DE3931007A1 - Verwendung von komplexbildnern als lysierungsmittel fuer galactite - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Komplexbildnern, insbe­ sondere von Polymethylencarbonsäuren und Polymethylenphosphonsäuren als Lysierungsmittel für Galactite (= englische Bezeichnung für Milchstein).

Calciumphosphat ist ein Härtesteinsalz, welches sich in technischen Anlagen, wie bei der Milchsterilisation, als Belag auf den Wärme­ tauscherplatten absetzt und anbackt (Milchstein). In den Milchrei­ nigungs- und Rohrmelkanlagen besteht der Milchstein aus eiweiß- und fetthaltigem Calciumphosphat. Die Ablösung solcher Präzipitationen erfolgte bisher entweder durch eine Säurebehandlung mit beispiels­ weise Salpetersäure oder, vorteilhafter, mit einem Sequestriermit­ tel.

Oft zeigen sonst wirksame und technisch eingesetzte Sequestrier­ mittel jedoch nur eine unzureichende chemolitholytische Wirkung gegenüber Galactite. Bekannt sind zahlreiche Polymethylencarbon­ säuren und Polymethylenphosphonsäuren als Komplexbildner mit einer starken Calcium-Komplexierkapazität. Allerdings erfolgt die Auf­ lösung der Galactite-Inkrustationen nicht immer mit genügender Ge­ schwindigkeit. Für die technische Praxis ist eine rasche Auflösung aus Zeit- und Kostengründen jedoch von großer Bedeutung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Lysierungsmittel für Calciumphosphat, welches auch fett- und eiweißhaltig sein kann, mit hoher Lysierungsgeschwindigkeit (Auflösegeschwindigkeit) zur Ver­ fügung zu stellen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich gewisse Polymethylen­ carbonsäuren und Polymethylenphosphonsäuren sowie deren Alkalime­ tallsalze durch eine besonders stark lysierende Wirkung auf Cal­ ciumphosphat auszeichnen und insbesondere Galactite rasch aufzu­ lösen in der Lage sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung von Komplexbildnern als Lysierungsmittel für Calciumphosphat-Präzipi­ tationen, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Polyme­ thylencarbonsäuren, Polymethylenphosphonsäuren oder deren Alkali­ metallsalze eingesetzt werden, die in einer wäßrigen Lösung, die 0,1 bis 2 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,1 bis 2 Gew.-% des Komplex­ bildners enthält, 100 bis 500 mg Galactite bei einer Temperatur von 40 bis 80°C in einem Zeitraum von bis zu 15 min vollständig auf­ lösen.

Im Sinne der Erfindung ist die Verwendung von Polymethylencarbon­ säuren, Polymethylenphosphonsäuren oder deren Alkalimetallsalzen bevorzugt, die in einer wäßrigen Lösung, die 1 Gew.-% Natriumhydro­ xid und 1 Gew.-% des Komplexbildners enthält, 200 mg Galactite bei einer Temperatur von 40 bis 80°C in einem Zeitraum von bis zu 15 min vollständig auflösen.

Bevorzugt geeignete Polymethylencarbonsäuren sind 3-Oxa-1,5-diami­ nopentantetraessigsäure, 3,6-Dioxa-1,8-diaminooctantetraessigsäure oder trans-1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure; bevorzugte Polyme­ thylenphosphonsäuren sind Ethylendiamin-tetrakis(methylenphosphon­ säure), 3-Doxa-1,5-diaminopentan-tetrakis(methylenphosphonsäure) , trans-1,2-Diaminocyclohexan-tetrakis(methylenphosphonsäure) oder Diethylentriaminpentakis(methylenphosphonsäure).

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, zeigen die phosphorhaltigen Komplex­ bildner gegenüber den phosphorfreien Komplexbildnern grundsätzlich eine überlegene Komplexierfähigkeit, was durch die Chelatisierzah­ len zum Ausdruck kommt. Die Bestimmung dieser Chelatisierzahlen er­ folgte mit Hilfe einer dem Fachmann bekannten Trübungstitration. Bei dieser Testmethode wird die Komplexierleistung des Komplexbild­ ners durch Titration mit einer Calcium-Salzlösung bestimmt. Dabei wird eine Natriumcarbonat-haltige, exakt auf den pH-Wert von 11 eingestellte Lösung der Prüfsubstanz bis zur ersten erkennbaren Trübung titriert. An diesem Punkt ist die Komplexierleistung er­ schöpft, so daß der Endpunkt der Titration durch die Ausfällung von Calciumcarbonat erkannt wird. Die Chelatisierzahl gibt an, wieviel mg Calciumcarbonat pro g Chelatisierungsmittel komplexiert wurden.

Tabelle 1

Obwohl die Sequestrierleistung der in Tabelle 1 aufgeführten Poly­ methylencarbonsäuren geringer ist als die der Polymethylenphosphonsäuren und erstere Verbindungen auch keinen Threshold-Effekt aufweisen, zeigen gewisse Verbindungen beider Gruppen eine sehr niedrige Lysierungszahl (Auflösedauer in Minu­ ten), d. h. sie vermögen Milchsteinablagerungen in wenigen Minuten zu lysieren.

Die überragende lysierende Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindun­ gen geht aus Tabelle 2 hervor, in welcher die Auflösegeschwindig­ keiten den Komplex-Stabilitätskonstanten für Calciumkomplexe (pK_Ca) gegenübergestellt sind. Die chemolitholytische Wirkung wurde in einer wäßrigen Lösung, die 1 Gew.-% Natronlauge und 1 Gew.-% Kom­ plexbildner enthielt, bei einer Temperatur von 40 bis 80°C, vor­ zugsweise bei 60°C bestimmt. Angegeben ist die Zeitdauer bis zur vollständigen Auflösung von 200 mg Galactite durch verschiedene Komplexbildner. Als obere Grenze für eine technisch akzeptable Zeitdauer wurde 15 min angesetzt.

Dieses Ergebnis ist - wenn allein von den Stabilitätskonstanten (pK_Ca-Wert) auf die Lysierungszahl geschlossen wird - völlig uner­ wartet. Aus einer niedrigen Komplexbildungskonstante kann nicht unbedingt auf eine geringe Eignung als Lysierungsmittel geschlossen werden, wie dies beispielsweise bei Ethylendiamin-tetrakis(methy­ lenphosphonsäure) der Fall ist, die ein hervorragendes Lysierungs­ mittel darstellt. Gleichfalls ist auch die Komplexierkapazität kein Maß und kein Hinweis für eine rasche Umwandlung von Calciumphosphat in lösliche Chelate (= Lysierung), wie die Chelatisierzahlen in Tabelle 1 im Vergleich zu den Lysierzahlen in Tabelle 2 (Auflöse­ dauer in Minuten) zeigen.

Tabelle 2

Die erfindungsgemäßen Säuren können im wäßrig-alkalischen Bereich eingesetzt werden, so sie vollständig oder teilweise neutralisiert vorliegen. Gleiche Ergebnisse hinsichtlich der Auflösegeschwindigkeit gegenüber Calcium-Phosphaten werden erzielt, wenn man die Alkalimetallsalze, vorzugsweise die Natrium- oder Ka­ liumsalze, der Säuren einsetzt. Die Alkalimetallsalze der erfin­ dungsgemäßen Verbindungen können, ohne an Wirksamkeit zu verlieren, im Neutralen oder Alkalischen verwendet werden.

Claims (7)

1. Verwendung von Komplexbildnern als Lysierungsmittel für Cal­ ciumphosphat-Präzipitationen, dadurch gekennzeichnet, daß als Kom­ plexbildner Polymethylencarbonsäuren, Polymethylenphosphonsäuren oder deren Alkalimetallsalze eingesetzt werden, die in einer wäß­ rigen Lösung, die 0,1 bis 2 Gew.-% Natriumhydroxid und 0,1 bis 2 Gew.-% des Komplexbildners enthält, 100 bis 500 mg Galactite bei einer Temperatur von 40 bis 80°C in einem Zeitraum von bis zu 15 min vollständig auflösen.

2. Verwendung von Komplexbildnern nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Komplexbildner Polymethylencarbonsäuren, Polyme­ thylenphosphonsäuren oder deren Alkalimetallsalze eingesetzt wer­ den, die in einer wäßrigen Lösung, die 1 Gew.-% Natriumhydroxid und 1 Gew.-% des Komplexbildners enthält, 200 mg Galactite bei einer Temperatur von 40 bis 80°C in einem Zeitraum von bis zu 15 min vollständig auflösen.

3. Verwendung von Komplexbildnern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymethylencarbonsäuren 3-Oxa-1,5-diamino­ pentantetraessigsäure, 3,6-Dioxa-1,8-diaminooctantetraessigsäure oder trans-1,2-Diaminocyclohexantetraessigsäure und als Polymethy­ lenphosphonsäuren Ethylendiamin-tetrakis(methylenphosphonsäure), 3- Oxa-1,5-diaminopentan-tetrakis(methylenphosphonsäure), trans-1,2- Diaminocyclohexan-tetrakis(methylenphosphonsäure) oder Diethylen­ triamin-pentakis(methylenphosphonsäure) eingesetzt werden.

4. Verwendung von Komplexbildnern nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß deren Natrium- oder Kaliumsalze eingesetzt wer­ den.

5. Verwendung von Komplexbildnern nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Auflösung des Galactites bevorzugte Temperatur 60°C beträgt.

6. Verwendung von Komplexbildnern nach Ansprüchen 1 bis 5 für die Lysierung von fett- und eiweißhaltigen Calciumphosphat-Präzipita­ tionen.

7. Verwendung von Komplexbildnern nach Ansprüchen 1 bis 6 im wäß­ rig-alkalischen Bereich.