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Hintergrund der Erfindung
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Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Detergenszusammensetzung, die sich insbesondere zum Entfernen
von Schmutz, Flecken und anderen Verunreinigungen eignet, die an
den Oberflächen
von Glas, Plastik, Metall und anderen Gegenständen haften oder auf ihnen
abgeschieden wurden. Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung
eine Detergenszusammensetzung, die zum Entfernen von Schmutz, Flecken
und anderen Verunreinigungen entwickelt wurde, die an den harten
Oberflächen
verschiedener Arten von Gegenständen haften
oder auf ihnen abgeschieden wurden, beispielsweise Behältern für Getränke, verarbeitete
Lebensmittel und andere Nahrungsmittel, Behälterkästen, Leitungen von Vorrichtungen
zur Nahrungsmittelherstellung, Tanks, Sterilisierplatten, Plattenwärmeaustauscher,
Füllvorrichtungen,
etc., indem man beispielsweise den Gegenstand auf geeignete Weise
in eine Reinigungslösung
eintaucht, eine Reinigungslösung
in der zu reinigenden Vorrichtung im Kreis führt oder eine Reinigungslösung auf
die Oberfläche
des Gegenstands sprüht. Die
erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
zeichnet sich insbesondere durch ihr ausgezeichnetes Reinigungsvermögen und
eine ausgezeichnete biologische Abbaubarkeit aus.
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Beschreibung
verwandter Techniken
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Die Herstellung von Nahrungsmitteln,
wie Getränken,
verarbeiteten Lebensmitteln, etc. nimmt jedes Jahr zu, bei ständiger Diversifizierung,
was strengere Anforderungen hinsichtlich einer Hygienequalitätskontrolle
mit sich bringt. Beispielsweise nehmen mit der Diversifizierung
eines Produkttyps die Gelegenheiten zu, bei denen der Produkttyp
in der Fertigungsstraße
wechselt, was ein häufiges
Reinigen der Herstellungsausrüstung
mit sich bringt.
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Das Reinigen der Herstellungsausrüstung wurde
im allgemeinen durch Auseinanderbauen der Ausrüstung, Eintauchen der auseinandergebauten
Teile in einem Reinigungsfluid und das Abschrubben von Dreck, zähem Schmutz
("grime"), Fett und anderen Verunreinigungen mit Bürsten und
anderen Mitteln durchgeführt.
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Die Vergrößerung der Produktionsausrüstung und
die zunehmende Reinigungshäufigkeit
hat es in den letzten Jahren unzweckmäßig gemacht, sich auf das Reinigen
mit Bürsten
zu verlassen, welches das Auseinanderbauen der Herstellungsausrüstung notwendig
macht und solche herkömmlichen
Reinigungsverfahren sind nun durch effizientere Systeme abgelöst worden,
beispielsweise ein Zirkulationsreinigungssystem, in dem das Reinigungsfluid
in der zu reinigenden Herstellungsausrüstung im Kreis geführt wird
und ein stationäres Reinigungssystem
(ein "sauber-am-Platz"-Verfahren),
bei dem ein Reinigungsfluid über
die Oberfläche
eines weiten Bereichs, beispielsweise die innere Oberfläche eines
Tanks gesprüht
wird, um auf diese Weise Verunreinigungen auf der Oberfläche zu entfernen.
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Die Diversifizierung der Nahrungsmittelarten
hat auch, abgesehen von Glas, den Einsatz verschiedener Materialarten,
wie Plastik, Metall, etc. für
die Nahrungsmittelbehälter erzwungen
und diese Diversifizierung der Behältermaterialien brachte das
Problem mit sich, daß die
Verunreinigungen durch herkömmliche
Detergensien nicht ausreichend entfernt werden konnten. Ferner beobachtet
man bei Glasbehältern,
deren Verwendung aufgrund der Bewegung zum Recyclen von Stoffen
erneut in Erwägung
gezogen wird, eine zunehmende Diversifizierung hinsichtlich der
auf solchen Glasbehältern
abgeschiedenen Verunreinigungen. Somit besteht ein Bedarf nach einem
Detergens mit einer so hohen Detergenswirkung, daß dieses
in der Lage ist nicht nur herkömmliche
Verunreinigungsarten zu entfernen, sondern auch neue Arten von Verunreinigungen,
die ihren Ursprung in Metallen, Klebstoffen, etc. haben, wie sie
aus Etiketten und anderen chemischen Stoffen ausgespült werden.
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Als Detergens zum zirkulierenden
oder stationären
Reinigen von Produktionsausrüstung
oder zum Reinigen von Behältern
hat man wäßrige Detergenslösungen verwendet,
die 1 bis 3 Gew.-% eines Alkalimetallhydroxids und 0,2 bis 0,4 Gew.-%
eines Alkalimetallsalzes der Ethylendiamintetraessigsäure (Chelat-Verbindung) enthalten.
Zur Verfügung
standen auch Haushaltsdetergensien, die ein Tensid als Hauptkomponente umfaßten und
als Nebenkomponenten ein Alkalimetallsalz mit relativ geringer Alkalinität enthielten,
wie beispielsweise ein Alkalimetallsalz der Kohlensäure, Kieselsäure, Phosphorsäure oder
Asparagin-N,N-diessigsäure
(EP-A-513 948, US-A-3 637 511 und GB-A-1 389 732). Die Alkalimetallsalze
der Asparagin-N,N-diessigsäure,
welche in diesen Detergensien verwendet werden, sind Racemate, in
denen die D-Form und L-Form in
Mischung vorliegt.
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Die zuvor beschriebenen bekannten
Detergenslösungen,
die Alkalimetallsalze der Ethylendiamintetraessigsäure enthalten,
zeigen eine hohe Wirksamkeit beim Entfernen von Verunreinigungen,
die an den Oberflächen
von Produktionsausrüstung,
Behältern,
etc. haften, sind jedoch kaum mikrobiell abbaubar. Daher kann das
Detergens, das im von Nahrungsmittelherstellungsfabriken freigesetzten
Abwasser enthalten ist, über
die gewöhnliche
Behandlung aktivierten Klärschlamms
nicht ausreichend zersetzt werden, was zu einer Zunahme des COD-Werts
des Abwassers führt.
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Ferner werden die zuvor beschriebenen
bekannten Detergensien, die ein Tensid als Hauptbestandteil umfassen,
hauptsächlich
im häuslichen
Bereich eingesetzt, erzeugen bei der Verwendung Schaum, der vom Tensid
stammt und haben im allgemeinen eine geringe Detergenskraft. Wenn
man diese Detergensien in einem industriellen, als "Jet-Reinigung"
bezeichneten Sprühreinigungsverfahren
einsetzt, stellt man fest, daß die Detergenskraft
gering ist und diese auch Schaumvolumen erzeugen, so daß sie für die industrielle
Verwendung ungeeignet sind. Da ferner das Alkalimetallsalz der in
solchen Detergensien enthaltenen Asparagin-N,N-diessigsäure ein
Racemat ist, beträgt
die mikrobielle Abbaubarkeit dieser Detergensien nur etwa 80%, so
daß man
sie nicht vollständig
bei der aktivierten Klärschlammbehandlung
von Abwasser zersetzen kann.
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Man hat viele Studien durchgeführt, um
Verbindungen zu entwickeln, die eine ausreichende mikrobielle Abbaubarkeit
aufweisen und als Detergensbestandteil verwendbar sind; bis jetzt
wurde jedoch noch keine Verbindung entwickelt, die beide Erfordernisse,
Reinigungsvermögen
und mikrobielle Abbaubarkeit, erfüllt.
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Angesichts des zuvor Gesagten haben
die vorliegenden Erfinder extensive Forschung zum Sachverhalt betrieben
und im Ergebnis gefunden, daß Alkalimetallsalze
der L-Asparagin-N,N-diessigsäure eine
ausgezeichnete mikrobielle Abbaubarkeit aufweisen, gute Chelatbildner
in der Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids unter stark alkalischen
Bedingungen sind und bei der Verwendung als Detergensbestandteil
sowohl das Erfordernis des Reinigungsvermögens als auch der mikrobiellen
Abbaubarkeit erfüllen.
Ferner ergab sich, daß die
Aktivität
dieser Verbindung noch mehr gesteigert wird, wenn man sie mit einem
Acrylsäure-
und Maleinsäureenthaltenden
Copolymer und/oder einem Alkalimetallsalz der Hexametaphosphorsäure als
Mittel zur Verhinderung der Bildung von Ablagerungen (im folgenden
als Ablagerungsinhibitor bezeichnet) vermischt. Auf der Grundlage
dieses Befunds wurde die vorliegende Erfindung gemacht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Detergenszusammensetzung bereitzustellen, insbesondere
eine, die beim Reinigen harter Oberflächen wirksam ist, welche die
zuvor beschriebenen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist
und eine hohe Detergenskraft und mikrobielle Abbaubarkeit aufweist.
Dieses Detergens ist in der Lage Dreck, zähen Schmutz, Fett, Flecken
und andere Verunreinigungen zu entfernen, insbesondere solche auf
harten Oberflächen
von Behältern
für Nahrungsmittel,
wie Getränke
und behandelte Nahrungsmittel, Behälterkästen, Leitungen von Vorrichtungen
zur Nahrungsmittelherstellung, Tanks, Sterilisierplatten, Füllvorrichtungen
und dgl.
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Die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
umfaßt
ein Alkalimetallhydroxid und ein Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure.
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In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Detergenszusammensetzung bereitgestellt,
die ein Alkalimetallhydroxid, eine Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure und
einen Ablagerungsinhibitor umfaßt.
Dieses Detergens ist besonders bei der Reinigung harter Oberflächen, spezifisch bei
der industriellen stationären
Reinigung wirksam.
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In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Detergenszusammensetzung bereitgestellt,
die ein Alkalimetallhydroxid, ein Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure, ein
Alkalimetallsalz der Gluconsäure
und gegebenenfalls einen Ablagerungsinhibitor umfaßt. Dieses
Detergens ist bei der Reinigung harter Oberflächen nützlich, insbesondere beim Reinigen
von Glasbehältern.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Zu den erfindungsgemäß verwendbaren
Alkalimetallhydroxiden zählen
Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, wobei das erstere vorzugsweise
verwendet wird.
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In dieser Erfindung verwendbare Alkalimetallsalze
der L-Asparagin-N,N-diessigsäure
sind die Derivate der L-Asparaginsäure, die man leicht aus L-Asparaginsäure, Cyanwasserstoffsäure, Formaldehyd
und einem Alkalimetallhydroxid synthetisieren kann. Beispielsweise
kann man diese leicht nach dem in JP-A-7-88913 beschriebenen Verfahren
herstellen. Die für
die Verwendung in dieser Erfindung bevorzugten Alkalimetallsalze sind
das Natriumsalz und Kaliumsalz, wobei das erstere bevorzugt ist.
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Die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung,
die ein Alkalimetallhydroxid und ein Alkalimetallsalz der zuvor
beschriebenen L-Asparagin-N,N-diessigsäure umfaßt, ist in der Lage, verschiedene
Arten von Verunreinigungen zu entfernen, oder, dank der ausgezeichneten
Aufnahmefähigkeit
der L-Asparagin-N,N-diessigsäure
für Calciumionen,
unlösliche
Calciumsalze, wie Calciumoxalat aufzulösen, die an verschiedenen Arten
von Nahrungsmittelbehältern,
Behälterkästen, Leitungen
von Produktionsanlagen für
Getränke
und behandelte Nahrungsmittel wie Bier, behandelte Milchprodukte,
etc., den Innenwänden
von Tanks, Sterilisierplatten, Füllvorrichtungen
und dgl. haften.
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Wenn ein saures Material in großen Mengen
in der zu reinigenden Vorrichtung vorliegt, wird das Alkalimetallhydroxid
in der Detergenszusammensetzung durch Neutralisation mit diesem
sauren Material aufgebraucht, so daß man in solch einem Fall einen
Ablagerungsinhibitor zu der Detergenszusammensetzung gibt, um seine
Detergenskraft zu erhöhen.
Bei einer Produktionsvorrichtung für Bier bleibt beispielsweise
Kohlendioxid im Volumen der Vorrichtung, nachdem man das Produkt
abgezogen hat. Unter solchen Bedingungen reagiert das Alkalimetallhydroxid
in der Detergenszusammensetzung mit dem restlichen Kohlendioxid
in der Vorrichtung unter Erzeugung von Alkalicarbonat. Dieses Alkalicarbonat
reagiert mit Calciumionen unter Bildung wasserunlöslichen
Calciumcarbonats, das aus der Detergenslösung gefällt wird oder auf der gereinigten Wandoberfläche der
Ausrüstung
abgeschieden wird. Dieses Calciumcarbonat ist auch der Grund für ein Verstopfen
der Leitungen, Sprühdüsen und
dgl.
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Der Ablagerungsinhibitor hat die
Funktion, das wasserunlösliche
Calciumsalz zu dispergieren, um eine Ausfällung oder eine Abscheidung
auf den harten Oberflächen
zu verhindern und eine stationäre
Reinigung zu ermöglichen.
Als Ablagerungsinhibitor kann man beispielsweise Copolymere, die
Acrylsäure
oder ihre Alkalimetallsalze und Maleinsäure oder ihre Alkalimetallsalze
als monomere Komponenten enthalten und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht
von 3 000 oder mehr, vorzugsweise 3 000 bis 70 000 aufweisen; Hexametaphosphorsäure und/oder
ihre Alkalimetallsalze, und dgl. verwenden, entweder einzeln oder
in Kombination. Diese Ablagerungsinhibitoren verschlechtern die
Detergenskraft der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht.
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Die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
kann ein Alkalimetallsalz der Gluconsäure als dritte Komponente,
zusätzlich
zu den besagten beiden Komponenten, d. h. dem Alkalimetallhydroxid
und dem Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure enthalten.
Diese dritte Komponente hat die Wirkung, Glas Glanz zu verleihen;
daher kann man eine diese Komponente enthaltende Detergenszusammensetzung
auf vorteilhafte Weise bei der Reinigung von Glasbehältern verwenden.
Diese dreikomponentige Detergenszusammensetzung kann ferner den
zuvor beschriebenen Ablagerungsinhibitor enthalten.
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Die Mengen der Komponenten in der
zuvor beschriebenen zweikomponentigen Detergenszusammensetzung der
Erfindung werden so gewählt,
daß bei
einer Verdünnung
der Zusammensetzung mit Wasser, unter Bildung einer wäßrigen Lösung, das
Alkalimetallhydroxid in einem Verhältnis von 0,5 bis 4 Gew.-%,
vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% vorliegt, während das Alkalimetall der
L-Asparagin-N,N-diessigsäure
in einem Verhältnis von
0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-% vorliegt.
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Die Mengen der Bestandteile der zuvor
beschriebenen dreikomponentigen Detergenszusammensetzung der Erfindung
werden so ausgewählt,
daß bei
einer Verdünnung
der Zusammensetzung mit Wasser unter Bildung einer wäßrigen Lösung das
Alkalimetallhydroxid in einem Verhältnis von 0,5 bis 4 Gew.-%,
vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, das Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure in einem
Gewichtsverhältnis
von 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-% und das Alkalimetallsalz
der Gluconsäure
in einem Verhältnis
von 0,1 bis 0,4 Gew.-% vorliegt.
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Wenn ein Ablagerungsinhibitor in
der Zusammensetzung enthalten ist, wählt man die beizumischende Menge
so aus, daß bei
einer Verdünnung
der Zusammensetzung mit Wasser unter Bildung einer wäßrigen Lösung der
Inhibitor in einer Konzentration von 10 bis 500 ppm, vorzugsweise
10 bis 100 ppm im Falle der Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere und deren Alkalimetallsalze,
und 200 bis 500 ppm, vorzugsweise 300 bis 500 ppm im Falle der Hexametaphosphorsäure und/oder
ihres Alkalimetallsalzes vorliegt.
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Das in der erfindungsgemäßen Detergenszusammensetzung
enthaltene Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure wird
durch die Mikroorganismen in einer aktivierten Klärschlammbehandlung
vollständig
zersetzt (Abbaurate: 100%), was eine biochemische Behandlung von
Abwasser ermöglicht,
welches die Detergenszusammensetzung enthält. Im Gegensatz dazu werden
herkömmliche
Alkalimetallsalze der Ethylendiamintetraessigsäure überhaupt nicht durch Mikroorganismen
abgebaut (Abbaurate: 0%). Auch der Abbau herkömmlicher Alkalimetallsalze
der racemischen Asparagin-N,N-diessigsäure durch
die Mikroorganismen ist unvollständig
(Abbaurate: 50%). Daher war die aktivierte Klärschlammbehandlung von Abwasser,
welches diese herkömmlichen
Metallsalze enthielt, unmöglich
oder unvollständig.
Die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
enthält
eine Substanz mit ausgezeichneter mikrobieller Abbaubarkeit, nämlich ein
Alkalimetallsalz der L-Asparagin-N,N-diessigsäure als
wesentlichen Bestandteil, so daß es
sich zur Verwendung als industrielles Detergens eignet.
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Man kann die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
als hochkonzentrierte Flüssigkeit
oder als pulverförmiges
Detergens herstellen, indem man die zuvor angegebenen jeweiligen
Bestandteile in den vorgeschriebenen Verhältnissen mischt, und man kann
die Zubereitung mit Wasser auf die für die Verwendung vorgeschriebene
Konzentration verdünnen.
Ferner kann man die Bestandteile beim Verdünnen mit Wasser in den vorgeschriebenen
Anteilen mischen.
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Gegebenenfalls kann man zu der erfindungsgemäßen Detergenszusammensetzung
Additive zum Einstellen der Benetzbarkeit und des Penetrationserhaltens
der Zusammensetzung geben, beispielsweise ein Tensid und ein organisches
Lösungsmittel.
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Die vorliegende Erfindung wird ferner
durch die folgenden Beispiele erläutert, wobei man jedoch verstehen
sollte, daß diese
Beispiele rein erläuternden
Charakter haben und keinesfalls als Beschränkung des erfindungsgemäßen Bereichs
in irgendeiner Weise gedeutet werden sollten.
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In den Beispielen werden die folgenden
Abkürzungen
für Verbindungen
verwendet:
ASDA: L-Asparagin-N,N-diessigsäure
ASDA-4Na: Tetranatriumsalz
der L-Asparagin-N,N-diessigsäure
EDTA:
Ethylendiamintetraessigsäure
EDTA-4Na:
Tetranatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure
NTA: Nitrilotriessigsäure
NTA-3Na:
Trinatriumsalz der Nitrilotriessigsäure
GNA: Natriumgluconat
STPP:
Natriumtripolyphosphat
AA/MA: Copolymer der Acrylsäure und
Maleinsäure
AA/AA:
Polymer der Acrylsäure
OF/AA:
Copolymer eines Olefins und der Maleinsäure
HMP: Natriumhexametaphosphat
LAS-Na:
anionisches Tensid
NPE(7EO): nichtionisches Tensid
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Beispiel 1
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Man stellte wäßrige Detergenslösungen der
in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen her und maß ihre Calciumionen-Aufnahmevermögen. Tabelle
zeigt einen Vergleich der Calciumionen-Aufnahme durch EDTA und ASDA
bei unterschiedlichen NaOH-Gehalten der Detergenslösung. In
der Tabelle 2 wird die Calciumionen-Aufnahme durch EDTA und ASDA
bei einem 3%igen NaOH-Gehalt der Detergenslösung in der Gegenwart von 100
ppm AA/MA oder 100 ppm HMP oder ohne Additiv verglichen. Die Calciumionen-Aufnahme
wurde in mg Calciumcarbonat pro 1 g der im Detergens verwendeten
Verbindung angegeben. Die Bewertung wurde nach einem photometrischen
Titrationsverfahren mit einer automatischen Titriervorrichtung vorgenommen.
Man verwendete eine l%ige Natriumlaureat-Lösung als Indikator und eine
0,01 M-Natriumacetat-Lösung als
Titrationsmittel.
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Die Ergebnisse der Tabelle 1 und
Tabelle 2 zeigen, daß ASDA
Calciumionen ausreichend aufnehmen kann, wenn der NaOH-Gehalt des
Detergens im Bereich von 0,5 bis 3% liegt, welches dem im allgemeinen beim
stationären
Reinigen empfohlenen Gehalt entspricht, und daß dessen Fähigkeit zur Aufnahme von Calciumionen
durch das Vorliegen von 100 ppm AA/MA oder HMP, welche als Additive
verwendet werden, nicht beeinträchtigt
wird.
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Beispiel 2
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Man stellte wäßrige Detergenslösungen der
in Tabelle gezeigten Zusammensetzung hergestellt und bewertete ihre
Fähigkeit,
Calciumoxalat aufzulösen,
das ein typisches Beispiel für
wasserunlöslichen
zähen Schmutz
ist, den man oft an den Wänden
von Lagertanks in Bierbrauereien beobachtet.
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Zur Durchführung der Bewertung gab man
100 mg Calciumoxalat zu 50 ml einer jeden Probe der Detergenslösung und
führte
nach 10-minütigem
Rühren
bei 20°C
die Detergenslösung über einen
Filter. Der auf dem Filterpapier verbleibende ungelöste Anteil
des Calciumoxalats wurde in verdünnter
Salzsäure
gelöst
und man bestimmte die Menge der in dieser sauren Lösung vorliegenden
Calciumionen durch Chelat-Titration und wandelte in die Calciumoxalat-Menge
um, aus der man die Auflösegeschwindigkeit
des Calciumoxalats berechnete.
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Die Auflösegeschwindigkeit des Calciumoxalats
in der Tabelle 3 zeigt den prozentualen Gewichtsanteil (Gew.-%)
des aufgelösten
Anteils an Calciumoxalat, bezogen auf die ursprünglich zugegebene Calciumoxalat-Menge
(zäher
Schmutz).
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Die Ergebnisse der Tabelle 3 zeigen
klar, daß das
in der erfindungsgemäßen Detergenszusammensetzung
zu verwendende ASDA in einer wäßrigen 3%igen
NaOH-Lösung
die Fähigkeit
hat, Calciumoxalat aufzulösen,
die sich mit jener des EDTAs, wie es in herkömmlichen Detergenszusammensetzungen
verwendet wird, wohl vergleichen läßt.
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Beispiel 3
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Man stellte die Detergenslösungsproben
1 bis 4 mit den in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzungen her und
beobachtete die Bildung von Ablagerungen in diesen Proben, um die
Ablagerungs-inhibierende Wirkung dieser Proben zu bewerten. Die
Bewertung wurde auf folgende Weise durchgeführt.
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Zunächst gab man 100 mg Calciumoxalat
zu 50 ml einer jeden Probenlösung
und führte
nach 10-minütigem
Rühren
bei 20°C
die Lösung
durch einen Filter. Man sammelte das Filtrat mit den darin gelösten Calciumionen
in einer Probenflasche, ließ diese
bei Raumtemperatur über
Nacht stehen und beobachtete dann den Zustand des Filtrats und die
Bildung von Ablagerungen auf dem Boden der Flasche. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Auf der Annahme basierend, daß ein Arbeitsvorgang
beim Zirkulationsreinigen eines Tanks in einer Brauerei unter Verwendung
einer 3% Natriumhydroxid enthaltenden Detergenslösung den Natriumhydroxid-Gehalt
auf 1% reduzieren und 2,7% Natriumcarbonat erzeugen würde, stellte
man dann die Detergenslösungsproben
5 bis 8 her, die 1% Natriumhydroxid und 2,7% Natriumcarbonat enthielten.
Diese Proben mit den Nrn. 5 bis 8 beurteilte man auf die gleiche
Weise wie zuvor beschrieben und bewertete gemäß den folgenden drei Kriterien
(A–C):
A:
Das Filtrat war klar.
B: Das Filtrat war trüb.
C: Ablagerungen waren
auf dem Boden der Flasche abgeschieden.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 4
gezeigt. Tabelle
4
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In Tabelle 4 befinden sich die Proben-Nrn.
1 bis 4 (erfindungsgemäße Zusammensetzungen)
in einem Zustand, in dem Natriumhydroxid in größeren Mengen im Filtrat vorliegt.
Wie man an der Tabelle 4 erkennt, wurden Proben dieses Zustands
mit A beurteilt und bei einem ASDA-Gehalt im Bereich von 0,1 bis
2,0% hat die Detergenszusammensetzung die Fähigkeit, Calciumionen in Lösung zu
halten.
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Wenn andererseits Natriumcarbonat
in größeren Mengen
im Filtrat erzeugt wird, und den verfügbaren Alkali-Gehalt (Menge
an Natriumhydroxid) reduziert, wie im Falle der Proben-Nrn. 5 bis
8, werden die gelösten Calciumionen
vom ASDA freigesetzt und werden aus der Lösung in Form von Calciumcarbonat
ausgefällt,
entsprechend der Abnahme des ASDA-Gehalts, wie in Tabelle 4 dargestellt,
und dies verursacht eine Trübung
der Filtrat-Lösung,
eine Abscheidunq des Calciumcarbonats und die Bildung von Ablagerungen
auf dem Boden der Flasche.
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Beispiel 4
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Man mischte die Probe mit der Nr.
5 des Beispiels 3, d. h. eine Detergenslösung, die 1% Natriumhydroxid,
2,7% Natriumcarbonat und 0,1% ASDA enthielt (in der obigen Bewertung
mit C beurteilt) mit den in Tabelle 5 gezeigten Additiven, um die
Proben 9 bis 24 zu gewinnen und diese Proben wurden auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 3 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
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Wie man an Tabelle 5 erkennt, verbesserte
sich die Bewertungsstufe von C auf A, wenn man eine Detergenszusammensetzung,
die 1% Natriumhydroxid, 2,7% Natriumcarbonat und 0,1% ASDA enthielt
(als C bewertet) mit 100 ppm eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers (AA/MA) mit einem
gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 3 000 oder höher (Proben-Nrn.
9 bis 11) oder mit 500 ppm Natriumsalz der Hexametaphosphorsäure (Proben-Nr.
12) mischte. Dies zeigt an, daß die
Zugabe eines Ablagerungsinhibitors zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
den Reinigungseffekt weiter erhöht,
speziell beim stationären
Reinigen.
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Beispiel 5
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Unter Verwendung der Probe mit der
Nr. 5 in der Tabelle 4, d. h. einer wäßrigen Detergenslösung, die 1%
Natriumhydroxid, 2,7% Natriumcarbonat und 0,1% ASDA enthielt, führte man
den gleichen Bewertungstest wie in Beispiel 3 durch, um die Beziehung
zwischen der Menge an zugegebenen Ablagerungsinhibitor und seinem
Reinigungseffekt zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle
6 gezeigt.
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An der Tabelle 6 erkennt man einen
deutlichen, die Bildung von Ablagerungen unterdrückenden Effekt und eine verbesserte
Detergenskraft der Zusammensetzung, wenn man einen Ablagerungsinhibitor
in einer Menge von 10 bis 500 ppm im Fall von AA/MA und im Bereich
von 200 bis 500 ppm im Fall von HMP beimengt.
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Beispiel 6
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Unter Verwendung der zweikomponentigen
Detergenslösungen,
die Natriumhydroxid und ASDA enthielten, und der vierkomponentigen
Detergenslösung,
die Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, ASDA und Ablagerungsinhibitor
enthielten, jeweils in den in Tabelle 7 gezeigten Verhältnissen,
maß man
das Auflöseverhalten
von Calciumoxalat im Hinblick auf einen veränderten ASDA-Gehalt, während man
den Zustand der Lösung beobachtete.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Man bewertete den Zustand
der Lösung
nach den gleichen drei Bewertungskriterien wie sie in Beispiel 3
angegeben sind. In Beispiel 6 verwendet man EDTA an der Stelle von
ASDA.
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Tabelle
7
Tabelle
7 (Fortsetzung)
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Wie man an der Tabelle 7 erkennt,
zeigt die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
sowohl den Effekt, zähen
Schmutz aufzulösen
als auch den Effekt, die Bildung von Ablagerungen zu verhindern,
jeweils im vergleichbaren Ausmaß wie
herkömmliche
EDTA einsetzende Detergensien.
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Beispiel 7
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Man bewertete die Fähigkeit
der erfindungsgemäßen Detergenszusammensetzung,
zähen Schmutz in
einer "Kaffee"-Produktionsstraße zu lösen. Zur
Durchführung
der Bewertung stellte man eine künstlich
verschmutzte Platte her, indem man eine Platte aus rostfreiem Stahl
in eine "Kaffee"-Lösung
tauchte und über einen
längeren
Zeitraum erhitzte, um zähen
Schmutz auf der rostfreien Oberfläche abzuscheiden, worauf man diesen
altern ließ.
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Diese künstlich verschmutzte Platte
wurde einem Zirkulationsreinigen und -spülen mit den in Tabelle 8 gezeigten
wäßrigen Detergenslösungszusammensetzungen
bei 80°C
und einer Flußgeschwindigkeit
von 0,85 m3/h 30 Minuten lang unterzogen
und dann maß des
Reflexionsvermögen
der gereinigten Oberfläche
der Platte als Anzeige für
die Detergenskraft. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 gezeigt.
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Die Tabelle 8 bezeugt, daß die erfindungsgemäße Detergenszusammensetzung
bei ihrer Verwendung zum stationären
Reinigen einer Kaffee-Herstellungsvorrichtung ein genauso hohes
Reinigungsvermögen
zeigt wie herkömmliche
EDTA- und NTA-enthaltende Detergenszusammensetzungen, denen man
unter bekannten Detergensien eine besonders hohe Detergenskraft
beimißt.
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Beispiel 8
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Man stellte eine künstlich
verschmutzte Platte her, indem man eine l0%ige Suspension von Diatomeenerde
in Wasser gleichmäßig auf
eine Glasplatte aufbrachte und dann durch 8-stündiges
Erhitzen auf 105°C trocknete.
Mit dieser künstlich
verschmutzten Platte bewertete man den Reinigungseffekt der wäßrigen Detergenslösungen mit
den in Tabelle 9 gezeigten Zusammensetzungen (Proben Nrn. 1–6). Ferner
reinigte man Bierflaschen mit den wäßrigen Detergenslösungen der
Tabelle 9 und bewertete visuell den hervorgerufenen Effekt (Glanz)
auf der Flaschenoberfläche.
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Zur Bestimmung des Reinigungseffekts
tauchte man die künstlich
verschmutzte Platte jeweils in die wäßrigen Detergenslösungen,
erhitzte 10 Minuten auf 80°C,
spülte
dann mit heißem
Wasser und trocknete gut und maß die
Menge an auf der Plattenoberfläche
zurückgebliebenen
Schmutz mit einem Glanzmeter. Anhand dieser Messung berechnete man
den Reinigungswirkungsgrad und den gemessen Glanzwert der künstlich verschmutzten
Platte vor der Reinigung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt.
Man stellte die wäßrigen Detergenslösungen der
Tabelle 9 mit zwei Arten von harten Wasser her, die jeweils eine
Calciumcarbonat-Konzentration
von 60 ppm bzw. 200 ppm aufwiesen.
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An der Tabelle 9 erkennt man, daß ASDA auf
einer Glasoberfläche
abgeschiedenen zähen
Schmutz aus anorganischen Stoffen wirksam entfernt. Der Effekt war
in den Detergenslösungen
deutlich, die eines der zuvor angegebenen beiden Arten von harten
Wasser einsetzten. Andererseits war die Einzelverwendung von Natriumgluconat
nicht so wirksam und die Detergenskraft des diese Verbindung einsetzenden
Detergenses verringerte sich stark, wenn die Härte des Wassers zunahm.
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Wenn man im Gegensatz dazu Glasflaschen
mit einer Detergenslösung
reinigte, die sowohl ASDA und Natriumgluconat enthielten, glänzten die
gereinigten Oberflächen
der Glasflaschen, was den ausgezeichneten Veredelungseffekt der
Kombination anzeigt.
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Beispiel 9
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Man bestimmte die mikrobielle Abbaubarkeit
der ASDA-haltigen erfindungsgemäßen Detergenszusammensetzung
nach dem "Modified SCAS-Test" der in der "OECD-Guideline for Testing
of Chemicals" angegeben ist.
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Bei dem Test belüftet man den Testtank mit einer
Luftpumpe jeden Tag über
den Testzeitraum und zog eine Testprobenlösung in Intervallen von mehreren
Tagen um den Rest (Prozentsatz des verbleibenden Anteils) der Verbindung über HPLC
und TOC (gesamtorganischer Kohlenstoff) zu überprüfen, worauf man die Abbaurate
durch Mikroorganismen bestimmte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle
10 gezeigt.
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Diese Anmeldung beruht auf der in
Japan am 25. Dezember 1995 eingereichten Anmeldung mit der Nr. 7-350042.