DE10209934A1

DE10209934A1 - Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser

Info

Publication number: DE10209934A1
Application number: DE10209934A
Authority: DE
Inventors: David Beddie; Sally-Ann Painter; Tobias Wirth
Original assignee: Betatec Hopfenprodukte GmbH
Current assignee: Betatec Hopfenprodukte GmbH
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-10-02
Also published as: AU2003227017A1; WO2003074431A1; EP1480914A1; US20050145565A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen, insbesondere Fäulungsprozessen im Wasser, insbesondere in stehenden oder fließenden Wassersystemen, wobei dem Wasser eine Menge an Baumharzen hinzugegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen, insbesondere Fäulungsprozessen in Wasser mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Aus WO 01/88205 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zucker oder zuckerhaltigen Produkten aus zuckerhaltigen pflanzlichen Rohstoffen bekannt, welches zumindest teilweise in Anwesenheit von zugesetzten natürlichen lebensmittelkompatiblen Harzen durchgeführt wird. Diese lebensmittelkompatiblen Harze können Baumharze, insbesondere Kolophonium oder Kolophoniumderivate sein. Diese Baumharze dienen der Hemmung spezieller Mikroorganismen.
Sowohl in stehenden als auch fließenden Wassersystemen besteht stets die Gefahr des Wachstums von Mikroorganismen wie z. B. Bakterien, Pilzen, Algen und dergleichen, was zu einer erheblichen Qualtitäsverminderung des Wassers führt. Problematisch ist dies z. B. bei fließenden Wassersystemen im Lebensmittelbereich, wobei die Wasserströmung z. B. zum Transport der Lebensmittel verwendet wird.
Zur Vermeidung des unkontrollierten Wachstums von Mikroorganismen sind chemische Mittel bekannt, die jedoch mit beträchtlichen, negativen Nebenwirkungen verbunden sind. Solche chemischen Substanzen sind meist auch für Mensch und Tier giftig. Daher werden natürliche Substanzen bevorzugt, die die benötigten antimikrobiellen Eigenschaften besitzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser zur Verfügung zu stellen, welches umweltfreundlich, für den Menschen verträglich, einfach durchführbar und kostengünstig ist.
Diese Aufgabe wird durch die gesamte Lehre der Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des jeweiligen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-11 und 20-22 bzw. 13-22.
Eine vorteilhafte Zusammensetzung zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser wird in den Patentansprüchen 24-26 und 27-28 gelehrt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen, insbesondere Fäulungsprozessen in Wasser, insbesondere in stehenden und fließenden Wassersystemen, wird dem Wasser eine bestimmte Menge an Baumharzen hinzugegeben. Baumharze können das Wachstum von Mikroorganismen und/oder Makroorganismen in Wasser kontrollieren. Das Wort "Kontrolle" schließt in diesem Zusammenhang die Wachstumshemmung, die Zerstörung als auch die Beseitigung von Mikro- und/oder Makroorganismen ein. Die Kontrolle der biologischen Prozesse erfolgt mittels der Baumharze auf rein natürlichem Wege. Baumharze sind zudem gut lagerfähig, problemlos in das Verfahren integrierbar und in ausreichender Menge vorhanden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlichsten Bereichen angewendet werden, z. B. in der Nahrungsmittelindustrie, z. B. in der Brauereipasteurisation; Luftreinigersystemen; in der Ölindustrie; Springbrunnen; Wasserrohren, Wassertanks, Abwassersystemen, Abwasserreinigung usw.
Mit besonderem Vorteil können als Baumharze Kolophonium und/oder Kolophomiumderivate eingesetzt werden. Gerade diese Harze haben sich bei dem Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser ausgezeichnet und als besonders vorteilhaft erwiesen.
Um eine effektive Kontrolle der biologischen Prozesse im Wasser zu gewährleisten, werden die Baumharze, insbesondere Kolophonium und/oder Kolophoniumderivate, dem Wasser in einer Menge von ca. 0,01 mg/l bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,1 mg/l bis 1000 mg/l, insbesondere 1 bis 100 mg/l zugegeben.
Die Baumharze können als salzhaltige Lösungen oder Suspensionen eingesetzt werden, vorzugsweise als Kaliumsalzlösung, insbesondere als 0,5 bis 35%ige Kaliumsalzlösung oder als Natriumsalzlösung, insbesondere als 0,5 bis 35%ige Natriumsalzlösung. Alternativ dazu können die Baumharze auch als andere 5 bis 20%ige salzhaltige Lösungen oder Suspensionen zugesetzt werden.
Ferner ist es möglich, daß die Baumharze als alkoholische Lösung oder Suspension, vorzugsweise als eine 1 bis 25%ige, insbesondere als eine 10 bis 80%ige Ethanollösung, zugesetzt werden.
Vorteilhafterweise können die Baumharze bzw. deren salzhaltige oder alkoholische Lösungen oder Suspensionen vor deren Hinzugabe zum Wasser stabilisiert werden. Dazu können sie mit wenigstens einem Stabilisierungsmittel, insbesondere mit einem grenzflächenaktiven Mittel, versetzt werden. Eine solche Stabilisierung verhindert oder beugt einer Ausfällung oder Ausflockung der Baumharze vor deren Hinzugabe zum Wasser vor. Das Stabilisierungsmittel unterstützt außerdem die Verteilung der aktiven Bestandteile, sobald diese dem Wasser zugegeben wurden. Insbesondere bei einer längeren Lagerung von größeren Mengen von Baumharzen bzw. Kolophonium und/oder Kolophoniumderivaten ist die Stabilisierung von Vorteil, um stets dieselben Kontrolleigenschaften der biologischen Prozesse in Wasser zu gewährleisten.
Das Stabilisierungsmittel kann aus der Gruppe umfassend Dioctylnatriumsulfosuccinat, Natriummonomethylnaphthalinsulfonat und -dimethylnaphthalinsulfonat, N-Lauroylsarcosin-Natriumsalz, Alkylpolyglykosid und Natriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat entnommen werden.
Mit besonderem Vorteil kann ferner mindestens ein Biozid in effektiver Menge dem Wasser hinzugegeben werden. Dabei kann es sich z. B. um lebensmittelkompatible, antimikrobielle Mittel (z. B. Hopfen oder Hopfenderivate) handeln. Zu den Bioziden gehören auch solche Mittel, die das Wachstum oder die Entstehung von Makroorganismen wie z. B. Muscheln oder dergleichen verhindern. Insbesondere kann das Biozid aus einer Gruppe umfassend <5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on, Glutaraldehyd, 2,2-Dibrom-3-nitrilopropionamid, 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, 1-Brom-1-(brommethyl)-1,3-propandicarbonitril, Tetrachlorisophthalonitril, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldialkylammoniumchlorid, Poly(oxyethylen(dimethyliminio)ethylen(dimethyliminio)ethylendichlorid, Methylenbisthiocyanat, 2-Decylthioethanamin, Tetrakishydroxymethylphosphoniumsulfat, Dithiocarbamat, Cyanodithioimidocarbonat, 2-Methyl-5-nitroimidazol-1-ethanol, 2-(2-Brom-2- nitroethenyl)furan, beta-Brom-beta-nitrostyrol, beta-Nitrostyrol, beta- Nitrovinylfuran, 2-Brom-2-brommethylglutaronitril, Bis(trichlormethyl)sulfon, S- (2-Hydroxypropyl)thiomethansulfonat, Tetrahydro-3,5-dimethyl-2H-1,3,5- hydrazin-2-thion, 2-(Thiocyanomethylthio)benzothiazol, 2-Brom-4'- hydroxyacetophenon, 1,4-Bis(bromacetoxy)-2-buten, Bis(tributylzinn)oxid, Kupfersulfat, (2-tert.-Butylamino)-4-chlor-6-(ethylamino)-s-triazin, Dodecylguanidinacetat, Dodecylguanidin-hydrochlorid, Kokosalkyldimethylaminoxid, n-Kokosalkyltrimethylendiamin, Tetraalkylphosphoniumchlorid, 7-Oxabicyclo[2.2.1]heptan-2,3-dicarbonsäure, 2- (4-Thiazolyl)benzimidazol, Orthophenylphenol, 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4- trimethylchinolin und 4,5-Dichlor-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-on ausgewählt werden.
Um eine effektive Wirkung des Biozides zu gewährleisten, kann es dem Wasser in einer Menge von 0,01 bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,05 bis 50 mg/l, insbesondere 0,1 bis 10 mg/l zugegeben werden.
Dabei ist es sowohl möglich, eine Kombination von Baumharzen (insbesondere Kolophonium und/oder Kolophoniumderivate) mit Bioziden dem Wasser zuzugeben, als auch die beiden Komponenten Baumharze und Biozide getrennt dem Wasser hinzuzufügen.
Je nach Anforderung kann der Anteil der Baumharze etwa 0,1% bis 99% betragen, wobei in umgekehrter Weise der Anteil der Biozide ebenfalls etwa 0,1% bis 99% betragen kann.
Wie oben bereits erläutert, kann dem Wasser zur Kontrolle von biologischen Prozessen eine bestimmte Menge an stabilisierten Baumharzen hinzugegeben werden. Dieses Merkmal geht nochmals gesondert aus dem unabhängigen Patentanspruch 12 hervor. Dabei können die oben beschriebenen fakultativen Merkmale zusätzlich realisiert werden.
Die Baumharze oder die stabilisierten Baumharze können in trockener oder pastöser oder zähflüssiger Form dem Wasser zugegeben werden. Der Aggregatzustand kann dabei auch von dem Stabilisierungsmittel oder den salzhaltigen oder alkoholischen Lösungen oder Suspensionen abhängen bzw. damit bewußt beeinflußt werden.
Zweckmäßigerweise können die Baumharze oder stabilisierten Baumharze bei einer Temperatur von -5°C bis 95°C dem Wasser hinzugegeben werden.
Innerhalb dieses Temperaturbereichs ist es nämlich auch möglich, daß Organismen wachsen können, falls keine Kontrolle der biologischen Prozesse stattfindet.
Mit einem weiteren Vorteil können die Baumharze oder stabilisierten Baumharze in Kombination mit Hopfen oder Hopfenderivaten eingesetzt werden, die sich durch ihre antimikrobielle Eigenschaft auszeichnen.
Aus dem unabhängigen Patentanspruch 23 geht die vorteilhafte Verwendung von Baumharzen bei der Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser, insbesondere Fäulungsprozessen in stehenden oder fließenden Wassersystemen hervor.
Eine vorteilhafte Zusammensetzung zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser beschreiben die unabhängigen Patentansprüche 24 und 27. Gemäß Patentanspruch 24 enthält die Zusammensetzung eine bestimmte Menge an Baumharzen. Als Baumharze können Kolophonium und/oder Kolophoniumderivate vorgesehen sein. Weitere mögliche Merkmale der Zusammensetzung ergeben sich aus dem oben beschriebenen Verfahren.
Gemäß Patentanspruch 27 enthält die Zusammensetzung eine bestimmte Menge an stabilisierten Baumharzen. Hinsichtlich der fakultativen Merkmale wird ebenfalls auf das oben beschriebene Verfahren verwiesen.

Claims

1. Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen, inbesondere Fäulungsprozessen in Wasser, insbesondere in stehenden oder fließenden Wassersystemen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser eine bestimmte Menge an Baumharzen hinzugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Baumharze Kolophonium und/oder Kolophoniumderivate eingesetzt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze dem Wasser in einer Menge von 0,01 bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,1 bis 1000 mg/l, insbesondere 1 bis 100 mg/l, zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze als salzhaltige Lösungen oder Suspensionen eingesetzt werden, vorzugsweise als Kaliumsalzlösung, insbesondere als 0,5 bis 35%ige Kaliumsalzlösung oder als Natriumsalzlösung, insbesondere als 0,5 bis 35%ige Natrium-Salzlösung.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze als 5 bis 20%ige salzhaltige Lösungen oder Suspensionen zugesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze als alkoholische Lösung oder Suspension, vorzugsweise als eine 1 bis 95%ige, insbesondere als eine 10 bis 80%ige Ethanollösung, zugesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze bzw. deren salzhaltige oder alkoholische Lösungen oder Suspensionen vor deren Hinzugabe zum Wasser mit wenigstens einem Stabilisierungsmittel, insbesondere einem grenzflächenaktivem Mittel, versetzt werden.

8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel aus der Gruppe umfassend Dioctylnatriumsulfosuccinat, Natriummonomethylnaphthalinsulfonat und -dimethylnaphthalinsulfonat, N-Lauroylsarcosin-Natriumsalz, Alkylpolyglykosid und Natriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat ausgewählt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Biozid in effektiver Menge dem Wasser hinzugegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid aus der Gruppe umfassend 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2- Methyl-4-isothiazolin-3-on, Glutaraldehyd, 2,2-Dibrom-3-nitrilopropionamid, 2- Brom-2-nitropropan-1,3-diol, 1-Brom-1-(brommethyl)-1,3-propandicarbonitril, Tetrachlorisophthalonitril, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldialkylammoniumchlorid, Poly(oxyethylen(dimethyliminio)ethylen(dimethyliminio)ethylendichlorid, Methylenbisthiocyanat, 2-Decylthioethanamin, Tetrakishydroxymethylphosphoniumsulfat, Dithiocarbamat, Cyanodithioimidocarbonat, 2-Methyl-5-nitroimidazol-1-ethanol, 2-(2-Brom-2- nitroethenyl)furan, beta-Brom-beta-nitrostyrol, beta-Nitrostyrol, beta- Nitrovinylfuran, 2-Brom-2-brommethylglutaronitril, Bis(trichlormethyl)sulfon, S- (2-Hydroxypropyl)thiomethansulfonat, Tetrahydro-3,5-dimethyl-2H-1,3,5- hydrazin-2-thion, 2-(Thiocyanomethylthio)benzothiazol, 2-Brom-4'- hydroxyacetophenon, 1,4-Bis(bromacetoxy)-2-buten, Bis(tributylzinn)oxid, Kupfersulfat, (2-tert.-Butylamino)-4-chlor-6-(ethylamino)-s-triazin, Dodecylguanidinacetat, Dodecylguanidin-hydrochlorid, Kokosalkyldimethylaminoxid, n-Kokosalkyltrimethylendiamin, Tetraalkylphosphoniumchlorid, 7-Oxabicyclo[2.2.1]heptan-2,3-dicarbonsäure, 2- (4-Thiazolyl)benzimidazol, Orthophenylphenol, 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4- trimethylchinolin und 4,5-Dichlor-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-on ausgewählt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid dem Wasser in einer Menge von 0,01 bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,05 bis 50 mg/l, insbesondere 0,1 bis 10 mg/l zugegeben wird.

12. Verfahren zur Kontrolle von biologischen Prozessen, insbesondere Fäulungsprozessen in Wasser, insbesondere in stehenden oder fließenden Wassersystemen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser eine bestimmte Menge an stabilisierten Baumharzen, insbesondere stabilisiertes Kolophonium und/oder stabilisierte Kolophoniumderivate, hinzugegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze mit wenigstens einem grenzflächenaktiven Mittel stabilisiert werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel aus der Gruppe umfassend Dioctylnatriumsulfosuccinat, Natriummonomethylnaphthalinsulfonat und -dimethylnaphthalinsulfonat, N-Lauroylsarcosin-Natriumsalz, Alkylpolyglykosid und Natriumdodecyldiphenyloxiddisulfonat ausgewählt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierten Baumharze dem Wasser in einer Menge von 0,01 bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,1 bis 1000 mg/l, insbesondere 1 bis 100 mg/l zugegeben werden.

16. Verfahren nach einem Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Biozid in effektiver Menge dem Wasser hinzugegeben wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid aus der Gruppe umfassend 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on, Glutaraldehyd, 2,2-Dibrom-3- nitrilopropionamid, 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, 1-Brom-1- (brommethyl)-1,3-propandicarbonitril, Tetrachlorisophthalonitril, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Dimethyldialkylammoniumchlorid, Poly(oxyethylen(dimethyliminio)ethylen(dimethyliminio)ethylendichlorid, Methylenbisthiocyanat, 2-Decylthioethanamin, Tetrakishydroxymethylphosphoniumsulfat, Dithiocarbamat, Cyanodithioimidocarbonat, 2-Methyl-5-nitroimidazol-1-ethanol, 2-(2- Brom-2-nitroethenyl)furan, beta-Brom-beta-nitrostyrol, beta-Nitrostyrol, beta-Nitrovinylfuran, 2-Brom-2-brommethylglutaronitril, Bis(trichlormethyl)sulfon, S-(2-Hydroxypropyl)thiomethansulfonat, Tetrahydro-3,5-dimethyl-2H-1,3,5-hydrazin-2-thion, 2- (Thiocyanomethylthio)benzothiazol, 2-Brom-4'-hydroxyacetophenon, 1,4- Bis(bromacetoxy)-2-buten, Bis(tributylzinn)oxid, Kupfersulfat, (2-tert.- Butylamino)-4-chlor-6-(ethylamino)-s-triazin, Dodecylguanidinacetat, Dodecylguanidin-hydrochlorid, Kokosalkyldimethylaminoxid, n- Kokosalkyltrimethylendiamin, Tetraalkylphosphoniumchlorid, 7- Oxabicyclo[2.2.1]heptan-2,3-dicarbonsäure, 2-(4-Thiazolyl)benzimidazol, Orthophenylphenol, 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin und 4,5- Dichlor-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-on ausgewählt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-16, dadurch gekennzeichnet, daß das Biozid dem Wasser in einer Menge von 0,01 bis 10000 mg/l, vorzugsweise 0,05 bis 50 mg/l, insbesondere 0,1 bis 10 mg/l zugegeben wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-18, dadurch gekennzeichnet, daß für die stabilisierten Baumharze mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 4 bis 6 realisiert wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze oder stabilisierten Baumharze in trockener oder pastöser oder zähflüssiger Form zugegeben werden.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze oder stabilisierten Baumharze bei einer Temperatur von -5°C bis 95°C dem Wasser hinzugegeben werden.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baumharze oder stabilisierten Baumharze in Kombination mit Hopfen oder Hopfenderivaten eingesetzt werden.

23. Verwendung von Baumharzen, insbesondere Colophonium und/oder Colophoniumderivaten, bei der Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser, insbesondere Fäulungsprozessen in stehenden oder fließenden Wassersystemen.

24. Zusammensetzung zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser, insbesondere Fäulungsprozessen in stehenden und fließenden Wassersystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine bestimmte Menge an Baumharzen enthält.

25. Zusammensetzung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Baumharze Kolophonium und/oder Kolophoniumderivate vorgesehen sind.

26. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 3 bis 22 realisiert ist.

27. Zusammensetzung zur Kontrolle von biologischen Prozessen in Wasser, insbesondere Fäulungsprozessen in stehenden oder fließenden Wassersystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine bestimmte Menge an stabilisierten Baumharzen enthält.

28. Zusammensetzung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Merkmale der Ansprüche 3 bis 22 realisiert ist.