DE4240695A1

DE4240695A1 - Verwendung von Iminodiessigsäure-Derivaten als Komplexbildner oder Gerüststoffe in alkalischen Reinigungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie

Info

Publication number: DE4240695A1
Application number: DE19924240695
Authority: DE
Inventors: Birgit Dr Potthoff-Karl; Hans-Werner Neumann; Helmut Dr Guembel; Juergen Dr Schneider; Michael Dr Kneip; Alfred Dr Oftring
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-09

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Imino diessigsäure-Derivaten als Komplexbildner oder Gerüststoffe in alkalischen Reinigungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie. Weiterhin betrifft die Erfindung alka lische wäßrige Reinigungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, welche Iminodiessigsäure-Derivate enthalten, sowie Additive für wäßrige alkalische Reinigungsmit telformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, welche als wesentlichen Bestandteil ein Iminodiessigsäure-Derivat enthalten.

Die DE-A 37 12 330 (1) betrifft 2-Hydroxy-3-aminopropionsäure- N,N-diessigsäure (Isoserin-N,N-diessigsäure) und Derivate hiervon sowie ihre generelle Verwendung als Komplexbildner in Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere bei der Textilwäsche. Als wei tere, spezielle Anwendung wird u. a. die Anwendung in Nahrungs mitteln erwähnt, hierbei soll die metallkatalysierte Oxidation von olefinischen Doppelbindungen und damit das Ranzigwerden der Erzeugnisse verhindert werden.

In der DE-A 39 14 980 (2) werden 2-Methyl- und 2-Hydroxymethyl serin-N,N-diessigsäure und Derivate hiervon für dieselben Anwen dungen wie Isoserin-N,N-diessigsäure in (1) empfohlen.

In der EP-A 262 112 (3) und der EP-A 399 133 (4) werden Reini gungs- und Waschmittelformulierungen beschrieben, die N-(Poly alkylenglykol)imino-N,N-diessigsäuren bzw. N-(Hydroxy- oder Alkoxyalkyl)imino-N,N-diessigsäuren als Komplexbildner enthalten. Diese Formulierungen enthalten zusätzlich organische Lösungs mittel.

Für die Reinigung von Behältnissen und Apparaturen in der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie wurden Formulierungen mit verbesserten Eigenschaften gesucht. Zur Verringerung der Abwas serbelastung ist es außerdem wünschenswert, ganz auf organische Lösungsmittel in derartigen Formulierungen zu verzichten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Komplexbildner bzw. Gerüststoffe bereitzustellen, die ein verbessertes Wirkungs spektrum in Reinigungsformulierungen für den Getränke- und Nahrungsmittelbereich aufweisen und außerdem in Abwesenheit von organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden können.

Demgemäß wurde die Verwendung von Iminodiessigsäure-Derivaten der allgemeinen Formel I

in der
R für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder einen Rest der Formel

steht,
X eine Carboxylgruppe, die in Form eines Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumsalzes vorliegen kann, oder eine Carbonsäureamid-Gruppierung, die am Stickstoffatom substituiert sein kann, bezeichnet,
Y eine Carboxylgruppe, die in Form eines Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumsalzes vorliegen kann, bedeutet,
Z Wasserstoff oder Hydroxyl bedeutet und
n für die Zahl 1 oder 2 steht, als Komplexbildner oder Gerüststoffe in alkalischen Reinigungs mittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittel industrie gefunden.

Als C₁- bis C₄-Alkylgruppen für R kommen Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl und ins besondere Methyl in Betracht.

Steht R für den Rest der Formel (a), liegt β-Alanin-N,N-diessig säure vor.

Steht R für den Rest der Formel (b), liegt Isoserin-N,N-diessig säure vor.

Steht R für den Rest der Formel (c), liegt 2-Methyl- (Z=H) oder 2-Hydroxymethyl-serin-N,N-diessigsäure (Z=OH) vor.

Steht R für den Rest der Formel (d), liegt Asparaginsäure- (n=1) oder Glutaminsäure-N,N-diessigsäure (n=2) vor.

Carboxylgruppen X oder Y können als freie Säuregruppen oder als Salze, insbesondere als Natrium-, Kalium-, Ammonium- oder orga nische Aminsalze, vorliegen. Als den organischen Aminsalzen zugrundeliegende Basen kommen vor allem tertiäre Amine wie Tri alkylamine mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest, z. B. Trimethylamin, Triethylamin oder Tri-n-butylamin, und Trialkanolamine mit 2 oder 3 C-Atomen in Alkanolrest, z. B. Triethanolamin, Tri-n-propanol amin oder Triisopropanolamin, in Betracht.

Carboxylgruppen X können auch als Carbonsäureamid-Gruppierungen vorliegen. Dabei kann der Amid-Stickstoff durch ein, durch zwei gleiche oder durch zwei verschiedene C₁- bis C₄-Alkylreste sub stituiert sein.

Die vorliegenden alkalischen Reinigungsmittelformulierungen weisen in der Regel PH-Werte von 8 bis 14, vorzugsweise von 9 bis 13, insbesondere von 10 bis 12, auf.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungs mittelformulierungen ist die Flaschenreinigung in der Getränke industrie, insbesondere mit automatischen Flaschenspülmaschinen mit Stundenleistungen bis zu üblicherweise 30 000 bis 70 000 Fla schen. Die verschmutzten Flaschen enthielten beispielsweise Bier, Milch, Erfrischungsgetränke, Fruchtsäfte, Süßmost oder Mineral wasser.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in Molkereien. Bei der Reinigung von Butterfertigern, bei der es hauptsächlich auf die Entfettung ankommt, können sie mit vorteil hafter Wirkung eingesetzt werden. Insbesondere jedoch dort, wo Rückstände oder Beläge aus Calciumphosphat, anderen Calciumsalzen zumeist organischer Säuren und Casein ("Milchstein") zu entfernen sind, also z. B. bei Milch-Plattenerhitzern, Tellereinsätzen von Milchzentrifugen oder Lager- und Transport-Tanks für Milch, eignen sich die die Komplexbildner I enthaltenden Reinigungs mittel in hervorragender Weise.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in Brauereien. Hier sind vor allem Rückstände oder Beläge aus Calciumoxalat, Hopfenharze und Eiweißverbindungen ("Bierstein") zu entfernen, beispielsweise aus Gärtanks, Lagertanks oder Bier leitungen.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in der Konservenindustrie. Beim Erhitzen der mit Nahrungsmitteln gefüll ten und geschlossenen Blechdosen, üblicherweise in einem Auto klaven, oder bei der Endreinigung von Dosen, z. B. in einer Durch laufspritzmaschine, müssen Reinigungsmittel mitverwendet werden, die die Reste des Abfüllgutes abwaschen, ohne das Weißblech oder dessen Lackierung anzugreifen. Außerdem soll das Reinigungsmittel verhindern, daß sich Wassersteinbeläge auf den Dosen oder in den Apparaten abscheiden.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in der Backwarenindustrie, insbesondere die Reinigung von Back- und Teigformen, welche mit angebrannten Backfett- und Teigresten ver unreinigt sind. Die Reinigung geschieht üblicherweise durch Ab kochen mit den alkalischen Reinigungslösungen oder durch Waschen in Durchlaufspritzanlagen.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in der Zuckerindustrie. Bei der Gewinnung von Saccharose aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr fallen Calciumsalze enthaltende Verunreinigungen oder Rückstände an, für deren Entfernung sich die die Komplex bildner I enthaltenden beschriebenen Formulierungen in hervor ragender Weise eignen.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in der fettverarbeitenden Industrie, die aus Fetten tierischen oder pflanzlichen Ursprungs vor allem Schmalz, Talg, Speiseöle oder durch katalytische Hydrierung gehärtete Fette oder fette Öle, z. B. Margarine, erzeugt. Derartige Produkte stellen neben ihrer Bedeutung auf dem Nahrungsmittelbereich auch wichtige Rohstoffe für die Herstellung von Produkten zur Textilveredlung, von Anstrichmitteln, Lederpflegemitteln, kosmetischen Präparaten, Kerzen, Seifen, Tensiden, Schmierstoffen, Weichmachern, Zement- und Asphaltzusätzen sowie von Kunststoffen dar.

Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet für die beschriebenen Reinigungsmittelformulierungen ist die Apparatereinigung in der fleischverarbeitenden Industrie. Hier müssen insbesondere wasser steinverhütende Reinigungsmittel eingesetzt werden, z. B. in den sog. Dampfstrahl-Reinigungsgeräten, bei denen ein heißes Dampf- Flüssigkeits-Gemisch auf die zu reinigenden Apparate und Geräte gestrahlt wird.

Die erfindungsgemäß verwendeten Iminodiessigsäure-Derivate I eignen sich vor allem deshalb so gut für die beschriebenen Anwen dungszwecke, weil sie außerordentlich effektive Komplexbildner für Erdalkalimetallionen, insbesondere für Calcium, darstellen. Ihr Calcium-Bindevermögen ist außergewöhnlich hoch.

Weitere Vorteile sind ihre gute biologische Abbaubarkeit und ihr sehr geringes Toxizitätspotential, was insbesondere auf dem Getränke- und Nahrungsmittelsektor von Bedeutung ist.

Im Zusammenhang mit der guten biologischen Abbaubarkeit der Ver bindungen I ist es auch sehr vorteilhaft, daß die diese Verbin dungen enthaltenden alkalischen Reinigungsmittelformulierungen weitgehend frei von organischen Lösungsmitteln zum Einsatz ge bracht werden können. Somit wird eine mögliche Umweltbelastung noch weitgehender ausgeschlossen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine wäßrige Reinigungsmittelformulierung für die Getränke- und Nahrungs mittelindustrie, enthaltend

(i) 0,05 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 25 Gew.-%, ins besondere 0,5 bis 15 Gew.-% mindestens eines Iminodiessig säure-Derivates I,
(ii) 2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 8 bis 25 Gew.-% Alkalimetallhydroxid, -carbonat, -silicat oder einer Mischung hieraus und
(iii) 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 25 Gew.-%, insbesondere 3 bis 20 Gew.-% Tenside.

Hierbei eignen sich als Komponente (ii) vor allem Natrium- und Kaliumhydroxid, daneben aber auch Natrium- und Kaliumcarbonat; es können auch Mischungen der genannten Alkalien eingesetzt werden.

Als Tenside (iii) können alle üblichen anionischen oder nicht ionischen Tenside oder Mischungen hieraus verwendet werden, vor allem eignen sich jedoch Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Fett alkoholalkoxylate, Oxoalkoholalkoxylate, Alkylpolyglucoside und Fettaminalkoxylate.

Diese Zusammensetzung stellt eine Grundformulierung für alle genannten Anwendungsgebiete dar. Im einzelnen innerhalb dieser Grundformulierung voneinander abweichende Zusammensetzungen sind durch die verschiedenen Arten von Nahrungsmittel- und Getränke verschmutzungen, die unterschiedlichen Mengen an Erdalkalimetall ionen in diesen Rückständen und Belägen sowie durch die unter schiedlich empfindlichen Materialien der zu reinigenden Behält nisse und Apparaturen bei den verschiedenen Anwendungsgebieten zu erklären. In diesem Zusammenhang ist auch erwähnenswert, daß die beschriebenen alkalischen Reinigungsmittelformulierungen, welche die Komplexbildner I enthalten, in der Regel keine Korrosionen, auch bei empfindlichen Apparatematerialen, hervorrufen.

Die oben beschriebene Grundformulierung aus den Komponenten (i) bis (iii) kann noch übliche Hilfsmittel in den hierbei üblichen Konzentrationen enthalten, beispielsweise Desinfektionsmittel zur Erzielung des angestrebten bakteriologischen Reinheitsgrades, Netzmittel, Lösevermittler, Korrosionsinhibitoren oder Konser vierungsmittel.

Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Additive für wäßrige alkalische Reinigungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, welche als wesentlichen Bestandteil, etwa in Mengen von 10 bis 100 Gew. -%, mindestens ein Iminodiessigsäure-Derivat I enthalten.

Beispiele Beispiel 1 Hochalkalische Reinigungsmittelformulierung für Molkereien

Eine Mischung aus

40 Gew.-Teilen 50 gew.-%iger Natronlauge,
15 Gew.-Teilen einer 40 gew.-%igen wäßrigen Lösung von β-Alanin-N,N-diessigsäure-Trinatriumsalz,
4 Gew.-Teilen eines C₁₀-Oxoalkoholethoxylates mit einem Ethoxy lierungsgrad von ca. 4,
4 Gew. -Teilen einer handelsüblichen Alkylcarbonsäure-Mischung als Lösevermittler,
7 Gew.-Teilen Natriumgluconat zum Abbau der Wasserhärte und 30 Gew.-Teilen Wasser

wurde bei der Entfernung von Ablagerungen aus Calciumphosphat, Calciumoxalat, Eiweiß und Asche eingesetzt. Die Ablagerungen ließen sich problemlos entfernen.

Beispiel 2 Hochalkalische Reinigungsmittelformulierung für Brauereien

Eine Mischung aus

40 Gew.-Teilen 50 gew.-%iger Kalilauge,
15 Gew.-Teilen einer 40 gew.-%igen wäßrigen Lösung von Isoserin-N,N-diessigsäure-Trinatriumsalz,
3 Gew.-Teilen eines C₁₀-Oxoalkoholethoxylates mit einem Ethoxy lierungsgrad von ca. 3,
3 Gew.-Teilen einer handelsüblichen Alkylcarbonsäure-Mischung als Lösevermittler und
39 Gew.-Teilen Wasser

wurde bei der Entfernung von Ablagerungen aus Calciumoxalat, Hopfenharzen und Eiweiß eingesetzt. Die Ablagerungen ließen sich problemlos entfernen.

Claims

1. Verwendung von Iminodiessigsäure-Derivaten der allgemeinen Formel I in der
R für Wasserstoff, C₁- bis C₄-Alkyl oder einen Rest der Formel steht,
X eine Carboxylgruppe, die in Form eines Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumsalzes vorliegen kann, oder eine Carbonsäureamid-Gruppierung, die am Stickstoffatom substituiert sein kann, bezeichnet,
Y eine Carboxylgruppe, die in Form eines Alkalimetall-, Ammonium- oder substituierten Ammoniumsalzes vorliegen kann, bedeutet,
Z Wasserstoff oder Hydroxyl bedeutet und
n für die Zahl 1 oder 2 steht,
als Komplexbildner oder Gerüststoffe in alkalischen Reini gungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungs mittelindustrie.

2. Verwendung von Iminodiessigsäure-Derivaten I gemäß Anspruch 1 als Komplexbildner oder Gerüststoffe in alkalischen Reini gungsmittelformulierungen für die Flaschenreinigung in der Getränkeindustrie sowie die Apparatereinigung in Molkereien, in Brauereien, in der Konserven-, der Backwaren-, der Zucker-, der fettverarbeitenden und der fleischverarbeitenden Industrie.

3. Verwendung von Iminodiessigsäure-Derivaten I nach Anspruch 1 oder 2 in alkalischen Reinigungsmittelformulierungen, die weitgehend frei von organischen Lösungsmitteln sind.

4. Wäßrige Reinigungsmittelformulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, enthaltend

(i) 0,05 bis 30 Gew.-% mindestens eines Iminodiessigsäure- Derivates I gemäß Anspruch 1,
(ii) 2 bis 50 Gew.-% Alkalimetallhydroxid, -carbonat, -silicat oder eine Mischung hieraus und
(iii) 1 bis 30 Gew. -% Tenside.

5. Additive für wäßrige alkalische Reinigungsmittelformulierun gen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, enthaltend als wesentlichen Bestandteil mindestens ein Iminodiessig säure-Derivat I gemäß Anspruch 1.

6. Verfahren zur Herstellung von alkalischen Reinigungsmittel formulierungen für die Getränke- und Nahrungsmittelindustrie, dadurch gekennzeichnet, daß man den Formulierungen als Komplexbildner oder Gerüststoffe Iminodiessigsäure-Derivate I gemäß Anspruch 1 zumischt.