DE4428834C1 - Reinigungsmittel für Versorgungs- und/oder Entsorgungssysteme mit mikrobiologisch-enzymatischer Wirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel für Versorgungs- und/oder Entsorgungssysteme von Haushalt und Industrie, die durch Ablagerung von organischen Stoffen, z. B. von Essenresten, Fetten usw., in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.

Chemische Reinigungsmittel bestehen überwiegend aus Ätznatron, Natriumnitrit und Natriumhypochlorit. Sie sind stark alkalisch und wirken in der Weise, daß die Ablagerungen zum großen Teil gelöst bzw. nach einer chemischen Reaktion in die lösliche Form überführt werden. Die chemischen Reinigungsmittel haben eine Reihe von Nachteilen:

• - Sie sind außerordentlich aggressiv gegenüber üblichen Werk­ stoffen.
• - Sie sind Gefahrstoffe im Sinne des Chemikaliengesetzes.
• - Sie tragen zur Aufsalzung der Gewässer bei, und ferner kann es im Abwasser und in den Gewässern zur Bildung chlorierter Kohlenwasserstoffe kommen.

Die bekannten technischen Lösungen zum Einsatz von enzym- bzw. mikroorganismenhaltigen Reinigungsmitteln sind an den Einsatz von Reinigungsmittelgemischen gebunden, die als Lösung oder Suspen­ sion zum Einsatz kommen.

So wird in der DE-PS 33 22 950 ein Reinigungsmittel beschrieben, das als aktive Komponente das Enzym Cellulase aus der Gattung Cellulomonas enthält und insbesondere für den Abbau von Zellulose in Ablagerungen geeignet ist. In der EP-PS 0245 560 und der identischen US-PS 3.418 251 wird ein Reinigungsmittelgemisch aus abrasiv wirkenden Stoffen, z. B. Siliziumdioxid, Tensiden und vermehrungsfähigen Mikroorganismen, bevorzugt von Bac. subtilis und anderen Gattungen von Bacillus, beschrieben, das für den Abbau von Ablagerungen in Rohrsystemen geeignet ist. Die abrasi­ ven Bestandteile des Reinigungsmittels (SiO₂, Aluminiumsilikate) sind biologisch nicht abbaubar. Die Wirkung der Reinigungsmittel ist an die Aufrechterhaltung physiologisch günstiger Bedingungen für das Wachstum der Mikroorganismen auch in Gegenwart von hohen Konzentrationen nichtionogener Tenside gebunden. Letztere sind die Träger der unmittelbaren Reinigungswirkung im Hinblick auf die Emulgierung fester Stoffe aus den Rohrablagerungen. Nichtio­ nogene Tenside sind Wasserschadstoffe, die in Kläranlagen stark zum Schäumen neigen und unter Umständen schwer biologisch abbau­ bar sind.

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Reinigungsmittels, das eine zuverlässige Reinigung bei Vorhandensein komplexer Stoffgemische in den Ablagerungen zuläßt, wobei unphysiologische Bedingungen und die Emulgierung von Feststoffen aus Ablagerungen weitgehend vermieden werden. Darüber hinaus ist die biologische Abbaubarkeit der Bestandteile des Reinigungsmittelgemisches ein weiteres Ziel der Erfindung.

Aufgabe der Erfindung ist die geeignete Abstimmung der Reini­ gungsmittelbestandteile auf das zu lösende Reinigungsproblem.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel für Versorgungs- und/oder Entsorgungssysteme mit mikrobiologisch-enzymtischer Wirkung besteht aus zwei Komponenten, und zwar aus

• - einem flüssigen Fettsäureestergemisch mit gelösten fett­ sauren Salzen, Fettsäureamiden sowie nativen Ölen (Komponente I) mit einem pH-Wert von 5,0 bis 9,0, insbesondere von 6,0-7,7 und
• - einem vermehrungsfähige Mikroorganismen und Enzyme enthaltenden organischen Trägermaterial.

Das Fettsäureestergemisch besteht aus Mono-, Di- und Triglyderi­ den von nativen Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen wie Laurinsäu­ re, Myristinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Ricino­ leinsäure. Die nativen Öle sowie deren fettsaure Salze und Amide der Fettsäuren haben ebenfalls eine Kettenlänge von 12 bis 18 C- Atomen. Die mengenmäßige Zusammensetzung des Gemisches aus Fett­ säureestern, fettsauren Salzen, Amiden und Ölen kann nicht ange­ geben werden. Sie ergibt sich aus dem Veresterungsprozeß und der anschließenden näherungsweisen Einstellung des Neutralpunktes. Der Gehalt an Fettsäureestern ist größer als 50%.

Die organischen Träger für die Mikroorganismen und Enzyme sind bevorzugt utilisierbar und bestehen weitgehend aus Kohlenhydraten in disperser fester Form. Besonders geeignet sind Gramineenpro­ dukte.

Als Bestandteil der Komponente II kommt mindestens eine vermehr­ ungsfähige Spezies der Bakterienarten Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus stearothermo­ philus, Bacillus circulans, Pseudomonas fluorescens und Pseudomo­ nas stutzeri in Frage.

Da die Mikroorganismen für Menschen, Tiere und Pflanzen nicht pathogen sein dürfen (Risikogruppe 1), kommen bevorzugt die Typ- Stämme der o. g. Bakterienarten zum Einsatz.

Die vermehrungsfähigen Mikroorganismen sind in dem Reinigungsmit­ tel in einer Konzentration von 1·10³ bis 1·10⁹ KBE/g, insbe­ sondere 1·10⁴ bis 5-10⁸ KBE/g enthalten.

Die im Reinigungsmittel enthaltenen Enzyme ergeben sich als Begleitprodukte bei der Mikroorganismenvermehrung, können aber auch direkt der Komponente II zugesetzt werden, besonders dann, wenn die Mikroorganismenauswahl klein ist. Es handelt sich dabei um hydrolytische Enzyme wie Lipasen, Amylasen, Proteasen, Cellu­ lasen und Hemicellulasen.

Die Mikroorganismen und Enzyme sind in den Reinigungsmitteln bevorzugt in Form von Biomasse-Konzentraten enthalten.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels resul­ tiert aus dem nachfolgenden, überraschend gefundenen Zusammen­ hang:
Die Komponente I haftet nach der Zugabe als dünner Film auf der Oberfläche der Rohrablagerungen und dringt durch Diffusion in die Ablagerungen ein. Komponente I bindet aufgrund seiner Konsistenz die mit Mikroorganismen und Enzymen versehene Komponente II durch Haftkräfte.

Die mit der Komponente II eingebrachten sehr geringen Mengen an mikrobiellen Enzymen - aus den Biomasse-Konzentraten stammend oder zugesetzt - hydrolysieren die die Abflußrohre verstopfenden Abfallstoffe (Fette, Proteine, Kohlenhydrate, Zellulose und Hemizellulose) zu Mono- und Oligomeren.

Die so entstandenen Hydrolysatgemische dienen den mit der Kompo­ nente II eingespeisten Mikroorganismen als Nährstoff- und Ener­ giequelle für Wachstum und Enzymsynthese. Diese in situ gebilde­ ten Enzyme verstärken die enzymatische Hydrolyse.

Die Bestandteile der Komponente I werden sukzessiv mit der Utili­ sierung der Hydrolysat-Gemische durch die Mikroorganismen abge­ baut und verwertet.

Die beiden Komponenten des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels können vor dem Einsatz im Verhältnis 1 : 1 gemischt und dann den zu reinigenden Systemen zugegeben werden. Aufgrund des überra­ schend gefundenen Zusammenhanges der Reinigungswirkung der beiden Komponenten des Mittels wird bevorzugt zuerst die Komponente I den Versorgungs- und/oder Entsorgungssystemen zugegeben, und mit einem Zeitverzug von 1-8 Stunden, insbesondere 6 Stunden, wird die Komponente II zugesetzt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels bestehen in

• - seiner Langzeitwirkung, vorausgesetzt, die physiologischen Bedingungen für die Mikroorganismen werden nicht zerstört, z. B. durch saure oder alkalische Reinigungsmittel, und
• - seiner biologischen Abbaubarkeit.
• - Durch getrennte Aufbewahrung beider Komponenten ist die Lager­ fähigkeit bzw. Vermehrungsfähigkeit der Mikroorganismen bei Raumtemperatur in fest verschlossenen Behältnissen für einen Zeitraum von mindestens 6 Monaten gewährleistet.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Reinigungs­ mittels wird an den folgenden Beispielen demonstriert, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

10 g Hartfett (käufliches Palmin) wird mit 2 g eines Gemisches aus Fettsäureestern mit fettsauren Salzen und Amiden von Fettsäu­ ren sowie nativen Ölen versetzt.

Das Fettsäureestergemisch enthält Glyceride von Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäu­ re, Ricinoleinsäure zu gleichen Teilen und fettsaure Salze sowie die Amide der o. g. Fettsäuren und Ricinusöl (Komponente I).

Das Gemisch ist auf pH 6,5 eingestellt.

Nach einer Einwirkungsdauer von 6 Stunden werden 2 g eines streu­ fähigen Gemisches aus Gramineen-Schroten (90 Gewichtsprozent) mit Biomassen der Bakterienarten (Typ-Stämmen)
Bac. subtilis
Bac. licheniformis
Bac. amyloliquefaciens
Bac. stearothermophilus
Bac. circulans
Pseudomonas flourescens
und Pseudomonas stutzeri
und kommerziell gehandelter Lipasen, Amylasen, Proteasen, Cellu­ lasen bzw. Hemicellulasen hinzugefügt.

Der Anteil der Mikroorganismen an diesem Gemisch (Komponente II) beträgt 5%; der Gewichtsanteil der Hydrolasen ebenfalls 5%.

Zu dem Gemisch aus 10 g Hartfett, 2 g Komponente I und 2 g Kompo­ nente II mit insgesamt 2·10⁸ KBE/g werden 5 ml Leitungswasser hinzugegeben und im Ruhezustand bei Raumtemperatur belassen.

Nach 6 Stunden ist die Hartfettphase komplett gelöst. Nach weite­ ren 6 Stunden hat die Keimzahl bei Zimmertemperatur den Wert von 1·10⁹ KBE/g erreicht.

Beispiel 2

50 g Fett aus einem Fettabscheider werden unter leichtem Schüt­ teln (5 Minuten) mit einem Gemisch aus
10 g Komponente I mit
10 g Komponente II und 25 ml Leitungswasser
versetzt.

Danach wird das Fett/Wasser-Enzym-Mikroorganismen-Gemisch bei Zimmertemperatur im Ruhezustand belassen. Nach 15 Stunden ist die Keimzahl von anfänglich 2,5·10⁸ KBE/g auf 1,8·10⁹ KBE/g angestiegen. Die Fettphase ist vollständig gelöst.

Claims (7)

1. Reinigungsmittel für Versorgungs- und/oder Entsorgungssysteme mit mikrobiologisch-enzymatischer Wirkung, bestehend aus zwei Komponenten, und zwar

• - Komponente I, bestehend aus einem flüssigen Fettsäureester­ gemisch mit gelösten fettsauren Salzen und Fettsäureamiden sowie nativen Ölen mit einem pH-Wert von 5,0 bis 9,0, insbesondere von 6,0 bis 7,7, und
• - Komponente II, bestehend aus einem organischen Trägermate­ rial, vermehrungsfähigen Mikroorganismen und Enzymen.

2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäureestergemisch aus Mono-, Di- und Triglyceriden von nativen Fettsäuren mit 12 bis 18 C-Atomen wie Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Ricino­ leinsäure und Fettsäureamiden besteht und die nativen Öle sowie deren fettsaure Salze und Amide ebenfalls Kettenlängen von 12 bis 18 C-Atomen haben.

3. Reinigungsmittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die organischen Träger gut utilisierbar, insbe­ sondere Gramineenprodukte sind.

4. Reinigungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein vermehrungsfähiger Vertreter der Typ-Stämme der Bakterienarten Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus stearo­ thermophilus, Bacillus circulans, Pseudomonas flourescens und Pseudomonas stutzeri enthalten ist.

5. Reinigungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikroorganismen in einer Konzentration von 1·10³ bis 1·10⁹ KBE/g, insbesondere 10⁴ bis 5·10⁸ KBE/g enthalten sind.

6. Reinigungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß hydrolytische Enzyme wie Lipasen, Amylasen, Pro­ teasen, Cellulasen und Hemicellulasen enthalten sind.

7. Reinigungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikroorganismen und Enzyme in Form von Bio­ masse-Konzentraten oder als Mischung von vermehrungsfähigen Mikroorganismen und Enzympräparaten hydrolytischer Enzyme enthalten sind.