SE127879C1 - Sätt att framställa ett skumstabiliserande medel samt enligt sättet framställd product. - Google Patents

Description

Uppfinnare: N. J. M. Brelaz och G. j. Brelaz.

FOreliggande uppfinning avser ett salt att stabilisera skum och avser i forsta hand, men ej uteslutande, ett satt och medel for stabiliserandet av skum, soin framstfillts genom att blanda ett for eldslackningsandamfil lampligt skumbildande amne med vatten och luft eller annan gas. Uppfinningen avser i synnerhet stabiliserande .av luft- eller gasskum, som framstalles pa det satt, som beskrives i patentet 120 749, men är ocksa anyandbar for stabilisering av skum, som framstalles genom kenaiska meto der.

Det är kant att frarnstalla for eldslickningsandamal lampat skum genom att med tuft och vatten blanda ett .skumbildande dmne, som fir framstallt genom hydrolys av proteinhaltigt material, exempelvis keratiner, albuminer, globuliner, hdmoglobiner o. ,dyl. Ett lampligt rdmaterial for detta andantal är torkat blod. Enligt forfaringssattet i ovannamnda tidigare patent framstallas skumbildande amnen genom att .svavel innehdllande proteinhaltigt material av ovan beskrivna .slag narvaro av ett vattenhaltigt medium utsattas for verkan av en oxid eller hydroxid av en tung metal!, exempelvis blyglete, sO. att det proteinhaltiga materialet .delvis hydrolyseras och varvid samtidigt proteinets kemiskt aktiva svavel kontin.uerligt och i storsta utstrackning avlagsnas &An reaktionsblandningen som en. olOslig tung metallsulfict For att skummet skall vara Idmpligt for silt avsedda andanaal, maste det hava en betydande stabilitet vid forhojda temp eraturer ,ej endast i luft utan Oxen i narvaro av olja, ben-sin och vissa :andra losningsmedel och dessas angor samt maste vara effektivt for eldslackning, for vilket anclamdl anyandningen av skuni av ovannananda typ foretradesvis 6.r .avsett.

De skum, som erhallas med hjalp av skumbildande dumen, framstallda genom hydrolys av protein, hava ej den erforderliga graden av stabilitet med mindre On att ett lOmp- ligtamne dr n.drvarande, och salter av polyvalenta metaller, exempelvis jam och aluminium, hava tidigare riled del-iris framgang anyants for detta andamal.

Ehuru ett skum, framstallt av en nytillverkad blandning av ett skumbildande anme och ett stabiliserande dmne av ovannananda typ, liar ett godtagbart mfitt av stabilitet, hava emellertid dylika stabiliserande amnen den nackdelen, att de hava bendgenhet for .att utfallas i form av en fanning, om de lagrats under nfigon Ifingre lid, i synnerhet om de lagras i behallare, till vilka Innen har tilltrade. Uppkomsten av derma fanning an ofordelaktig i tva. hanseenden. For det forsta hammer losningen, di. den .anvandes, att hava samre stabiliserande egenskaper, ,och for det andra kan fallningen fororsaka igensattning i den anviinda apparaten eller p0 annat salt f Orhindra anvandningen av del skumbildande amnet, da det behovs i ett faroldge.

Yid anyandning av skum i praktiken fOr eldskyddsandamal, t. .ex. vid handslackningsrnetoden, dekanteras skumkoncentratet vanligen frdn forseglade behallare till handeldsldckningsapparaten just fore anvandningen. Eftersom skumkoncentratet Or lagrat i forseglade behallare, Or uppkomsten av fanning i stor utstrdekning forhindrad, och eftersom losningen dekanteras just f6re anvandaingen, fordarvar .ej flagon eventnellt bildad fanning den skumframstallande anordningen. Om koncentratet Iagras under langre lid, kan emellertid dess ,skumbildande och stabiliserande egenskaper forsamras genom ens uppkomst.

Dessutom finnas manga andra typer av f asta och rorliga ,anordningar, dar skumkoncentratet lagras i behallare, till vilka luften liar tilltrade, och yid .stora anaggningar hava dessa behallare en mycket betydande kap.acitet. I dessa fall kan "skumkoncentratet fd sta. under langa perioder, innan det behover anvandas, och en av de onskvarda egenskaperna hos en produkt, som Or avsedd for detta Ondamal, Or salunda stabilitet under lang lagringstid.

En annan betydande faktor Or, att vid de fiesta fasta och rorliga antaggningar Or ayloppsventilen f5r skumkoneentratet placerad vid behallarens botten, och om salunda en utprdglad Mining uppkommit under laging- 2— en, dr det myeket sannolikt, att fallningen sat-ter igen yentilen och salunda fororsakar stopp och forhindrar apparatens funktion, a. den behoves.

Det kan awn papekas, att Yid anlaggningar i stor skala hallas ansenliga yolymer skumkoncentrat i lager, och eftersom denna lasning ãr dyrbar, kan den ej kastas bort tid efter annan pa grand av, att nagon forandring har intraffat i losningen genom lang lagring.

Denna uppfinning avser att skapa farbattrade stabiliserande amnen for skum, i synnerhet skum framstallt av anmen, som erhallas genom hydrolys av proteinhaltigt material, och speciellt avser uppfinningen framstallning av skumstabiliserande amnen, som nar de inforas i skumbildande amnen, bibehalla sin stabilitet och ej utfallas under langre tids lagring eller da de utsattas for inverkan av luft och yilka dessutom siva luft- eller gasskum, som framstallts av skumbildande amnen, den erforderliga stabiliteten i varme samt I narvaro ay bensin och vissa andra lasningsmedel eller dessas angor.

Sasom tidigare nanints Or det Hut, att vissa metallsalter, exempelyis ferrosulfat, aro lampliga fOr stabilisering av proteinhaltiga luftskum, men trots att an-vandningen av dessa salter utgor ett framsteg, har man ej lost problemet att framstalla skumkoncentrat, som fylla de ovan angivna kra-ven i praktiken.

I storsta allmanhet skall den forming, som anyandes for stabilisering av luftskum och luftskumbildande amnen, forbliya stabil i det skumbildande anmet eller koneentratet oven efter lang lagringstid och vid temperaturvariationer Indian 0° C och 50° C, samt bar i huvudsak vara fritt frail benagenheten att bilda en Mining under dylika forhallanden.

Till grund for uppfinningen ligger den upptackten, att aminosyror, som framstallts genom hydrolys ay proteiner, med losliga salter av vissa polyvalenta metaller bilda komplexa metallsalter eller foreningar, som giva stabilitet at skum ay den beskrivna typen och som dessutom uppfylla &riga ovannamnda fordringar pa skumstabiliserande amnen. Komplexa aminosyra-metallforeningar av denna typ tillata A ena sidan framstallningen av skumkoncentrat, som hava utmarkt hAilbarhet vid lagring och som A andra sidan, da de aro narvarande i utspadd losning, sasom I .det fall da luftskum framstalles, giva stabilitet At skummet.

Uppfinningen bestar salunda i ett satt att framstalla ett skumstabiliserande medel, som vid inblandning i skumbildande medel forblir stabilt yid Aug lagring eller vid narvaro av luft, vilket satt bestar dari, att ett svayel innehallande proteinhaltigt material hydrolyseras i sur eller neutral losning, sd_ att ett hydrolysat bildas, som innehaller en aminosyra med saval en karboxylgrupp .som en sulfhydryIgrupp, varyid mangden aminosyra-kva- ye Or Over 50 % ay det totala losliga kyayet i hydrolysatet, och att detta hydrolysat efter n.eutralisering, om sa erfordras, far reagera med ett losligt salt av nagon av metallerna jam, aluminium, mangan eller kobolt.

Man har funnit, att de komplexa foreningar, sorn de ovannamnda metallerna bilda med aminosyror, Oro stabila i sadana alkaliska losningar, som anvandas i skumkoneentrat. Dessa losningar variera i alkalitet fran pH 7 till pH 9,5 men foretradesvis mellan pH 7,o och pH 7,8.

Vid framstallningen av skumbildande Omnen genom hydrolys av proteinhaltigt material sasom vid forfaringssattet enligt patentet 120 749 är det nod-vandigt att overfora en. starsta majliga mangd ay det i det proteinhaltiga materialet narvarande kvavet till yad som kan heteeknas som Dskummande kvave», d, v. s. det kvave, som har overforts till loslig form genom behandlingen och som ager skumbildande egenskaper.

En okning av mangden i loslig form erhallet kvave behover ej nOcl-vandigtvis resultera i en Okning av mangden »skummande kya.ve I hydrolysatet, och det Or darfiir nedyandigt att genomfora behandlingen pA sadant salt, att en. storsta mOjliga del av kvavet i produkten far skumbildande egenskaper.

DO nroteiner hydrolyseras for erhallande av en maximal mangd losligt kva.'-ve i en for framstallningen av luftskum lamplig form, bildas en del aminosyror, men halten ay dessa foreningar Or relatiyt lag i forhallande till losningens totala halt av li5sligt kvave. Exempelvis vid framstallning av skumkoncentrat innehallande skummande k-va-ve enligt svenska patentet 120 749 har man funnit, att den procentuella halten aminosyra-kvave 10- retradesvis uppgar till c :a 9 % ay det totala losliga kyavet i losningen och torde ej Overskrida 16 %. Man har ayen funnit, att ett eventuellt fOrsok att i vasentlig grad fOrandra detta forhallande genom att Oka den i losningen naryarande ma.ngden aminosyra alltid resulterar i en minskning av den erhallna mangden skummande kvaye. Vid hydrolys av proteinhaltigt material f8r del andamal, som avses enligt uppfinningen, Or det A andra sidan nodvandigt att genomfora hydrolysen pa sadant satt, att en relativt stor del ay proteinet 8-verfores till aminosyror. Man har funnit, att aminosyra-kyayet bar vara Over c:a % och foretradesvis Over c:a 60 % ay det totala losliga kvavet i hydrolysatet.

Del Or darfOr tydligt, att det dr lampligt att ej forsoka framstalla skummande kvave och aminosyra-kvave under samma hydrolys utan snarare att skilja dessa tva operationer i tva olika steg.

De vid proteinets hydrolys bildade aminosyrornas natur och den. relativa mangden av dylika hildade aminosyror beror pa den typ av protein eller proteinhaltigt material, som — —3 utsattes for hydrolysbehandlingen. En aminosyra, som inn.ehaller bade en karboxylgrupp(-COOH) och en sulfhyclrylgrupp- (-SH) och som är mycket effektiv for det enligt uppfinningen avsedda andamalet, är cystein vars formel är: HOOC — CH — CH2 HON — CH — NH2 SH och vilken bildas genom reduktion av aminosyracystin enligt foljande: I NH2 I NH2 I HO 0 C — CH I S211—± I S —2H I CH2 2 HOOC — CH — CH-2- II NH,SH_ Ett kannetecken pa denna uppfinning be-star darfor i anvandningen av ett svavel innehallande proteinhaltigt ramaterial, som da det hydrolyseras medelst flagon av de vanliga hydrolysmetoderna, ger ett hydrolysat innehallande en h8g halt av cystein.

En ungefarlig antydan om olika proteinhaltiga materials lamplighet for tillverkning av hydrolysat, soni innehalla cystein, kan erhallas genom jamforelse av det proteinhaltiga materialets »protein-svavel-blytal» enligt den metod, som angives i Zeitschrift fiir Untersuchung der Lebensmittel, Band 84, 1942, sid. 486-491. Protein-svavel-blytalet hos ett protein bestammes genom att proteinet far reagera med en losning av kaliumplumbit, var-vid proteinets labila svavel utfalles som blysulfid, som loses i salpetersyra, varefter blyet utfalles ,som blymolybdat, vilket glodgas till konstant vikt. Mangden salunda erhallet bly ar ett matt pa mangden lahilt svavel i proteinet, och denna blymangd dividerad med den anvanda vikten protein giver proteinsvavel-blytalet. Den i proteinet narvarande mangden labilt svavel ar med ía undantag ett matt pa proteinets cystinhalt (Cohn & Edsall: »Proteins, Aminoacids and Peptides», Uppl. 1943, sid. 352); och proteinets protein-svavelhl3rtal ãr foljaktligen i de fiesta fall ett matt ph den mangd cystein, som kommer att finnas i ett av dylikt protein framstallt hydrolysat.

Man har funnit, att proteinhaltigt material, som har ett protein-svavel-blytal av minst 50, fullt motsvarar de fordringar, som uppstallas vid forfaringssattet enligt uppfinningen. Ett sarskilt lampligt ramaterial ar sadant harhdr, som utfaller som en biprodukt vid tillverkning av filthattar och som har ett proteinsvavel-blytal ay ungefar 170. Andra proteinhaltiga ramaterial, som med fordel kunna anvandas fOr framstallning av aminosyra-metall-komplexer enligt uppfinningen :aro MI-j ande Protein-svavel-bly Lal manniskohar 200 ull 1 djurhorn 1 Det proteinhydrolysat, som anvandes f Or framstallning av metalliska aminosyrafereningar enligt uppfinningen, kan bildas genona syrahydrolys, hydrolys medelst enzym eller pd nagot annat hant satt. Enligt uppfinningen kan proteinets hydrolys sal:Linda genomforas under sadana forhallanden, att cystinet och cysteinet ej forstoras i flagon storre utstrackning. Dot dr darfOr nodvandigt, att hydrolysen ,ej ager rum i nfirvaro av alkalier eller andra reagentier, som skulle angripa cystinets disulfidgrupp (-S-S-) eller cystei-- nets sulfhydrylgrupp.denna orsak dr pro- teinets hydrolys yid framstallning av skumstabiliserande airmen enligt uppfinningen av ett helt, annat slag och genomfores under helt olika forhallanden jamfort med proteinets hydrolys vid framstallning av .skumbildande amnen enligt forfaringssattet i patentet 120 749.

Den mangd lOsning eller hydrolysat, som innehaller komplexa aminosyra-metallf eningar och som skall tillsattas till eller inblandas i skumkoncentrat for att stabilisera dylika koncentrat samt det skum, som skall framstallas darav, dr beroende av arten och kvantiteten av det skumkoncentrat, som skall stabiliseras, samt beroende av den procentuella halt ay komplexa aminosyra-metallforeningar (i synnerhet metallradikalen), som Sr narvarande i losningen. I alhnanhet har man funnit det onskvart aft forsakra sig om, att det stabiliserade skumkoncentratet efter behandlingen innehaller mellan 0,2 och 1,0 % metall, men uppfinningen r givetvis ej begransad till dessa procentsatser.

Om man ,anyander protein med ett proteinsvavel-blytal Over 50, innehaller proteinhydrolysatet vanligen en relativt hog halt cystein. Lampligen bOr ekvivalensf5rhallan.det mellan mangden cystein i hydrolysatet och mangden metall vara minst 3 molekyler cystein pa en atom metall.

Enligt en praktisk utforingsform av uppfinningen frarnstalles ett proteinhydrolysat sasom beskrives i patentet 120 749. For att pa lampligt satt stabilisera det salunda tillverkade koncentratet framstalles ett andra proteinhydrolysat, i vilket halten aminosyra- — — kva.ve ãr hogre an % av det totala losliga kvavet. Till den. salunda erhallna neutrala losningen tillsattes ett salt av flagon av de ndmnda metallerna, exempelvis ferrosulfat, i form av en vattenlosning. Efter tillsatsen av jarnsaltet har losningen sur reaktion och ammoniak tillsattes, sa att pH installes pa c:a 7,s. Vid detta stadium innehaller proteinhydrolysatet en komplex metallforening i losning, i vilken procenthalten jam am kand, och genom att blanda densamma i lamnliga proportioner med det skumkoncentrat, som er- hâjlits pa o-van beskrivna salt, am det mojligt att framstalla ett stabiliserat skumkoncentrat innehallande den onskade mangden Jam.

I det foljande lamnas ett exempel pa utOvandet av forfaringssattet enligt uppfinningen: Eu kvantitet harhar lostes i sva-velsyra av 27° Baume i forhallandet 100 g Mr pa. 150 cm' syra vid en temperatur av 105-1° -under 48 timmar. Efter denna lid neutraliserades losningen med kalk till ett pH av 7,s saint filtrerades, och den aterstaende kakan tvattades med varmt vatten. Mangden i liltratet narvarande kalcium beraknades darefter ungefarligen och avlagsnades sedan som kalciumoxalat genom tilIsats av ett obetydligt 45verskott av natriumoxalat. Det filtrat, som erhtills sedan kalciumoxalatet avlagsnats, koncentrerades tills det irmeholl c:a 3 % kvave.

Till 1125 cm' av derma losning tillsattes, sedan den befriats fran kalk och di den salunda inneholl c:a 3 % kvave, 112,5 g ferrosulfat (som FeSth, 71130), och omroring agde rum, tills saltet hade gatt i I8sning. Efter tillsatsen av ferrosulfatet andrades losningens pH fran 7,s till 5,8 °eh koneentrerad ammoniak tillsattes, sa att pH-vardet Ater installdes pa 7,5. Hadar erfordrades 50 cm' ammoniak med specifik vikt av 0,8s.

Till derma losning tillsattes ett skumbildande koncentrat, som framstallts enligt beskrivningen i patentet 120 749, tilts vatskans volym justerats till 4,5 liter. Den salunda framstallda slutliga losningen inneholl 0,5 % j Det genom ovan beskrivna forfaringssatt framstallda stabiliserade :skumkoncentratet befanns Tara vasentligen fritt lean utfallningar, da. det lagrats under lang tid i narvaro av luft yin temperaturer varierande mellan 0° och 50° C, och luftskum framstallt med hjalp av dylikt koncentrat befanns dessutom hava tillracklig stabilitet, d& det anvandes for eldslackningsandamal.

Claims (7)

Patentansprak:

1. Sat att framstalla ett skumstabiliserande medel, kannetecknat darav, att ett svavel innehallande proteinhaltigt material hydrolyseras i sur eller neutral 15sning, sa att ett hydrolysat bildas, som. innehaller en aminosyra med saval en karboxylgrupp som en sulfhydrylgrupp, varvid mangden aminosyrakvave am Over 50 % av det totala losliga kNavet i hydrolysatet, och att delta hydrolysat efter neutralisering, om sa erfordras, far reagera med ett losligt salt av flagon av metallerna jam, aluminium, mangan eller kollolt.

2. Salt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att proteinhydrolysatet inneMiler cystein.

3. salt enligt patentanspraken 1 och 2, kinnetecknat clarav, att det proteinhaltiga materialet ham ett protein-svavelblytal av minst 50.

4. Satt enligt patentanspraken 1 och 2, kfinnetecknat darav, att halten aminosyra-kvave am Over 60 % av det totala losliga kvavet.

5. Satt enligt nagot av patentanspraken. 1 —4, kannetecknat clarav, att det losliga metallsaltet bestar av ferrosulfat.

6. SW ,enligt patentanspraket 2, kannetecknat darav, att ekvivalensforhallandet melIan. cystein oeh metall i hydrolysatet am minst 3 molekyler cystein pa 1 atom metall.

7. Skumstabiliserande medel, framstallt genom forfaringssattet enligt nagot av de ftiregaende patentanspraken. Stockholm 1950. Kungl. Boktr. P. A. Norstedt & Saner 500080