CH640883A5

CH640883A5 - Process for the preparation of detergents based on whey using lactic acid

Info

Publication number: CH640883A5
Application number: CH123479A
Authority: CH
Inventors: Henry Dipl Ing Zimzik
Original assignee: Zimzik Henry
Priority date: 1978-05-06
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1984-01-31
Also published as: DE2819940C2; AT362335B; ATA119579A; DE2819940B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung waschaktiver Substanzen auf der Grundlage von Molke unter Verwendung von Milchsäure. The invention relates to a process for the production of wash-active substances based on whey using lactic acid.

Verfahren zur Herstellung waschaktiver Substanzen, die Hauptbestandteile aller Waschmittel und wegen ihrer Grenzflächenaktivität in erster Linie für deren Waschkraft massgeblich sind, sind allgemein bekannt. Zu den so hergestellten Erzeugnissen zählen im wesentlichen die Natron- und Kaliseifen sowie die Fettalkoholsulfonate. Aufgrund ihrer Dis-pergier- und Schutzkolloidwirkung, ihrer Netzkraft, ihres Emulgier- und Schmutztragevermögens sowie ihrer Schaumkraft besitzen sie eine gute Reinigungskraft als Haushaltwaschmittel und werden auch zur Körperpflege mit Erfolg eingesetzt. Da jedoch andererseits die Natron- und Kaliseifen den Hautsäuremantel des Körpers, der sich infolge Temperatursteigerung, Muskelarbeit, Flüssigkeitsaufnahme, Krankheit, bildet und u.a. Milchsäure enthält, sehr leicht angreifen und zerstören, können sie nicht unbegrenzt zur Körperpflege, insbesondere bei der eines Säuglings eingesetzt werden. Die zarte Haut eines Säuglings verträgt noch keine fortgesetzte Zerstörung des Säuremantels, so dass Alkaliseifen vermieden werden. Methods for the production of detergent substances, which are the main constituents of all detergents and, because of their interfacial activity, are primarily decisive for their detergency, are generally known. The products manufactured in this way essentially include soda and potash soaps and fatty alcohol sulfonates. Because of their dispersing and protective colloid effect, their wetting power, their emulsifying and dirt-carrying capacity and their foaming power, they have good cleaning power as household detergents and are also used successfully for personal hygiene. On the other hand, however, the soda and potash soaps form the skin acid coat of the body, which forms as a result of temperature increase, muscle work, fluid intake, illness, and among other things. Contains lactic acid, very easy to attack and destroy, they can not be used indefinitely for personal hygiene, especially in that of an infant. The tender skin of an infant cannot tolerate continued destruction of the acid coat, so that alkali soaps are avoided.

Fettalkoholsulfonate besitzen stark entfettende Eigenschaften und können daher nur begrenzt eingesetzt werden. Diese und andere waschaktive Substanzen sind nicht umweltfreundlich genug, um im Abwasser in kurzer Zeit biologisch abbaubar zu sein und tragen daher in zunehmendem Masse dazu bei, dass unsere Flüsse, besonders an den Staustufen, immer stärker mit Schaum bedeckt werden. Fatty alcohol sulfonates have strong degreasing properties and can therefore only be used to a limited extent. These and other washing-active substances are not environmentally friendly enough to be biodegradable in the waste water in a short time and therefore increasingly contribute to the fact that our rivers, especially at the dams, are increasingly covered with foam.

Synthetisch hergestellte waschaktive Substanzen haben überdies den Nachteil, dass sie nach Einsatz in Waschmitteln zu Allergien führen können, die in letzter Zeit immer stärker auftreten. Synthetically produced washing-active substances also have the disadvantage that, after use in detergents, they can lead to allergies, which have recently been increasing.

Die Herstellung medizinischer Seifen aus waschaktiven Substanzen ist bekannt. Diese Erzeugnisse werden fast ausschliesslich bei der Behandlung von Darmerkrankungen eingesetzt. The production of medical soaps from washing-active substances is known. These products are used almost exclusively in the treatment of intestinal diseases.

So sind Versuche unternommen worden, um die bei Einsatz waschaktiver Substanzen auftretenden Probleme zu lösen und derartig hergestellte Erzeugnisse, insbesondere zur Körperpflege und im medizinischen Bereich, besser einsetzen zu können. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 019 235 ist ein Verfahren zur Herstellung waschaktiver Substanzen bekannt, bei dem als Ausgangsstoff Milch oder Molke verwendet wird. Der technischen Lehre des Verfahrens zufolge werden vor oder nach der mit Hilfe von Milchsäurebakterien durchgeführten Gärung der Milch oder Molke beliebige Anteile an Fettalkoholen, d.h. solche mit 8-18 Kohlenstoffatomen, bzw. Wachsalkoholen in Form höhermolekularer Alkohole zugemischt und danach einer Sulfonierung unterworfen. Das so hergestellte Erzeugnis zeigte die typischen Eigenschaften eines Fettalkoholsulfonates, d.h. war stark fettentziehend, griff jedoch den Hautsäuremantel nicht an und erwies sich in der Reinigungskraft den herkömmlichen Alkaliseifen überlegen. Es konnte auch als Badeextrakt und zur täglichen Hand- und Gesichtspflege eingesetzt werden. Jedoch wurden diese Ergebnisse nur dann erzielt, wenn keine Fehlgärungen eintraten. Da jedoch die in Käsereien anfallende Molke mit unterschiedlichen Anteilen von Salzsäure versetzt ist und als Folge davon Fehlgärungen unvermeidlich sind, war das nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 019 235 vorgeschlagene Verfahren hierfür nicht geeignet. Attempts have been made to solve the problems associated with the use of detergent substances and to be able to better use products manufactured in this way, in particular for personal care and in the medical field. A process for the production of wash-active substances is known from German Offenlegungsschrift 2,019,235, in which milk or whey is used as the starting material. According to the technical teaching of the process, before or after fermentation of the milk or whey with the help of lactic acid bacteria, any proportions of fatty alcohols, i.e. those with 8-18 carbon atoms or wax alcohols mixed in the form of higher molecular weight alcohols and then subjected to sulfonation. The product so produced showed the typical properties of a fatty alcohol sulfonate, i.e. was highly fat-extracting, but did not attack the skin acid coat and was superior in cleaning power to conventional alkali soaps. It could also be used as a bath extract and for daily hand and face care. However, these results were only achieved if there were no incorrect fermentations. However, since the whey produced in cheese factories is mixed with different proportions of hydrochloric acid and, as a result, incorrect fermentation is inevitable, the process proposed in German Offenlegungsschrift 2,019,235 was not suitable for this.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bei der Herstellung waschaktiver Substanzen auf der Grundlage von Molke unter Verwendung von Milchsäurestäbchen zu vermeiden und so zu verbessern, dass das sich ergebende Molkemodiflkat zur Herstellung von Spülmitteln, Haushaltreinigern, Wasch- und Reinigungsmitteln sowie medizinischer und kosmetischer Seifen geeignet ist, wobei sich die Waschmittel zur Körperpflege durch besondere Hautfreundlichkeit auszeichnen und Allergien entgegenwirken sollen. Die Spül- und Reinigungsmittel für den Haushalt sollen umweltfreundlich, d.h. biologisch abbaubar sein. Die für die Hautverträglichkeit schädlichen Phosphat- und Alkaliverbindungen sollen nicht eingesetzt werden. The invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages in the production of wash-active substances based on whey using lactic acid sticks and to improve them so that the resulting whey modiflate for the production of detergents, household cleaners, detergents and cleaning agents and also medical and cosmetic soaps is suitable, whereby the detergents for personal hygiene are particularly skin-friendly and are intended to counteract allergies. Household detergents and cleaning agents should be environmentally friendly, i.e. be biodegradable. The phosphate and alkali compounds which are harmful to the skin should not be used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Molke zuckerhaltige Verbindungen zugesetzt werden, die so erhaltene Lösung zuerst einer alkoholischen, dann einer aeroben Vergärung unterworfen wird, die so erhaltene Molke mit Milchsäurestäbchen aus einer Reinkultur beimpft und The object is achieved in that sugar-containing compounds are added to the whey, the solution thus obtained is first subjected to an alcoholic, then an aerobic fermentation, inoculates the whey thus obtained with lactic acid sticks from a pure culture and

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vergoren wird, und dass der so vergorenen Molke andere Stoffe, vorzugsweise Tenside, zugesetzt werden. is fermented, and that other substances, preferably surfactants, are added to the fermented whey.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Molke 3-5 Gew.-% Molkezucker und 1-2 Gew.-% Traubenzucker aus Reisstärke zugesetzt werden. Another embodiment of the invention is that 3-5% by weight whey sugar and 1-2% by weight glucose from rice starch are added to the whey.

Nach Abschluss der alkoholischen Gärung wird einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zufolge der pH-Wert der Lösung auf 6 eingestellt. After completion of the alcoholic fermentation, the pH of the solution is adjusted to 6 according to a further embodiment of the invention.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die aerobe Vergärung im Bereich zwischen 37°C bis 40°C mit Gegen-strombelüftung. In a further embodiment of the invention, the aerobic fermentation takes place in the range between 37 ° C to 40 ° C with counterflow ventilation.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Reinkultursubstanz bei 37°C und einem pH-Wert im Bereich zwischen 6.1-6.8 wächst. Another embodiment of the invention is that the pure culture substance grows at 37 ° C. and a pH in the range between 6.1-6.8.

Eine bevorzuge Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Gärungszeit bei konstanter Temperatur von 37°C 28 bis 29 Tage beträgt. A preferred embodiment of the invention is that the fermentation time at a constant temperature of 37 ° C is 28 to 29 days.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der so vergorenen Molke Kräuter, Heilkräuter, Kräuterauszüge, organische Substanzen und/oder mineralische Stoffe zugesetzt werden. A preferred embodiment of the invention consists in adding herbs, medicinal herbs, herbal extracts, organic substances and / or mineral substances to the fermented whey.

Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der so vergorenen Molke ein nichtionisches oder ionisches oder amphoteres Tensid zugesetzt. According to a further advantageous embodiment of the invention, a nonionic or ionic or amphoteric surfactant is added to the fermented whey.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der so vergorenen Molke 10 Gew.-% aminierte Fettsäure zugegeben. In a further embodiment of the invention, 10% by weight of aminated fatty acid is added to the fermented whey.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der so vergorenen Molke ein amphoteres Tensid, vorzugsweise mit Betainstruktur, zugesetzt wird. A preferred embodiment of the invention consists in adding an amphoteric surfactant, preferably with a betaine structure, to the fermented whey.

Die vergorene und durch Zusätze aufbereitete Molke wird einer weiteren Ausführungsform zufolge durch Walzen- oder Sprühtrocknung eingeengt und das getrocknete Pulver in Perlen- oder Tablettenform verpresst. According to a further embodiment, the fermented whey and processed by additives is concentrated by roller or spray drying and the dried powder is pressed in the form of pearls or tablets.

Die Erfindung kann auch so ausgeführt werden, dass der sauren getrockneten Molke vor dem Verpressen 2-3 Gew.-% Natriumkarbonat zugesetzt werden. The invention can also be carried out by adding 2-3% by weight of sodium carbonate to the acidic dried whey before the pressing.

Die erfindungsgemässe Molke wird zur Herstellung von Spülmitteln, Haushaltreinigern, medizinischer und kosmetischer Seife verwendet. The whey according to the invention is used for the production of detergents, household cleaners, medical and cosmetic soap.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Molke, die zur Herstellung von Spülmitteln, Haushaltreinigern, medizinischer und kosmetischer Seifen verwendet wird, eine 10-20 %ige Lösung von Seifenwurzel und/ oder Panamarinde zugegeben wird. A further embodiment of the invention is that a 10-20% solution of soap root and / or panamarind is added to the whey, which is used for the production of detergents, household cleaners, medical and cosmetic soaps.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment is described in more detail below.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird so durchgeführt, dass der vorgelegten Molke 3-5 Gew.-% Molkezucker und 1 -2 Gew.-% Traubenzucker aus Reisstärke zugesetzt und einer alkoholischen Gärung unterworfen wird. Bei dem Gärungsprozess erfolgt die Abscheidung von Kohlendioxid. Nach Abschluss der alkoholischen Gärung wird der pH-Wert auf 6 eingestellt und die Lösung einer aeroben Vergärung im Bereich zwischen 37°C und 40°C bei Gegenstrombelüftung ausgesetzt. Die Gärungszeit beträgt bei konstanter Temperatur von 37°C 28 bis 29 Tage. Die so erhaltene Molke wird The process according to the invention is carried out in such a way that 3-5% by weight of whey sugar and 1-2% by weight of glucose from rice starch are added to the whey and subjected to an alcoholic fermentation. Carbon dioxide is removed during the fermentation process. After alcoholic fermentation is complete, the pH is adjusted to 6 and the solution is subjected to aerobic fermentation in the range between 37 ° C and 40 ° C with counterflow ventilation. The fermentation time is 28 to 29 days at a constant temperature of 37 ° C. The whey thus obtained is

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mit Milchsäurestäbchen nach Döderlein aus einer Reinkultur beimpft und vergoren. Die Milchsäurestäbchen sind nach dem Münchner Gynäkologen Albert Döderlein (1890-1941) benannt. Es handelt sich um Stäbchen, die durch Milchsäurebildung aus dem Glykogen des Uterussekretes Fäulnis- und pathogene Keime verdrängen und somit für eine gesunde Scheidenflora sorgen. Die Stäbchen sind etwa 0,6-0,9 [i stark und haben eine Länge von 3-6 u. An ihren Ecken sind sie abgerundet. Die Stäbchen können in kurzen Ketten vorliegen. Bei 37°C besitzt die aus den Milchsäurestäbchen hergestellte Reinkultur ein aerobes Wachstum, wobei der pH-Wert bei 6.1-6.8 liegt. inoculated and fermented with Döderlein lactic acid sticks from a pure culture. The lactic acid sticks are named after the Munich gynecologist Albert Döderlein (1890-1941). These are sticks which, through the formation of lactic acid, displace decay and pathogenic germs from the glycogen of the uterine secretion and thus ensure a healthy vaginal flora. The rods are about 0.6-0.9 [i thick and have a length of 3-6 u. They are rounded at their corners. The sticks can be in short chains. At 37 ° C, the pure culture made from the lactic acid sticks has an aerobic growth, the pH value being 6.1-6.8.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der so vergorenen Molke Kräuter, Heilkräuter, Kräuterauszüge, organische Substanzen und/oder mineralische Stoffe zugesetzt werden, wodurch der Wirkungsmechanismus der Kräuter ganz erheblich gesteigert wird. A preferred embodiment of the invention consists in that herbs, medicinal herbs, herbal extracts, organic substances and / or mineral substances are added to the fermented whey, which considerably increases the mechanism of action of the herbs.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der so vergorenen Molke 10 Gew.-% aminierte Fettsäure als nichtionisches Tensid zugegeben wird. Die so hergestellte waschaktive Substanz besitzt nach 24 Stunden eine ausgezeichnete Waschwirkung mit Weichmachereffekt. Wie festgestellt wurde, kann diese waschaktive Substanz besonders zur Pflege von Fein- und Buntwäsche verwendet werden, weil sie daneben auch farbauffrischende Wirkung hat. Wie bekannt ist, dürfen Gardinen mit keinem handelsüblichen Waschmittel in der Waschmaschine geschleudert werden, A preferred embodiment of the invention provides that 10% by weight of aminated fatty acid is added to the fermented whey as a nonionic surfactant. The washing-active substance produced in this way has an excellent washing effect with a softening effect after 24 hours. As was found, this detergent substance can be used especially for the care of delicate and colored laundry because it also has a color-refreshing effect. As is known, curtains must not be thrown in the washing machine with any commercially available detergent,

weil sich sonst Falten bilden würden, die nicht mehr rückgängig zu machen wären. Mit dem erfindungsgemässen Erzeugnis können jedoch Gardinen ohne Bedenken trocken geschleudert werden. Das so gewonnene Erzeugnis ist hautfreundlich und wirkt Allergien entgegen. Da der Hautsäuremantel des Körpers nicht angegriffen wird, kann es auch in der Säuglingspflege verwendet werden. because otherwise wrinkles would form that could no longer be undone. With the product according to the invention, however, curtains can be thrown dry without hesitation. The product obtained in this way is kind to the skin and counteracts allergies. Since the skin's acidic coat is not attacked, it can also be used in infant care.

Bei Zusatz eines amphoteren Tensids, vorzugsweise mit Betainstruktur, zu der so vergorenen Molke ist eine erhöhte Wirkung im synergistischen Sinne festgestellt worden, d.h. die Reinigungswirkung in der Körperpflege wurde gesteigert und die Hautverträglichkeit verbessert. When an amphoteric surfactant, preferably with a betaine structure, was added to the fermented whey, an increased effect in the synergistic sense was found, i.e. the cleaning effect in personal care has been increased and skin tolerance improved.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die vergorene und durch Zusätze aufbereitete Molke durch Walzen- oder Sprühtrocknung eingeengt und das getrocknete Pulver in Perlen- oder Tablettenform verpresst werden kann, wobei der getrockneten Molke vor dem Verpressen 2-3 Gew.-% Natriumkarbonat zugesetzt werden, um eine bessere Löslichkeit der sauren Trockensubstanz zu bewirken. A further embodiment of the invention provides that the fermented whey and processed by additives can be concentrated by roller or spray drying and the dried powder can be pressed in pearl or tablet form, the dried whey being 2-3% by weight sodium carbonate before pressing can be added to bring about better solubility of the acidic dry substance.

Nach der Erfindung kann die behandelte Molke als Spül-und Reinigungsmittel im Haushalt verwendet werden, wenn der frischen Molke vor der Vergärung eine 10-20%ige Lösung von Seifenwurzel und/oder Panamarinde zugegeben wird. Das so hergestellte Erzeugnis ist besonders umweltfreundlich, da es biologisch leicht abbaubar ist. According to the invention, the treated whey can be used as a dishwashing and cleaning agent in the household if a 10-20% solution of soap root and / or panamarind is added to the fresh whey before fermentation. The product thus produced is particularly environmentally friendly because it is easily biodegradable.

Die erfindungsgemäss hergestellte waschaktive Substanz kann besonders auch zur Herstellung medizinischer und kosmetischer Seifen verwendet werden. The wash-active substance produced according to the invention can also be used in particular for the production of medical and cosmetic soaps.

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Claims

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1. A process for the preparation of detergent substances based on whey using lactic acid, characterized in that sugar-containing compounds are added to the whey, the solution thus obtained is first subjected to an alcoholic, then to an aerobic fermentation, the whey thus obtained is extracted with lactic acid sticks a pure culture is inoculated and fermented, and that other substances are added to the fermented whey.

2. The method according to claim 1, characterized in that 3-5% by weight whey sugar and 1-2% by weight glucose from rice starch are added to the whey.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that after completion of the alcoholic fermentation, the pH of the solution is adjusted to 6.

4. The method according to claim I, characterized in that the aerobic fermentation takes place in the range between 37 ° C to 40 ° C with counterflow ventilation.

5. The method according to claim 1, characterized in that the pure culture substance grows at 37 ° C and a pH in the range between 6.1-6.8.

6. The method according to claim 1, characterized in that the fermentation time at a constant temperature of 37 ° C is 28 to 29 days.

7. The method according to claim 1, characterized in that the fermented whey herbs, medicinal herbs, herbal extracts, organic substances and / or mineral substances are added.

8. The method according to claim 1, characterized in that surfactants are added as other substances.

9. The method according to claim 1 and 8, characterized in that 10% by weight of aminated fatty acid is added to the fermented whey.

10. The method according to claim 1 and 8, characterized in that an amphoteric surfactant, preferably with a betaine structure, is added to the fermented whey.

11. The method according to claim 1, characterized in that the fermented and prepared by additives whey concentrated by roller or spray drying and the dried powder is pressed in pearl or tablet form.

12. The method according to claim 11, characterized in that 2-3% by weight of sodium carbonate are added to the acidic dried whey before the pressing.

13. Use of treated whey according to claims 1 to 12 for the production of detergents, household cleaners, medical and cosmetic soaps.

14. Use according to claim 13, characterized in that a 10-20% solution of soap root and / or panamarind is added to the whey.