DE2710929A1

DE2710929A1 - Desinfektionskonzentrate fuer die getraenkeindustrie

Info

Publication number: DE2710929A1
Application number: DE19772710929
Authority: DE
Inventors: Eugene Dipl Chem Dr Bessems; Rudolf Dipl Chem Juenger
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1977-03-12
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1978-09-21
Also published as: CH642822A5; FR2382898B1; DE2710929C2; AT356290B; CA1107643A; BE864742A; DK103578A; LU79210A1; FR2382898A1; ATA166378A; GB1584845A; NL7802174A

Description

Die Erfindung betrifft Desinfektionskonzentrate für die Getränkeindustrie sowie deren Gebrauchslösungen.

Bei der Bearbeitung von Getränken wie Bier, Milch, Limonaden und Mineralwasser lässt es sich nicht vermeiden, dass in den Rohrleitungen, Tanks und Apparaten Verunreinigungsrückstände entstehen. Diese Rückstände wie auch diese Getränke selbst stellen Nährböden für viele Mikroorganismen dar. Es gelingt zwar, durch Reinigung der verschmutzten Oberfläche die ursprünglich vorhandene Keimkonzentration zu reduzieren. Diese Reinigung reicht allerdings bei weitem nicht aus, um eine Reinfektion der zu bearbeitenden Getränkeprodukte zu verhindern. Daher ist es notwendig, und im allgemeinen üblich, die restlichen Keime durch Behandlung mit Desinfektionsmittel-Lösungen, desinfizierenden Gasen oder durch Hitzebehandlung abzutöten.

Als Desinfektionsmittel, die in wässriger Verdünnung zum Einsatz kommen, haben sich Chlorträger, wie Hypochlorit oder

Chlorzyanursäuresalze bewährt. Bei Anwendung dieser Verbindungen wirkt sich allerdings sehr nachteilig die Geruchsbelästigung aus, die z.T. auch auf die zu bearbeitenden Getränke übergeht.

Bewährte Desinfektionsmittel sind auch die quaternären Ammoniumverbindungen, die jedoch in erster Linie grampositive Keime abtöten und darüber hinaus wegen ihrer Substantivität nicht vollständig von der gereinigten Oberfläche abzuspülen sind.

Ein weiterer Nachteil dieser Quats ist auch ihr starkes Schaumvermögen, das sich bei Umwälz- und Sprühdesinfektionsverfahren störend bemerkbar macht. Ebenfalls die Jodophore, das sind nichtiogene Netzer mit darin gelöstem Jod, neigen zum Schäumen und hinterlassen einen braunen Belag auf der behandelten Oberfläche.

In neuerer Zeit ist auch Peressigsäure im Gleichgewicht mit überschüssigem Wasserstoffperoxid zu Desinfektionszwecken eingesetzt worden. Diese unterliegt jedoch in Gegenwart von organischen Rückständen einem zu raschen Abbau und ist deshalb nur begrenzt stapelbar, was einen wirtschaftlich tragbaren Einsatz derartiger Lösungen unmöglich macht. Hinzu kommt noch der Nachteil, dass diese Lösungen wegen ihrer relativ geringen elektrischen Leitfähigkeit nur durch Zusatz von starken Säuren automatisch über Leitwert-Steuerungs-Systeme dosiert und zur Stapelung wieder aufgefangen werden können.

Im Hinblick auf das sich in letzter Zeit in zunehmendem Maße durchsetzende Prinzip der automatischen Dosierung der Desinfektionsmittel-Lösungen, stellte sich die Aufgabe, ein stark saures Desinfektionsmittel zu entwickeln, das die anderen Nachteile der bekannten Mittel des Standes der Technik, wie Substantivität, Schaumstabilität und begrenztes keimtötendes Wirkungsspektrum nicht aufweist.

Die Salpetersäure ist wegen ihres aggressiven Charakters und der damit verbundenen anwendungstechnischen Nachteile für die laufende Desinfektion nur begrenzt einsetzbar und daher ohne Bedeutung geblieben.

Von der Fluorwasserstoffsäure war zwar bekannt, dass sie keimtötende Eigenschaften hat, sie wurde allein wegen ihrer Toxizität und Korrosivität als Desinfektionsmittel nicht eingesetzt.

Während die Salpetersäure die in der Getränkeindustrie auftretenden grampositiven und gramnegativen Bakterien, wie Pseudomonas, Proteus, Coli und Staphylococcen abtötet, ist sie gegenüber Hefen völlig unwirksam. Demgegenüber wurde bei der Untersuchung der Fluorwasserstoffsäure festgestellt, dass sie in den geringen Konzentrationen, die aus Gründen der Toxizität eingehalten werden sollen, die Hefen in verhältnismäßig kurzer Einwirkungszeit abtötet, außer gegen Pseudomonas gegenüber den übrigen Bakterien aber weitgehend unwirksam ist.

Überraschenderweise ergab sich, dass bei einer Kombination von Fluorwasserstoffsäure mit Salpetersäure deutlich geringere Konzentrationen ausreichen, um schon bei kurzen Einwirkungszeiten die Hefen ohne Beeinträchtigung der bakteriziden Wirkung abzutöten. Es ist sogar bei einzelnen Bakterien wie zum Beispiel bei den Staphylococcen eine Verkürzung der Abtötungszeit zu beobachten.

Zur Lösung der Aufgabe wurde daher vorgeschlagen, für die Getränkeindustrie, Desinfektionskonzentrate einzusetzen, die eine Kombination von Salpetersäure und Flußsäure enthalten.

Die deutliche synergistische Wirkungssteigerung der erfindungsgemäßen Kombination gegenüber Hefen ist vor allem auch deshalb überraschend, weil die Fluorwasserstoffe allein die Hefen erst nach 5 Minuten Einwirkungszeit abtöten, während die Salpetersäure selbst bei hohen Konzentrationen und langen Einwirkungszeiten gegenüber Hefen unwirksam ist. Dagegen ist die erfindungsgemäße Kombination zum Beispiel bei einer Konzentration von 200 ppm Fluorwasserstoffsäure und 4750 ppm Salpetersäure bereits nach 2,5 Minuten Einwirkungszeit gegenüber sämtlichen in der Getränkeindustrie vorkommenden Keimen voll wirksam.

Die erfindungsgemäße Desinfektionslösung ist nicht schäumend, nicht substantiv und leitfähigkeitssteuerbar und kann deshalb mit Vorteil in der stapelbaren Umlaufdesinfektion der Getränkeindustrie eingesetzt werden.

Das Konzentrat zur Herstellung der gemäß vorliegenden Erfindung anzuwendenden Desinfektionslösung setzt sich zusammen aus einer Mischung von 1 - 3 % Flußsäure, 20 - 50 % Salpetersäure bezogen auf wasserfreie Substanz und Wasser. Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, den Anteil der für das Zustandekommen der synergistischen Wirkungssteigerung zwingend erforderlichen Salpetersäure zu reduzieren und durch Schwefelsäure zu ersetzen, wodurch die Bildung von Nitrosedämpfen vermieden wird.

Für diese Ausführungsform hat sich eine Mischung aus 2 % Flußsäure, 10 % Salpetersäure und 19 % Schwefelsäure und Wasser bewährt. In der Gebrauchslösung kann Schwefelsäure in einer Konzentration von 1500 - 3000 ppm vorhanden sein.

Zur Verhinderung der Nitrosebildung kann das Konzentrat auch geringe Mengen von Harnstoff sowie Inhibitoren zur Vermeidung der Aluminiumkorrosion enthalten. Der Anteil an Harnstoff kann bis zu 1 % betragen.

Zubereitungen, welche die erfindungsgemäße Wirkstoff-Kombination enthalten, weisen vorzügliche keimtötende Eigenschaften auf. Sie sind wirksame Mittel zum Abtöten von gramnegativen und grampositiven Bakterien, wie Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Proteus vulgari sowie von Hefen und eignen sich daher zur Verwendung in Brauereien, Molkereien sowie in der alkoholfreien Getränkeindustrie.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:

In den Beispielen werden sowohl die Fluorwasserstoffsäure und die Salpetersäure für sich allein wie auch Desinfektionsmittel aus dem Stand der Technik mit dem erfindungsgemäßen Desinfektionskonzentrat auf die keimtötende Wirkung untersucht.

Die Untersuchung der keimtötenden Eigenschaften erfolgte gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie (3. ergänzte Auflage, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart).

A) Testmethode: Suspensionstest der DGHM

Testkeime: Pseudomonas aeruginosa

Staphylococcus aureus

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Saccharomyces diastaticus

1. Bakteriologische Wirksamkeit einer Zubereitung bestehend aus Fluorwasserstoffsäure und Wasser

+ = Bakterienwachstum

- = kein Bakterienwachstum

Konzentration 100 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. +++ +++ +++ +-- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ +++ +++ +++

Escherichia coli +++ +++ +++ +++ +++

Proteus vulgaris +++ +++ +++ +++ +++

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ ++- +--

Konzentration 150 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. +++ +++ +-- --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ +++ +++ +++

Escherichia coli +++ +++ +++ +++ +++

Proteus vulgaris +++ +++ +++ +++ +++

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +-- ---

Konzentration 200 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. +++ +++ +++ --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ +++ +++ +++

Escherichia coli +++ +++ +++ +++ +++

Proteus vulgaris +++ +++ +++ +++ +++

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ --- ---

Es zeigt sich, dass Fluorwasserstoffsäure erst bei einer Konzentration von 200 ppm und einer Einwirkungszeit von 5 Minuten Pseudomonas und Hefe tötet. Gegenüber den anderen Bakterien zeigt Fluorwasserstoffsäure allein keine Wirkung.

2. Keimtötende Wirksamkeit von Salpetersäure verschiedener Konzentration:

Konzentration 2000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. --- --- --- --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ +++ +++ ---

Escherichia coli +++ +++ +++ --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +++ +++

Konzentration 3000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. --- --- --- --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ +-- --- ---

Escherichia coli +++ --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +++ +++

Konzentration 4000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. --- --- --- --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ --- --- ---

Escherichia coli +++ --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +++ +++

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Salpetersäure bei einer hohen Konzentration von 4000 ppm bereits nach 2,5 Minuten Einwirkungszeit die Bakterien abtötet. Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, bewirkt sie aber selbst bei Einwirkungszeiten von 10 und sogar 20 Minuten keine Abtötung der Hefen.

Konzentration 5000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

5 10 15 20

Pseudomonas aerug. --- --- --- ---

Staphylococcus aureus --- --- --- ---

Escherichia coli --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +++

Konzentration 10000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

5 10 15 20

Pseudomonas aerug. --- --- --- ---

Staphylococcus aureus --- --- --- ---

Escherichia coli --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ +++

3. Keimtötende Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Fluorwasserstoffsäure - Salpetersäurekombination bei Testkonzentrationen der Lösung von 0,75 und 1 %.

Konzentration Einwirkungszeit in Minuten

HNO[tief]3 = 3560 ppm

HF = 150 ppm

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. --- --- --- --- ---

Staphylococcus aureus +++ +++ --- --- ---

Escherichia coli +++ --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ +++ --- ---

Konzentration Einwirkungszeit in Minuten

HNO[tief]3 = 4750 ppm

HF = 200 ppm

0,5 1 2,5 5 10

Pseudomonas aerug. --- --- --- --- ---

Staphylococcus aureus +++ --- --- --- ---

Escherichia coli ++- --- --- --- ---

Proteus vulgaris --- --- --- --- ---

Saccharomyces diast. +++ +++ --- --- ---

Die Ergebnisse dieses Versuches zeigen deutlich die synergistische Wirkungssteigerung der erfindungsgemäßen Kombination gegenüber Hefen. Bei einer Konzentration der Fluorwasserstoffsäure von 200 ppm und der Salpetersäure von 4750 ppm werden nach 2,5 Minuten Einwirkungszeit sowohl die Hefen wie auch sämtliche Bakterien abgetötet.

Claims

1. Desinfektionskonzentrat für die Getränkeindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kombination aus

(a) Fluorwasserstoffsäure

(b) Salpetersäure und

(c) Wasser sowie gegebenenfalls Schwefelsäure, Harnstoff und/oder Korrosionsinhibitoren enthält.

2. Desinfektionsmittel-Lösung, im wesentlichen bestehend aus Wasser und dem Konzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Fluorwasserstoffsäure in einer Konzentration von 100 bis 300 ppm, vorzugsweise 150 bis 200 ppm und Salpetersäure in einer Konzentration von 2000 bis 5000, vorzugsweise 3000 bis 5000 ppm enthält.

3. Desinfektionsmittelkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil Salpetersäure durch Schwefelsäure ausgetauscht werden kann.

4. Desinfektionsmittel-Lösung gemäß Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben 750 bis 1000 ppm Salpetersäure Schwefelsäure in einer Konzentration von 1500 bis 3000 ppm, vorzugsweise 1500 bis 2000 ppm enthalten kann.

5. Desinfektionsmittel-Lösung gemäß den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Harnstoff in einer Konzentration bis zu 100 ppm enthalten kann.