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Die
Erfindung bezieht sich auf eine nichtverklumpende Salzzusammensetzung,
wobei das Salz ein anorganisches Salz ist, die einen Metallkomplex
auf Kohlenhydratbasis als Antiverklumpungsmittel umfasst, ein Verfahren
zur Herstellung einer solchen nichtverklumpenden Salzzusammensetzung
und auf die Verwendung einer solchen nichtverklumpenden Salzzusammensetzung.
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Viele
anorganische Salze neigen bei Einwirkung von Feuchtigkeit zur Bildung
von großen
agglomerierten Massen, insbesondere während langer Lagerungszeiten.
Diese gehärteten
Massen werden allgemein als Klumpen bezeichnet. Häufig wird
ein Antiverklumpungsmittel zu dem anorganischen Salz gegeben, um
die Klumpenbildung zu verhindern. Zum Beispiel werden für diesen
Zweck im Allgemeinen Alkali-, Erdalkali- und Aluminiumsilicate,
Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid oder Erdalkalicarbonat
verwendet. Ein größerer Nachteil
dieser Additivtypen besteht jedoch darin, dass sie in relativ großen Mengen
verwendet werden müssen,
um effektiv zu sein. Es ist auch allgemein bekannt, dass Natrium-
oder Kaliumhexacyanoferrat(II) als Antiverklumpungsadditiv verwendet
werden kann. Ein größerer Nachteil
dieser Verbindungen besteht jedoch darin, dass sie Stickstoff enthalten.
Die Anwesenheit von Stickstoff in Salzzusammensetzungen ist in hohem
Maße unerwünscht, denn
wenn das Salz bei Elektrolysevorgängen verwendet wird, werden
aufgrund der Bildung von NCl3 explosive
Gasgemische erhalten.
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In
den letzten Jahren wurde viel Mühe
auf die Entwicklung von verbesserten Salz-Antiverklumpungsmitteln
verwendet, die in kleinen Mengen wirksam sind und die kostengünstig und
umweltverträglich
sind.
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WO
00/59828 beschreibt zum Beispiel die Verwendung eines Metallkomplexes
einer Hydroxypolycarbonsäureverbindung,
z.B. Weinsäure,
als Antiverklumpungsmittel in Salzzusammensetzungen.
US 6,491,964 und
GB 908,017 offenbaren, dass Eisenammoniumhydroxypolycarbonsäure-Komplexe,
wie Eisenammoniumcitrat, als Antiverklumpungsadditive verwendet
werden können.
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Kohlenhydrate
können
ebenfalls als Antiverklumpungsmittel verwendet werden. Ihre Verwendung
in nichtverklumpenden Salzzusammensetzungen hat mehrere Vorteile.
Sie sind leicht verfügbar,
umweltverträglich
und lebensmitteltauglich.
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In
US 3,777,007 wird zum Beispiel
offenbart, dass Mono- und Disaccharide, wie Saccharose, Lactose, Maltose,
Dextrose, Fructose, Mannose oder Arabinose, wirksame Antiverklumpungsmittel
sind, wenn sie mit anorganischen Salzen wie Natriumnitrit, Ammoniumhydrogencarbonat
und Ammoniumchlorid gemischt werden.
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WO
01/25365 offenbart die Verwendung eines Antiverklumpungsmittels,
das ein Saccharid umfasst. Das beschriebene Antiverklumpungsmittel
umfasst weiterhin ein Protein, ein Salz, das ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalz
umfasst, und eine Säure.
Das Saccharid kann ein Monosaccharid oder ein Polysaccharid, wie
Fructose, Glucose, Lactose, Maltose, Saccharose, wasserlösliche Cellulosederivate,
Guargum, Pektin oder Gummi arabicum, sein. Das Protein umfasst vorzugsweise
ein Prolamin. Das Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalz ist ein
Chlorid, Carbonat, Sulfat, Silicat oder eine Kombination davon.
Besonders gut geeignete Salze sind Natrium-, Magnesium- und/oder
Calciumsalze. Die in der nichtverklumpenden Zusammensetzung verwendete
Säure ist
vorzugsweise Zitronensäure
oder Ascorbinsäure.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein wirksames Antiverklumpungsmittel
für anorganische Salze
bereitzustellen, das kommerziell attraktiv, leicht zugänglich,
in relativ geringer Dosierung wirksam und vorzugsweise lebensmitteltauglich
ist.
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Überraschenderweise
haben wir jetzt herausgefunden, dass es möglich ist, wirksame, leicht
zugängliche
nichtverklumpende Salzzusammensetzungen herzustellen, wobei das
Salz ein anorganisches Salz ist, die wenigstens einen Metallkomplex
auf Kohlenhydratbasis als Antiverklumpungsmittel umfassen, wobei
wenigstens ein Teil des Metalls in dem Komplex aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Aluminium und Übergangsmetallen,
die oktaedrische gemischte Chlorid-Oxid-Strukturen bilden können, besteht.
Die Rohmaterialien für
die Bildung dieser Antiverklumpungsmittel sind kostengünstig und
leicht verfügbar,
wodurch diese Additive kommerziell attraktiv sind. Weiterhin haben
die Metallkomplexe auf Kohlenhydratbasis gemäß der vorliegenden Erfindung
den Vorteil, dass sie in relativ geringen Mengen verwendet werden
können.
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Das
in der nichtverklumpenden Salzzusammensetzung vorhandene anorganische
Salz ist vorzugsweise NH4Cl, CaSO4, SrSO4, MgCl2, KCl, Na2SO4, Na2CO3 oder
NaBr, aber am meisten bevorzugt handelt es sich vorwiegend um Natriumchlorid.
Der Ausdruck "vorwiegend
Natriumchlorid" soll
alle Typen von Salz bezeichnen, von denen mehr als 50 Gew.-% aus
NaCl besteht. Vorzugsweise enthält
ein solches Salz mehr als 90 Gew.-% NaCl. Besonders bevorzugt enthält das Salz
mehr als 92 Gew.-% NaCl, während
ein Salz von mehr als 95 Gew.-% NaCl am meisten bevorzugt ist. Bei
dem Salz kann es sich um Steinsalz, Meersalz (d.h. Salz, das durch
Verdampfen von Wasser aus Meerwasser mit Hilfe von Sonnenwärme erhalten
wird), Salz, das durch Verdampfen von Wasser aus Meerwasser mittels
Dampf erhalten wird, und dergleichen handeln. Vorzugsweise handelt
es sich um ein unterirdisches Salzlager, das mittels Auslaugung
abgebaut wird. Wenn das Salz weniger als 0,5 Gew.-% Wasser enthält, wird
das Salz "getrocknetes
Salz" genannt.
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Der
Ausdruck "nasses
Salz", wie er in
der gesamten Beschreibung verwendet wird, soll Salz bezeichnen,
das eine erhebliche Menge Wasser enthält. Vorzugsweise handelt es
sich um ein wasserhaltiges Salz, von dem mehr als 50 Gew.-% aus
NaCl bestehen. Besonders bevorzugt enthält ein solches Salz mehr als
90 Gew.-% NaCl. Ganz besonders bevorzugt enthält das Salz mehr als 92 Gew.-%
NaCl, während
ein Salz, das im Wesentlichen aus NaCl und Wasser besteht, am meisten
bevorzugt ist. Das nasse Salz enthält mehr als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
mehr als 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 1,5 Gew.-% Wasser.
Vorzugsweise enthält
es weniger als 10 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 6 Gew.-%
und am meisten bevorzugt weniger als 4 Gew.-% Wasser. Typischerweise
enthält
das Salz 2-3 Gew.-% Wasser. Alle angegebenen Gewichtsprozentwerte
sind auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung bezogen. Das nasse
Salz kann in herkömmlicher
Weise getrocknet werden, um getrocknetes Salz zu erhalten.
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Die
Metallkomplexe auf Kohlenhydratbasis gemäß der vorliegenden Erfindung
können
als Antiverklumpungsmittel sowohl für getrocknetes Salz als auch
für nasses
Salz verwendet werden.
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Der
bevorzugte pH-Bereich der Salzzusammensetzung, der gemessen wird,
wie es unten beschrieben ist, hängt
von der Art des verwendeten (derivatisierten) Kohlenhydrats ab.
Vorzugsweise ist der pH-Wert so groß, dass der Metallkomplex auf
Kohlenhydratbasis in Lösung
bleibt. Im Allgemeinen ist der bevorzugte pH-Bereich der Salzzusammensetzung
0 bis 11. Am meisten bevorzugt ist der pH-Wert kleiner als 5. Falls
gewünscht,
kann der pH-Wert mittels irgendeiner herkömmlichen Säure oder Base eingestellt werden.
Die Säure oder
Base kann getrennt oder zusammen mit dem Antiverklumpungsmittel
hinzugefügt
werden.
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Die
Antiverklumpungsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung können
mehrere Arten von Kohlenhydraten umfassen. Kohlenhydrate sind organische
Verbindungen der ungefähren
Formel Cx(H2O)y, und für
verschiedene Werte von x und y gehören dazu Zucker, Stärken und
Cellulose. Die einfachen Kohlenhydrate sind Monosaccharide (d.h.
Kohlenhydrate, die gewöhnlich
3 bis 9 Kohlenstoffatome besitzen), Oligosaccharide (d.h. Kohlenhydrate,
die gewöhnlich
2 bis 20 Monosaccharideinheiten besitzen) und Polysaccharide (d.h.
Kohlenhydrate, die mehr als 20 Monosaccharideinheiten besitzen).
Vorzugsweise werden Komplexe eines Mono- oder Oligosaccharids eingesetzt.
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Der
Ausdruck Metallkomplexe "auf
Kohlenhydratbasis" bedeutet,
dass nicht nur die oben genannten Kohlenhydrate in die Antiverklumpungs-Metallkomplexe
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingearbeitet werden können,
sondern dass die Komplexe auch Derivate der Kohlenhydrate umfassen
können.
Derivatisierte Kohlenhydrate werden vorzugsweise aus der Gruppe
ausgewählt,
die aus dehydratisierten Kohlenhydraten, veresterten Kohlenhydraten,
Kohlenhydraten, die eine oder mehrere Phosphatgruppen, eine oder
mehrere Phosphonatgruppen, eine oder mehrere Phosphingruppen, eine
oder mehrere Sulfatgruppen, eine oder mehrere Sulfonatgruppen und/oder
eine oder mehrere Aminogruppen tragen, sowie Alkali- oder Erdalkalisalzen von
(derivatisierten) Kohlenhydraten bestehen. Besonders bevorzugt werden
derivatisierte Kohlenhydrate aus der Gruppe ausgewählt, die
aus dehydratisierten Kohlenhydraten, veresterten Kohlenhydraten,
Alkali- oder Erdalkalisalzen dieser derivatisierten Kohlenhydrate
sowie Alkali- oder Erdalkalisalzen von Kohlenhydraten besteht. Ganz
besonders bevorzugt ist das derivatisierte Kohlenhydrat ein verestertes
Kohlenhydrat oder ein Alkali- oder Erdalkalisalz eines Kohlenhydrats.
Am meisten bevorzugt wird ein underivatisiertes Kohlenhydrat eingesetzt.
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Beispiele
für bevorzugte
Monosaccharide sind Glucose, Fructose, Galactose, Mannose, Arabinose, Xylose,
Lyxose, Ribose und ihre Derivate. Fructose ist besonders bevorzugt,
da sie sehr stabile Übergangsmetallkomplexe
bildet. Geeignete Oligosaccharide umfassen zum Beispiel Saccharose
(auch als Saccharat bekannt), Lactose, Maltose, Raffinose und Derivate
davon. Zu den Polysacchariden, die in das Antiverklumpungsmittel
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingearbeitet werden können,
gehören
Amylose, Amylopektin, Cellulose oder ein Derivat davon.
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Die
(derivatisierten) Kohlenhydrate können in der offenen Form oder
in der α- oder β-Ringform
vorliegen. Wenn der Ring offen ist, ist das (derivatisierte) Kohlenhydrat
ein Keton oder ein Aldehyd und wird allgemein als Ketose bzw. Aldose
bezeichnet. In der Literatur wird vorgeschlagen, dass die Carbonylgruppe
in der offenen Ringform zur Komplexierung mit Übergangsmetallen oder Aluminium
beiträgt,
indem sie die vicinalen Hydroxygruppen acidifiziert. Kohlenhydra te
und Derivate davon, die für
die Verwendung im Antiverklumpungs-Metallkomplex auf Kohlenhydratbasis
gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet sind, müssen
nicht in ihrer nativen Form, d.h. in der offenen oder Ringform,
vorliegen, sondern können
auch in einer reduzierten Form vorliegen. Beispiele für bevorzugte
reduzierte Kohlenhydrate sind Sorbit, Mannit, Xylit und Derivate
davon.
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Metallionen,
die für
das Metall-(derivatisiertes)Kohlenhydrat-Antiverklumpungsmittel
gemäß der vorliegenden
Erfindung besonders gut geeignet sind, sind Übergangsmetallionen, die oktaedrische
gemischte Chlorid-Oxid-Strukturen bilden können. Metalle, die keine solchen
oktaedrischen gemischten Chlorid-Oxid-Strukturen
bilden können,
sind häufig
schwieriger in das Gitter einzubauen, und daher zeigen sie keine
Antiverklumpungswirkung. Weiterhin muss das Metallion einen starken
Komplex mit dem (derivatisierten) Kohlenhydrat bilden, d.h. stark
genug, um die Ausfällung
als Oxid oder Hydroxid zu verhindern. Der Komplex muss sich jedoch
auf der Salzoberfläche
zersetzen, und daher ist er möglicherweise
nicht zu stark.
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Ob
ein bestimmtes Übergangsmetallion
gemäß der Erfindung
verwendet werden kann oder nicht, wird mittels herkömmlicher
Techniken des Molecular Modelling bestimmt. Weiterhin ist für viele Übergangsmetallionen
in der Literatur zu finden, ob sie die Fähigkeit haben, diese Arten
von oktaedrischen Strukturen zu bilden.
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Da
Aluminium auch die Fähigkeit
hat, diese Arten von Strukturen zu bilden, können Aluminiumkomplexe auf
Kohlenhydratbasis gemäß der Erfindung
ebenfalls verwendet werden.
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Ein Übergangsmetall,
das gemäß der Erfindung
besonders bevorzugt ist, ist Chrom. Aus verschiedenen Gründen ist
jedoch Eisen das am meisten bevorzugte Übergangsmetall, einschließlich der
Tatsache, dass Eisen leicht aus einer Salzlösung entfernt werden kann,
wenn es nicht zu stark komplexiert ist. Wenn Eisen als Metall verwendet
wird, werden sowohl zwei- als auch dreiwertige Ionen (Eisen(III)-
bzw. Eisen(II)-Ionen) erfolgreich verwendet. Chrom liegt vorzugs weise
im +3-Zustand vor. Die Übergangsmetall-
oder Aluminiumkomplexe von (derivatisierten) Kohlenhydraten können einkernig
oder zweikernig sein. Im letzteren Fall sind zwei Metallionen von
zwei (derivatisierten) Kohlenhydratmolekülen komplexiert. Mehrkernige
Metallkomplexe auf Kohlenhydratbasis können ebenfalls verwendet werden.
Wenn Eisen als Metall verwendet wird, werden häufig zweikernige Komplexe gebildet.
Im Allgemeinen bildet eine Oxogruppe oder eine Hydroxygruppe eine
Brücke zwischen
den beiden Eisenzentren. Am meisten bevorzugt wird ein Eisenkomplex
von Fructose verwendet, da es sich um ein kommerziell attraktives,
lebensmitteltaugliches und wirksames Antiverklumpungsmittel handelt.
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Viele
Eisen-Kohlenhydrat-Komplexe wurden bereits in der Literatur beschrieben.
Zum Beispiel beschreiben
US 4,786,510 und
US 4,786,518 die Verwendung
von Eisen-Kohlenhydrat-Komplexen, insbesondere Eisensucratmalat,
Eisensucratcitrat, Eisenfructatcitrat, Eisensucratascorbat oder
Eisenfructatascorbat, als Nährmineralergänzungen
für Nahrungsmittel-
und Getränkezusammensetzungen.
DE 3,844,065 offenbart die Verwendung
von glycosidischen Eisen(II)- oder Eisen(III)-Komplexen für pharmazeutische
Zwecke. Es wird beschrieben, dass die Eisensalze von α- oder β-Glucose
oder Saccharose zur Behandlung von Anämie verwendet werden können.
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Gemäß einer
Theorie, auf die wir uns aber nicht festlegen wollen, ist der Antiverklumpungsmechanismus
bei Verwendung eines Eisenkomplexes auf Kohlenhydratbasis als Antiverklumpungsmittel
wie folgt. Das Eisenion bildet einen starken Komplex mit dem (derivatisierten)
Kohlenhydratmolekül.
Die Entfernung eines Wassermoleküls
oder eines Hydroxidions, das normalerweise eine der oktaedrischen
Koordinationsstellen besetzt, vom Eisenion oder der Austausch dieser
Gruppen durch ein Chloridion ermöglicht
es, dass der Komplex an die Salzoberfläche bindet. Der nächste Schritt
im Antiverklumpungsmechanismus ist die entropisch begünstigte
Dissoziation des Komplexes an der Salzoberfläche, woraufhin das Eisenion
freigesetzt wird. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass ein Teil der
Sauerstoffumgebung des Eisenions durch eine Chlorumgebung ersetzt
wird. Vorzugsweise nimmt das Eisenion wenigstens drei Chloratome
auf. Wie dieser Ersatz stattfindet, ist bei der {100}- und bei der
{111}-Salzfläche
unterschiedlich. Auf der {100}-Fläche wechseln Natrium- und Chlorionen
miteinander ab. Daher ist die einzige Stelle, wo drei Chloratome
zur Verfügung
stehen, um das Übergangsmetallion
zu koordinieren, eine Kerbstelle in der Oberfläche. An der {111}-Fläche ist
die Situation anders. Hier wechseln Schichten von Natrium- und Chlorionen
miteinander ab. Die günstige
Position, um das Eisenion freizusetzen, ist jetzt an der Oberfläche und
nicht an einer Kerb- oder Stufenstelle.
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Sobald
das Eisen an die Salzoberfläche
gebunden und die (derivatisierte) Kohlenhydrat-Struktureinheit freigesetzt
ist, werden die restlichen Koordinationsstellen am Eisenzentrum
entweder mit Sauerstoff- oder mit Chlorionen aufgefüllt. Die
Besetzung dieser Stellen durch Sauerstoff ist wahrscheinlicher als
durch Chlor, da Eisen eine starke Präferenz für Sauerstoff hat. Weiterhin
reduziert die größere Ladung
des Sauerstoffs die Zahl der Freistellen, die im Gitter benötigt werden,
und somit wird die Zahl der Defekte reduziert. Nach diesem Schritt
wird eine reine Eisenoxid/hydroxid-Schicht gebildet. Infolgedessen
wird die ursprüngliche
Salzoberfläche
in eine Eisenoxidoberfläche
mit einem viel kleineren Gitterabstand umgewandelt. Daher ist es
fast unmöglich,
einen Natriumchloridkeim auf der Oberfläche zu bilden, und das Wachstum
von großen
Agglomeraten wird effektiv abgebrochen.
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Ein
Vergleich der {100}-Fläche
und der {111}-Fläche
zeigt, dass die Zahl der Stellen, wo Eisen mit einer oktaedrischen
Dreifachkoordination durch Chlor an die Oberfläche binden kann, auf der {111}-Fläche viel
größer ist
als auf der {100}-Fläche.
Es wird daher erwartet, dass die Wachstumsverzögerung der {111}-Fläche größer ist
als die der {100}-Fläche,
was eine Änderung
der Morphologie von Würfeln
zu Oktaedern bewirkt. Diese Änderung
der Morphologie wurde bei fast allen auf Metallen basierenden Antiverklumpungsmitteln
beobachtet, mit der bemerkenswerten Ausnahme von Hexacyanoferrat(II).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Aluminium- oder Übergangsmetallkomplex
auf Kohlenhydratbasis durch die Zugabe einer Metallquelle zu einer Lösung der
(derivatisierten) Kohlenhydratverbindung hergestellt. Es wurde Folgendes
beobachtet: Wenn sich die Farbe der Lösung zu Dunkelgrün oder Gelbgrün verändert, hat
sich der Komplex gebildet, und die Lösung ist gebrauchsfertig. Die
in der Komplexierungsreaktion verwendete (derivatisierte) Kohlenhydratverbindung
kann in ihrer nativen Form oder in einer reduzierten Form vorliegen.
Die Metallquelle, die zur Herstellung der Metallkomplexe der (derivatisierten)
Kohlenhydrate gemäß der Erfindung
verwendet werden soll, kann jedes herkömmliche wasserlösliche Metallsalz
sein. Vorzugsweise ist das Salz im Wesentlichen stickstofffrei,
wie in Chloriden, Sulfaten und dergleichen. Die Metallquellen, die
besonders bevorzugt sind, umfassen Eisen(II)-, Eisen(III)- und/oder Chromionen.
Es wurde beobachtet, dass die Gegenwart anderer Metalle die günstige Antiverklumpungswirkung
der Metallkomplexe gemäß der Erfindung
nicht beseitigt. Daher ist es nicht notwendig, 100% reine Metallquellen
zu verwenden. Sie können
mit anderen Metallen, die weniger aktiv oder sogar inaktiv sind,
kombiniert werden.
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Die
Metallkomplexe auf Kohlenhydratbasis können mit verschiedenen herkömmlichen
Methoden in das Natriumchlorid eingeführt oder in und auf diesem
gebildet werden. Eine bevorzugte Methode, die zu einer viel besseren
Steuerung der Antiverklumpungsleistung führte, bestand jedoch darin,
die Metallquelle, die (derivatisierte) Kohlenhydratverbindung und
gegebenenfalls weitere Komponenten in einer Salzlösung aufzulösen. Zu
diesem Zweck werden eine oder mehrere Metallquellen und eine oder
mehrere (derivatisierte) Kohlenhydrate in eine Lösung eines Salzes, vorzugsweise
NaCl, eingeführt,
gegebenenfalls nachdem der pH-Wert der Lösung eingestellt und/oder gepuffert
wurde, mit einer Salzkonzentration von 10 Gew.-% bis gesättigt. Besonders
bevorzugt beträgt
die Salzkonzentration in dieser Lösung 15 bis 25 Gew.-%. Am meisten
bevorzugt beträgt
die Salzkonzentration in der Lösung
etwa 20 Gew.-%. Vorzugsweise werden das Metall und das (derivatisierte)
Kohlenhydrat auf den Salzkristallen in herkömmlicher Weise durch Sprühen einer
Lösung
(vorzugsweise in einer Salzlösung)
auf das Salz bereitgestellt. Falls gewünscht, wird das Salz nach der
Zugabe der Eisenkomplexe von (derivatisierten) Kohlenhydraten oder
Lösungen
davon weiter getrocknet.
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Die
Metall-(derivatisiertes)Kohlenhydrat-Komplexe werden vorzugsweise
in einer solchen Menge verwendet, dass weniger als 1000 mg Metall
pro kg der endgültigen
nichtverklumpenden Salzzusammensetzung eingeführt werden. Besonders bevorzugt
werden weniger als 500 mg, ganz besonders bevorzugt weniger als 250
mg und ganz besonders bevorzugt weniger als 100 mg Metall in die
endgültige
nichtverklumpende Salzzusammensetzung eingeführt. Am meisten bevorzugt wird
durch die verwendete Menge weniger als 20 mg, besonders bevorzugt
weniger als 10 mg Metall pro kg der Zusammensetzung eingeführt, während in
der am meisten bevorzugten Ausführungsform
die Menge des eingeführten
Metalls kleiner als 5 mg/kg ist. Vorzugsweise beträgt die minimale
Menge an Metall, die pro kg der Zusammensetzung eingeführt wird,
0,1 mg, besonders bevorzugt 0,5 mg, und am meisten bevorzugt beträgt die minimale
Menge 1,0 mg/kg.
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Die
bevorzugte Menge an Kohlenhydrat, die in der nichtverklumpenden
Salzzusammensetzung gemäß der Erfindung
verwendet wird, hängt
von der verwendeten Menge des Metalls ab. Normalerweise beträgt die verwendete
Gesamtmenge an Kohlenhydrat(en) pro kg der Zusammensetzung bei Kohlenhydraten,
die ein einziges Metallion komplexieren, weniger als 600 Mol-%,
bezogen auf die Gesamtmenge des Metalls, die pro kg der Zusammensetzung
vorhanden ist. Vorzugsweise werden bei Kohlenhydraten, die ein einziges
Metallion komplexieren, weniger als 400 Mol-% und besonders bevorzugt
weniger als 300 Mol-% Kohlenhydrate pro kg der Zusammensetzung verwendet,
bezogen auf die Gesamtmenge an Metall, die pro kg der Zusammensetzung
vorhanden ist. Bei Kohlenhydraten, die zwei oder mehr Metallionen
binden können,
können
die bevorzugten Mengen vom Fachmann leicht berechnet werden. Normalerweise
werden mehr als 25 Mol-%, vorzugsweise mehr als 50 Mol-% und am
meisten bevorzugt mehr als 75 Mol-% Kohlenhydrat(e) pro kg der endgültigen nichtverklumpenden
Salzzusammensetzung verwendet, bezogen auf die Gesamtmenge an Metall,
die pro kg Zusammensetzung vorhanden ist. Am meisten bevorzugt liegt
das Stoffmengenverhältnis
von Metall zu Kohlenhydrat ungefähr
1:1 bis 1:2 bei Kohlenhydraten, die ein einziges Metallion komplexieren,
und ist bei Kohlenhydraten, die mehrere Metallionen komplexieren,
entsprechend reduziert.
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Die
nichtverklumpenden Salzzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung
können
als Tafelsalz, Streusalz oder in chemischen Umwandlungen verwendet
werden. Zur Verwendung als Tafelsalz werden besonders bevorzugt
Eisen-Antiverklumpungsmittel auf Kohlenhydratbasis verwendet, da
diese Komplexe lebensmitteltauglich und daher auch nicht verdächtig in
Bezug auf die Umwelt sind. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird die nichtverklumpende Zusammensetzung gemäß der Erfindung bei der Elektrolyse
zur Herstellung von Chlor verwendet. Ein Hauptvorteil dieser Arten
von Antiverklumpungsmitteln besteht darin, dass sie im Wesentlichen
stickstofffrei sind. Daher findet bei Elektrolysevorgängen keine
Bildung und Anhäufung
von explosivem NCl3 statt. Ein weiterer
Vorteil der Verbindungen besteht darin, dass die (derivatisierten)
Kohlenhydratmoleküle
keine CH2- oder CH3-Gruppen
enthalten. Die Anwesenheit solcher Gruppen führt bei Elektrolysevorgängen bekanntermaßen zur
Bildung von unerwünschtem
Chloroform und/oder anderen chlorierten organischen Verbindungen.
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Experimentelles
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Die
Verklumpung wird dreifach gemessen, indem man eine würfelförmige Kupferform
von 5 × 5 × 5 cm mit
(behandeltem) Salz füllt
und den Deckel unter einem Druck von 0,2 kg/cm2 herunterdrückt. Danach
werden die resultierenden Salzwürfel
4 Tage lang bei einer Temperatur von 35°C und bei 40% relativer Feuchtigkeit gelagert.
Die Kraft, die benötigt
wird, um einen vollständig
unterstützten
Würfel
aufzubrechen, indem man von oben mit einem kreisförmigen Polster
mit 15 mm Durchmesser drückt,
wird aufgezeichnet. Je höher
die erforderliche Kraft, desto mehr ist das Salz verklumpt.
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Der
pH-Wert des Salzes wird auf herkömmliche
Weise unter Verwendung eines Gemischs von 100 g Salz und 25 g H2O bei 21°C
gemessen.
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Beispiele
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Im
folgenden Experiment wurde Eisen(II)sulfat-Heptahydrat mit einem
Kohlenhydrat, d.h. Saccharose, Glucose oder Fructose, kombiniert.
Jedes der Kohlenhydrate wurde in einer 25%igen NaCl-Lösung gelöst. Die resultierenden
Lösungen
wurden mit Natronlauge und Natriumcarbonatlösung auf pH 7 neutralisiert.
Die Lösungen
wurden im Dunkeln aufbewahrt. Sie wurden zu dem Salz gegeben, so
dass man einen Eisengehalt von 10 mg pro kg Salzzusammensetzung
oder 100 mg pro kg Salzzusammensetzung erhält. Wie man in Tabelle 1 erkennt,
weisen die Eisensalze von Saccharose, Glucose und Fructose im Vergleich
zur Blindprobe (d.h. Salz, das kein Antiverklumpungsmittel umfasst)
gute bis ausgezeichnete Antiverklumpungseigenschaften auf.
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Aus
dem Vergleichseintrag 6 kann abgeleitet werden, dass bereits die
Verwendung von Fructose in einer Menge von 10 mg pro kg Salzzusammensetzung
einen negativen Einfluss auf das Verklumpungsverhalten des Salzes
hat. Der Vergleichseintrag 7 zeigt, dass bei Verwendung von Fructose
in einer Menge von 100 mg pro kg Salzzusammensetzung das Salz weniger
anfällig
für Verklumpung
ist, als wenn 10 mg pro kg verwendet werden, aber die resultierende
Salzzusammensetzung zeigte noch eine unerwünschte Verklumpung.
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