FI68342C - Anvaendning av bestaemda organiska foereningar i slembekaempningsmedel - Google Patents

Description

68342 Määrättyjen orgaanisten yhdisteiden käyttö lixnanestoaineissa

Keksinnön kohteena on määrättyjen orgaanisten yhdisteiden käyttö stabiloituun vetyperoksidiin perustuvassa limanestoaineessa, jota käytetään teollisuuden vesijärjestelmissä.

Vesi, joka äskettäin oli vielä yltäkyllin esiintyvä halpa luonnontuote, on yhä enemmän - ennen kaikkea teollisuudelle - tullut arvokkaaksi ja kalliiksi "käyttömateriaaliksi", jota ei enää ole käytettävissä mielivaltaisia määriä. Viime aikoina on sen vuoksi sekä kunnallisella alalla että myös teollisuudessa pyritty mahdollisimman paljon rajoittamaan tuoreen veden kulutusta ja sen sijaan puhdistamaan käyttövettä sekä käyttää sitä uudelleen, myös - mahdollisesti kytkemällä väliin yksi tai useampi regenerointi-vaihe - saattaa se kierrätykseen. Tyypillisiä tässä suhteessa ovat eri teollisuuden aloilla esiintyvät jäähdytysvedenkierrot ja kylpylöitten vedenkierrätyslaitokset.

Esimerkkeinä mainittakoon paperitehtaiden suljetut vedenkierto-järjestelmät, joissa mekaanisesti, esim. suodattamalla tai puristamalla erotettu vesi käytetään uudelleen. Kierrätettäviin käyttövesiin kerääntyy yleensä epäpuhtauksia, jotka esiintyvät erilaisten mikro-organismien ravintoaineina. Nimenomaan paperitehtaissa muodostaa suodattamalla tai puristamalla erotetussa vedessä oleva selluloosa varsin hyvän ravintopohjan leville, sienille ja muille mikrobeille, joiden pääsy suljettuunkin käyttövesi järjestelmään tuskin on estettävä. Tämä mikrobikasvisto ilmenee liman muodostumisena tai homeviljelmien esiintymisenä, ja nämä voivat vedenkiertosysteemin eri kohdissa aiheuttaa huomattavia haittoja tai häiriöitä.

On tunnettua, että mikro-organismien esiintymistä voidaan kaikenlaisissa vesissä suuressa määrin estää lisäämällä niihin sopivaa mikrobientuhoainetta. On myös tunnettua käyttää tähän tarkoitukseen sellaisia mikrobientuhoaineita, jotka vaikuttavat tehokkaasti jättämättä jälkeensä ainakaan sellaisia tuotteita, joilla on häiritseviä tahi jopa myrkyllisiä tai korroosiota ------ — n 2 68342 edistäviä ominaisuuksia.

Sellainen tunnettu mikrobientuhoaine, joka ilman mitään jään-nösaineita tulee kokonaan käytetyksi, on vetyperoksidi, joka hajoaa hapeksi ja vedeksi. Vetyperoksidi ei ole vain bakteereja tuhoavasti, hajuja poistavasti, hapettavasti ja antiflogis-tisesti vaikuttava, vaan myös fungistaattinen ja sieniä tuhoava /vertaa esim. kirjoitusta Dermatologische Wochenschrift, 152, sivu 1105 (1966/7·

Vetyperoksidi ei kuitenkaan ole yleisesti mikrobientuhoaineena käyttökelpoinen, ja varsinkaan se ei sovellu tiettyjen käyttövesien käsittelyyn, koska eri mikro-organismit suhteellisen lyhyenä aikana kykenevät muodostamaan vastustuskykyisiä kantoja, joihin en^ vaikuta.

Saksalaisesta hakemusjulkaisusta n:o 2 228 011 on tullut tunnetuksi biologinen puhdistusmenetelmä, jossa jätevesiin lisätään vetyperoksidia, joka tuottaa kaiken aerobakteeriseen puhdistukseen tarvittavan hapen ja estää samalla lankamaisten bakteerien kehittymisen. Tällöin nimenomaan käytetään hyväksi vetyperoksidin selektiivistä vaikutusta, joka aikaansaa tiettyjen mikro-organismien täydellisen tuhoutumisen, samalla kun kuitenkin muiden mikro-organismien kasvuedellytykset tulevat edullisiksi.

Vesijärjestelmien saattamiseksi täysin mikrobittomiksi on sen vuoksi myös ehdotettu vetyperoksidin käyttämistä yhdessä orgaanisten yhdisteiden kanssa mikrobientuhoaineena. Saksalaisessa hakemusjulkaisusta n:o 2 221 047 on esimerkiksi tullut tunnetuksi menetelmä puhdistus- ja sterilointiliuoksen valmistamiseksi pehmeää kontaktilinssiä varten, jossa menetelmässä vetyperoksidia tai vesiliukoista myrkytöntä peroksidia käytetään yhdessä fenyylielohopea(II)suolojen, erikoisesti natriumetyyli-merkuritiosalisylaatin kanssa isotoonisen vesiliuoksen muodossa. Myöskään tämä tunnettu aine ei ole yleisesti käyttökelpoinen, johtuen varsinkin elohopean myrkyllisyydestä, mikä estää tällai- 3 68342 sen aineen käytön ei vain kylpylöissä ja sentapaisissa, vaan myös teollisuudessa, esim. paperiteollisuudessa, jos paperi on tarkoitettu elintarvikkeitten pakkaukseen, tai farmaseuttisessa teollisuudessa tahi muilla aloilla, joissa vedenkierto-järjestelmän mahdollisesti katketessa materiaalit, jotka on tarkoitettu ihmisten kulutukseen tai käyttöön, voivat joutua kosketukseen myrkyllisten aineiden kanssa.

Niinpä on edelleen olemassa sellaisen mikrobientuhoaineen tarvetta, jolla on laajempi vaikutusspektri kuin pelkällä vetyperoksidilla .

Keksinnön tarkoituksena on tyydyttää tämä tarve ja aikaansaada stabiloituun vetyperoksidiin perustuva limanestoaine, joka on käyttökelpoinen kierrätettävissä teollisuuden käyttövesissä ja paperitehtaiden vesijärjestelmissä, joissa tehtaissa valmistetaan pakkausmateriaalia elintarvikkeiden pakkausta varten.

Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaan käyttämällä edellä mainittua tyyppiä olevassa limanestoaineessa vähintään yhtä typpiheterosyklistä aromaattista yhdistettä, jossa on ainakin yksi hydroksyyli- ja/tai ainakin yksi karboksyyliryhmä ja joka ei hajoa reagoidessaan vetyperoksidin kanssa, tai sen suolaa tai 1-4 C-atomia sisältävää alkyyliesteriä ja/tai yhtä amido-sulfonihappoa, jolla on yleinen kaava I^NSO^H, jossa R on vety tai 1-6 C-atomia sisältävä alkyyliryhmä, tai sen suolaa vesi-liuoksen muodossa ja määrässä 0,1-5 paino-%.

Yllättäen on ilmennyt, että keksinnön mukaisella aineella on synergistinen vaikutus, ts. että molempien komponenttien -vetyperoksidi ja aromaattinen yhdiste ja/tai amidosulfonihappo -yhteisvaikutus on olennaisesti voimakkaampi kuin mitä saman koostumuksen omaavien komponenttien pelkkä additiivinen vaikutus vastaa. Käytännön sovellutusten suhteen keksinnön mukaisen aineen eräänä olennaisena etuna on, etteivät mikrobeja tuhoava lisäaine tai tuhoavat lisäaineet heikennä vetyperoksidin sta-biilisuutta. Myöskään mikrobientuhoaineen varaStoimiskestävyys ja siitä johtuen aineen käytön taloudellisuus eivät vähene.

68342

Keksinnön mukaisen aineen toisena olennaisena etuna on se, että vedenkäsittelystä jäljelle jääneet aineet, jotka päinvastoin kuin H£>2 itse eivät kulu loppuun kemiallisessa reaktiossa, eivät itse asiassa omaa mitään ihmisen elimistölle fysiologisesti haitallisia ominaisuuksia. Tämä on erikoisen tärkeää käytettäessä keksinnön mukaista ainetta esimerkiksi paperitehtaissa, joissa valmistetaan käärepaperia elintarvikkeiden pakkausta varten.

Keksinnön eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista, että se vesiliuos, jossa keksinnön mukaisen limanesto-aineen aineosat ovat, on mineraalihapon vesiliuos. Lisäämällä pieni määrä epäorgaanista happoa saavutetaan se etu, että mahdollisesti mukana oleva verraten pienen vesiliukoisuuden omaava aktiivinen aine saadaan helposti liukenemaan.

Typpiheterosyklinen aromaattinen yhdiste sisältää edullisesti vain yhden rengastyppiatomin ja se on edullisesti hydroksikino-liini tai pyridiinikarboksyylihappo.

Erityisen edullisia typpiheterosyklisiä aromaattisia yhdisteitä ovat 8-hydroksikinoliini ja dipikoliinihappo.

Vetyperoksidi on stabiloidun, edullisesti kaupallisen vesi-liuoksen muodossa. Tavanmukaiset i^C^-stabilointiaineet kuten esim. natriumpyrofosfaatti eivät heikennä keksinnön mukaiseen aineeseen sisältyvien eri komponenttien synergististä 5 68342 vaikutusta eivätkä niiden muita ominaisuuksia.

Edellä mainittu tavoite saavutetaan käyttämällä keksinnön mukaista mikrobientuhoainetta pitoisuudella, joka vastaa 0,01-2 ml 35-prosenttista I^C^-vesiliuosta käsiteltävän väliaineen litraa kohti.

Keksinnön mukaiseen mikrobientuhoaineeseen voidaan haluttaessa lisätä korroosionestoainetta kuten esim. ammoiniumnitraattia, jos johtojärjestelmä käsittää syöpymiselle alttiita tai herkkiä osia kuten erilaisia armatuureja, pumppuja ja liittimiä, ilman että vetyperoksidin ja orgaanisen yhdisteen välinen synergis-tinen vaikutus tämän johdosta huononee.

Keksinnön mukaisen aineen lisääminen mikrobeista puhdistettavaan vesiväliaineeseen tapahtuu käyttämällä tavanmukaisia laitteita, esimerkiksi jatkuvasti tai jaksottain toimivia annostus-välineitä, jotka on tehty vetyperoksidia kestävästä materiaalista .

Keksintöä selitetään nyt edelleen esimerkkien ja koeselostuk-sen avulla.

Esimerkeissä 1-5 on esitetty keksinnön mukaisia tehokkaita mik-robientuhoaineita. Ne valmistetaan sekoittamalla 35-painopro-senttiseen vetyperoksidiliuokseen mainittuja synergistisesti vaikuttavia aineita kulloinkin ilmoitetussa suhteessa, ja tässä muodossa seoksia voidaan vapaasti säilyttää niiden menettämättä tehoaan sekä käyttää mielivaltaisena ajankohtana valmistuksen j älkeen.

Esimerkki 1: 35 paino-% 2 paino-% ammoniumamidosulfonaattia Jäännös vettä 6 68342

Esimerkki 2: 35 paino-% ^2°2 0,5 paino-% dipikoliinihappoa Jäännös vettä

Esimerkki 3: 35 paino-% ^2°2 2 paino-% ammoniumamidosulfonaattia 0,5 g/1 natriumpyrofosfaattia Jäännös vettä

Esimerkki 4: 35 paino-% 1^02 2 paino-% ammoniumamidosulfonaattia 0,25 paino-% dipikoliinihappoa Jäännös vettä

Esimerkki 5: 35 paino-% 1^02 2 paino-% 8-hydroksikinoliinia 0,25 paino-% dipikoliinihappoa

Rikkihappoa kunnes hydroksikinoliini on täysin liuennut Jäännös vettä

Seuraavassa selostetun kokeen avulla määritettiin esimerkeissä 1-5 esitettyjen keksinnön mukaisten aineiden mikrobientuho-tehokkuus.

Selluloosallajottimen rikastamiseksi Dubo'n suolaliuokseen, joka käsitti 0,5 g NaNO^, 1 g I^HPO^, 0,5 g MgS04-71^0, 0,5 g KCl, 0,01 g FeSO^-Tl^O ja 1 litran tislattua vettä, sekoitettiin 5 g selluloosajauhetta, 0,1 g hiivauutetta ja 5 g ruoka-multaa, ja seosta ilmastettiin useita viikkoja. Sen jälkeen valmistettiin koe-eriä, jotka sisälsivät Dubo'n suolaliuosta ja 10 % rikastettua selluloosanhajoitinsubstraattia. Näihin koe-eriin lisättiin 0,25 ml/1 tai 0,05 ml/1 esimerkkien 1-5 mukaisia mikrobientuhoaineita, ja koe-eriä haudottiin lämpötilassa 7 68342 15°C samalla kevyesti ilmastaen. Kokeen alussa sekä 1, 7 ja 14 tai 20 vuorokauden kuluttua määritettiin kokonaismikrobi-luku PC-agarilla (10 vuorokauden inkubaatio lämpötilassa 22°C). Lisäksi suoritettiin sokeakokeita, siis lisäämättä mikrobien-tuhoainetta, koe-eriin alkuaan sisältyvien mikrobien kokonaislukumäärän määrittämiseksi. Vertaukseksi ja keksinnön mukaisilla aineilla saavutettavan synergistisen vaikutuksen toteamiseksi suoritettiin samat kokeet samoissa olosuhteissa ilman vetyperoksidia, siis käyttäen vain esimerkkien 1-5 mukaisia orgaanisia aineosia (niiden lisäksi yhdisteitä Ν32Η2Ρ2θ7 ja H2S0^), ja lopuksi määritettiin, samoin vertaustarkoituksessa, pelkän kaupallisesti saatavissa olevan 35-painoprosenttisen H202_liuoksen mikrobientuhovaikutus, siis lisäämättä muita biologisesti aktiivisia aineita.

Tulokset on annettu seuraavissa taulukoissa 1 ja 2. Kulloinkin on ilmoitettu koe-erän 1 ml:aan sisältyvien elävien mikrobien luku (" <C10^" tarkoittaa, että 1 ml: n erässä ei ollut todettavissa lainkaan eläiviä mikrobeja). Esimerkkien l'-5' mukaisiksi mikrobientuhoaineiksi on merkitty ne vertausaineet, jotka eivät sisältäneet vetyperoksidia, mutta joiden koostumus muuten vastasi esimerkkien 1-5 mukaisia aineita.

Taulukko 1 (Mikrobientuhoaineen pitoisuus: 0,25 ml koe-erän litraa kohti)

Mikrobien- _Elävien mikrobien lukumäärä_ tuhoaine Alussa 1 vrk:n 7 vrk:n 14 vrk:n _jälkeen_jälkeen_jälkeen_ 7 x 104 6 x 105 5 x 106 2 x 106

Esim. 1 2 x 104 4 101 <1 101 4 101 " 1' 2 x 105 4 x 105 3 x 107 5 x 105 ”2 2 x ΙΟ5 £ ΙΟ1 4. 101 4 101 " 2' 2 x 105 2 x 106 5 x ΙΟ5 105 " 3 5 x 105 4 101 4 101 4 101 " 3' 2 x 106 3 x 105 4 x 105 5 x 105 35 % HO- 5 x 104 2 x 102 5 x 101 5 x 102 (vertaus) ^ 8 68342

Taulukko 2 (Mikrobientuhoaineen pitoisuus: 0,05 ml koe-erän litraa kohti)

Mikrobien- _Elävien mikrobien lukumäärä_ tuhoaine ,

Alussa 1 vrk:n 7 vrk:n 20 vrk:n __jälkeen_jälkeen_jälkeen_ 3 x 108 3 x 108 8 x ΙΟ6 107

Esim. 4 3 x 108 2 x 103 <. ΙΟ1 < 101 " 4' 3 x ΙΟ8 1 x 108 8 x 106 3 x 106 " 5 3 x 108 6 x ΙΟ2 < ΙΟ1 < 101 " 5' 3 x ΙΟ8 1 x ΙΟ8 ΙΟ6 106 35 % H202 3 x ΙΟ8 ΙΟ6 103 2 x 104 (vertaus;

Taulukoiden 1 ja 2 tulokset osoittavat, että keksinnön mukaisia mikrobientuhoaineita käytettäessä pitoisuudella 0,25 ml/1 jo yhden vuorokauden kuluttua missään koeliuosten 0,1 ml:n koetteessa ei ollut enää todettavissa eläviä mikrobeja, kun taas 35 painoprosenttista H_00-liuosta käytettäessä vuorokau- z* 2 den kuluttua voitiin todeta vielä 2 x 10 , 14 vuorokauden 2 kuluttua jopa 5 x 10 elävää mikrobia sekä orgaanisia aktiivisia aineita ilman H„0»-lisäystä käytettäessä vuorokauden kulut-tua vielä 3 x 10 - 2 x 10 ja 14 vuorokauden kuluttua iO1 - 5 x 101 elävää mikrobia. Tästä ilmenee, että keksinnön mukaisten aineiden vaikutus ei, kuten olisi odotettavissa, pelkästään additiivisesti yhdisty vetyperoksidin ja kulloinkin lisäksi käytetyn biologisesti aktiivisen aineen vaikutuksista, vaan että keksinnön mukaisissa aineissa esiintyy tosiasiallinen synergistinen vaikutus. Tulokset osoittavat edelleen, ettei tavanmukaisen H202-stabilisaattorin läsnäolo (esimerkki 3) eikä pienten epäorgaanisten happomäärien läsnäolo (esimerkki 5) kykene haittaamaan keksinnön mukaisten aineiden synergis-tistä vaikutusta ja tehokkuutta.

Keksinnön mukaiset aineet ovat siis yleisesti erittäin sopivia käytettäviksi vesijärjestelmien sterilointiin ja/tai desin- t fiointiin teollisuuden kierrätettävissä käyttövesissä.

Il

Claims (4)

68342

1. Typpiheterosyklisen aromaattisen yhdisteen, jossa on ainakin yksi hydroksyyli- ja/tai ainakin yksi karboksyyliryhmä ja joka ei hajoa reagoidessaan vetyperoksidin kanssa, tai sen suolan tai 1-4 C-atomia sisältävän alkyyliesterin ja/tai amido-sulfonihapon, jolla on yleinen kaava R^NSO^H, jossa R on vety tai 1-6 C-atomia sisältävä alkyyliryhmä, tai sen suolan käyttö vesiliuoksen muodossa ja määrässä 0,1-5 paino-% stabiloituun vetyperoksidiin perustuvassa limanestoaineessa, jota käytetään kierrätettävissä teollisuuden käyttövesissä ja paperitehtaiden vesijärjestelmissä, joissa tehtaissa valmistetaan pakkausmateriaalia elintarvikkeiden pakkausta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että typpiheterosyklinen aromaattinen yhdiste on 8-hydrok-sikinoliini tai dipikoliinihappo.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vesiliuos on mineraalihapon vesiliuos.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että limanestoaine lisäksi sisältää korroosion-estoainetta. 1 Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että vetyperoksidi on kaupallisen stabiloidun vesiliuoksen muodossa.