DK170228B1 - Anvendelse af kortkædede alkansulfonsyrer i rengørings- og desinfektionsmidler - Google Patents

Description

DK 170228 B1

Opfindelsen angår anvendelsen af alkansulfonsyrer i rengørings- og/eller desinfektionsmidler i levnedsmiddelforarbejdende industri.

Indenfor rengørings- og desinfektionsteknikken anvendes for 5 tiden overalt, hvor der skal anvendes sure midler, produkter opbygget på basis af salpetersyre, svovlsyre og phosphorsyre. Til specielle opgaver anvendes også blandinger af disse syrer. Saltsyre og flussyre anvendes kun i enkelte tilfælde og kun, når der ikke er risiko for korrosion af det materiale, der 10 skal rengøres.

Indenfor rengørings- og desinfektionsteknologien i levnedsmiddelforarbejdende industrier anvendes derfor kun de tre nævnte mineralsyrer. Især phosphorsyre har, udover dens funktion som syre, også rengøringsaktiv effekt. Den anvendes derfor i over-15 vejende grad inden for rengørings- og desinfektionsteknik.

Listen over syrer må suppleres med en række af organiske syrer, især amidosulfonsyre, myresyre og til dels eddikesyre og citronsyre. På grund af deres svagere surhed, anvendes de ikke i særlig høj grad.

20 Saltene, som svarer til de nævnte uorganiske og organiske syrer, anvendes naturligvis også. Phosphorsyre og dens sure salte danner nu til dags stadig i overvejende grad grundlaget for sure rengørings- og/eller desinfektionsmidler. Phosphorsyre og dens salte kombineres med overfladeaktive stoffer, anti-skum-25 midler, korrosionsinhibitorer og eventuelt opløsningsformidlere, foruden specielle desinfektionskomponenter, som er aktive og stabile i phosphorsurt miljø, f.eks. kvaternære ammoniumforbindelser, elementært jod, hydrogenperoxid og perforbindelser.

30 Disse kombinationer anvendes i temperaturområdet mellem 5 og 85°C til fjernelse af protein, fedt og mineralsk smuds, specielt i levnedsmiddelforarbejdende industri. Når det kun dre 2 DK 170228 B1 jet sig om mineralsk smuds, findes der også produkter på svovl- og saltpetersyrebasis på markedet. Også disse kan kombineres med specielle desinfektionskomponenter, som er stabile og virksomme i dette miljø.

i.

5 På grund af, at det i det senere år af hensyn til miljøet er blevet stadigt mere nødvendigt at erstatte nitratholdige produkter og nitrogenholdige produkter i almindelighed samt i særlig grad produkter på basis af phosphorsyre med andre syregrundlag, har det ved en række grundliggende undersøgelser 10 vist sig, at der kun findes begrænsede muligheder for at erstatte salpetersyre og navnlig phosphorsyre. Til fjernelse af smuds, såsom carbohydrater, proteiner, fedtstoffer, uorganiske mineralbestanddele og lignende rester, kan f.eks. svovlsyre, der ellers kunne komme på tale som en erstatning, ikke anven-15 des på grund af dens utilstrækkelige rengøringseffekt ved organisk smuds. Desuden må man regne med kraftig korrosion på chromnikkelstål og aluminiumsoverflader, især i det højere temperaturområde omkring 80°C.

En brugbar løsning er amidosulfonsyre, som har god rengørings-20 effekt ved organisk smuds og er korrosionsmæssigt acceptabel til chromnikkelstål og aluminium.

I såkaldte genbrugsbade, dvs. rengøringsbade hvor rengørings-og/eller desinfektionsprocessen i overvejende grad sker ved gentagelse, vil denne forbindelse imidlertid blive opløst.

25 Rengøringseffekten bliver da utilstrækkelig, og endvidere sker der korrosion. De organiske syrer ifølge den kendte teknik er i de fleste tilfælde, især når det drejer sig om uorganisk smuds, uvirksomme (kortkædede carboxylsyrer eller dicarboxyl- 4 syrer) eller udviser en for kraftig og generende lugt (myresy-30 re) ved rengøringsprocessen ^

Ullmanns Encyklopådie der technischen Chemie, 4. udgave, 20. bind, side 153 ff, beskriver rengørings- og desinfektionsmidler til levnedsmiddelindustrien og anfører de gangbare be- 3 DK 170228 B1 standdele i et sådant middel.

Der beskrives i US-A-4.215.005 midler til fjernelse af polymere organiske stoffer fra aluminiserede uorganiske substrater. Der er med hensyn til de polymere organiske stoffer, som skal 5 fjernes, tale om fotoresiststoffer, der f.eks. består af poly-isopren, polyvinylcinamat eller phenol-formaldehydtyper. Mid-' let indeholder mindst én organisk sulfonsyre, mindst ét organisk opløsningsmiddel, et hydrogenfluoridkompleks, en nitro-genholdig kompleksdanner og eventuelt phenol. Som organiske 10 sulfonsyrer kommer forbindelser med den almene formel R - S03H på tale, hvor R kan betyde en alkylrest med 1 til 18.C-atomer, en monohydroxyalkylrest, arylrest, monoalkylarylrest, dialkyl-arylrest, monohydroxyarylrest, monoalkyl-hydroxyarylrest eller monochlor-hydroxyarylrest. Fortrinsvis anvendes der lineær 15 dodecylbenzensulfonsyre, p-toluensulfonsyre, phenolsulfonsyre eller benzensulfonsyre.

I modsætning hertil ligger der til grund for opfindelsen den opgave, at tilvejebringe et forbedret rengørings- og/eller desinfektionsmiddel, som i videst mulig omfang skal være ni-20 trogen- og phosphorfattigt eller nitrogen- og phosphorfrit for at tilfredsstille miljøkravene, og som især er velegnet til fjernelsen . af smuds, som f.eks. .carbohydrater, proteiner, fedtstof, uorganiske mineralbestanddele og lignende rester inden for den levnedsmiddelforarbejdende industri.- Samtidig må 25 det ved høje temperaturer på omkring 85°C ikke udvise nogen korroderende egenskaber på chromnikkelstål, aluminium og kobberoverflader .

Således angår den foreliggende opfindelse anvendelse af alkan-sulfonsyrer med 1 til 4 C-atomer eller blandinger deraf som 30 syregrundlag i sure rengørings- og/eller desinfektionsmidler til fjernelse af carbohydrater, proteiner, fedtstoffer, uorganiske mineralbestanddele og andre rester fra hårde overflader i den levnedsmiddelforarbejdende industri.

4 DK 170228 B1

Det har i denne forbindelse overraskende vist sig, at anvendelsen af bestemte alkansulfonsyrer i rengørings- og/eller desinfektionsmidler fordelagtigt fjernede de ovenfor nævnte , tilsmudsninger.

i 5 Det har vist sig, at kortkædede alkansulfonsyrer med 1 til 4 C-atomer, udover at virke godt over for organisk tilsmudsning, på grund af den stærke surhed også er i stand til at fjerne mineralsk smuds. Endvidere kunne man fastslå, at, i modsætning til ved anvendelsen af svovlsyre, forekom der ikke korrosion 10 af chromnikkelstål selv ved de høje temperaturer, som anvendes i rengøringsmiddelteknologien.

Alkyl- eller arylsulfonsyrer med længere kæder viser rengøringsteknisk for ringe eller slet ingen rengøringseffekt eller er på grund af deres store skumevne ikke anvendelige.

15 Indenfor rammerne af den foreliggende opfindelse kan kortkædede alkansulfonsyrer med 1 til 4 C-atomer anvendes. Med alkansulfonsyrer ifølge opfindelsen forstås methansulfonsyre, ethansulfonsyre, n- og iso-propansulfonsyre og n-, iso- og tert.butansulfonsyre. Anvendelsen af methansulfonsyre, ethan-20 sulfonsyre, propansulfonsyre og/eller butansulfonsyre foretrækkes. I forbindelse med den foreliggende opfindelse kan der anvendes enten en enkelt alkansulfonsyre eller en blanding af alkansulfonsyrer i rengørings- og/eller desinfektionsmidlet.

Alkansulfonsyrerne kan ifølge opfindelsen anvendes i koncen-25 trationer fra 0,5 til 100%, fortrinsvis i området fra 5 til 95%, i rengørings- og desinfektionsmidlerne.

Indenfor rammerne af den foreliggende opfindelse falder følgelig rengørings- og desinfektionsmidler indeholdende kortkædede g alkansulfonsyrer, som er nitrogenfri (nitrat) og phosphorfri 30 (phosphat) og desuden ikke virker korroderende på chromnikkelstål. I de tilfælde, hvor phosphorindholdet kun spiller en underordnet rolle, kan det sure rengørings- og desinfektionsmid- 5 DK 170228 B1 del udover alkansulfonsyrer også indeholde phosphorsyre eller svovlsyre samt eventuelt organiske syrer som blandede syre-grundlag. I dette tilfælde kan midlet indeholde fortrinsvis 30 til 40% svovlsyre og/eller 20 til 30% phosphorsyre udover al-5 kansyrerne.

Udover de ovenfor nævnte syrer kan det alkansulfonsyreholdige rengøringsmiddel i givet fald yderligere indeholde smudsnedbrydende komponenter, kompleksdannere, overfladeaktive stoffer, korrosionsinhibitorer, antiskummidler, og duftmidler, som 10 f.eks. beskrevet i Ullmanns Encyklopådie der technischen Che-mie, 4. udgave, 20. bind, side 153 f.

De omhandlede desinfektionsmidler kan f.eks. indeholde per-oxidforbindelser, jodoforer, kvaternære ammoniumforbindelser, amfolyter og aldehyder, som f.eks. beskrevet i Ullmanns loc.

15 cit., side 155.

Alkansulfonsvrers korrosionsforhold

Der blev fremstillet 0,5%'ige opløsninger af methan-, propan-, butan- og octansulfonsyrer samt svovlsyre af vand med 0 dH. Disse opløsninger blev anvendt til en korrosionstest ved 75eC 20 på chromnikkelstålplader (4401; 10 x 5 cm) ifølge DIN 50905 som underlag. Efter en reaktionstid på 24 timer på chromnik-kelstålpladerne viste der sig følgende vægttab:

Methansulfonsyre 0,13 g/m2 (0,0054 g/m2,h)

Propansulfonsyre 0,41 g/m2 (0,017 g/m2*h) 25 Butansulfonsyre 0,44 g/m2 (0,018. g/m2*h)

Octansulfonsyre 4,74 g/m2 (0,20 g/m2*h)

Svovlsyre 9,53 g/m2 (0,40 g/m2-h)

Korrosionstesten viser tydeligt, at under de nævnte betingelser angribes chromnikkelstål tydeligt af octansulfonsyre og 30 svovlsyre. Det fremgår af bestanddighedsresultaterne i tabellen, at der er et sådant tab med methan-, propan- og butansul- v DK 170228 B1 6 fonsyre, at prøverne kan anses for at være fuldstændigt bestanddige (tab op til 0,03 g/m2*h). Tabet med octansulfonsyre og svovlsyre ligger allerede i et område, som.ikke mere vil kunne tolereres, idet overfladens ujævnhed bliver for stor, og ' 5 rengøringen bliver vanskelig. Dertil kommer faren for pitting- korrosion, når de øvrige brugsbetingelser, som f.eks. et højt * chloridindhold i vandet, er fastlagt på forhånd. Endvidere bliver tabet betydeligt højere og opnår betegnelsen "ringe be-standighed" eller "ikke bestandigt", når rengørings- og/el-10 ler desinfektionsopløsningstemperaturen når op på over 75°C, som f.eks. ved ultrahøjtemperaturmetoden på 140°C.

Skumningsforhold I en skumpisker ifølge Gotte (DIN 53902, del 1) blev methan-, ethan-, propan-, butan-, hexan- og octansulfonsyre afprøvet 15 med hensyn til skumningsforhold i en 0,5%'ig vandig opløsning med 0 dH ved 40°C. Methan-, ethan-, propan- og butansulfonsy-reopløsningerne dannede ikke noget skum.

Hexansulfonsyre dannede 10 ml, og octansulfonsyre dannede 250 ml stabilt skum, der efter 10 sekunder ikke var faldet sammen.

20 Eksempel 1 100 cm3 glasflaskerne dyppedes op til ca. halvvejs ned i kondensmælk. Mælken blev dryppet af, og derefter anbragtes flaskerne i en ekssikator ved 20°C over natriumsulfat for at tørre i 24 timer. De således præparerede flasker anbragtes i 25 midten af et dyppeapparatur, som dyppede flaskerne ned i den opløsning, som skulle afprøves, og atter trak flaskerne op fra op- løsningen. Denne neddypning fortsattes, indtil tilsmudsningen på glasflaskerne var fjernet. Gennemsnitstiden for hver ié neddypning var 5 sekunder.

30 100 cm3 flaskerne blev neddyppet i en vandig opløsning af 0,5% methansulfonsyre ved 50°C med 0 dH. Efter 8 neddypninger var 7 DK 170228 B1 tilsmudsningen på glasoverfladen fjernet.

Sammenlicrnincrseksempel 1 100 cm glasflaskerne, præpareret ifølge eksempel 1, blev som i eksempel 1 neddyppet i en 0,5%'ig vandig svovlsyreopløsning 5 med 0 dH. Denne opløsning viste overhovedet ingen rengørings-effekt.

Eksempel 2

Flaskerne, præpareret ifølge eksempel 1, blev neddyppet et bestemt antal gange (30), og rengøringseffekten blev bedømt 10 visuelt. Ved denne fremgangsmåde blev anvendt et neddypnings-apparat med 6 bade og en rengøringsopløsning bestående af 0,5% ethansulfonsyre, 0,15% ethoxylerede (9 EO) fedtalkoholer (C10_i8^ som affedtningskomponent , og 15 0,1% polyethylenglycolether (alkylrest med 8 til 18 C-atomer, 9 EO-grupper med endestillet butyllukning) som antiskum-komponent rest vand,

Efter 30 neddypninger viste den ethansulfonsyreholdige opløs-20 ning en upåklagelig rengøringseffekt.

Eksempel 3 I stedet for den i eksempel 2 anvendte opløsning blev der brugt en tilsvarende 0,5% propansul fonsyrehol di g opløsning til neddypningsforsøget. Efter 30 neddypninger viste den propan-25 sulfonsyreholdige opløsning en upåklagelig rengøringseffekt.

Eksempel 4 I stedet for den i eksempel 2 anvendte opløsning blev der 8 DK 170228 B1 brugt en tilsvarende 0,5% butansulfonsyreholdig opløsning til neddypningsf orsøget. Efter 30 neddypninger viste den butansul-fonsyreholdige opløsning en upåklagelig rengøringseffekt.

*

Sammenlianingseksemoel 2 i 5 I stedet for den i eksempel 2 anvendte opløsning blev der brugt en tilsvarende 0,5% hexansulfonsyreholdig opløsning til neddypningsf orsøget. Efter 30 neddypninger viste den hexansul-fonsyreholdige opløsning praktisk taget ingen rengøringseffekt.

10 Sammenlianingseksempel 3 I stedet for den i eksempel 2 anvendte opløsning blev der brugt en tilsvarende 0,5% octansulfonsyreholdig opløsning til neddypningsf orsøget. Efter 30 neddypninger viste den octansul-fonsyreholdige opløsning praktisk taget ingen rengøringsef-15 fekt.

Sammenlianingseksempel 4 I stedet for den i eksempel 2 anvendte opløsning blev der brugt en tilsvarende 0,5% svovlsyreholdig opløsning til neddypningsf orsøget. Efter 30 neddypninger viste den svovlsyre-20 holdige opløsning praktisk taget ingen rengøringseffekt.

Eksempel 5 I et mælkeopvarmningskredsløb, bestående af mælke- og fløde-varmer, centrifuge, mælketank og rørledningssystem, blev den i sure fase efter forudgående alkalisk rengøring tidligere gen-25 nemført med et salpetersyreholdigt produkt i 2%'ig koncentration ved 80°C. Nu blev der i stedet kørt med en 1%'ig sur opløsning bestående af propansulfonsyre. Rengøringseffekten (fjernelse af mælkesten) var upåklagelig. Der kunne heller ikke gennem længere tid påvises korrosion på chromnikkelstålpla-

Claims (5)

15 Patentkrav.

1. Anvendelse af alkansulfonsyrer indeholdende 1 til 4 C-ato-mer eller blandinger qleraf som syregrundlag, i sure rengørings-og/eller desinfektionsmidler til fjernelse af carbohydrater, 20 proteiner, fedtstoffer, uorganiske mineralbestanddele og andre rester fra hårde overflader i den levnedsmiddelforarbejdende industri.

2. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rengørings- og/eller desinfektionsmidlet .indeholder 0,5% til 25 100%, fortrinsvis 5 til 95% af alkansulfonsyrerne, beregnet i forhold til det samlede middel.

3. Anvendelse ifølge krav l eller 2, kendetegnet ved, at rengørings- og/eller desinfektionsmidlet foruden alkansul fonsyrer også indeholder andre uorganiske og/eller orga- 30 niske syrer. ^ - V DK 170228 B1

4. Anvendelse ifølge krav 3, kendetegnet ved, at rengørings- og/eller desinfektionsmidlet indeholder 30 til 40% svovlsyre og/eller 20 til 30% phosphorsyre, beregnet i forhold til det samlede middel.

5 - %