DE69815328T2

DE69815328T2 - Verfahren und enzymhaltige formulierung zum abbau von speiseresten

Info

Publication number: DE69815328T2
Application number: DE69815328T
Authority: DE
Inventors: Matthew Edward COONEY
Original assignee: Reckitt Benckiser LLC
Current assignee: Reckitt Benckiser LLC
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2018-03-07
Also published as: WO1998045228A1; ES2195325T3; GB9707212D0; BR9807955A; DE69815328D1; GB2324092A; CN1252043A; US6121032A; EP0973703A1; AR012339A1; CA2286041A1; AU6451598A; AU739218B2; EP0973703B1; ZA982939B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen und Verfahren, die für die Behandlung aufgeschlossener Nahrungsmittelabfallprodukte von Nutzen sind.
Obwohl viele Gebäude und andere Einrichtungen von großen Abwasseraufbereitungs – und Behandlungsanlagen versorgt werden, wie die kommunalen Abwasseraufbereitungsanlagen, verlassen sich in vielen Fällen Wohn- und Geschäftsgebäude auf die Verwendung eines Klärtanks oder einer Senkgrube als einziges Abwasseraufbereitungssystem. Solche Klärsysteme sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und bestehen meistens aus einem großen Tank, in den ein oder mehrere Abfallströme, die von Waschräumen, Toiletten und Spülbecken solcher Gebäude stammen, gelenkt werden. Der Klärtank oder die Senkgrube fungieren als ein Rückhalte- und Fermentationsbehälter für die Sammlung und/oder die biologische Zerlegung von Abfallstromprodukten, besonders von Feststoffen. Dieses System ist einfach und wurde über einen sehr beträchtlichen Zeitraum verwendet.
In den vergangenen mehrere Jahrzehnten waren Abfallbeseitigungsanlagen, die typischerweise an den Abfluss eines Küchenspülbeckens oder an einen anderen Abfluss der Speisezubereitung angeschlossen waren, in vielen Wohn- und Geschäftseinrichtungen weitverbreitet. So eine Vorrichtung ist effektiv für die Aufnahme von Tischabfällen und anderen Speiseresten und das Zermahlen, Zermalmen oder eine anderweitige Zerkleinerung von Speiseresten in kleine Stückchen, die ohne weiteres die Abflussrohre hinunter und in eine Abwasseraufbereitungsanlage gespült werden. Diese Verwendung war weitverbreitet und beliebt, wobei eine kommunale oder andere große Abwasseraufbereitungsanlage schließlich für die Bearbeitung der Abfallflut verwendet wurde, das gleiche kann jedoch nicht gesagt werden, wo ein Klärtank oder eine Senkgrube die einzige Abwasseraufbereitungsanlage darstellt. Das ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass im Gegensatz zu Abwasser im Rohzustand, das nicht nur Verdauungsmaterial (Fäkalien), sondern auch andere leicht zersetzbare Produkte enthält, Nahrungsmittelabfallprodukte (Speisereste und ähnliches) nicht vorverdaut sind und es deshalb angenommen wird, dass sie eine wesentlich längere Zerfallsdauer in einem Fäulnistank erfordern. Man glaubt, dass für eine zweckdienliche Abfallbeseitigungsanlage mit einem Klärtanksystem eine beträchtliche Erhöhung des Abbauvolumens des Klärtanks nötig ist, um das angemessene Funktionieren des Klärtanks zu gewährleisten. Typischerweise wird für diese Volumenerhöhung ein um mindestens 50% größeres Volumen, als bei einer vergleichbaren Einrichtung, ohne vorhandene Abfallbeseitigungsanlage, empfohlen. Eine solche Erhöhung des Abbauvolumens des Klärtanks ist erforderlich, um die längere Zeitspanne zuzulassen, die nötig ist, den Abbau solcher aufgeschlossener, aber unverdauter Nahrungsmittelabfallprodukte sicherzustellen. Daher wird die Einrichtung und die Nutzung von Abfallbeseitigungsvorrichtungen im Allgemeinen in Gebäuden als nicht durchführbar erachtet, ihre Abfallströme werden durch einen Klärtank oder eine Senkgrube entsorgt, ohne die Entsorgungskapazität dieser Senkgrube und/oder dieses Klärtanks um mindestens 50% des Volumens zu erhöhen. Zwar wäre dies bei der Neuinstallation von Klärtanks möglich, die höheren Kosten für den größeren Klärtank und die höheren Installationskosten machen diesen Ansatz wirtschaftlich unerwünscht oder nicht durchführbar. Bei bereits vorhandenen installierten Klärtanks ist die erforderliche Volumenerhöhung, die durch das Hinzukommen so einer Abfallentsorgungsanlage nötig wird aus wirtschaftlicher Perspektive, sogar noch schlechter durchführbar, wie die Entfernung des bereits vorhandenen Klärtanks und die Ersetzung durch einen neuen Tank mit einem beträchtlich größeren Volumen.
Das Fachgebiet hat verschiedene Systeme vorgeschlagen, um den Nutzen von Abfallentsorgungseinrichtungen zu verbessern und Systeme, in denen ein Klärtank oder eine Senkgrube das hauptsächliche Abwasseraufbereitungssystem sind, mit einem Versuch, die Leistungsfähigkeit solcher Abfallbeseitigungseinrichtungen und dieser Abwasseraufbereitungssysteme zu verbessern.
In US 5,114,081 wird ein Verfahren offenbart, in dem ein Abfallstrom, der Wasser und Nahrungsmittelabfallprodukte enthält, durch Mahlen oder anderweitige Zerkleinerung der Produkte bis zu einer reduzierten Durchschnittsgröße behandelt wird. Danach wird der Abfallstrom in eine flüssige und eine feste Fraktion getrennt, wobei die letztere Fraktion aus den entwässerten zerkleinerten Nahrungsmittelabfallprodukten besteht. Diese feste entwässerte Fraktion wird dann unter Verwendung einer „Schicht wachsender Bazillen" behandelt, die unter Verwendung eines bearbeiteten pulverisierten Holzsubstrates hergestellt wurde. Die erstgenannte flüssige Fraktion wird zu einem Abwasserkanal oder einem anderen Abfallstrom gespült, da sie wenige oder gar keine Nahrungsmittelabfallprodukte enthält.
In US 3,823,879 wird eine Vorrichtung erörtert, die an einen Abfallstromauslass eines herkömmlichen Müllbeseitigungssystems angeschlossen werden kann; diese Vorrichtung umfasst einen „Schleuderkorb" in einer Wohnung, in dem zerkleinerte oder gemahlene feste Nahrungsmittelreste durch Aktivierung und schnelles Drehen des Schleuderkorbes entwässert werden können. Nach US 3,823,879 ist es gewünscht, den Schleuderkorb und seine entwässerten Feststoffe regelmäßig aus der Vorrichtung zu entfernen und es wird angemerkt, dass die gesammelten entwässerten Feststoffe auf einem Komposthaufen gelagert werden können. Dieses Patent führt seine Vorrichtung und sein Verfahren als eine Lösung zur Überwindung des auf dem Fachgebiet bekannten Problems, das mit der Verwendung einer herkömmlichen Abfallbeseitigungsvorrichtung mit einem Klärtank zusammenhängt, an.
In US 4,917,311 wird ebenfalls eine Abfallbeseitigungsvorrichtung für das Mahlen, die darauf folgende Trennung der festen von den flüssigen Fraktionen, die Sammlung der festen Fraktion in einem großen Sammelbehälter und die regelmäßige Beseitigung, angeführt. Nach diesem System wird die flüssige Fraktion eine Abwasserleitung hinunter oder in ein Abwasseraufbereitungssystem gespült, da sie im wesentlichen frei von gesammelten zerkleinerten oder zermahlenen festen Nahrungsmittelabfällen ist.
Auf dem Fachgebiet der Abwasseraufbereitung sind verschiedene Substanzzusammensetzungen allgemein bekannt, meistens solche, die einen biologisch aktiven Bestandteil beinhalten, der für einen leichteren Abbau der Abfallprodukte in einem Klärtank und/oder einer Senkgrube von Nutzen ist. Solche Zusammensetzungen sind im Allgemeinen jedoch darauf ausgerichtet, nach den Vorschriften in einem Klärtank verwendet zu werden, durch Bereitstellung einer Menge einer solchen Zusammensetzung entlang eines Abflussrohres, meistens begleitet von einem Spülschwall von Wasser, um die Zuführung der Zusammensetzung in den Klärtank zu sichern.
Auf dem Fachgebiet sind auch Substanzzusammensetzungen bekannt, die darauf ausgerichtet sind, als „Abfluß öffnende" oder „Abfluß erhaltende" Zusammensetzungen verwendet zu werden, solche Zusammensetzungen schließen auch den biologisch aktiven Bestandteil mit ein, wie ein oder mehrere Enzyme und/oder Bakterien. Solche Zusammensetzungen sind darauf ausgerichtet, in den Abflussleitungen bereitgestellt zu werden, die zwischen einem Spülbecken, einer Toilette oder einem anderen Anfangsspunkt des Abfallstroms mit der schließlichen Abwasseraufbereitungsanlage verbunden sind, sei es ein Klärtank oder eine Senkgrube oder eine kommunale Abwasserleitung. Die Funktion dieser Substanzzusammensetzungen ist es, die Aufbaudauer von organischen Ablagerungen im Inneren der Rohre und anderer Leitungen, die das Spülbecken, die Toilette, die Behandlungszusammensetzung und die endgültige Abwasserausbereitungsanlage verbinden, zu minimieren.
Ein Mangel dieser Substanzzusammensetzungen ist, dass sie für die Verwendung bei der Behandlung von organischen Ablagerungen und Zusammenstellungen entweder in den Abflussleitungen oder in vielen Fällen in einem Klärtank oder einer anderen Abwasserausbereitungsanlage entworfen wurden und darauf abzielen. Es muss verstanden werden, dass ihre Effektivität zum großen Teil durch ihr Zuführungssystem begrenzt wird. Genauer gesagt, wird verstanden, dass im Allgemeinen die Anweisungen des Herstellers bei kleinen Volumen erfordern, ein oder zwei Verschlußkappen (1 bis 3 Unzen) kalten Wassers begleitend nachzuspülen; dieses Verfahren verdünnt sofort deutlich die biologisch wirksamen Bestandteile noch bevor ihrer Wirksamkeit, den Abbau einer organischen Ablagerung entweder innerhalb der Röhre oder innerhalb der Abwasserausbereitungsanlage zu erleichtern, beginnt. Das ist besonders bei einer kleinen Menge der Fall, z. B. wenn 1 bis 2 volle Kappen eine Abflußleitung mit ausreichend Wasser hinuntergespült werden, sodass der biologisch aktive Bestandteil schließlich in einen Klärtank befördert wird. Einmal im Klärtank angekommen, wird der biologisch aktive Bestandteil sofort durch das verhältnismäßig gewaltige Ausmaß an Wasser dort weiter verdünnt. Dieser Umstand erfordert wiederholte Dosierungen in genauem, regelmäßigem, periodischen Abstand, um die vorteilhaften Wirkungen, die mit seiner Anwendung verbunden sind zu maximieren.
Es kann daher aus dem vorher erwähnten erkannt werden, dass gegenwärtig ein wirklicher Bedarf an verbesserten Verfahren und Substanzzusammensetzungen im Fachgebiet existiert, die verwendet werden können, um den Abbau von festen Nahrungsmittelabfällen, die einem Klärtank oder einer Senkgrube als Abwasserausbereitungssystem zugeführt werden, zu vereinfachen.
Außerdem besteht im Fachgebiet ein wirklicher und gegenwärtiger Bedarf an Verfahren und Substanzzusammensetzungen, die verwendet werden können, den Abbau von festen Nahrungsmittelabfällen zu erleichtern, die einer konventionellen Abwasserleitung, oder einem anderem Abwasserausbereitungssystem, wie einem Abwasserausbereitungssystem, das eine Vielzahl von Wohnhäusern oder Gebäuden versorgt, wie eine kommunale Abwasserausbereitungsanlage, zugeführt werden.
Außerdem besteht ein Bedarf an einer Zusammensetzung, die besonders nützlich ist, den Abbau von festen Nahrungsmittelabfällen, die durch ein Abfallbeseitigungssystem aufgeschlossen sind, zu erleichtern.
In einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt für die Behandlung von Nahrungsmittelabfallprodukten , wie festem Abfall, besonders für feste, durch ein Abfallbeseitigungssystem aufgeschlossene Nahrungsmittelabfälle, das den Verfahrensschritt umfasst:
Lieferung an eine Menge an frisch aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfällen, zum Beispiel während diese entweder noch im Abfallbeseitigungssystem vorhanden sind, oder an ein aufgeschlossenes Nahrungsmittelabfallprodukt kurz nach dem Austritt aus der Abfallbeseitigungsvorrichtung, eine Zusammensetzung, die beinhaltet:
75–99 Gewichtsprozent eines wässrigen Enzymgemisches, das enthält:
mindestens 5 × 10³ CDU/Gramm Proteaseenzyme;
mindestens 1,2 × 10⁴ MWU/Gramm Amylaseenzyme;
mindestens 1 × 10² LU/Gramm Lipaseenzyme;
mindestens 1 × 10³CU/Gramm Cellulaseenzyme;
0–20 Gewichtsprozent eines Propylenglyols als konservierende Komponente;
0–3 Gewichtsprozent eines oder mehrerer nicht-ionischer oberflächenaktiver Mittel;
und
0–10 Gewichtsprozent einer oder mehrerer fakultativer Komponenten,
z. B. ausgewählt aus: Färbemitteln einschließlich Farbstoffen und/oder Pigmenten, Duftzusammensetzungen einschließlich Parfümen, geruchsneutralisierende Zusammensetzungen, Mikronährstoffen, pH-Wert-einstellenden Agenzien, Verdickungsmitteln und weiteren Enzymen, ebenso wie andere, hier nicht aufgeführte, aber auf dem Fachgebiet bekannte, die die Aktivitätsspiegel des Bakteriums oder des Enzyms im Anschluß an die Herstellung der Behandlungszusammensetzung und vor ihrer Anwendung nicht unerwünscht herabsetzen.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine biologisch aktive Behandlungszusammensetzung zur Behandlung aufgeschlossener Nahrungsmittelabfallzusammensetzungen wie vorstehend definiert, bereit. Diese Behandlungszusammensetzung liegt in Form eines wässrigen Präparats vor.
Die Zusammensetzung kann außerdem mindestens 1 Gewichtsprozent eines wässrigen Bakterienkomplexes mit einer Aktivität von mindestens 1,0 × 10⁶ Bakterien/Gramm enthalten.
Der Bakterienkomplex ist ein Bakterienkomplex, der in der Lage ist, ein oder mehrere Enzyme herzustellen, oder es handelt sich um einen Bakterien/Enzymkomplex, der mindestens ein Enzym und/oder mindestens einen Mikroorganismus enthält, der in der Lage ist, ein hydrolytisches Enzym zu produzieren. Ein solcher Bakterienkomplex wird in einer wässrigen Präparation geliefert. Exemplarische Enzyme schließen Cellulasen, Amylasen, Proteasen und Lipasen ein, von denen Cellulasen und Lipasen bevorzugt werden. Diese Enzyme, wie auch kommerziell erhältliche Enzympräparationen, die diese umfassen, sind auf dem Fachgebiet bekannt und von einer Reihe von Lieferanten erhältlich. Besonders nützliche Bakterienkomplexe schließen die ein, die von George A. Jeffreys Co. verkauft werden und die in den Beispielen verwendet werden.
Einen Teil der erfindungsgemäßen Behandlungszusammensetzungen bilden Proteasen. In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können alle Proteasen verwendet werden, die bei der Zerlegung von Proteinen, insbesondere von tierischen Proteinen wirksam sind. Nützliche Proteasen können von einer Reihe von Quellen stammen, einschließlich Mikroorganismen, wie solche der Gattung Aspergillus und Bacillus. Besonders vorteilhaft in der Verwendung sind Proteasen, die von den Mikroorganismen Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus licheniformis und Bacillus subtilis stammen.
Die Proteaseaktivität kann als Proteaseeinheit/Gramm beschrieben werden, welche durch bekannte Verfahren bestimmt wird. Die Protease als Bestandteil des Enzymgemischs zeigt eine Aktivität von mindestens 5 × 10³ Proteaseeinheiten/Gramm des Enzymgemischbestandteils; erwünscht ist, wenn der Bestandteil eine Aktivität von mindestens 1 × 10⁴ Proteaseeinheiten/Gramm zeigt, am wünschenswertesten ist es, wenn der Bestandteil eine Aktivität von mindestens 5 × 10⁵ Proteaseeinheiten/Gramm aufweist. Auf den Aktivitätsparameter Proteaseeinheiten/Gramm wird abwechselnd als CDU Einheiten/Gramm oder als Casein Verdauungseinheiten/Gramm verwiesen, welche auf dem Fachgebiet bekannt sind und durch gut bekannte Techniken bestimmbar sind. Die Proteasen , zeigen ferner wünschenswerterweise eine Aktivität im pH-Wertbereich von 3,5 bis 13,0, zeigen aber bevorzugt ihre Aktivität im pH-Wertbereich von 7,0 bis 10,5.
Typischerweise wird die Aktivität einer solchen Proteaseherstellung durch die verschiedenen Lieferfirmen bestimmt. Alternativ kann die Proteaseaktivität durch gut bekannte Verfahren bestimmt werden, einschließlich durch den Verdauungsgrad einer Caseinlösung durch ein proteolytisches Enzym. Als Beispiel wird ein sehr nützliches Protokoll zur Bestimmung der Proteaseaktivität im Folgenden beschrieben.
Dieses Verfahren beruht auf dem Grundsatz, dass der Verdauungsgrad einer Caseinlösung durch ein proteolytisches Enzym, wenn er unter Standardbedingungen durchgeführt wird, proportional zur proteolytischen Aktivität des Enzyms ist. Die verdaute Caseinlösung verursacht nach Ansäuerung eine Trübung, die umgekehrt proportional zum Ausmaß des Verdaus ist. Diese Trübung kann leicht und verlässlich in einem photoelektrischen Kolorimeter gemessen werden.
Die Messung bakterieller proteolytischer Aktivität nach dem CDU-Verfahren, beruht auf der Gross-Fuld Methode (Tauber, Chemistry and Technology of Enzymes, 1949, S. 181) und auf den Methoden von Tobey und Yousten (Development in Industrial Microbiology, 1977, 18; 499).
Eine CD (Casein verdauende) Einheit ist als die Menge an Enzym definiert, die 1 mg Casein bis zum „Standardtrübungsendpunkt" in einer Stunde bei 40°C, pH-Wert 7,0, unter den untenstehend beschriebenen Bedingungen verdaut. Zur Bequemlichkeit wurde der tatsächliche Test bei 30°C für 20 Minuten durchgeführt und die geeigneten Faktoren wurden in der Berechnung wie untenstehend beschrieben angewendet.
Unter Routinelaborbedingungen erwies sich das Verfahren als auf ± 10% genau und Genauigkeitsgrenzen von ± 5% zu haben. In diesen Spezialfällen, in denen eine Reihe von Proben, die alle aus der selben Quelle stammen, untersucht wird, wie Proben, die einem Tank während des Laufs einer einzelnen Enzymprobe entnommen wurden, können die Vertrauensgrenzen für Genauigkeit und Präzision auf ± 5%, beziehungsweise auf ± 2,5% abgesenkt werden.
II. Verfahren
Die proteolytische Aktivität einer unbekannten Probe wird durch den Vergleich ihrer Aktivität zu der einer Reihe von Standardproben mit bekannter Aktivität in CDU pro g im nachstehend beschriebenen Versuch bestimmt.
Eine Standardcaseinlösung (1 mg/ml) wird durch Auflösung von 1 g trockenem Casein in 200 ml destilliertem Wasser hergestellt. Die Lösung wird durch die Zugabe von 50 ml 0,1 N NaOH basisch gemacht und 15 Minuten lang erhitzt und gerührt. 200 ml destilliertes Wasser wurden der Lösung zugefügt, diese auf circa 30°C abgekühlt und dann durch die Zugabe von 200 ml eines 0,1 M KHP₂O₄/NaHP₂O₄-Puffers pH 6,2 neutralisiert. Die Lösung wird dann mit destilliertem Wasser auf ein Endvolumen von 1 Liter eingestellt.
Eine Arbeitsstandardlösung wird aus einer Masterstandardlösung mit bekannter Aktivität in CDU pro g hergestellt. Zu je 100 ml Arbeitsstandardlösung, die bis zu einer Endkonzentration von circa 150 CDU/ml verdünnt wurde, werden 4 ml 0,1 M KHP₂O₄/NaHP₂O₄-Puffer, pH 7,0 und 1 ml 2% Thioharnstoff zugegeben.
5,0 ml der Caseinlösung werden in eine Reihe von Teströhrchen gegeben, die, um sie anzuwärmen, für mehrere Minuten bei 30°C inkubiert werden. Den Röhrchen werden verschiedene Volumina der Hausstandardlösung und Wasser zugefügt, sodass sie eine Konzentrationsreihe des Hausstandards enthalten. Das Endvolumen der zugefügten Standardlösung und Wasser beträgt für alle Röhrchen 1 ml. Es kann z. B. eine Standardreihe aus 5 Röhrchen hergestellt werden, die 30, 45, 60, 75 und 90 CDU des Arbeitsstandards und 5 ml der Caseinlösung enthalten. Nach gründlichem Mischen werden die Röhrchen 20 Minuten bei 30°C inkubiert und dann in ein Eiswasserbad gestellt. 4 ml Natriumacetat/Eisessig (0,6 g pro Liter/2,0 ml pro Liter), pH 3,85 wurde in alle Röhrchen gegeben, die durch Schwenken gemischt wurden und dann zurück in das 30°C Wasserbad gestellt wurden. Der saure Puffer reagiert mit dem teilweise verdauten Casein, um einen colloidalen Schleier zu produzieren, der sich innerhalb von 5 Minuten vollständig entwickelt und sich während der nächsten 10 Minuten nur wenig verändert. 15 Minuten nach Zugabe des sauren Puffers werden die Transmissionsmessungen (%) unter Verwendung eines photoelektrischen Kolorimeters mit einem 540 nm Filter und bei Einstellung des Galvanometers mit destilliertem Wasser auf 100 % Transmission durchgeführt. Die prozentuale Transmission, die für jede Probe erhalten wurde, wurde gegen die CDU des Enzyms in der Probe aufgetragen, um eine Standardkurve zu erhalten. Durch Interpolation der Transmissionswerte, die von unbekannten, wie die Standards behandelten Proben erhalten wurden und durch angemessene Korrektur der Verdünnung wird es möglich sein, die proteolytische Aktivität in CDU pro ml oder g der unbekannten Proben festzustellen.
Es muß verstanden werden, dass das vorstehend beschriebene Versuchsverfahren geliefert wurde, um zu veranschaulichen und nicht, um einzuschränken und dass andere im Fachgebiet bekannte und anerkannte Verfahren verwendet werden können.
Es sind verschiedene Protease haltige Präparate kommerziell erhältlich, wie ALKAPRO von der Geo. A. Jeffreys Co., Inc. (Salem, VA), das ein Beispiel für ein besonders bevorzugtes Proteasepräparat darstellt. Dieses Präparat wird in den nachstehend beschriebenen Beispielen verwendet. Das Präparat wird als alkalische Protease vom Serintyp bakteriellen Ursprungs beschrieben, es zeigt einen Enzyrnaktivitätsspiegel von mindestens 400.000 Proteaseeinheiten/Gramm und ist gut verwendbar in einem pH-Wertbereich von 3,5 bis 13,0 mit einer optimalen Aktivität in einem pH-Wertbereich von 7,0 bis 10,5.
Es können ebenso Proteasen verwendet werden, die von anderen Quellen herstammen, als die vorstehend erläuterten.
Die Behandlungszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung schließen Amylasen ein. Amylasen, die in Bestandteil A verwendet werden, schließen die ein, die beim Zerlegen von Stärken in Zucker wirksam sind. Solche nützlichen Amylasen umfassen solche, die als Alpha-Amylasen, Beta-Amylasen, Iso-Amylasen, Pullulanasen, Maltoseamylasen, Amyloglukosidasen und Glukoamylasen bezeichnet werden, wie auch andere Amylyseenzyme, die hier nicht besonders erläutert werden. Diese schließen endoaktive und exoaktive Amylasen ein. Gut verwendbare Amylasen können aus einer großen Auswahl von Quellen erhalten werden, einschließliche Mikroorganismen der Gattungen: Aspergillus, Rhizopus und Bazillus. Um uneingeschränkte Beispiele zu geben, schließen spezifische Mikroorganismen ein: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizopus oryzae, Rhizopus niveus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus stearothermophilus, Bacillus licheniformis, insbesondere wenn er ein Bacillus stearothermophilus-Gen für Alpha-Amylase enthält, Bacillus subtilis, der ein Bacillus megaterium-Gen für Alpha-Amylase enthält, sowie Bacillus acidopullulyticus. Andere Quellen schließen z. B. Gerstenmalz und bestimmte tierische Gewebe der Bauchspeicheldrüse, sowie andere, hier nicht erläuterte, die aber nichtsdestoweniger dem Fachgebiet bekannt sind, ein.
Die Aktivität der Amylasen kann in Einheiten der bakteriellen Amylase pro Gramm gemäß bekannter Verfahren, wie die, die im Food Chemicals Codex offenbart werden, beschrieben werden. Nützliche amylasehaltige Präparate für die Verwendung im Enzymgemisch der Erfindung zeigen eine Aktivität von mindestens 1,2 × 10⁴ bakterieller Amylaseeinheiten pro Gramm (MWU/g), wünschenswert sind mindestens von 1,2 × 10⁴ MWU/g bis 2 × 10⁴ MWU/g und am wünschenswertesten mindestens 1,6 × 10⁴ MWU/g. Diese Aktivitäten können durch bekannte Techniken bestimmt werden.
Typischerweise werden die Amylaseaktivitäten des Präparats durch den Lieferanten geliefert. Alternativ können die Amylaseaktivitäten eines Präparats durch eine Vielzahl bekannter Protokolle bestimmt werden. Zur Veranschaulichung wird ein solches Protokoll nachstehen beschrieben.
BESTIMMUNG VON VERFLÜSSIGENDER AMYLASE (Modifiziertes Verfahren nach Wohlegmuth)
Dieser Versuch basiert auf der Bestimmung der Zeit, die erforderlich ist, um Stärke bis zu Dextrin einer definierten Größe zu hydrolysieren, was durch die Färbung des Dextrin-Jod-Komplexes angezeigt wird. Diese Färbung wird mit einem Farbstandard verglichen.
FARBSTANDARD:
Als dauerhafter Standard dient ein Glasscheibenfarbstandard Nr. 6205-5, der von der Hellige Company, New York vertrieben wird. Die Scheibe ist über einer leicht abgeschirmten 100 Watt „Tageslichtglühbirne", die für die Farbvergleiche verwendet wird, angebracht.
Eine andere Art von Farbstandard kann durch Auflösung von 25,0 g Kobaltchloridhexahydrat und 3,84 g Kaliumdichromat in 100 ml 0,01 N Salzsäure hergestellt werden. In einer zugestöpselten Flasche oder einem vergleichbaren Röhrchen, ist dieser Standard unbegrenzt haltbar.
REAGENZIEN
Stärkelösung
Man stellt eine Aufschlämmung aus löslicher Stärke (4 g je 100 ml, basierend auf dem Trockengewicht der Stärke, das durch Dehydrierung für 24 Stunden bei 100°C bestimmt wurde) her. Man gibt die Aufschlämmung in sprudelnd kochendes Wasser und spült die Stärke quantitativ in das kochende Wasser. Man läßt die Stärkelösung erneut auskochen und kocht sie für genau drei (3) Minuten, danach wird gekühlt und verdünnt.
Jodstocklösung
Man löst 5,5 g Jodkristalle und 11 g Kaliumjodid in Wasser auf und verdünnt auf 250 ml. Man bewahrt die Lösung im Dunkeln auf und stellt sie jeden Monat frisch her.
Jodverdünnungen
2 ml der Jodstocklösung und 20 g Kaliumjodid werden mit destilliertem Wasser auf 500 ml aufgefüllt.
Puffer
a) bakterielle Amylase
Phosphatpuffer, pH-Wert 6,0, bestehend aus 100 ml 1 N Na₂HPO₄ und 960 ml 1 N NaH₂PO₄,
b) Pilzamylase
Acetatpuffer, pH-Wert 5,0, hergestellt durch das Mischen von 200 ml² N Essigsäure, 130 ml 2 N NaOH und 50 ml Wasser.
c) Pankreasamyl
Phosphatpuffer, pH-Wert 6,9, bestehend aus 900 ml 1 N Na₂HOP₄, 350 ml 1 N NaH₂PO₄, 417 ml 1 M NaCl und 417 ml Wasser.
Verfahren
100 ml 4%ige Stärke plus 40 ml Puffer werden mit Wasser in einem 200 ml volumetrischen Kolben verdünnt. In jedes Teströhrchen werden 5 ml dieser gepufferten Stärkelösung und 4 ml Wasser (bei einer angenommenen Menge an Enzymlösung von 1 ml) pipettiert.
Die Teströhrchen werden in ein durch einen Thermostaten kontrolliertes Wasserbad bei 40°C ± 0,05°C gestellt und der Lösung erlaubt, diese Temperatur zu erreichen (mindestens 10 Minuten). Es folgt die Zugabe von 1 ml der geeignet verdünnten Enzymlösung und gründliches Mischen. Der genaue Zeitpunkt der Enzymzugabe wird vermerkt und zu notierten Zeitpunkten danach je 1 ml des Probeverdaus entnommen und zu 5 ml verdünnter Jodlösung gegeben. Nach Mischen durch Umdrehen der Röhrchen wird die Färbung mit der Hellige Farbscheibe vor einer leicht abgeschirmten 100 Watt „Taglicht" Glühbirne verglichen.
Sobald sich die Färbung der der Scheibe nähert, werden öfter Proben genommen, vorzugsweise in Abständen von 15 Sekunden. Der Endzeitpunkt des Verdaus ist erreicht, wenn die Probe eine Färbung, die zu der der Standardscheibe paßt, zeigt.
Für ein Maximum an Genauigkeit sollte der Endzeitpunkt zwischen 5 und 25 Minuten liegen. Wenn er das nicht tut, sollte die Probeenzymlösung entsprechend angepasst werden.
BERECHNUNG
1 MWU verdaut 1,0 mg löslicher Stärke unter Testbedingungen in 30 Minuten.
Es muß verstanden werden, dass das Protokoll zur Veranschaulichung und nicht, um zu beschränken, beschrieben wurde und dass andere auf dem Fachgebiet bekannte Versuchsverfahren ebenso verwendet werden können.
Nützliche amylasehaltige Präparate sind von einer Vielzahl von kommerziellen Quellen erhältlich, einschließlich z. B. ein Produkt , das als IC 24,000 von der Geo. A. Jeffreys & Co., Inc. (Salem, VA) vertrieben wird. Dieses Amylasepräparat wird in den nachstehenden Beispielen verwendet. Dieses Präparat wird als ein Amylase/Carbohydrase-Präparat bakteriellen Ursprungs beschrieben und zeigt einen Enzymaktivitätsspiegel von mindestens 24000 Einheiten bakterieller Amylase pro Gramm.
Die Lipasen, die in den Behandlungszusammensetzungen der Erfindung verwendet werden sind jegliche, die als wirksam in der Reduzierung von Fetten und Ölen befunden wurden. Fette, die der Zersetzung durch Lipasen besonders zugänglich sind, stammen aus Tieren oder Pflanzen. Solche Fette werden meistens als Essensreste entsorgt, die in einen Abfluß oder in eine Abflußleitung eingebracht werden, da angenommen wird, dass sie einen nennenswerten Anteil eines Abfallstromes bilden. Fette und Öle, besonders die, die in einer nicht flüssigen Form verdichtet sind, sind außerdem dafür bekannt, dass sie, wegen der hydrohhoben Natur der Fette, die sie gegen die Auflösung in Wasser Widerstand leisten läßt, eine extrem schwer zu entfernende Ablagerung darstellen.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann jede Lipase, die beim Abbau von tierischen oder pflanzlichen Fetten oder Ölen wirksam ist, verwendet werden. Nützliche Lipasen können aus einer Vielzahl von Quellen erhalten werden, einschließlich von Mikroorganismen der Gattung Aspergillus, Rhizomucor und Candida. Besonders bevorzugte Mikroorganismen umfassen die, die Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizomucor miehei und Candida rugosa einschließen. Ebenso verwendbare Lipasen schließen solche aus tierischen Quellen stammende ein, wie solche aus tierischem Pankreasgewebe ebenso wie aus den Vordermägen bestimmter Viehbestände, einschließlich Kälber, Kitze und Lämmer.
Die Aktivität der Lipasen kann in verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden, einschließlich den Einheiten der Fettsäure (Buttersäure), die aus Tributyrin bei einem pH-Wert von 7,0 und bei 30°C freigesetzt werden.Solche Einheiten werden abwechselnd als Lipaseeinheiten oder „LU" bezeichnet. Die Lipasen, die im Enzymgemisch der Erfindung vorliegen, zeigen Aktivitäten von mindestens 100 LU/Gramm, wünschenswert sind mindestens 1000 LU/Gramm, oder wünschenswert von 100 bis 1000 LU/Gramm des Enzymgemischs.
Die Aktivität der Amylasen in einer amylasehaltigen Enzympräparation wird typischerweise vom Hersteller geliefert. Es können jedoch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren zur Bestimmung der Lipaseaktivität einer Präparation verwendet werden. Ein Beispiel für ein solches Versuchsverfahren zur Bestimmung der Amylaseaktivität ist das folgende:
Lipase/Esterase – pH-Stat-Verfahren auf einem Tributyrinsubstrat
Dieses Verfahren basiert auf der Hydrolyse von Tributyrin durch das Enzym; der Verbrauch an Alkalien wird als eine Funktion der Zeit registriert.
Definition der Einheit
1 LU (Lipase Unit) ist die Enzymmenge, die 1 μmol titrierbare Buttersäure pro Minute unter den angegebenen Standardbedingungen freisetzt.
Standardbedingungen

Temperatur 30°C

pH-Wert 7,0

Emulgator Gummiarabicum

Substrat Tributyrin
Gerät

pH-Stat einschließlich: Autobürette 0,25 ml pH-Meter Titrator Registrator Titrationsaufbau mit Rührfunktion
Mischer
Wasserbad mit Thermostat eingestellt auf 30°C

Reagenzien
0,05 N NaOH-Reagenz
Man leert eine 0,1 N NaOH-Ampulle (Merck, Titrisol, Nr. 9959) quantitativ in einen 2000 ml volumetrischen Kolben. Man füllt mit Wasser auf 2000 ml auf und rührt abgedeckt.
Die maximale zu empfehlende Lagerungsdauer hängt vom Luftkontakt ab.
Emulgierendes Reagenz
Man wiegt 17,9 g NaCl und 0,41 g KHP₂O₄ in ein 1000 ml Becherglas ein, fügt 400 ml demineralisiertes Wasser und 540 ml Glyzerin dazu und gibt unter kräftigem Rühren 6,0 g Gummiarabicum (Merck Artikelnr. 4282) zu. Man rührt, bis sich alles gelöst hat. Man überträgt die Lösung in einen 1000 ml Messkolben und füllt mit demineralisiertem Wasser bis zur Markierung auf. Die maximale zu empfehlende Lagerungsdauer beträgt bei Raumtemperatur 1 Monat.
Benzoesäure-Reagenz
Man wiegt 0,240 g Benzoesäure in einen 200 ml volumetrischen Kolben ein. Man fügt destilliertes oder demineralisiertes Wasser zu und löst durch Rühren bei 30 bis 40°C auf.
Substratemulsion
15 ml Tribuyrat wird in einen Waring Mixer pipettiert und 50,0 ml Gummiarabicum-Reagenz und 235 ml demineralisiertes oder destilliertes Wasser zugefügt.
Diese Präparation wird täglich frisch hergestellt.
Enzymlösungen
Die Enzympräparationen werden mit destilliertem/demineralisiertem Wasser (siehe auch das Behandlungsverfahren für die Auflösung des Glycinpuffers im Nachtrag) bis zu einer ungefähren Konzentration von 1,0 LU/ml verdünnt. Eine annehmbare Verdünnung enthält 0,50 bis 2,0 LU/ml.
Verfahren

1. Nach Mischen des Substrats durch Schwenken pipettiert man 20,0 ml Substrat in einen Reaktionskolben.
2. Nach Vorwärmen des Substrats für mindestens 3 Minuten in einem 30 °C-Wasserbad wird der Reaktionskolben in den Titrationsbecher gestellt.
3. Man fügt 1,0 ml Enzymverdünnung (bei niedriger Enzymaktivität werden bis zu 3,0 ml verwendet) zu der Substratlösung und stellt das Reaktionsgefäß in den Titrationsaufbau.
4. Der pH-Wert wird mit 0,1 NaOH auf 6,8 bis 6,9 (oder manuell auf einer Autobürette mit 0,05 N NaOH) eingestellt und startet die pH-Stat Titration. Das Rühren sollte kräftig sein, ohne Luft im Substrat einzuschließen.
5. Nach 5 Minuten wird die Titration mit einer konstanten (linearen) Alkalizugabe gestoppt, doch wird die Titrationskurve für mindestens 8 Minuten aufgezeichnet.

Enzymkontrolle
Man analysiert als erste Probe eine bekannte Lipaseprobe, um das Substrat zu prüfen.
pH-Stat Kontrolle

1. Um die Elektrode vor Analysebeginn zu äquilibrieren, wird sie in dem Substrat aufliewahrt.
2. 20 ml Substrat, die an die Temperatur angeglichen wurden, werden auf einen pH-Wert von 6,90 bis 6,95 eingestellt und die Bürette neu gefüllt.
3. Man titriert für 1 bis 3 Minuten, um eine gleichmäßige Basislinie zu erhalten und stellt Zähler der Bürette auf 0.
4. Man gibt 1 ml Benzoesäure zu und beginnt mit der Aufzeichnung. 5. Man liest die Menge ab und fügt nach 3 Minuten den Titranten zu.
6. Man berechnet die theoretische Menge, die benötigt wird, die Benzoesäure zu titrieren:
wobei: 122,1 das Molekulargewicht von Benzoesäure ist 200 das Volumen ist, in dem die Benzoesäure gelöst wird 0,05 die Normalität der NaOH ist

Es muß verstanden werden, dass das vorstehend beschriebene Versuchsverfahren zur Veranschaulichung geliefert wird und nicht, um einzuschränken. Jegliches andere auf dem Fachgebiet anerkannte Verfahren kann verwendet werden.
Der pH-Wert-Bereich, in dem die Lipasen eine nützliche Aktivität zeigen, liegt bei 5,0 bis 13,5, wünschenswerter aber bei 7,0 bis 12,0.
Verschiedene Lipase-haltige Präparationen sind kommerziell erhältlich, wie LIPIDASE von der Geo. A. Jeffreys Co. Inc. (Salem, VA). Dieses Präparat wird in nachstehenden Beispielen verwendet. Dieses Präparat wird als aus Pilzen stammende Lipase beschrieben, die eine Enzymaktivität von mindestens 10.000 Buttersäureeinheiten, die aus Tributyrin bei einem pH-Wert von 7,0 und bei 30°C freigesetzt werden, aufweist und die im pH-Bereich von 5,0 bis 13,5 nützlich ist.
Lipasen können auch aus bestimmten Pilzen, für die bekannt ist, dass sie Lipasen produzieren, hergestellt werden und solche aus Pilzen gewonnene Lipasen können auch in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden.
Wie beschrieben, gehören zu den erfindungsgemäßen Behandlungszusammensetzungen eine oder mehrere Cellulasen. Der Begriff Cellulase wird im Allgemeinen verwendet, um die Gruppe von Enzymen zu beschreiben, die Cellulose hydrolysiert. Es ist bekannt, dass Cellulose ein Hauptbestandteil von Papierprodukten ist und die Verwendung von Cellulose als ein Zusatz zu bestimmten Nahrungsmitteln wird immer bekannter. Deshalb wird erwartet, dass Papierprodukte einen nennensweren Anteil eines Abfallstromes bilden.
Cellulasen schließen eine oder mehrere Enzymuntergruppen ein, die Unterkategorien von Cellulose hydrolysieren, einschließlich Endocellulasen, Exocellulasen, Beta-1.3-Glukanasen und Beta-Glukosidasen. In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Verfahren, kann jede dieser Cellulasen einzeln oder in Kombination verwendet werden, vorzugsweise werden sie aber kombiniert verwendet. Bevorzugt werden Cellulasen verwendet, zu denen die gehören, die aus Mikroorganismen der Gattungen Trichoderma, Chrysosporium, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Thielavia, Sporotrichium, Cellulominas, Ruminococcus und Clostridium stammen. Cellulasen sind auch dafür bekannt, von gentechnisch veränderten Mikroorganismen der Gattung Bacillus hergestellt zu werden. Zu besonders bevorzugten Mikroorganismen, die als Quelle des Cellulasebestandteils nützlich sind, gehören: Aspergillus niger, Aspergillus aculeatus, Bacillus subtilis, Trichoderma longibrachiatum und Bacillus lentus. Kommerzielle Quellen für diese Cellulasen sind gut bekannt. Beispiele schließen die ein, die unter den Handelsbezeichnungen MAXICEL von der Geo. A. Jeffreys Co., Inc. (Salem, VA), sowie CELLUCLAST 250 1 und CELLUCLAST 100 1 von Novo Nordisk, Inc. (New York, New York) erhältlich sind. Das Cellulasepräparat MAXICEL wird in den nachstehenden Beispielen verwendet.
Die Aktivität der Cellulaseenzyme kann in Einheiten der Cellulaseeinheiten pro Gramm ausgedrückt werden. Der Cellulasebestandteil, der einen Teil des Enymgemisches der Erfindung bildet zeigt eine Aktivität von mindestens 1000 CU Einheiten/Gramm der Enzymmischung und zeigt wünschenwerterweise eine Aktivität von 1000 bis 5000 CU Einheiten/Gramm bei einem pH-Wert von 7,0. Diese CU Einheiten/Gramm können auch austauschbar als CMC Einheiten ausgedrückt werden, die durch bekannte Techniken der Viskositätsmessung bestimmt werden; diese Techniken sind auf dem Fachgebiet bekannt und anerkannt. Ferner ist es wünschenswert, wenn die Cellulasen eine Aktivität in einem pH- Wertbereich von 4,0 bis 9,5 zeigen, vorzugsweise aber in einem pH-Wertbereich von 5,5 bis 7,5.
Cellulasen können auch aus bestimmten Pilzen hergestellt werden, die für ihre Produktion von Cellulasen bekannt sind. Solche, aus Pilzen gewonnene Cellulasen, können ebenso in den Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden.
Obwohl es gewürdigt wird, dass die Aktivität der Cellulasepräparate vom Lieferanten geliefert werden kann, kann die Aktivität eines Cellulasepräparats durch bekannte und anerkannte Verfahren bestimmt werden.
Um das Beispiel nicht einzuschränken, wird ein solches beispielhaftes Versuchsverfahren im folgenden Versuchsprotokoll für die Bestimmung von aus Aspergillus niger, var., und Trichoderma reestei stammenden Cellulasen beschrieben. Der Versuch basiert auf der Zeit, die benötigt wird, um die Viskosität löslicher Cellulose von 400 Zentipoise auf 300 Zentipoise bei einem pH-Wert von 5,0 herabzusetzen.
Apparatur und Protokoll
Viskosimeter:
Man verwendet ein Brookfield Modell LVF oder ein typgleiches Viskosimeter mit einer Spindel Nr. 1, die in der Lage ist, sich bei 12 UpM zu drehen und die in Zentipoise, abgelesen wird. Ein geeignetes Viskosimeter ist von Brookfield Engineering Laboratories, Inc., 240 Cushing Street, Stoughton, Massachusetts 02072 erhältlich.
Probenbehälter:
Man verwendet ein 250 ml Becherglas, oder ein entsprechendes Gefäß, das auf die Verwendung mit dem Brookfield Viskosimeter zugeschnitten ist; Berzelius Bechergläser, die als Corning Katalog Nr. 1140 erhältlich sind, sind für diesen Zweck geeignet.
Rührbesen:
Man verwendet einen Drahtquirl, wie den Eko Presto-Rührbesen mit einem spiralförmigen Konus (erhältlich in Eisenwarenläden).
Reagenzien und Lösungen:
Natriumacetatpuffer, pH 5,0: Man löst 34 g Natriumacetat NaC₂H₃O₂·3H₂O in circa 800 ml Wasser und stellt den pH-Wert mit Eisessig auf 5,0 ein. Man überführ die Lösung quantitativ in einen 1000 ml voumetrischen Kolben, verdünnt auf das Endvolumen mit Wasser und mischt.
Standardlösung:
Man wiegt exakt 1 g einer Standardcellulasepräparation (als Cellase 1000 Referenzstandard von G. B. Fermentation Industries, Inc., North Broadway, Des Plaines, Illinois 60016 erhältlich) ab und löst sie in 100 ml Wasser auf. Man überführt die Lösung quantitativ in einen 1000 ml volumetrischen Kolben, verdünnt bis zum Endvolumen mit Wasser und mischt. Jeder ml dieser Lösung enthält 2,6 Cellulasenaktivitätseinheiten (CA).
Substratlösung:
Man siebt 132 g Natriumcarboxymethylcellulose (Cellulosegummi, Herculese Typ 7-LF) durch ein haushaltsübliches Teesieb der Maschengröße 40 und fügt unter kontinuierlichem Rühren ungefähr 2125 ml Wasser dazu. Man gibt 375 ml Natriumacetatpuffer dazu und setzt mit dem Rühren fort, bis das meiste des Gummis in Lösung gegangen ist. Man läßt das Gemisch für 2 bis 3 Stunden unter häufigem Rühren bei Raumtemperatur stehen, um die gleichförmige und vollständige Verteilung des Gummis zu sichern (Anmerkung: um das Polymer nicht mechanisch zu scheren, mischt man nur leicht.).
Da das Substrat von Charge zu Charge variieren kann, sollte jede Charge, bevor sie zu Untersuchung des unbekannten Enzyms verwendet wird, durch nachstehendes Verfahren überprüft werden. Die Viskosität der Substratlösung sollte von 400 cps auf 300 cps in 277 + 10 Sek. durch 5,0 ml Standardlösung reduziert werden. Fällt die Zeit für die Viskositätsreduzierung nicht in diesen Bereich, sollten geeignete Verdünnungen der Substratlösungen hergestellt werden.
Probenvorbereitung:
Man stellt eine Lösung der Enzympräparation in Wasser her, sodass je 5 ml der Endverdünnung zwischen 2 und 10 Cellulaseaktivitätseinheiten (CA) enthalten.
Verfahren:
Man überführt 200 g der Substratlösung in ein Probengefäß und equilibriert für 15 Minuten in einem Wasserbad bei einer konstanten Temperatur von 35 + 0,1°C. Zum Zeitpunkt 0 pipettiert man rasch 5,0 ml der Probenpräparation in das equilibrierte Substrat, mischt sofort für 15 Sekunden mit dem Rührbesen, und senkt dann die Viskosimeterspindel so schnell wie möglich in das Gemisch. Man entfernt das Probengefäß zu keinem Zeitpunkt der Bestimmung aus dem Wasserbad. Man beginnt bei 12 UpM zu Rühren und startet die Zeit mit einer Stoppuhr, wenn das Ablesen eine Viskosität von 400 cps anzeigt. Die Zeit läuft, bis die Viskosität auf 300 cps reduziert ist und man verzeichnet die abgelaufene Zeit (Tu) in Sekunden (Anmerkung: die vergangene Zeit sollte zwischen 150 und 600 Sek. betragen, wenn ein längere Zeiten benötigt werden, verwendet man eine höhere Enzymkonzentration in der Probenpräparation.).
In der gleichen Weise behandelt man 200 g der Substratlösung mit 5,0 ml der Standardlösung und verzeichnet die vergangene Zeit.
Berechnung:
Eine Cellulaseaktivitäts (CA)-Einheit wird als die Menge definiert, die benötigt wird, um die Viskosität von 200 g einer 5%igen Lösung des spezifizierten Natriumcarboxymethylcellulosesubstrates von 400 cps auf 300 cps bei 35°C + 0,1°C und einem pH-Wert von 5,0 in einer Stunde zu reduzieren.
Die Aktivität der Enzympräparation wird aus der Formel berechnet: CA-Einheiten/g = 1000 × 60 × 60/(W × Tu)wobei: W das Gewicht der Cellulase, die in dem 5 ml Aliquot der verwendeten Probenpräparation enhalten ist, in mg darstellt.
Es muss verstanden werden, dass das vorstehend beschriebene Versuchsverfahren zur Veanschaulichung geliefert wird und nicht, um beschränken; andere auf dem Fachgebiet bekannte und anerkannte Verfahren können ebenso verwendet werden.
Die Zusammensetzungen der Erfindung schließen wünschenswerterweise einen oder mehrere Bestandteile ein, die als Konservierungsmittel fungieren. Besonders nützlich sind organische Lösungsmittel, die diesen Effekt liefern, einschließlich C_1–5-Alkohole, C_1–5-Polyole und Glykole, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol. Jedes dieser Lösungsmittel kann ein Sauerstoffatom inkorporieren, um den entsprechenden Äther zu bilden, wie Sorbit. Diese organischen Lösungsmittel können einzeln oder in Gemischen aus zwei oder mehreren verwendet, wünschenwert ist, sie einzeln zu verwenden.
Solche organischen Lösungsmittel liegen bei Raumtemperatur als Flüssigkeiten vor (annähernd 68°F, 20°C), weisen eine gute Wasserlöslichkeit auf und, wichtig, wurden als wirksam befunden, biologisch aktive Bestandteile der flüssigen Zusammensetzungen zu stabilisieren. Bevorzugt unter diesen organischen Lösungsmitteln sind Propylenglykol und Glyzerin; für beide wurde von den Erfindern gefunden, dass sie die vorstehen erwähnten, vorteilhaften Effekte liefern und die billig und ohne weiteres verfügbar sind. Am wünschenswertesten sind Propylenglykol, Glyzerin oder Sorbit, die in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ohne die Anwesenheit anderer Flüssigkeiten, mit Ausnahme von Wasser natürlich, eingeschlossen sind. Es wurde vom Erfinder beobachtet, dass die Verwendung nur einer, oder Mischungen von zwei oder mehrerer dieser drei Stoffe einen überraschend wirksamen Effekt liefert, dadurch dass die Bakterien im Stadium reduzierter Aktivität oder einem „schlafenden" Zustand gehalten werden, ohne andere Stoffe zu benötigen. Werden die Bakterien jedoch einer geringeren Konzentration von Propylenglykol, Glyzerin oder Sorbit ausgesetzt, werden sie deutlich aktiver.
Die bevorzugtesten Stoffe, Propylenglykol, Glyzerin oder Sorbit, die als Konservierungsmittel für die Bakterien wirken, die in den Erfindungszusammensetzungen geliefert werden, sollen nicht mit kommerziell erhältlichen Konservierungspräparaten, wie die, die unter verschiedenen Handelsbezeichnungen, einschließlich DOWICIL, BUSAN, PROXEL etc. erhältlich sind, verwechselt werden. Dies sind Konservierungspräparate, die darauf ausgerichtet sind, das Wachstum von Sporen oder anderen Bakterien, die unabsichtlich in die Zusammensetzungen eingeführt worden sein können, wie durch Luftsporen etc., zu verhindern. Solche kommerziell erhältlichen Konservierungspräparate basieren daher nicht auf oder bestehen nicht ausschließlich aus den am meisten bevorzugten, angeführten Konservierungsstoffen, nämlich Propylenglykol und wahlweise Glyzerin oder Sorbit.
Die Behandlungszusammensetzungen der Erfindung können eine oder mehrere fakultative Bestandteile beinhalten, wie Färbemittel, einschließlich die Fließeigenschaften modifizierende Agenzien, einschließlich Verdickungsmittel, Färbemittel, wie Pigmente oder Farbstoffe, opazitätserhöhende Mittel, natürliche oder synthetisch hergestellte Duftstoffe, Füllstoffe, geruchsneutralisierende Agenzien, pH-Wert anpassende Stoffe, Puffer, oberflächenaktive Mittel für die Solubilisierung von Fetten und Ölen, besonders ein oder mehrere nichtionische oberflächenaktive Mittel, Mikronährstoffe, ebenso wie andere konventionelle Zusätze, die obwohl hier nicht aufgeführt, auf dem Fachgebiet bekannt sind und die den Aktivitätsspiegel der Bakterien oder der Enzymbestandteile, nach der Herstellung der Berhandlungszusammensetzung oder vor ihrer Verwendung, nicht unerwünscht reduzieren. Weitere Enzyme, die auch zu den Erfindungszusammensetzungen gehören können, aber nicht darauf beschränkt sind, sind: Pektinase, Carbohydrase, Betaglukanase, Hemicellulase und Xylanase. Die Beifügung solcher weiteren Enzyme wie Pektinase hilft beim Abbau von Abfällen, die Früchte enthalten. Carbohydrasen sind bei der Zerlegung von Polysacchariden vom nicht Stärke Typ wirksam, Betaglukanase fördert die Zerlegung von pflanzlichen Gummis und Xylanase unterstützt die Zersetzung verschiedener Typen von polymeren Gummis und natürlichen Polymeren.
Weitere fakultative Bestandteile, die zu den flüssigen Zusammensetzungen gehören können und die die als Nahrungsquelle für die Bakterien in Betracht kommen sind die Mikronährstoffe. Solche sind auf dem Fachgebiet für ihre Nützlichkeit bekannt, die Lebensfähigkeit der Bakterien in Zusammensetzungen für ausgedehnte Zeiträume, d. h. für mehrere Monate aufrecht zu erhalten. Solche Mikronährstoffe sind auf dem Fachgebiet bekannt und schließen Präparate, zu denen Calziumsalze, Magnesiumsalze, sowie andere Salze gehören, ein.
Diese weiteren fakultativen Bestandteile umfassen, basierend auf dem Gesamtgewicht solch einer Zusammensetzung, nicht mehr als 5 Gewichtsanteile der flüssigen Zusammensetzungen der Erfindung.
In den flüssigen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann es erwünscht sein, eine wirksame Menge eines Puffereagenz einzuschließen, die dazu führt, den pH-Wert der flüssigen Zusammensetzungen innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten, d. h. innerhalb von Grenzen, die keinen nachteiligen Effekt auf die Aktivität der biologisch wirksamen Bestandteile in den hier gezeigten flüssigen Präparationen haben. Beispiele für Puffer schließen alkalische Metallphosphate, Polyphosphate, Pyrophosphate, Triphosphate, Tetraphosphate, Silikate, Metasilikate, Polysilikate, Carbonate, Hydroxide und Gemische aus selbigen ein. Bestimmte Salze, wie die alkalischen Erdphosphate, Carbonate und Hydroxide können auch als Puffer fungieren. Geeignete verwendete Puffer können auch Stoffe wie Borate, Aluminate und bestimmte organische Stoffe wie Glukonate, Sukzinate, Maleate und ihre alkalischen Metallsalze sein. Diese Puffer sind im Allgemeinen nur in kleinen Mengen nötig, meistens in Mengen von nicht mehr als 5 Gewichtsanteilen, basierend auf dem Gesamtgewicht einer flüssigen Zusammensetzung, es ist wünschenswert, wenn sie aber in wesentlich geringeren Mengen vorliegen, wie in Mengen von nicht mehr als 1 Gewichtsanteil, ausgehend vom Gesamtgewicht einer flüssigen Zusammensetzung. Es ist wünschenswert, wenn der ausgewählte Puffer den pH-Wert der flüssigen Zusammensetzung der Erfindung innerhalb des aktiven Bereichs für die ausgewählten Enzyme und Mikroorganismen, die vorhanden sind, aufrecht erhält, er aber nicht mit anderen Stabilisierungsbestandteilen vermengt wird, die darauf ausgerichtet sind, die Denaturierung und Aktivität der biologisch wirksamen Bestandteile der Erfindung zu reduzieren oder zu minimieren.
Die erfindungsgemäßen Behandlungszusammensetzungen schließen wünschenswerterweise ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel ein, vorzugsweise ein oder mehrere nichtionische oberflächenaktive Mittel. So gut wie jede hydrophobe Verbindung, die eine Carboxy-, Hydroxy-, Amido- oder Aminogruppe mit einem, an den Stickstoff angehängten freien Wasserstoff enthält, kann mit Ethylenoxid oder mit dem Polyhydrationsprodukt davon, Polyethylenglykol kondensiert werden, um eine wasserlösliche nichtionische oberflächenaktive Verbindung zu erzeugen. Weiterhin kann die Länge der hydrophoben und hydrophilen Polyethylenoxidelemente variieren. Beisielhafte nichtionische Verbindungen schließen Polyoxyethylenphenole, Polyoxyethylenäther der langkettigen aliphatischen Alkohole, die Polyoxyethylenäther der hydrophoben Propylenoxidpolymere und die höheren Alkylaminoxide ein.
Als besonders nützlich zu erwähnende nichtionische oberflächenaktive Mittel sind alkoxylierte geradkettige primäre und sekundäre Alkohole, wie die unter der Handelsbezeichnung PolyTergent®SI-Reihe (Olin Chemical Co. Stamford CT), Neodol®-Reihe (Shell Chemical Co. Houston TX) kommerziell erhältlich sind; sowie die alkoxylierten Alkylphenole, einschließlich der kommerziell unter der Handelbezeichnung Triton® X Reihe (Union Carbide Chem. Co., Danbury, CT) erhältlichen.
Besonders nützliche pH-Wertbereiche der flüssigen erfindungsgemäßen Behandlungszusammensetzungen sind jede, bei denen ein oder mehrere Enzyme des vorher beschriebenen Enzymgemischs wünschenswerte Aktivitätsspiegel zeigen. Ein besonders gut verwendbarer pH-Wertbereich reicht jedoch von 3,5 bis 13,5, wünschenswerter von 4 bis 10,5, noch wünschenswerter von 4 bis 9,5 und am wünschenswertesten ungefähr bei 7.
Wie von erfahrenen Praktikern auf dem Fachgebiet geschätzt werden wird, sind die Dosierung, die Häufigkeit der Anwendung, sowie die Konzentration der aktiven Bestandteile in den Zusammensetzungen der Erfindung unabhängige Variablen. Die Optimierumg dieser Variablen wird weiter durch die Umgebung, in der die Zusammensetzungen verwendet werden sollen, sowie die Arbeitsparameter des Abwasseraufbereitungsgefäßes (Größe, Konfiguration, durchschnittliche Aufenthaltsdauer des Abwassers, Aktivität der Mikroorganismen, die bereits im Abwasseraufbereitungsgefäß vorhanden sind, etc.) beeinflusst. Die Bestimmung dieser Variablen kann durch Routineverfahren erreicht werden, die dem erfahrenen Praktiker gebräuchlich sind und die Dosierung, Häufigkeit der Anwendung und Konzentration der aktiven Bestandteile in den Zusammensetzungen können entsprechend festgesetzt werden. Jedoch zum Zwecke der Veranschaulichung: für die Behandlungszusammensetzungen, hauptsächlich für die gemäß den bevorzugten Ausführungsformen wurde festgestellt, dass sie besonders effektiv waren, wenn Dosismengen von 10 bis 100 Gramm verwendet wurden wenn sie 1 bis 5 mal pro Tag in der Behandlung eines durchschnittlichen 4 Personen-Haushaltes eingesetzt wurden. Natürlich kann die Dosismenge ein wenig reduziert sein, da die Häufigkeit der Dosierung pro Zeiteinheit, wie pro Tag, zunimmt. Am wünschenswertesten ist es, wenn eine Gesamtmenge zwischen 10 und 80 Gramm der Behandlungszusammensetzung pro Tag an die aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukte, basierend auf dem besagten durchschnittlichen Haushalt, geliefert wird.
Bezüglich der in dieser Beschreibung geschilderten Abfallbeseitigungsanlage, wird meistens verstanden, dass im Grunde genommen jegliche auf dem Fachgebiet bekannte Müllbeseitigungsanlage zufriedenstellend verwendet werden kann. Besonders nützliche Vorrichtungen schließen Abfallbeseitigungsvorrichtungen ein, einschließlich solcher, die gegenwärtig unter der Handelsbezeichnung „In-Sink-Erator" (Emerson Electric Co., Chicago, LL) kommerziell erhältlich sind, sowie ähnliche Vorrichtungen. Diese Vorrichtungen werden manchmal auch austauschbar als Müllbeseitigungsvorrichtungen vom Typ „im Spülbecken" bezeichnet, da sie darauf ausgelegt sind, am Abflußanschluss eines Spülbeckens angebracht zu werden, oder nahe des Abflußanschlusses eies Spülbeckens, so dass Abfallwasser und einige Nahrungsmittelabfallprodukte oder andere organische Stoffe, von denen gewünscht wird, dass sie heruntergespült und beseitigt werden, durch einen Einlass in die Vorrichtung eintreten und in die innere(n) Arbeitskammer(n) der Abfallbeseitigungsvorrichtung hineinfließen. Darin werden die Nahrungsmittelabfallprodukte durch mechanische Einwirkung aufgeschlossen oder anderweitig in kleinere Teilchen zerstückelt und werden deshalb zugänglicher, durch einen Auslass aus der Abfallbeseitigungsvorrichtung hinaus und in die Abflussleitungen gespült zu werden, die schließlich zum Abwasseraufbereitungssystem führen. Solche Abfallbeseitigungsvorrichtungen können mit einer Reihe von Kraftarten betrieben werden, einschließlich elektrische, elektrisch/mechanische, pneumatische, hydraulische oder andere. Im Allgemeinen jedoch, wegen der Einfachheit der Bedienung und wegen der verhältnismäßigen Kompaktheit, wird die Abfallbeseitigungsvorrichtung typischerweise unter Verwendung eines Elektromotors betrieben, der Schaufeln, Messer oder andere Geräte antreibt, die die Nahrungsmittelabfallprodukte in einer Mahl- oder Schneidekammer im Inneren des Gerätes zerteilen und zerkleinern. In einem solchen System wird die Anwendung einer solchen Kraft üblicherweise durch einen elektrisch oder mechanisch bedienten Schalter kontrolliert. Dieser ist typischerweise in der Nähe des Spülbeckens, das die Abfallbeseitigungsvorrichtug in einem Wandeinbau besitzt, installiert, wobei der menschliche Bediener den Kontakt eines solchen Schalters schließen kann, um den Motor der Vorrichtung anzutreiben.
Gemäß des Verfahrens der Erfindung, werden die Behandlungszusammensetzungen zur Abfallbeseitigungsanlage geliefert, während sich aufgeschlossene Nahrungsabfälle noch in der Abfalbeseitigungsvorrichtung befinden, oder während die aufgeschlossenen Essensabfälle in der Abflußleitung, die nahe des Auslasses der Vorrichtung liegt, sind. In solch einem Verfahren werden die Behandlungszusammensetzungen direkt auf die aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfällen geliefert.
Die Behandlungszusammensetzungen können entweder direkt oder unter Verwendung einer Vorrichtung zur Abfallbeseitigungsanlage geliefert werden. Ein direktes Lieferverfahren, das bei einer flüssigen Behandlungszusammensetzung angewendet werden kann, ist die Verwendung eines Vorratsbehälters und/oder eines Flüssigkeitsgefäßes, der/das eine Stoffzusammensetzung enthält und der mit der Abfallbeseitigungsvorrichtung über eine bewegliche Leitung, wie einer Röhre oder einem Schlauch und einem Ventil verbunden ist, das in Stromrichtung dieser beweglichen Leitung plaziert ist. Solch ein Ventil erlaubt oder stoppt den Fluss der Stoffzusammensetzung, vom Vorratsbehälter oder Flüssigkeitsgefäß zum Einlassende der Abfallbeseitigungsvorrichtung. Ein solches Ventil kann mechanisch betätigt werden, wie durch jedes einer bekannten Anzahl beweglicher Ventile, besonders ein manuell zu bedienendes Ventil. In einer beispielhaften Ausführungsform, ist das Ventil eine konventionelle, normalerweise geschlossene Kneifklammer, die angebracht ist, um einen Verlängerungsschlauch zwischen dem die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthaltenden Vorratsbehälter und/oder Flüssigkeitsgefäß und dem Einlassende der Abfallbeseitigungsanlage abzuklemmen. Ein Benutzer kann einfach zeitweilig die Klemmklammer lösen, um einer Menge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu erlauben, vom Verratsbehälter und/oder Flüssigkeitsgefäß zu fließen und dabei zum Erlassende der Abfallbeseitigungsanlage verteilt zu werden. In einer alternativen Anordnung kann das Ventil elektrisch betrieben werden, d. h. wie ein Magnetspulen betriebenes Ventil, das das Ventil in eine offene Position setzt, wenn es erregt wird, andererseits aber in einer normalerweise geschlossenen Position vorliegt. Es können entweder diese Vorrichtungen oder andere konventionelle Geräte in dem hier eingebrachten Verfahren verwendet werden.
In einerem besonders bevorzugten Verfahren, die erfindungsgemäßen, in flüssiger Form vorliegenden Behandlungszusammensetzungen, zuzuführen, wird ein Gefäß mit einer manuell betriebenen Pumpe ausgestattet, die jedes Mal, wenn sie bedient wird, eine ziemlich gleichmäßige Menge der Behandlungszusammensetzung liefert. Gemäß einer solchen bevorzugten Ausführungsform, werden die Größe und die Konfiguration der Pumpe wohlüberlegt ausgewählt, sodass eine im Wesentlichen gleichbleibende Dosis der Behandlungszusammensetzung, die in dem Kolben vorhanden ist jedes Mal, wenn die Pumpe vom Verbraucher bedient wird, praktisch geliefert wird. Auf diesem Wege kann eine zufriedenstellende Dosis direkt durch die Einlassöffnung der Abfallbeseitigungsanlage und auf die aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfälle geliefert werden.
Ein besonderer Vorteil dieser hier eingebrachten Verfahren liegt in der gezielten Zuführung der biologisch aktiven Bestandteile zu den aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Menge einer Substanzzusammensetzung, die biologisch aktive Bestandteile beinhaltet, über die Abfallbeseitigungsvorrichtung bereitgestellt, einschließlich der damit assoziierten Mittel der Flüssigkeitszuführung direkt zu den aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallpeodukten, wie vorstehend ausgedehnt beschrieben. Dieses Verfahren garantiert, dass die Behandlungszusammensetzungen, besonders die biologisch aktiven Bestandteile darin bei der raschen oder beschleunigten Zersetzung von Nahrungsmittelabfallprodukten helfen. Auf diese Weise ist die direkte Produktzuführung des biologisch aktiven Bestandteils, der meist ein oder mehrere Enzyme einschließt und/oder Bakterien an die Oberfläche der Feststoffe, welche eine schnelle Zersetzung erfordern, gesichert. Ein solches Produktzuführungssystem garantiert auch, dass über den Kontakt des biologisch aktiven Bestandteils der Substanzzusammensetzung mit den aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten, dieser biologisch aktive Bestandteil die Abbautätigkeit der Zerlegung der aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten beginnen kann. Dies geschieht sogar vor der schließlichen Zuführung der Nahrungsmittelabfallprodukte zum primären Abwasseraufbereitungssystem, d. h. Abwasseraufbereitung über eine Senkgrube oder einen Klärtank. Ein begleitender Vorteil dieses Verfahrens liegt in den überraschend schnellen und hohen Abbauraten der aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukte, die der Erfinder festgestellt hat. Diese Raten waren signifikant höher, als von auf dem Fachgebiet bekannten Behandlungszusammensetzungen erwartet wurde. Ein weiterer Vorteil des zielgerichteten Zuführungssystems liegt darin, dass der biologisch aktive Bestandteil in Verbindung zu den frisch aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten gebracht wird und somit ein sehr großer Anteil der biologisch aktiven Bestandteile pro Masseneinheit der Nahrungsmittelabfallprodukte geliefert wird. Ein solcher Anteil ist wesentlich höher, als der, der durch Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist, bei denen der Klärtank mit der Substabzzusammensetzung einschließlich des biologisch aktiven Anteils dosiert wird. Das ist besonders vorteilhaft, da die biologisch aktiven Bestandteile (Enzyme, Bakterien) in direkter Verbindung mit einer geeigneten Nahrungsquelle stehen und fast unmittelbar und vor dem schließlichen Erreichen des Klärtanks oder der Senkgrube mit dem Verbrauch der Nahrungsmittelabfallprodukte beginnen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die aufgeschlossenen Nahrungsmittel eine viel größere Oberfläche pro Masseneinheit der Nahrungsmittel bieten, im Gegensatz zur gleichen Masseneinheit von Nahrungsmitteln, die jedoch nicht aufgeschlossen oder zerkleinert sind.
Es muss verstanden werden, dass obgleich in den bevorzugten Ausführungsformen, die Zuführung von flüssigen Mitteln direkt mit der Abfallbeseitigungsvorrichtung verbunden ist, es nichtsdestoweniger möglich ist, die gewünschten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhalten, indem man ein Flüssigkeitszuführungsmittel einbezieht, um die Behandlungszusammensetzungen zwischen dem Spülbeckenabfluss und der Abwasseraufbereitungsanlage zuzuführen.
Es ist wünschenswert, wenn sich solche Mittel der Flüssigkeitszuführung innerhalb von ein paar Fuß des Abflußrohres nach dem Auslass der Abfallbeseitigungsvorrichtung befinden. Am wünschenswertesten wäre eine alternative Lokalisation zwischen oder unmittelbar angrenzend zur Auslassöffnung der Abfallbeseitigungsvorrichtung und vor der „J" oder „P"-Auffangvorrichtung, die mit einem Spülbecken verbunden ist. Diese wird typischerweise innerhalb weniger geraderliniger Fuß über dem Abflussauslass des Spülbeckens, an das die Abfallbeseitigungsvorrichtung angebracht ist, gefunden. Eine nachgerüstete Ausstattung oder ein ergänztes System, das solche Mittel der Flüssigkeitszuführung angrenzend an die Auslassöffnung der Abfallbeseitigungsvorrichtung und vor der mit einem Spülbecken verbundenen „J" oder „P"-Auffangvorrichtung, liefert, kann in Verbindung mit auf dem Fachgebiet bekannten Abfallbeseitigungsvorrichtungen gebrauchsfertig hergestellt werden. Solche Mittel für die Flüssigkeitszuführung können jegliche wirksame Wege nutzen, die Behandlungszusammensetzung ins Innere der Abflussleitung zu leiten und können z. B. eine manuelle oder elektrisch betriebene Pumpe sein.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung, wird ein Verfahren für die Behandlung von Nahrungsmittelabfallprodukten bereitgestellt. Im weiten Sinn umfasst dieses Verfahren die Schritte: Anwendung der Substanzzusammensetzung, die biologisch aktive Bestandteile enthält, die bei der Behandlung von Nahrungsmittelabfallprodukten wirksam sind, an aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten entweder zur Zeit des Aufschlusses oder kurz danach.
Ein bevorzugtes Verfahren der Erfindung umfasst die Schritte: Bereitstellung eines Mittels für die Zuführung einer Menge flüssiger Substanzzusammensetzung und die Zuführung der Menge der Substanzzusammensetzung gleichzeitig mit der in Betrieb befindlichen Abfallbeseitigungsvorrichtung, oder kurz danach.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird ein Verfahren geliefert, das die Schritte einschließt: Bereitstellung eines Mittels zur Zuführung einer flüssigen, einen biologisch aktiven Bestandteil enthaltenden Substanzzusammensetzung, Verbindung dieses Mittels mit der Abflussleitung zwischen einem Spülbeckenauslass und einem Abwasseraufbereitungssystem, Zuführung einer Menge einer Substanzzusammensetzung, die den biologisch aktiven Bestandteil enthält zur Abflussleitung, am wünschenswertesten zum Nutzen der in der Abflussleitung vorhandenen aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukte.
Als ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren, wird ein Verfahren geliefert, die Arbeitsleistung eines Klärtanks und/oder einer Senkgrube zu steigern; es umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Bereitstellung eines Mittels für die Zuführung einer flüssigen, einen biologisch aktiven Bestandteil enthaltenden Substanzzusammensetzung, die Verbindung dieses Mittels mit der Abflussleitung zwischen dem Auslass eines Spülbeckens und einer Abwasseraufbereitungsanlage und, durch die Inbetriebnahme einer Abfallbeseitigungsvorrichtung, die ebenfalls mit der Abflussleitung zwischen dem Spülbeckenauslass und einem Abwasseraufbereitungssystem verbunden ist, die Zuführung einer Menge der die biologisch aktiven Betandteile umfassenden Substanzzusammensetzung zur Abflussleitung, am wünschenswertesten zur Oberfläche der aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukte, die in der Abflussleitung vorliegen.
Die Vorteile einer oder mehrerer vorstehend beschriebener Verfahren sind folgende: Die Zuführung einer Menge des biologisch aktiven Anteils einer flüssigen Substanzzusammensetzung zu den aufgeschlossenene Nahrungsmittelabfallprodukten sichert eine zielgerichtete Lieferung zu diesen Teilchen, die einen raschen Abbau erfordern und die sich sehr wünschenswert diesem Abbau unterziehen . Ein solches Verfahren garantiert, dass der Abbauprozess meist schon vor der Zuführung dieser Nahrungsmittelteilchen zum Arbeitsmilieu des Klärtanks begonnen hat. Die Vorteile einer solchen gezielten Zulieferung, einschließlich des Beginns des Abbauprozesses und wünschenswert die Entwicklung von Bakterienkolonien, die in bestimmte Ausführungsformen der Zusammensetzung von Bedeutung eingeschlossen werden können, sichert, dass der rasche Abbau und die Auflösung der Nahrungspartikel durch die Abfallbeseitigungseinheit begonnen wird. Das ist ein bedeutender Vorteil, da der Abbau solcher Nahrungsmittelteilchen bereits begonnen hat, wenn sie das größere Volumen des Klärtankes erreichen. Auf diesem Wege sind die Nahrungsmittelteilchen nicht von der Koloniebildung andere Bakterienquellen abhängig oder von der Auflösung durch Enzyme, die im Klärtank vorhanden sein können. Das ist ein wichtiges Merkmal, indem ein solcher rascher Abbau, besonders zu Beginn der Abfallbeseitigungseinheit, oder kurz danach, nicht nur die schnelle Auflösung dieser Nahrungsresteteilchen sichert, sondern er auch eine Quelle zur Auffüllung jeder beliebigen Enzyme und/oder Bakterien im Klärtank liefert. Der sich ergebende und untergeordnete Vorteil der Verfahren, die hier aufgezeigt werden durch die Verwendung der Vorrichtung und/oder die vorstehend beschriebene Verfahrenspraxis, liegt in der regelmäßigen Auffüllung der biologisch aktiven Bestandteile im Arbeitsvolumen des Klärtanks. Dies ist ein weiteres nützliches Merkmal, besonders gemäß einer Konstruktion, wo die Dosierung einer biologisch aktive Bestandteile einschließende Behandlungszusammensetzung für Klärtanks nicht in regelmäßigen Abständen praktiziert wird. Gemäß dem Verfahren der Erfindung wird diese Unzulänglichkeit mit jeder Aktivierung des Nahrungs- und/oder festen Zuführungssystems überwunden, da die Menge der biologisch aktive Bestandteile enthaltende Substanzzusammensetzung den Nahrungsmittelabfallprodukten zugeleitet wird, die dann in Berührung mit den Enzymen und/oder Bakterien dieser Zusammensetzung kommen. Diese Enzyme können mit der Auflösung der Nahrungsmittelabfallprodukte beginnen und die Bakterien können anfangen, Kolonien zu bilden. Ein solches frisch aufgeschlossenes Nahrungsmittelabfallprodukt liefert außerdem eine reiche Nahrungsquelle für die Baktreien, die sich sehr schnell ansiedeln können.
Dies stellt einen bedeutenden Vorteil dar, da das aufgeschlossene Nahrungsmittelabfallprodukt auch als physikalisches Trägermedium für das Enzym und/oder die Bakterien wirkt, da es die Abflussleitungen heruntergespült wird und schließlich in das Abwasseraufbereitungssystem eintritt. Im Gegesatz dazu, wurde gemäß den Verfahren nach dem Stand der Technik eine Menge eines biologisch aktiven Bestandteils die Abflussleitung meist mit einer großen Menge Wasser hinuntergespült und das Wasser lieferte ein Trägermedium für den biologisch aktiven Bestandteil. Wasser liefert jedoch meistens keine effektive Nahrungsquelle und wenn es einmal in das Arbeitsmilieu des Klärtanks eingetreten war, wurde es hier sofort mit einem größeren Volumen Wasser verdünnt. Danach hängt das effektive Arbeiten des biologisch aktiven Bestandteils zum großen Teil von der Möglichkeit ab, eine geeignete Nahrungsquelle im beträchtlich großen Arbeitsvolumen des Klärtanks herzustellen. Ein besonderer Vorteil, der durch die erfindungsgemäßen Verfahren geliefert wird, liegt darin, dass die unvermeidlichen Nahrungsmittelabfallprodukte als physikalisches Trägermedium und als Nahrungsquelle dienen. Nach dem Eintritt in das Milieu des Arbeitsvolumens des Klärtanks, werden die Bakterien der vorliegenden Erfindung wahrscheinlicher gedeihen und das verbleibende Volumen der Abfallprodukte im Klärtank wirksam behandeln. Die Vorteile dieses Verfahrens und seiner Egebnisse sind besonders nützlich, wenn man sich bewußt macht, dass eine Abfallbeseitigungseinheit im Allgemeinen mindestens einmal am Tag verwendet wird, meist aber mehrmals pro Tag. Auf diesem Wege werden eine oder mehrere Dosierungen pro Tag erwartet und außer einer freibleibenden Umgebung einer Abwasseraufbereitungsanlage muß verstanden werden, dass ein verhältnismäßig einheitliches und regelmäßiges Dosierungsintervall des stromabwärts gelegenenen Abwasseraufbereitungssystems, besonders im Falle der Klärtanks und Senkgruben als Ergebnis der erfindungsgemäßen Verfahren, die hier gezeigt werden, erreicht wird.
Ein eindrucksvoller und sehr nützlicher Vorteil der Verfahren, wie auch der Verwendung der hier gezeigten Vorrichtung, liegt darin, dass die Nettogesamtverbesserung der Arbeitseffektivität des Klärtanks und/oder der Senkgrube realisiert wird. Eine solche ist im Allgemeinen sehr beträchtlich, was auf die gezielte Zuführung der biologisch aktiven Bestandteile in einer Substanzzusammensetzung zu den frisch aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten und die Wirkung dieser Nahrungsmittelabfallprodukte sowohl als physikalisches Trägermedium und als Nahrungsquelle für die biologisch aktiven Bestandteile durch die Abflussleitungen hindurch und in den Klärtank oder die Senkgrube zurückzuführen ist. Man glaubt, dass in vielen, wenn nicht den meisten Fällen, ein allgemein beschriebener Anstieg des Klärtankvolumens, der in der Vergangenheit als notwendig erachtet wurde, nun nicht länger erforderlich ist. Deshalb glaubt man durch die Verwendung der Verfahren und den erfindungsgemäßen Substanzzusammensetzungen, dass Konstruktionen, die einen Klärtank und/oder eine Senkgrube als ihr primäres Abwasseraufbereitungssystem nutzen, nun die Vorteile einer Abfallbeseitigungsvorrichtung vom „im Spülbecken-Typ" genießen können, ohne die Notwendigkeit, diesen Klärtank oder diese Senkgrube durch einen /eine mit gesteigerter Arbeitskapazität zu ersetzen. Dies wird durch die Verwendung der in dieser Beschreibung geschilderten Vorrichtung und/oder Verfahrens erreicht. Dies ist ein wichtiger Vorteil, besonders, wenn man sich klar macht, dass sich ein bedeutsamer Anteil der Wohngebäude auf einen Klärtank als ihr primäres Abwasseraufbereitungssystem verläßt.
Wie durchweg in dieser Beschreibung und den untenstehenden begleitenden Beispielen verwendet, werden die Begriffe „Gewichtsanteile" oder „prozentuales Gewicht" austauschbar in der Beschreibung und in den folgenden Beispielen benutzt, wobei die Gewichtsprozente jedes einzelnen Bestandteiles als prozentuales Gewicht angegeben werden, basierend auf dem Gesamtgewicht der besonderen Zusammensetzung, deren Teil sie bilden, außer, es wird anders bezeichnet.
Wie durchweg in dieser Beschreibung und Ansprüchen verwendet, muß der Begriff „aufgeschlossen" als austauschbar mit Begriffen, einschließlich zerkleinert, gemahlen und pulverisiert, verstanden werden. Er beabsichtigt, den Zustand von Feststoffen zu beschreiben, die durch eine in der Beschreibung geschilderten Abfallbeseitigungsvorrichtung behandelt wurden.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den begleitenden Beispielen beschrieben.
BEISPIELE:
Mehrere beispielhafte und bevorzugte Formulierungen der erfindungsgemäßen flüssigen Zusammensetzungen, von denen jede durch einfaches Mischen der angegebenen Bestandteile in abgemessenen Mengen zu dem Wasservolumen unter Verwendung von manuellem oder mechanischem Rühren hergestellt wurden, werden nachstehend beschrieben. Alle Anteile sind in Gewichtsanteilen aufgelistet, basierend auf dem Gesamtgewicht der speziellen Formulierung.
Eine vergleichbare beispielhafte Zusammensetzung, die typisch ist für gegenwärtig kommerziell erhältliche Behandlungsprodukte für Klärtanks, enthält die folgenden Bestandteile:
Eine Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung mit einem Gesamtgewicht von 100 Gramm wurde mit folgenden enthaltenen Bestandteilen hergestellt:
Eine weitere beispielhafte Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung mit einem Gesamtgewicht von 100 Gramm wird mit folgenden enthaltenenen Bestandteilen hergestellt:
Eine 100 Gramm Probe einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird mit folgenden enthaltenden Bestandteilen hergestellt:
Noch eine weitere 100 Gramm Probe einer beispielhaften erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird mit folgenden enthaltenen Bestandteilen hergestellt:
Bestimmte dieser Formulierungen wurden auf ihre Wirksamkeit, frisch aufgeschlossene feste Nahrungsmittelreste aufzulösen, nach dem folgenden allgemeinen Protokoll überprüft.
Die Zusammensetzungen gemäß C1 bei E1–E3 basierten auf den Materialien, die von der Geo. A. Jeffreys Co. geliefert wurden, wie vorstehend in der Beschreibung erläutert.
Für jede getestete Formulierung, wurde ein Satz von fünf 250 ml Kolben verwendet. Das Ausgangsgewicht jeden leeren Kolbens wurde aufgezeichnet. In jeden Kolben wurden als Testmaterial 80 ml eines frisch aufgeschlossenen festen Nahrungsmittelrestes und eine Pufferlösung gegeben. Dieser frisch aufgeschlossenen feste Nahrungsmittelrest war die Leistung einer „im Spülbecken" Abfallbeseitigungsvorrichtung, der Gemüse, Fleisch Getreideprodukte, Molkereiprodukte, Früchte, Fette und Öle aus mineralischen und pflanzlichen Quellen und Wasser zugeführt wurde. Jeder nun das Testmaterial enthaltende Kolben wird erneut gewogen. Zu jedem Kolben wurden 0,25 Gramm einer der vorstehend beschriebenen Formulierungen gegeben und die Kolben wurden dann bei Raumtemperatur (etwa 75°F; 24°C) für 3 Tage inkubiert. Danach wurden die Feststoffe von jedem Kolben auf #1 Whatman Filterpapier gefiltert, das zuvor gewogen und dessen Gewicht festgehalten worden war. Danach wurde jedes Filterpapier und ihre filtrierten Feststoffe in einem Wärmeschrank (105°F) getrocknet, bis keine Änderung der Masse jedes Filters und der gefilterten Festoffe beobachtet wurde. Die Änderung im Feststoffprozent jeden Kolbens wurde in Übereinstimmung mit fogender Gleichung bestimmt:
Die Ergebnisse dieser Auswertungen werden in nachstehender Tabelle 1 vorgelegt. In Tabelle 1 ist auch eine „Kontrolle" angegeben, wobei das vorstehend beschriebene Testprotokoll durchgeführt wurde, jedoch ohne die Zugabe des Testmaterials zu den Kolben.
Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 1 entnommen werden kann, weisen alle Kolben in der unbehandelten „Kontrolle"-Reihe die geringste Änderung in den Feststoffprozenten auf. Die mit der Zusammensetzung „C1" behandelten Kolben zeigten eine leichte Verbesserung im Feststoffverdau, verglichen sowohl mit dem Ausgangsgewicht und der „Kontroll"-Reihe. Die mit der beispielhaften Zusammensetzung „E1" behandelte Kolbenreihe zeigte eine, verglichen mit jeder anderen ausgewertete Kolben- und Pobenreihe, beträchtlich höhere Verdauungsrate der Feststoffe und war signifikant besser, als die Ergebnisse der C1-Kolbenreihe. Die Verbesserung der Verdaumenge an aufgeschlossenen Nahrungsmittelabfallprodukten ist erstaunlich, besonders im Hinblick auf die relativ kurze Testdauer (3 Tage).
Da die Erfindung zugänglich ist für verschiedenen Modifikationen und alternative Modelle, muss verstanden werden, dass spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt worden sind, die nicht beabsichtigen, die Erfindung auf die besonderen offenbarten Modelle zu beschränken; im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Anwendungsbereich fallen, der in den angehängten Ansprüchen bekundet wird.

Claims

Verfahren zur Behandlung von Nahrungsmittelabfallprodukten, umfassend die Verfahrensschritte: Zugeben einer Zusammensetzung zu einer Menge frisch aufgeschlossener Nahrungsmittelreste, wobei die Zusammensetzung umfasst: 75–99,99 Gewichtsprozent eines wässrigen Enzymgemisches enthaltend: mindestens 5 × 10³ CDU/Gramm Proteaseenzyme; mindestens 1,2 × 10⁴ MWU/Gramm Amylaseenzyme; mindestens 1 × 10² LU/Gramm Lipaseenzyme; mindestens 1 × 10³ CU/Gramm Cellulaseenzyme; 0–20 Gewichtsprozent eines Propylenglykols als konservierende Komponente; 0–3 Gewichtsprozent eines oder mehrerer nicht-ionischer grenzflächenaktiver Mittel; und 0–10 Gewichtsprozent einer oder mehrerer fakultativer Komponenten, z. B. ausgewählt aus: Färbemitteln, Duftzusammensetzungen, geruchsneutralisierenden Zusammensetzungen, Mikronährstoffen, pH-regulierenden Agenzien, weiteren Enzymen und Verdickungsmitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung auch mindestens 1 Gewichtsprozent eines wässrigen Bakterienkomplexes mit einer Aktivität von mindestens 1 × 10⁶ Bakterien/Gramm umfasst.
Biologisch aktive Zusammensetzung zur Behandlung von aufgeschlossenen Nahrungsmittelzusammensetzungen, umfassend: 75–99,99 Gewichtsprozent eines wässrigen Enzymgemisches enthaltend: mindestens 5 × 10³ CDU/Gramm Proteaseenzyme; mindestens 1,2 × 10⁴ MWU/Gramm Amylaseenzyme; mindestens 1 × 10² LU/Gramm Lipaseenzyme; mindestens 1 × 10³ CU/Gramm Cellulaseenzyme; 0–20 Gewichtsprozent eines Propylenglykols als konservierende Komponente; 0–3 Gewichtsprozent eines oder mehrerer nicht-ionischer grenzflächenaktiver Mittel; und 0–10 Gewichtsprozent einer oder mehrerer fakultativer Komponenten, z. B. ausgewählt aus: Färbemitteln, Duftzusammensetzungen, geruchsneutralisierenden Zusammensetzungen, Mikronährstoffen, pH-regulierenden Agenzien, weiteren Enzymen und Verdickungsmitteln.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, die auch mindestens 1 Gewichtsprozent eines wässrigen Bakterienkomplexes mit mindestens 1 × 10⁶ Bakterien/Gramm umfasst.