im Molekül, wie beispielsweise
Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure, Hydroxypropan-1,1-diphosphonsäure, Hydroxyhexan-1,1-diphosphonsäure,
1,6-Dihydroxyhexan-1,1,6,6-tetraphosphonsäure, Aminoäthan-1,1-diphosphonsäure, Amirooctan-1,1-diphosphonsäure,
1-Aminobenzyl-1,1-diphosphonsäure, Aminotri-(methylenphosphonsäure), Aminotri-(isopropylenphosphonsäure),
Äthylendiaminotetra-(methylenphosphonsäure), Diäthylentriaminopenta-(methylenphosphonsäure).
An Stelle der freien Säuren können auch deren wasserlösliche Salze oder Partialester
mit niederen Alkoholen eingesetzt werden. Als niedere Alkohole werden hierbei vorzugsweise
solche mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verwendet. Diese organischen Phosphonsäuren
sind schon in sehr kleinen Mengen wirksam und lassen sich in den erforderlichen
Konzentrationen besonders gut in die Etikettenpapiere, Leime, Klebstoffe und Bedruckungsmaterialien
einarbeiten. Vorzugsweise werden die Komplexbildner in das Etikettenpapier bzw.
die Papierbeleimung eingearbeitet. Diese Einarbeitung geschieht in an sich bekannter
Weise und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Als Netz-
und Antischaummittel für die Reinigung von starren Gegenständen sind nur schwach
oder nichtschäumende Netzmittel und Antischaummittel, die keine nennenswerten hydrophoben
Eigenschaften besitzen, geeignet. Starkschäumende Netzmittel beeinträchtigen durch
den großen Schaumanfall den Reinigungseffekt und den Austrag der Etiketten. Die
hydrophobierenden Antischaummittel verhindern die Benetzbarkeit der Oberfläche ,
und den Klarspüleffekt.-Weiterhin sollen die Netz- und Antischaummittel alkalistabil
gegen die Alkalität der Reinigungslauge sein.
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Vorzugsweise werden den Reinigungslösungen alkalistabile, oberflächenaktive
und schaumdrückende, nichtionogene Substanzen zugesetzt. Insbesondere kommen als
Netz- und Antischaummittel solche anfrage, die beide Eigenschaften vereinigen, wie
Poly-@ äthylen- und Polypropylenaddukte mit Trübungspunkten zwischen 10 und 60o
C. Unter Polyäthylen- und Polypropylenaddukten . . sind solche Verbindungen verständen,
bei denen Äthylenoxyd _ an hydrophobe Gruppen, wie Pettalkohole, Fettamine, Alkylphenole,
Polypropylenglykole und ähnliche Verbindungen, oder Propylenoxyd an hydrophile Gruppen,.
wie Polyalkohole, Polyamine, Alkanolamine, Polyäthylenglykole und ähnliche Verbindungen
angelagert werden.'
Die Trübungspunkte beziehen sich auf 1 %ige
wäßrige reine Lösungen. Der Trübungspunkt wird jeweils festgestellt durch die langsame
Erwärmung einer 1 %igen Lösung und die Beobachtung der ersten optisch gut erkennbaren
Trübung. Durch Zugäbe von Fremdstoffen wird der Trübungspunkt verändert. Die Trübungspunkte
lassen sich durch die Anzahl der angelagerten Äthylenoxyd- bzw. Propylenoxydgruppen
variieren.
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Die Einarbeitung' der Netz- und Antischaummittel in die Etikettenpapiere,
Leime, Klebstoffe und Bedruckungsmaterialien erfolgt in an sich bekannter Weise
und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise werden die oberflächenaktiven,
schaumdrückenden, alkalistabilen, niehtionogenen Mittel den Klebstoffen und Bedruckungsmaterialien
zugesetzt. In diesem Falle ist ihre Wirkung größer als bei der Einarbeitung in die
'Etikettenpapiere.
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Den Etikettenpapieren, Leimen, Klebstoffen und Bedruckungsmaterialien
können auch noch Reinigungsverstärker, wie Ortho-oder Polymerphosphate eingearbeitet
werden. Es genügen für diesen Zweck relativ kleine Mengen, deren Einarbeitung in
die Etiketten und Bedruckungsmaterialien keine Schwierigkeiten bereitet.
Die
Menge der einzuarbeiten Wirkstoffe richtet sich näeh der Größe der Etiketten, der
Stärke der Beleimung, der Menge des Klebotoffauf trags und der ßedruckung. Ferner
ist die Zusatzmenge der Wirkstoffe davon abhängig, ob sie allen verwendeten Materialien
oder nur einzelnen eingearbeitet@wird. Die einzuarbeitende Wirkstoffmenge richtet
sich weiterhin auch nach den verwendeten Wirkstoffen und ihrem Wirkungsgrad.
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Im allgemeinen werden den Etiketten und/oder Bedruckungen die Wirkstoffe
in Mengen, bezogen auf das Papiergewicht bzw. den Klebstoff oder die Druckfarben,
von 0,1 % bis 5 % Hydröxy- und/oder Aminoalkylphosphonsäure mit zwei Phosphoratomen
im Molekül bzw. in der Wirkung entsprechende Mengen anderer Komplexbildner, wie
beispielsweise 0,3 % bis 10 Polymer Phosphat, und 0,1 % bis 5 % Äthylen-
oder Propylenoxydaddukten bzw. in der Wirksamkeit entsprechende Mengen anderer Netz-
und Antiscüa ummittel eingearbeitet.
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Durch die erfindungsgemäße Zuführung der Wirkstoffe zu den Reinigungslaugen
wird deren Zugabe immer genau auf den Durchsatz und die eingebrachten Verschmutzungen
abgestimmt.
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Mit Sicherheit kann eine Unter- oder Überdosierung vermieden
und
trotzdem die Bäder immer -im günstig^ten Bereich gefahren werden. Auch bei starkem-
Sehmutzanfall und hohem Durchsatz wird durch die erfindungsgemäße Arbeitsvreise
ein Schäumen der Reinigungslaugen und eine Ausscheidung von Härtebildnern des Wassers
sicher vermieden und ein optimaler Reinigungseffelct erzielt. Ferner brauchen die
verwendeten Reinigungslösungen nur Alkalien, vorzugsweise Natron- oder Kalilauge,
zu enthalten und mit diesen ergänzt zu. werden, so daß die Führung der Reinigungsbäder
erheblich vereinfacht wird.
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Bei dem Ansatz. der Reinigungslaugen kann es allerdings vorteilhaft
sein, eine kleine Menge t[i.rkstoffe zuzudosieren, um
ein besseres Einarbeiten
der Bäder, zu gewährleisten.
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j#s war schon bekannt., Papiermassen, Klebstof'f'en oder Druclcpasten
bei der Herstellung Antischaummittel zuzusetzen. Diese Antischaummittel sollten
ein Schäumen bei der Herstellung der Stoffe verhindern und sind daher nicht nach
den Gesichtspunkten ausgewählt, die für die Schaumverhinderung in Reinigungslösungen
maßgeblich sind. Es ist weiterhin bekannt, in der Papierindustrie Polyphosphate
den Zellstoffmassen zuzusetzen, um die Eigenschaften der Papiere zu verändern. Hierbei
liegen die in das Papier eingearbeiteten Mengen wegen des anderen Verwendungszwecks
um Größenordnungen niedriger als diejenigen, die zur Zuführung der Polymerphosphate
mittels des Etiketten papiers als Wirkstoffe in Reinigungslösungen notwendig sind.
Beispiel
l: Die Wirkung des durch das Etihettenpapier den Reinigungslaugen zugeführten
Komplexbildners für die Härtebildner des Wassers wurde wie folgt getestet: Es wurde
ein Papier der folgenden Zusammensetzung verwendet: 70 % Fichtensulfidzellstoff
20 % Dachensulfidzellstoff 10 % Strohzellstoff Mahlgrad: 40' SR -Hilfsstoffe: -
2,5 % Harzleim 2,3 % Alaun Eintrag im Holländer 15,0 ö - China-Clay
(pH' S) 4,0 % -Harnstoff-Formaldehyd-Harz 0,5 % kationische Stärke Eintrag in Bütte
- (pH mit Schwefel-- säure auf 4,5 - eingestellt) Das Produkt wurde in der Bütte
mit heißem Wasser ausgefällt und anschließend oberflächengeleimt mit einer Lösung,
die 3,5 ;ä-Trinatriumhydroxyäthan-1,1-diphosphonat und 5 % wasserlösliche
-Stärke enthielt. Das Papiergewicht betrug 82»g/m2. Pro dm2 enthielt das Papier
32 mg Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure. Als Alkalilösung wurde eine 1 %ige Natriumlauge
verwendet. .
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Die gleichen Ergebnisse wurden bei Verwendung von 1 %iger -
Kalilauge
erzislt. Diesen Reinigungslaugen wurden steigende Papiermengen zugesetzt, ca. 30
Minuten auf 65o C erwärmt und anschließend das Papier entfernt. Gewogene Versuchsbleche
(Ciirom-Nickel-Stahl) wurden in die so präparierten Lösungen bei 500C 2 Minuten
getaucht, anschließend 2 Minuten in Wasser gespült und getrocknet. Dieser Zyklus
wurde 500mal wiederholt. Anschließend wurde durch erneutes Wiegen der -Pelag bestimmt.
Die Wasserhärte betrug 160 bzw. 360 d.H.
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Die Belagswarte sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Zum Vergleich wurde
ein Papier der obengenannten Zusammensetzung verwendet, das. ohne Zusatz von Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure
oberflächengeleimt war. Ein dm 2/1 Papier entspricht in der Praxis ca.
1000 Flaschen/m3.
_e@ ;na <@l -2: _ Die lrlirl{ung der durch Etikettenleime
der Reinigun s lösung zugeführten ?letz- und Antischaum;nittel wurde wie folgt getestet.
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Bin Papier der Zusammensetzung, wie in-Beispiel 1 beschrieben, ;:urcie
einmal mit ?50 mg eines handelsüblichen Dextrinleirns beschichtet, zum anderen mit
250 mg des gl.e-l.chen Dextrinleims, dem 1 ; eines Urnuetzungsproduktes von Polyg-lycerin
mit 0 'T Mol Propylenoxyd/OH-Gruppe (Trübungspunkt 24 C) zui;(2setzt waren.
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?rede Papiere wurden einer Reinigungslauge (1 %ige Natronlauge) in
steigender Menge zugesetzt. Jeweils 1 Liter der 1 %igen Natronlauge wurde mit 1
dm 2 bis 50 dm 2 Papier versetzt und 30 Minuten auf G50 C erwärmt. Anschließend
wurde das Papier aus der Lauge entfernt und das Schaumverhalten der einzelnen Lösungen
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
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Die gleichen-Ergebnisse wurden bei Verwendung -einer 1 %igen Kalilauge
als Reinigungslösung erzielt.
?e :-t: i :i Die Wirkung da.- durch das den Reinigungslaugün zugeführten
Net- - und :lrlti.ehatimj::ittel .;rurde wie folgt getestet Für die Versuche c-rurde
eia:: handelsübliche sch;rarze Di.uckarbe (Handelsname "Autochrcmsch@,rarz N streng")
verviendet, der 1 % eines Um-,-etzun-;sproduktes von Pol;;rälycE@r in mit 5 vIol
Propylenoxyd/O:i-Gruppe (Trübungspuiz:ct 35,50 C) zugesetzt vraren. Für die
Bedruckung von 1 dm2 Papier bzw. r.iner Flasche sind ca. 50 mg Bedruckungsmaterial
erfordcriich,. Einer Reinigungslauge (1 ;äic Natronlauge) wurde bei 650 C
steigende Mengen eines Papiers -mit Druckfarbe (Zusammensetzung wie im Beispiel
1) zugesetzt und j0 Minuten in der Lösung belassen. Anschließend wurde das Papier
aus der Lösung entfernt und das Schaumverhalten der Lösungen gemessen. Zum Vergleich
wurde Papier mit der gleichen Druckfarbe, aber ohne Zusatz verwendet. Die Ergebnisse
sind in 'Tabelle 3 zusammengefaßt.
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Die gleichen Ergebnisse wurden erzielt, wenn als Reinigungslauge eine
1 %ige Kalilauge verwendet wurde.
:;ei spiel lr : Es wurde das Schaumverhältnis von Reinigungslösungen
bestimmt, denen steigende Mengen Etikettenpapier der Zusammensetzung wie in Beispiel
1, das mit 250 mg/dm2 eines handelsüblichen Dextrinleims und 50 mg/dm2 einer handelsüblichen
schwarzen Druckfarbe versehen war, zugesetzt. @.s wurde einmal Dextrinleim und Druckfarbe
mit je einem Zusatz von J % eines Umsetzungsproduktes von Polyglycerin mit 7
1401
Propylenoxyd/OH-Gruppe (Trübungspunkt 240 C) verwendet, zum anderen Dextrinleim
und Druckfarbe ohne Zusatz. Die Papiere wurden den Re inigungslaugen @ (1 % Natronlauge)
zugesetzt und ?O Minuten auf 65o C erwärmt. Nach dem Austrag des Papiers wurde das
Schaumverhalten der Lösungen gemessen.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.@
5: In einer auto:;iatischen Fiaschcnreinigungsanl agc von
10 000 Plaschen wurden etike ;fier te laschen gereinigt. Die %Etikettengrö>we
betrug 80 cm 2, der L.:imauf traf.
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200 mg/Flasche und das Bedruckungsma ter ial 45 mg/E lasct:e . Das
Etike ttenpapier enthielt 3,5 d/c.? Aminotrinethylenphosphonsäure.
Der Leim und dem BedrucaunSsmaterial war 1 eines Anlagerungsproduktes von Äthy lenoxyd
an Polyp.opylengl;ykol (PLURONTC L 61) zugesetzt. Als Reinigungslauge wurde eine
1 %ige Natronlauge vervrendet bei einer Arbeitstemperatur von 7000. Das Betriebswasser
hatte eine Wasserhärte von 17o d.H. Zu Beginn des üpülgangs wurden der Reinigungslauge
30 g/m3 . Aminötrimethylenphosphonsäure zugesetzt. Die Reinigungslauge iaurde nur
mit Natronlauge ergänzt. Es konnte eine einwandfreie Reinigung bei sehr geringer
Schaumentwicklung und ohne Auftreten von Versteinungen erzielt werden.
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Beispiel ö: -In einer automatischer.. mit einer Nennleistung von 10
000 rlaschen/h wurden etikettierte Bierflaschen- gereinigt. Die Etikettengröße
betrug 110 cm 2, der Leimauftrag 250 mg/Flasche und das Bedruckungsmaterial 60 mg.
Das:Etikettenpaer-enthält 3 g/m2 eines Gemisches aus Hydroxyäthan-1,1-diphosphonsäure
und Äthylendiamintetramethylenphosp'ronsäure (Verhältnis 1 : 1) in Form ihrer Natriumsalze.
Dem Leim und den Druckfarben waren 1 % eines Anlagerungeproduktes von Äthylen- und
Propylenoxyd an Äthylendiamin
| 'l01) zugesetzt. Als Reinigungslaue wurde eine |
| verwr;rde;.- Das Betriebswasser hatte eine |
| 0 |
| ";;s: ei:@_zte von 23 d.H: vie turbetrug |
| :u- L-@n des Spülp@,c@ze ses wurden d Reinigungslauge: |
| =tu @:.`.z> .:für o:y.;,;@;a n-1, -d:_pnoc,:ron ure z gesetzt.
Ergänzt |
| ,celi,t:c)lcchend dem Abfall der Alkalität |
| reit 50%-gor x;ütrorlauge. Es konnte über . |
| ohne Vcrsüei::un- ur"d bei sehr geringer-Schaum-- |
| eine- cinrardfreie Reinigung der Bierflasch-n |
| aa#zi@::l@ terden. |
| In eher auto::"atischen Flaschenspülraschine mit einer |
| ;_L-,.«.:@lciistung von 15 000 6#l eschen wurden etikettierte |
| gareinig4. Das @ci-cht der Bedruckung Betrug - |
| ca. j ::;@j='lascüe und den |
| waren 1,2 N eines: |
L;r,s4;;::«:zsnroduktas von `2ril#thanolamin mit 27 Mol Propyleroxyd (`2-rt:b"zngspun:et
50,50 C) und 5 @ ii;@droxyäthan-1, 1-diphosphonsäu,c:-cno:re thylester zugesetzt.
' Als Reinigungslauge wurde eine 2 %ie ivatronlauge bei 650 C verwendet. Das Betriebs-11aSser
hatte eine Härte von 70 d.H. Die Ergänzung der Reingungs-Lösung wurde entsprechend
dem Abfall der Alkalität mit
:c:;ner t^ic:r ter Natronlauge vorgenoirmen.
Bei nur sehr geringer :J, :iZ:#u-en,:^:ieklung war die Reii:igung der Lmcnaderiflaschen
eintandfrei, und es traten keine Versteinungen in der Maschine =`: i_st)
e ?_ ß
: Ih einer auf;omatischen Flaschenspülmaschine mit einer.
S tundenleis tung von 15 000 Flaschen wurden etikettierte Mineral- _ laschen gereini"t.
nie Größe der Etiketten betrug ca. -5 c.n?, der Klebätoffauftrag 25G mg/Flasche
und das Bedruckungs-. . :::r:t,.rial !t5 mg/Flasche. Dem Etikettenpapier :raren
bei der :ier-EZ3Llulg 5 1 eines U;r,setzungsproduktes von Triäthanolamin mit
17,5 Mol Propyleiioxyd (Trübungspunkt 41,5 ° C), 11 % Tripolypho sphat und
2 j Am.inoäthan-1, 1-diphospnonsziure- (ilatriumsalz) zugesetzt; worden. Klebstoff
und Ejecruckung enthielten ,je 0,5 J eines L::-..se tzuizgsproduktes von Triäthylenteträmin
mit-
100 Mol Propyleno::yd (iritUcungspunkt 140 C). Als Reinigungslösung
wurde eine 1,5 ;ige Nat»cnlauge bei einer Temperatur von 65o C- verwendet. Das Be@r
iebs:rasser hatte eine Härte-von 27o d.H. Zu Beginn des Spülprozesses wurden der
Reinigungslauge 200 g/m3 Tripolyphosphat zugesetzt. Ergänzt wurde die Reinigungslauge
entsprechend dem Abfall der Alkzlität ausschließlich mit konzentrierter Natronlauge.
Die Reinigung der Flaschen war einwandfrei.#--Äüch bei einer län`eren: Versuchsdauer
trat keine störende Schaumbildung oder- Vcrsteinung auf.