DE10141239C2

DE10141239C2 - Verwendung flüssiger, wasserverdünnbarer Pre-Rinsing Zusammensetzungen und Verfahren zum Aufbringen derselben

Info

Publication number: DE10141239C2
Application number: DE2001141239
Authority: DE
Inventors: Michael Soll
Original assignee: KORN GmbH
Current assignee: KORN GmbH
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: DE10141239A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung flüssiger, wasserverdünnbarer Pre-Rinsing- Zusammensetzungen und ein Verfahren zum Aufbringen derselben. Die Zusammensetzungen dienen erfindungsgemäß als Reinigungsmittel zur Entfernung von besonders hartnäckigen Anhaftungen im Gewindebereich von üblichen Mehrweg-Flaschen der Lebensmittelindustrie. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt zum kontrollierten Aufbringen dieser Zusammensetzungen auf die verschmutzten Bereiche verwendet werden.

Technischer Hintergrund und vorbekannter Stand der Technik

In der Lebensmittelindustrie, vor allem im Bereich der Getränkeindustrie, werden flüssige Lebensmittel bereits seit vielen Jahren in Behälter abgefüllt und nach der Distribution dem Konsumenten zur Verfügung gestellt. So werden beispielsweise Bier, Wein, Milch, Mineralwasser, Limonaden, Fruchtsäfte oder Spirituosen im Rahmen der industriellen Abfüllung im allgemeinen in geeignete Behälter abgefüllt, wobei vor allem Glas- oder Kunststoffflaschen, Dosen, Papier- oder Pappbehälter verwendet werden.

Bei einem Großteil der hierfür nach dem Stand der Technik verwendeten Behälter handelt es sich um Mehrweg-Gebinde bzw. um Mehrweg-Flaschen, das heißt, nach dem Vertrieb und dem Konsum der Getränke erfolgt ein Rücktransport der leeren Flaschen zum Abfüllort, wo nach einem gründlichen Reinigungsvorgang in speziell vorgebildeten Flaschenwaschmaschinen eine Wiederbefüllung der gereinigten Flaschen erfolgt. Die wiederbefüllten Flaschen werden anschließend erneut vertrieben.

Die durchschnittliche Lebensdauer einer nach dem Stand der Technik üblichen Mehrweg- Flasche beträgt etwa 25-30 derartige Zyklen, entsprechend dem heutigen Entwicklungsstand auf dem Gebiet der Flaschenherstellung und Flaschenreinigung.

Die nach dem Stand der Technik industriell üblichen Standard-Reinigungsverfahren stoßen allerdings bereits seit langem an ihre Leistungsgrenze, insbesondere dann, wenn das rückgelieferte Leergut spezielle Verunreinigungsformen aufweist, die durch den Waschprozeß entsprechend dem Stand der Technik nicht vollständig entfernt werden können. Diese Rückstände führen regelmäßig dazu, daß die entsprechenden Flaschen aussortiert und erneut gereinigt, ja schließlich zumindest teilweise sogar vernichtet werden müssen. Neben der hierdurch verursachten, zusätzlichen Kostenbelastung ist auch die effektiv verringerte Abfüllleistung ein erheblicher Nachteil dieser Reinigungsverfahren des Standes der Technik.

Als besonders problematische Verunreinigungen des Standes der Technik haben sich Schimmelanhaftungen erwiesen, die insbesondere im äußeren Gewindebereich von Kunststoff-Mehrwegflaschen auftraten, die zuvor mit Süßgetränken befüllt worden waren.

In Anbetracht dieses Problems wurden in den letzten Jahren verschiedentlich gezielte Anstrengungen unternommen, um die maschinelle Flaschenreinigung systematisch zu optimieren:

a) Zunächst gingen namhafte Produzenten von Reinigungsverstärkern des Standes der Technik dazu über, den Reinigungslaugen in den Flaschenwaschmaschinen Spezialadditive auf der Basis organischer Komplexbildner (wie Ethylendiamintetraacetat = EDTA, Nitrilotriacetat = NTA etc.) zuzusetzen, um die Schimmelablösung während des Waschprozesses zu fördern. Trotz hoher Dosierung dieser Additive waren und sind die praktischen Erfolge derartiger Maßnahmen allerdings gering.
b) Daraufhin wurden von mehreren Reingungsmittel-Produzenten zusätzlich spezielle Additive entwickelt, die nach Verdünnung mit Rohwasser vor dem Einlaufen des Leergutes in die Tauchbäder der Waschmaschine auf die Gewinde der Flaschen gesprüht werden können. Diese sogenannten, wasserverdünnbaren Pre-Rinsing-Produkte (d. h., vor der eigentlichen Reinigungsstufe verwendete Produkte) hatten hauptsächlich den Zweck, das Anlösen von Schimmelrückständen auf chemischem Wege zu bewirken, und zwar namentlich in den 3 bis 4 Minuten, die die Flaschen für ihren Transport zwischen Vorbesprühung und dem ersten Tauchbad der Waschmaschine benötigen. Die entsprechend dem Stand der Technik bekannten, wasserverdünnbaren Pre-Rinsing-Additive weisen als Hauptbestandteil folgende Wirkstoffkombination auf Tenside, Alkalihydroxide und Komplexbildner.

Allerdings sind die praktischen Erfolge auch dieser verbesserten Pre-Rinsing-Produkte des Standes der Technik bei der Reinigung von Flaschen mit besonders problematischen Verschmutzungsformen überaus gering.

Beispielsweise wurde im Rahmen einer systematischen Studie eines namhaften Abfüllers von Süßgetränken bei der Reinigung von Kunststoffflaschen in den besonders kritischen Sommermonaten des Jahres 2000, in denen der Anteil an schimmelbehaftetem Leergut aufgrund des wärmeren Allgemeinklimas mit durchschnittlich 90% besonders hoch lag, ohne gemäß den Ziffern a) und b) verbesserte Spezialadditive ein durchschnittliches Reinigungsergebnis von lediglich 35% erzielt. Das bedeutet, daß durchschnittlich 65% der insgesamt in die Waschmaschine eingeführten Flaschen nach dem Reinigungsprozeß aussortiert und entweder nachgereinigt oder entsorgt werden mußten. Der Einsatz eines verbesserten, hochkonzentrierten Produktes in die Waschlauge der Maschine (600 kg Produkt auf 20.000 kg Lauge) reduzierte die Quote an auszusortierenden Flaschen auf etwa 60%, der zusätzliche Einsatz verschiedener, gemäß den Ziffern a) und b) verbesserter Pre-Rinsing- Produkte ergab eine weitere Reduktion dieser Quote bis in eine Größenordnung von ca. 50- 55%.

Die Verwendung von Chlorsauerstoffverbindungen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Aus WO 00/24842 A1 ist z. B. eine Zusammensetzung bekannt, die eine Chlorsauerstoffsäure aufweist. Diese Zusammensetzung wird bei der Herstellung von Halbleitern verwendet.

Weiterhin offenbart DE 196 44 251 A1 eine Zusammensetzung, die Hypochlorid zum Zwecke der Desinfektion aufweist.

DE 196 38 299 A1 beschreibt ein Verfahren zur Wiederverwendung von Brüderkondensat aus Maisch- und Würzehebung in der Brauerei. In diesem Verfahren werden als Desinfektionsmittel chlorabspaltende Verbindungen eingesetzt.

Die Verwendung einer Chlorwasserstoffsäure enthaltenden Zusammensetzung als eine Pre- Rinsing-Formulierung ist dem Stand der Technik nicht zu entnehmen.

Es besteht somit gemäß dem derzeitigen Stand der Technik ein dringender Bedarf an einer effektiven Pre-Rinsing-Zusammensetzung mit verbessertem Wirkstoffprofil, welche die oben diskutierten Nachteile der Produkte des Standes der Technik vermeidet und zur Reinigung von Mehrwegflaschen geeignet ist, die, insbesondere im Gewindebereich, besonders hartnäckige Schimmelanhaftungen aufweisen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß diese Aufgabe durch die Verwendung neuartiger, flüssiger, wasserverdünnbarer Pre-Rinsing-Zusammensetzungen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Textabschnitten anhand entsprechender, repräsentativer Ausführungsbeispiele ausführlicher beschrieben.

Ausführungsbeispiele

Die in vier Ausführungsformen ("Korn 1" bis "Korn 4") der erfindungsgemäßen Pre-Rinsing- Zusammensetzung enthaltenen Bestandteile ergeben sich aus Tabelle 1 (alle Mengenangaben in Gewichts-%):

Tabelle 1

Die Rezepturen aus Tabelle 1 wurden jeweils frisch hergestellt und in vergleichenden Laborversuchen dem jeweils leistungsstärksten, im Handel erhältlichen Produkt des Standes der Technik gegenübergestellt. Bei diesen Laborversuchen wurde in möglichst enger Anlehnung an die Bedingungen des praktischen Betriebes so vorgegangen, daß eine repräsentative Anzahl von im Gewindebereich stark schimmelbehafteten Kunststoffflaschen mit einer jeweils gleichen Konzentration der zu prüfenden Pre-Rinsing-Additive im kritischen Bereich eingesprüht und nach einer Einwirkzeit von 4 Minuten einer typischen Reinigungslauge zugeführt wurde. Nach einer Laugekontaktzeit von 10 Minuten erfolgte der Nachspülvorgang mit Rohwasser und danach die Evaluation der Ergebnisse.

Zur Bewertung der Ergebnisse wurde zwischen folgenden Kategorien unterschieden:

o. B.	- "ohne Befund" (ohne Restschimmel)
+	- sehr schwacher Restschimmel, kaum sichtbar
++	- deutlich sichtbarer Restschimmel
+++	- starker Restschimmel

Tabelle 2

Eine Schädigung des Flaschenmaterials konnte auch bei sehr langen Einwirkzeiten der Sprühlösung nicht festgestellt werden.

Um die Lagerungsstabilität der bevorzugten Ausführungsform zu optimieren und insbesondere ein Nachlassen der Wirkstoffaktivität präventiv zu verhindern, ist es in der Praxis bevorzugt, die vorstehend beschriebene Rezeptur zumindest für die Zeitdauer der Lagerung und des Vertriebs bis hin zum erfindungsgemäßen Einsatz der Zusammensetzungen in 2 Komponenten zu zerlegen, die jeweils vor Gebrauch in den gleichen Mengen zusammengegeben und dann mit Rohwasser auf die bei der Anwendung erwünschte Endkonzentration verdünnt werden.

Die Rezeptur von Korn 4, zerlegt in die Komponenten Korn 4A und Korn 4B, lautet in diesem Fall:

Tabelle 3

Ergebnisse im Rahmen des praktischen Einsatzes der Zusammensetzungen

Bei einem namhaften Abfüllbetrieb von Süßgetränken wurde die Kombination Korn 4A und Korn 4B getestet. Der Test erfolgte während eines Zeitraums von 2 Wochen mit Hilfe einer von der Firma KRONES hergestellten Waschmaschine des Typs LAVATEC KD mit einer durchschnittlichen Stundenleistung von 28.000 Flaschen im Zweischichtbetrieb an 5 Tagen pro Woche.

Vor dem Test wurde entsprechend dem Stand der Technik ein Standard-Laugeadditiv sowie ein Härtestabilisator für die Wasserzonen eingesetzt. Zur Verstärkung der Schimmelablösung wurde phasenweise ein Komplexbildner auf EDTA-Basis der Hauptlauge zugesetzt. Zur weiteren Verbesserung der Schimmelreinigungseffektivität wurde außerdem in diesem Betrieb seit längerer Zeit eine nach dem Stand der Technik übliche Pre-Rinsing-Anlage betrieben ,und es wurde zudem der Vorweiche Aktivchlor zugesetzt.

Ungeachtet dieser Maßnahmen zeigte sich bei dem Leergut von Mehrweg-Limonadenflaschen im Gewindebereich eine Form von Schwarzschimmel, die beim obigen Reinigungsprozess nur unbefriedigend entfernt wurde. An Tagen mit stark belastetem Leergut waren nach Pre- Rinsing und einmaliger Wäsche noch immer mehr als 50% der gereinigten Flaschen "mit Befund".

Es erfolgte im Bereich nach dem Abschrauber die Demontage des vorhandenen Pre-Rinsing- Düsenstockes sowie die Installation der Reinigungsvorrichtung mit insgesamt nur noch 4 Düsen. Somit wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren über 4 beidseitig angeordnete Flachstrahldüsen die Reinigungslösung mittels der Umwälzpumpe aus dem Dosierbehälter ausschließlich auf die Gewinde der einzeln durchlaufenden Flaschen gesprüht, der nicht an den Flaschen haftende Anteil in den Dosierbehälter zurückgeführt und anschließend erneut den Düsen zugeleitet. Die Reinigungslösung bestand aus Rohwasser, dem von Hand variable Mengen von "Korn 4A" sowie "Korn 4B" zudosiert wurden.

Da die Einwirkzeit der Sprühlösung (d. h., die Zeit zwischen Gewindebesprühung und Maschineneinlauf) mit 3-4 Minuten relativ kurz war und in der Lauge zur weiteren Unterstützung der Schimmelablösung kein anderes Produkt mehr zudosiert wurde, wurde die Konzentration der erfindungsgemäßen Pre-Rinsing-Additive relativ hoch eingestellt.

Am ersten Versuchstag wurde im Dosierbehälter folgende Sprühlösung (80 kg) angesetzt:

15 kg Korn 4A,
15 kg Korn 4B und
50 kg Rohwasser.

Dies entsprach einer Gesamtkonzentration an Pre-Rinsing-Additiven von 37,5%.

Das Laugeadditiv sowie der in den Wasserzonen eingesetzte Härtestabilisator wurden wie entsprechend dem Stand der Technik üblich weiter dosiert; die Maschine wurde mit einem Durchsatz von ca. 25.000 Flaschen/Stunde betrieben.

Die Quote an schimmelbelasteten Flaschen nach der Abgabe war praktisch vernachlässigbar. Zur Kontrolle der Ergebnisse wurden am 2. Versuchstag ca. 2000 vorher aussortierte, besonders stark belastete Flaschen vorgelegt. Die Quote an schimmelbelasteten Flaschen nach der Abgabe war mit 12 erfaßten Exemplaren auch unter diesen extrem ungünstigen Testbedingungen praktisch vernachlässigbar.

Es zeigte sich bis zum Ende des Praxisversuches, daß im REFPET-Bereich, d. h., unter Verwendung von wiederbefüllbaren (engl.: refillable) Polyethylenterephthalatflaschen mit der neuen Pre-Rinsing-Technologie entsprechend der vorliegenden Erfindung - im deutlichen Gegensatz zur Behandlung entsprechend dem Stand der Technik - eine erhebliche Verbesserung erreicht werden kann. Bei einwandfrei sprühenden Düsen war die Quote an Flaschen, die nach der Abgabe "mit Befund" waren, stets kleiner als 1%.

Claims

1. Verwendung einer flüssigen, wasserverdünnbaren Vorreinigungs- Zusammensetzung zur Reinigung von Mehrwegflaschen, erhältlich durch Vereinigen von demineralisiertem Wasser und jeweils einem Gehalt an folgenden Ausgangsmaterialien:

a) wäßrige Lösung von mindestens einem Salz einer Chlorsauerstoffsäure mit der allgemeinen Formel M (Cl O_x)_y, wobei M = Na, K oder Ca und x, y unabhängig voneinander jeweils 1 oder 2 ist;
b) mindestens ein Komplexbildner;
c) wäßrige Lösung mindestens einer anorganischen Säure;
d) mindestens ein anionisches Tensid;
e) mindestens ein Fettalkohol-Alkoxylat;
f) ein Korrosionsschutzagens, das ein geeignetes Silikat ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geeignete Silikat ein Natriummetasilikat-Pentahydrat ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung außerdem mindestens eine Protease enthält.

4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Protease entsprechend einem Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz einer Chlorsauerstoffsäure Natriumchlorit und/oder Natriumhypochlorit ist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wäßrige Lösung des Salzes von mindestens einer Chlorsauerstoffsäure ein Gemisch aus Natriumchloritlösung und Natriumhypochloritlösung ist, vorzugsweise ein Gemisch aus 24,5%-iger Natriumchloritlösung und 12%-iger Natriumhypochloritlösung.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wäßrige Lösung des Salzes von mindestens einer Chlorsauerstoffsäure entsprechend einem Anteil im Bereich von 10 bis 98 Gewichtsprozent, vorzugsweise 40 bis 45 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner ein Natriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure und/oder Nitrilotriessigsäure ist, vorzugsweise ein Natriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner entsprechend einem Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wäßrige Lösung einer anorganischen Säure eine Salzsäurelösung ist, vorzugsweise eine 30%-ige Salzsäurelösung.

11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wäßrige Lösung der 30%-igen Salzsäurelösung entsprechend einem Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 bis 2,5 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das anionische Tensid das Natriumsalz eines Alkyldiethylenoxysulfats mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch der Natriumsalze solcher Alkyldiethylenoxysulfate ist.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das anionische Tensid entsprechend einem Anteil im Bereich von 1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 5 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Alkyloxylat ein Alkanol-ethylenoxylat-propylenoxylat ist, umfassend einen Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und jeweils 3 bis 13, vorzugsweise jeweils 4 Ethylenoxylateinheiten und/oder Propylenoxylateinheiten.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fettalkohol-Alkyloxylat entsprechend einem Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 bis 1,5 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

16. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrosionsschutzagens entsprechend einem Anteil im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung vorhanden ist.

17. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der Zusammensetzung in Form von mindestens zwei getrennten Komponenten vorliegen, die erst vor oder beim Aufbringen miteinander zu vereinigen sind.

18. Verfahren zum Aufbringen einer Zusammensetzung, erhältlich durch Vereinigen von demineralisiertem Wasser und jeweils einem Gehalt an folgenden Ausgangsmaterialien:

a) wäßrige Lösung von mindestens einem Salz einer Chlorsauerstoffsäure mit der allgemeinen Formel M (Cl O_x)_y, wobei M = Na, K oder Ca und x, y unabhängig voneinander jeweils 1 oder 2 ist;
b) mindestens ein Komplexbildner;
c) wäßrige Lösung mindestens einer anorganischen Säure;
d) mindestens ein anionisches Tensid;
e) mindestens ein Fettalkohol-Alkoxylat;
f) ein Korrosionsschutzagens, das ein geeignetes Silikat ist;

mit Hilfe einer allseitig geschlossenen, nach dem Rückführungs prinzip arbeitenden Sprühstation, mit einer Düsenkombination, bestehend aus mindestens 2 Flachstrahldüsen, sowie mindestens 2 Punktstrahldüsen, zur Vorreinigung von Mehrwegflaschen, wobei die mittels einer Umwälzpumpe einem Dosierbehälter entnommene Vorreinigungs-Zusammensetzung gezielt auf die zu reinigenden Oberflächenbereiche der einzelnen, mit hoher Geschwindigkeit durchlaufenden Behältnisse gesprüht wird, und wobei anschließend im Zuge eines kontinuierlichen Prozesses der jeweils nicht an den Flaschen haftende Anteil der Reinigungsflüssigkeit in den Dosierbehälter zurückgeführt und erneut den Düsen zugeleitet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der zwei entsprechend angeordneten Punktstrahldüsen während des Vorreinigungs-Schrittes eine zusätzliche Besprühung des Behälterinneren erfolgt, vorzugsweise im oberen Behälterbereich.