DE1058849B - Verfahren zur Herstellung eines eine bestaendige Mischung aus einem loeslichen Alginat und hydrolysiertem Protein enthaltenden Schaumfeuerloeschmittels - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 61b 2

INTERNAT. KL. A 62

PATENTAMT

A 23815 IVa/61b

ANMELDETAG: 21. NOVEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG
OER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

4. JUNI 1959

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines eine beständige Mischung aus einem löslichen Alginat und hydrolysiertem Protein enthaltenden Schaumfeuerlöschmittels.

Feuerlösch-Schaummischungen mit einem Anteil von hydrolysierten Proteinen sind bei Verdünnung mit Wasser und Beimischung von Luft zur Erzeugung eines Schaumes zum Löschen von brennendem Benzin oder anderen, mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeiten geeignet. Dagegen wird ein derartig erzeugter Schaum durch Berührung mit Alkohol oder sonstigen, mitWasser sich mischenden, brennbaren Flüssigkeiten zerstört und ist für die Feuerbekämpfung bei solchen Flüssigkeiten deshalb nicht brauchbar.

Es ist bekannt, daß bei Auflösung von Natriumalginat in einer verdünnten Lösung dieser Art unter Beimischung von Luft ein Schaum erzeugt wird, in welchem, sofern das Alginat in ausreichender Menge zugesetzt ist, letzteres in Form einer zusammenhängenden Schicht sich auf die Oberfläche der mit Wasser mischbaren brennbaren Flüssigkeit legt, clie den übrigen Schaum gegen eine Einwirkung der Flüssigkeit schützt und ihn für Feuerlöschzwecke wirksam erhält. Die hierfür verwendeten Alginatsuspensionen waren indessen nicht beständig, und selbst fein gemahlene Alginate setzten sich allmählich ab und bildeten schließlich eine harte Masse am Boden der Mischung, die nur unter beträchtlichem Kraftaufwand wieder zum Suspendieren in der Flüssigkeit gebracht werden konnte.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist ein Schaumfeuerlöschmittel erzielbar, dessen aus einem löslichen Alginat und hydrolysiertem Protein hergestellte Mischung eine thixotropische Gelstruktur at\f weist, welche die Suspension beständig erhält. Die Erfindung macht sich dabei den Umstand zunutze, daß in Wasser leicht lösliche Alginate in mäßig konzentrierten Lösungen gewisser Salze unlöslich sind, die mit ihnen keine Reaktion zur Bildung unlöslicher Alginate eingehen. So eignet sich z. B. Natriumchlorid besonders zum Verhindern einer Lösung von Natriumalginat, und zwischen 5 und 20% Natriumchlorid in Wasser, je nach Art und Grad der Polymerisation des Natriumalginats, verhindern ein Lösen von Natriumalginat. In ähnlicher Weise sind auch andere Salze wie Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid hierfür geeignet. Eine Suspension eines hohen oder mittleren Polymers von Natrium- oder Ammoniumalginat in einer Natriumchloridlösung besitzt eine wesentlich geringere Viskosität als eine Lösung in Wasser mit der gleichen Konzentration von Natriumalginat, und eine solche Suspension läßt sich vorteilhaft zur schnellen Erzielung einer verdünnten Lösung aus Natriumalginat durch Zufügen der Suspension zu Wasser ver-Verfahren zur Herstellung eines eine beständige Mischung aus einem löslichen Alginat

und hydrolysiertem Protein enthaltenden

Schaumfeuerlöschmittels

Anmelder: Alginate Industries Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Dorn, Patentanwalt, Berlin-Schlachtensee, Breisgauer Str. 30

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 23. November 1954

Ernest Knights Mitchell und Richard Henry McDowell,

London,
sind als Erfinder genannt worden

wenden. Dementsprechend wird erfindungsgemäß zuerst eine Ausgangssuspension aus einem löslichen Alginat und einer konzentrierten Lösung aus hydrolysiertem Protein mit einem Anteil von 5 bis 20% NaCl bzw. der diesem Anteil entsprechenden Menge von KCl oder MgCl₂ hergestellt und anschließend diese Suspension mit einer Lösung von Alginat in Wasser gemischt, wobei die endgültige Konzentration von Protein und dem Salz und die Menge des Alginats in der Mischung so bemessen wird, daß das Alginat nahezu unlöslich bleibt und ein thixotropes, nicht absetzendes, beim Schütteln frei fließendes Gel gebildet wird, das in Wasser leichter löslich ist als das feste Alginat. Es ist offenbar, daß das Gel wesentlich höher konzentriert sein kann als eine gleiche frei fließende Alginatlösung. Alginatlösungen sind an und für sich außerordentlich zähflüssig, dagegen ist dieses Gel, das eine Suspension von festen Alginatteilchen in einem verdünnten AJgJnaigeJee bildet, beim Schüttein frei fließbar. Die Verwendung eines solchen Gels bei Schaumfeuerlöschmitteln aus hydrolysiertem Protein ergibt den Vorteil, daß die Mischung aus Alginat und hydrolysiertem Protein sehr schnell in einem gewöhnlichen schaumerzeugenden Mundstück in Wasser gelöst werden kann, wobei man einen Schaum erhält, der gegen Brände von Alkohol und anderen mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten beständig bleibt.

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Damit die Suspension beim Mischen mit Wasser schnell und leicht eine Lösung bildet, muß sie beim Schütteln frei fließen, andererseits muß sie eine ausreichend steife Struktur im Ruhezustand besitzen, um ein Absetzen zu vermeiden. Die Fließeigenschaften werden durch die Art und Konzentration des Salzes bestimmt, ferner durch Art und Grad der Polymerisation des Alginats und durch die zugefügten Mengen von Alginat in festem und gelöstem Zustand. Allgemein wird mit höherer Salzkonzentration die Mischung flüssiger. Durch Erhöhung der Gesamtkonzentration von Alginat oder des als Lösung zugesetzten Anteils wird die Mischung dicker.

Die Wirkung dieser Veränderlichen ist aus den nachstehenden Ergebnissen erkennbar, die bei Verwendung eines Natriumalginats mittlerer Viskosität (im Handel unter der Warenbezeichnung »Manucol« SS/LH erhältlich) und Natriumchlorid erzielt wurden.

Die Konzentration von Natriumchlorid muß wenigstens 5 Gewichtsprozent betragen, um ein Ausfällen des als Lösung zugegebenen Alginats zu gewährleisten. Bei niedrigen Salzkonzentrationen kann die Mischung langsam ein Gel bilden, das in Wasser nicht ordnungsmäßig verteilt werden kann. Infolge der beschränkten Lösbarkeit von Salz in Wasser ist es schwierig, eine Endkonzentration von mehr als 20 Gewichtsprozent Salz zu erhalten. In dem Bereich von 5 bis 20% SaIzantei) beeinflussen die Unterschiede der Salzkonzentration die Eigenschaften einer Mischung bei gleichem Anteil an Alginaten. Beispielsweise wurde einer Mischung aus 4,7 g Natriumalginat, das so gemahlen war, daß es ein DIN-Sieb von 60Maschen/cm passierte, 7 g Natriumchlorid und 75,8 g Wasser, eine Lösung von 0,5 g Natriumalginat und 12 g Wasser zugesetzt. Die dabei erhaltenen 100 g Mischung mit einem Anteil von 4,7 g gepulvertem Natriumalginat, 0,5 g gefälltem Natriumalginat und 7 g Natriumchlorid war ein thixotropisches Gel, das mit 500 g Wasser zur Erzielung einer Lösung einwandfrei gemischt werden konnte. Bei Erhöhung des Salzanteils auf 10 g und entsprechender Verringerung des Wassers zur Erzielung von insgesamt 100 g, setzte sich die Suspension allmählich ab.

Andererseits konnten bei Aufrechterhaltung des Gesamtanteils an Alginat, jedoch unter Verwendung von 1,5 bis 3 g Natriumalginat in gelöster Form und gepulvertem Alginat bis zu einem Gesamtanteil von 5,2 g Natriumalginat, einwandfreie Mischungen mit entweder 7 oder 10 Gewichtsprozent Salz erzielt werden. Wenn bei 5,2 g Gesamtanteil von Natriumalginat der in gelöster Form zugeführte Anteil 2 g übersteigt und eine Salzkonzentration von 5 Gewichtsprozent verwendet wird, dann wird die Mischung zu steif, um mit Wasser leicht gemischt zu werden.

Wenn der Gesamtanteil an Natriumalginat auf weniger als 3 Gewichtsprozent vermindert wird, erfolgt ein Absetzen beim Stehen, selbst wenn die Salzkonzentration nur 5 Gewichtsprozent beträgt. Bei 7 Gewichtsprozent Salzanteil beträgt die geeignete für eine beständige Suspension erforderliche Natriumalginatkonzentration zwischen 3 und 4 Gewichtsprozent je nach dem als Lösung ursprünglich vorhandenen Anteil, und bei 10 Gewichtsprozent Salzanteil müssen wenigstens 4 Gewichtsprozent Natriumalginat vorhanden sein.

Die Bildung von beständigen Suspensionen ist nicht auf die Verwendung von Natriumchlorid beschränkt, dagegen sind die erforderlichen Mengen bei anderen Salzen verschieden. Beispielsweise ist die doppelte Menge Kaliumchlorid gegenüber Natriumchlorid erforderlich, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen. Als weiteres Salz kann Magnesiumchlorid verwendet werden. Natriumfluorid ist nicht ausreichend lösbar, um eine genügende Fällung von Natriumalginat zu bewirken, aber es kann einen Teil eines anderen Salzes ersetzen.

Die Herstellung von 455 kg (etwa 3601) Feuerlösch-Schaummischung aus hydrolysiertem Protein und Natriumalginat zur Verwendung bei der Feuerbekämpfung von mit Wasser mischbaren brennbaren ίο Flüssigkeiten wird nachstehend beispielsweise beschrieben:

Beispiel I

215 kg handelsübliches Feuerlösch-Schaumkonzentrat und 34kg pastenförmiges Natriumalginat mit 40% Trockensubstanz (d. h. 13,5 kg trockenes Natriumalginat) werden in einer Hammermühle von einem solchen Fassungsvermögen gemischt, daß diese bis zum Rand gefüllt ist und keine Luft in ihr verbleibt, wonach die Mischung 18 Stunden lang gemahlen wird. 11,5 kg pastenförmiges Natriumalginat mit 40% Trockensubstanz, 5,5 kg Natriummetaphosphat, 6,5 kg Natriumsulfit und 0,9 kg Natriumpentachlorphenolat werden in 2251 Wasser gelöst. Die gemahlene Natriumalginatsuspension aus der Hammermühle wird in dieser Lösung allmählich unter gutem Umrühren zugesetzt. Dabei erhältman einethixotropischeMischung, die bei langer Lagerung sich nicht absetzt und nach Umrühren leicht flüssig ist. Wenn diese Mischung mit dem lofachen ihres Volumens Wasser verdünnt und zu Schaum geschlagen wird, fließt dieser Schaum leicht über die Oberfläche einer mit Wasser mischbaren, brennbaren Flüssigkeit und bildet eine beständige Schicht, die das Feuer löscht. Der Schaum bleibt auf dem Flüssigkeitsspiegel mehrere Stunden lang beständig. Ein ähnlicher Schaum aus hydrolysiertem Protein ohne Alginatzusatz wird von der mit Wasser mischbaren Flüssigkeit in wenigen Sekunden zerstört und ist als Feuerlöschmittel unwirksam.

Beispiel II

215 kg handelsübliches Feuerlösch-Schaumkonzentrat und 34kg pastenförmiges Natriumalginat mit 40% Trockensubstanz wie zuvor, werden in einer Hammermühle gemischt und 18 Stunden lang gemahlen. 11,5 kg pastenförmiges Natriumalginat, 8 kg Natriumfluorid und 0,25 kg Hydrazinsulfat mit 0,9 kg Natriumpentachlorphenolat werden in 225 1 Wasser gelöst. Die gemahlene Natriumalginatsuspension aus der Hammermühle wird der Lösung allmählich unter Umrühren wie im Beispiel I und mit ähnlichen Ergebnissen zugesetzt. Es ist zu bemerken, daß in diesem Fall Natriumfluorid durch Natriummetaphosphat ersetzt ist und daß Hydrazinsulfat an die Stelle von Natriumsulfit getreten ist.

In den vorstehenden Beispielen wurde Natriumalginat als Teig mit etwa 40% Trockensubstanz verwendet. Andererseits kann Natriumalginat auch als trockenes Pulver zugeführt werden, indessen ist die Beigabe einer Paste ohne Einschluß von Luft in der Mischung leichter durchzuführen.

Das Natriumfluorid, oder im Fall des Beispiels I das Metaphosphat, in der Mischung dient zum Trennen oder Ausfällen von Calcium, wenn die Feuerlösch-Schaummischung mit hartem Wasser verdünnt wird. Die Gegenwart von freiem Calcium verringert die Lösbarkeit von Alginat in Wasser bei der Verdünnung. Eine brauchbare Mischung kann auch ohne Zusatz von Metaphosphat oder Fluorid hergestellt werden, in-

■dessen ist dann ein wesentlich höherer Anteil an Alginat erforderlich, um einen beständigen Schaum mit hartem Wasser zu erzielen.

Die Rezepte für Schaum auf der Grundlage von hydrolysiertem Protein weisen in einigen Fällen eisenhaltige Bestandteile auf. Da eisenhaltiges Alginat lösbar ist, beeinträchtigt dies nicht die Verwendung von Alginat, wenn jedoch Sauerstoff zu eisenhaltigem Salz hinzutritt, erfolgt die Ausfällung von Alginat als unlösliches Eisensalz. Hydrazinsulfat (oder Natriumsulfit, falls verwendet) wird deshalb als Desoxydationsmittel zugesetzt.

Wenn das ursprüngliche Konzentrat aus hydrolysiertem Protein mit der Natriumalginatlösung gemischt wird, erfolgt eine gewisse Verminderung des Salzgehaltes, wodurch die Mischung leichter mikrobiologischen Angriffen ausgesetzt ist. Deshalb wird Natriumpentachlorphenolat als Bakterizid zugesetzt. Die Gegenwart dieses Stoffes ist für die Durchführung der Erfindung nicht wesentlich, und andere bakterizide Mittel können zugesetzt werden.

Zu Schaumlöschmitteln, die kein Salz enthalten, kann Natriumchlorid zugesetzt werden, so daß die endgültige Mischung ausreichend Salz enthält, um die Lösung des löslichen Alginats zu verhindern.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines eine beständige Mischung aus einem löslichen Alginat und hydrolysiertem Protein enthaltenden Schaumfeuerlöschmittels, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst eine Ausgangssuspension aus einem löslichen Alginat und einer konzentrierten Lösung aus hydrolysiertem Protein mit einem Anteil von 5 bis 20% NaCl bzw. der diesem Anteil entsprechenden Menge von KCl oder MgCl₂ hergestellt und anschließend diese Suspension mit einer Lösung von Alginat in Wasser gemischt wird, wobei die endgültige Konzentration von Protein und dem Salz und die Menge des Alginats in der Mischung so bemessen wird, daß das Alginat nahezu unlöslich bleibt und ein thixotropes, nicht absetzendes, beim Schütteln frei fließendes Gel gebildet wird, das in Wasser leichter löslich ist als das feste Alginat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Alginatlösung ein Desoxydationsmittel, z. B. Hydrazinsulfat, zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wäßrigen Alginatlösung ein die Fällung von löslichem Alginat in hartem Wasser verhinderndes Salz, wie Natriumfluorid, zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Schutzmittel für das Protein, z. B. Natriumpentachlorphenolat, zugesetzt wird.

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