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Verfahren zum Einbringen von chemisch wirksamen Substanzen wie Gasen, Dämpfen oder pharmazeutisch wirksamen Verbindungen bzw. von Riech- oder Aromastoffen in eine Reaktions- bzw. Wirkzone
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zu dosieren. Erfindungsgemäss gelangen dabei bestimmte Adsorptionsverbindungen zur Verwendung, die es erlauben, den chemisch wirksamen Stoff, der an einen speziellen Trägerstoff adsorbiert ist, zur gewünschten Zeit, am gewünschten Ort, in gewünschter Menge in Freiheit zu setzen und damit zur Wirkung zu bringen. Der wirksame Stoff kann bei dem chemischen Prozess selbst Reaktionsteilnehmer oder Katalysator sein, es kann sich aber auch um Duftstoffe oder Aromastoffe, Pharmazeutika oder andere Wirkstoffe handeln, die während einer längeren Zeitspanne an einer bestimmten Stelle wirken sollen.
In jedem Fall ergibt sich, dass die Handhabung der chemisch wirksamen Substanz, wenn sie wie erfindungsgemäss in Form solcher Adsorptionsverbindungen zur Anwendung kommt, wesentlich erleichtert, in manchen Fällen sogar dadurch überhaupt erst ermöglicht wird. Wie bereits eingangs erwähnt, ist der besondere Vorteil, der sich bei der Verwendung dieser an Molekularsiebe gebundenen Substanzen ergibt, in dem Umstand begründet, dass gewissermassen ein gezielter und dosierter Einsatz des Wirkstoffes möglich ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Einbringen von chemisch wirksamen Substanzen wie Gasen, Dämpfen oder pharmazeutisch wirksamen Verbindungen bzw. von Riech- oder Aromastoffen in eine Reaktions- bzw. Wirkzone, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die genannten Substanzen zunächst entweder an ein synthetisches zeolithisches Molekularsieb, beispielsweise des Typs Zeolith A bzw. Zeolith X, oder an ein natürlich vorkommendes Molekularsieb wie Chabazit, Mordenit oder Faujasit adsorbiert
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Praktisch geht man so vor, dass man die entsprechende Substanz zunächst an ein Molekularsieb, vorzugsweise an ein zeolithisches Molekularsieb, adsorbiert. Die erhaltene Adsorptionsverbindung, die im wesentlichen beständig ist, kann ohne weiteres mit andern Stoffen gemischt werden. Die Entbindung des Wirkstoffes kann, wie aus den unten beschriebenen Beispielen und Versuchen zu ersehen ist, mit guten Ergebnissen kontrolliert werden. Die wirksame Substanz kann so lange im Molekularsieb zurück- gehalten werden, bis es gewünscht wird, sie in Freiheit zu setzen.
Zeolithische Molekularsiebe, sowohl natürliche wie synthetische, sind Metall-Aluminiumsilikate.
Die besondere Eigenart der kristallinen Struktur dieser Substanzen ist die, dass innerhalb jedes Kristalles eine relativ grosse Sorptionsfläche vorhanden ist, die durch Öffnungen oder Poren im Kristall von aussen her zugänglich ist. Die Moleküle werden durch Molekularsiebe unter anderem auf Grund von Grösse und Polarität selektiv adsorbiert.
Die Herstellung von Zeolithen A bzw. X ist in den österr. Patentschriften Nr. 195897 und Nr. 195898 beschrieben.
Die vielen Vorteile, die sich daraus für die Praxis ergeben, dass Molekularsiebe als Adsorptionsmittel zur Herstellung von solchen Adsorptionsverbindungen verwendet werden, gehen aus der folgenden vergleichsweisen Gegenüberstellung mit den an sich bekannten Silikageladsorptionsverbindungen klar hervor.
Der oben genannte Zeolith A adsorbiert bei einer Temperatur von 25 C und bei einem Druck von
150 bis 760 mm Hg 10, 3 Gew.-% Äthylen. Silikagel hingegen adsorbiert bei 25 C und Drucken zwischen 50 mm und 760 mm Hg nur 2, 2-4, 3 Gew.-% Äthylen. Die adsorbierte Äthylenmenge ist bei Verwendung von Silikagel direkt vom Druck abhängig, während bei Verwendung der Molekularsiebe zur Her-
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stellung der erfindungsgemäss zu verwendenden Adsorptionsverbindungen der Druck bis herunter zu ganz niedrigen Drucken überhaupt vernachlässigbar ist.
Aber auch die Temperaturabhängigkeit ist ganz verschieden.
So vermögen die erfindungsgemäss zu verwendenden Adsorptionsverbindungen bei 150 C und Drucken von 700 bis 760 mm Hg60% der adsorbierten Äthylenmenge festzuhalten, und sogar bei einem Druck von 50 mm Hg bleiben noch 11% des adsorbierten Äthylens an dem Adsorbens haften. Silikagel dagegen ist bei einer Temperatur von 150 C bereits vollkommen frei und enthält von dem ursprünglich adsorbierten Äthylen überhaupt nichts mehr.
Silikagel ist gegenüber Druck- und Temperatureinflüssen wesentlich empfindlicher als die Molekular- siebe.
Im folgenden werden einige Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemässe Verfahren angegeben :
Beispiel l : 4 g Zeolith A, 7 Gew.-% Chlor adsorbiert enthaltend, wurden in einer automatischen Waschmaschine zu 5 kg schmutziger weisser Wäsche zugesetzt. Die Wäsche war nicht nur schmutzig, sondern bedurfte auch einer Bleiche. Nach Beendigung des Waschprozesses, Spülen und Abschleudern zeigte sich diese bedeutend weisser als eine solche, die einem gleichen Waschvorgang, jedoch ohne Anwendung eines Bleichmittels, unterworfen worden war.
Beispiel 2 : Es ist bekannt, dass Äthylen bei Baumwollpflanzen eine Entblätterung bewirkt. Schwierigkeiten ergeben sich bei der Anwendung des Äthylens auf die Pflanzen. Das Problem kann gemäss der Erfindung in einfacher Weise gelöst werden.
Eine Probe von Natriumzeolith A wurde dehydratisiert und Äthylen wurde in eine Kammer geleitet, die den dehydratisierten Zeolith enthielt. Das Äthylen wurde vom Zeolith adsorbiert. Baumwollpflanzen wurden unter einen Glaszylinder gegeben, der 1 g Probe mit 6, 8 Gew.-% Äthylen enthielt. Die Pflanze wurde in vier Tagen vollständig entblättert, was auf ein graduelles und wirksames Freiwerden des Äthylens hinweist.
Beispiel 3 : Es ist bekannt, dass Äthylen ein wirksames Reifungsmittel für Bananen ist. Die Kontrolle dieses Reifungsprozesses kann durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens vereinfacht werden :
Grüne Bananen wurden in Polyäthylensäcke gegeben, die eine geringe Menge (2 g) Zeolith A mit Äthylen (6, 7 Gew. - ) enthielten. Die Säcke wurden zwei Wochen bei 100 C im Dunkeln aufbewahrt.
Die Bananen waren mehr gereift als jene, die unter gleichen Bedingungen ohne Äthylen aufbewahrt waren.
Beispiel 4 : Plätzchen von Natriumzeolith A, von Calciumzeolith A und Natriumzeolith X wurden durch Dehydratisierung aktiviert und einem Strom von Gasen ausgesetzt, die Aromastoffe von geröstetem Kaffee trugen. Proben von jeder Plätzchentype wurden dann in einem Strom von Kohlendioxyd gegeben.
Das Kohlendioxyd wurde von den Molekularsieben adsorbiert und setzte das Kaffeearoma in jedem Fall in Freiheit. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn feuchte Luft über die mit Aroma beladenen Kristalle geleitet wurde.
Die Verwendung von Molekularsieben zum Festhalten von Aromastoffen bis zu ihrer gewünschten Desorption kann natürlich auch auf andere Anwendungsgebiete ausgedehnt werden. Z. B. können Molekularsiebe, die mit Aromastoffen von gekochten Nahrungsmitteln beladen sind, vorteilhaft zu dehydratisierten Nahrungsmitteln zugefügt werden. Parfum od. ähnl. Stoffe, die an Molekularsieben adsorbiert sind, können zu Seifen zugefügt werden, wobei sie in Freiheit gesetzt werden, wenn die Seife und das Molekularsieb nass werden. In ähnlicher Weise kann ein Parfum oder Aromastoff in einem Molekularsieb durch Brennen einer Wachskerze, die das behandelte Molekularsieb enthält, in Freiheit gesetzt werden.
Pharmazeutische Stoffe können an Molekularsieben adsorbiert werden, wodurch ihre Anwendbarkeit und Wirksamkeit verbessert werden. Stoffe, die germicide Wirkung auf Bakterien zeigen, die Mykosen verursachen, können durch ein Molekularsieb adsorbiert und über die infizierte Hautfläche verstäubt werden. Während das Sieb Körperfeuchtigkeit adsorbiert, wird der germicide Stoff freigesetzt. Darüber hinaus wird dadurch auch eine Trocknung der Haut bewirkt. Diese trocknende Wirkung könnte auch bei der Behandlung von Brandwunden herangezogen werden. Desinfektionsmittel und Germicide, wie Schwefelwasserstoff und Chlor, können adsorbiert und langsam desorbiert werden, wo und wann dies gewünscht wird, indem man Feuchtigkeit zum Molekularsieb zutreten lässt.
Die Adsorptionskapazität von Molekularsieben für Bleichmittel, wie Chlor und Wasserstoffperoxyd, macht sie nützlich beim Bleichen vieler Stoffe, wie Papier, wo Feuchtigkeit zugegen ist, um das Bleichmittel zu desorbieren.
Die Molekularsiebe können auch dazu verwendet werden, um unter Normalbedingungen gasförmige Stoffe in flüssige Brennstoffe einzuführen. Butan kann z. B. adsorbiert werden und die Adsorptionsverbindung in Gasolin oder Kerosin eingeführt werden. Das Butan wird durch die Verbrennungswärme der Brennstoffe frei.
Diese Beispiele sollen lediglich die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten illustrieren, der Umfang des Anwendungsbereiches der Erfindung soll jedoch nicht allein auf diese beschränkt sein. Andere Molekularsiebe als jene, die in der Beschreibung erwähnt wurden, können befriedigend innerhalb des Geltungsbereiches der Erfindung verwendet werden. Chabazit, Mordenit und Faujasit sind Beispiele von natürlich vorkommenden Molekularsieben, die für die Anwendung der Erfindung befriedigend geeignet sind.