WO2018195576A1 - Verfahren zur reinigung von oberflächen - Google Patents

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Daniel Herzog
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Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning ⁇ supply and / or disinfection of surfaces, preferably me ⁇ -metallic surfaces.
  • the cleaning and disinfection of surfaces is of great importance, inter alia, in the area of food production and pharmaceutical production.
  • devices that come into contact with food and pharmaceuticals or their starting products in the production process must undergo regular thorough cleaning and disinfection.
  • cleaning solutions based on alkali hydroxides or strong oxidizing substances are ⁇ sets.
  • the cleaning is usually carried out at temperatures of more than 80 ° C. This means that the cleaning and Desinfek ⁇ tion primarily of production leads to high costs as much thermal energy is required to perform efficient cleaning ⁇ supply.
  • the present invention relates to a method for cleaning and / or disinfecting surfaces, preferably of metallic, ceramic and / or glass surfaces, which are contaminated with fatty deposits, protein deposits, Kohlenhydratablagerun ⁇ gene and / or baked food residues, comprising the step of contacting the surface to be cleaned with an aqueous cleaning solution comprising min ⁇ least one alkali metal hydroxide, at least one persulfate and optio ⁇ nal at least one organic phosphonate at a temperature of 10 ° C to 80 ° C, preferably 10 ° C to 70 ° C, particularly before ⁇ at 10 ° C to 60 ° C.
  • aqueous cleaning solutions comprising at least one alkali metal hydroxide, at least one persulfate and optionally at least one organic phosphonate already at temperatures of 60 ° C and less show excellent cleaning and disinfecting performance that can otherwise be achieved only at higher temperatures from 70 ° C to about 80 ° C with Al ⁇ kalihydroxiden and / or strong oxidizing agents.
  • This property allows the cost and on ⁇ wall to reduce significantly by cleaning and disinfection procedures because a smaller amount of thermal energy ver ⁇ equalized must be incorporated with conventional cleaning methods.
  • the aqueous cleaning solution thus has a temperature of 10 ° C to 80 ° C, preferably from 10 ° C to 70 ° C, especially be ⁇ vorzugt of 10 ° C to 60 ° C, during the cleaning or Desin ⁇ Stammionsvorgangs.
  • the surface should be resistant to Lich Oxidatidationsmitteln in materiality, so that more preferably ceramic, me ⁇ -metallic and glass surfaces with the inventive skyssri- treated gen cleaning solution.
  • the metallic surfaces made of stainless steel and / or other inert metals (such as platinum, gold) or metal alloys, said surfaces consisting of or comprising stainless steel particular ⁇ are DERS preferred since these usually in the production ⁇ plants of the pharmaceutical industry and in the food ⁇ production (including the beverage production such as wine and beer production) are used.
  • a surface may be any shape and part of any object.
  • impurities of any kind can be removed from a surface, in particular conventional contaminants of the food industry (eg fat and protein deposits, burnt food residues) and the pharmaceutical industry (eg residues of the production of medicaments).
  • Fatty deposits, protein deposits, Kohlehyd ⁇ ratablagerache and baked food residues are übli ⁇ che contaminants in the food industry, since Lebensmit ⁇ tel or their raw materials substantially comprise fats, carbohydrates and proteins.
  • he ⁇ inventive method can also be used for the disinfection of surfaces.
  • cells of any kind in particular ⁇ sondere microorganisms such as bacteria, archaea, fungi, algae and protozoa, but also destroys animal, human and plant Zel ⁇ len or at least as far damaged that they are no longer viable.
  • viruses can also be rendered harmless with the method according to the invention.
  • the inventive method may be either batchwise (ie, discontinuous) are carried out, or continuously (by ⁇ by the aqueous cleaning solution according to the invention guided by the cleaning tubes or containers for example).
  • the inventive method is particularly preferably used as part of a CIP method ( "cleaning in place” method, ortsgebun ⁇ Denes purification process).
  • CIP process typically comprise several process steps such as (1) Pre-rinse to remove coarse contaminants, ( 2) cleaning with an alkaline agent (usually an alkali metal hydroxide), (3) removing the cleaning ⁇ branching agent by rinsing with water, (4) optional pressurebehand ⁇ lung for removing soap scum, (5) optional Entfer ⁇ voltage of the acid with water and (6) Disinfection
  • Step (2) of a CIP process is always carried out at temperatures of at least 70 ° C to allow efficient cleaning of the alkaline agent.
  • the inventive method can be used.
  • Alkali metal also known as “alkali metal” Marked ⁇ net, are hydroxides of alkali metals and have the general formula MeOH (Me - alkali metal) on. "Alkali hydroxides” dissolve easily under strong heating in water to form strong alkaline solutions.
  • Persulfates are salts of peroxodisulfuric acid H2 S2O8 or peroxomonosulfuric acid H2 SO5 and have a high oxidation potential.
  • Phosphonates are organic compounds ("organic phosphonates”) of phosphonic acid (H3PO3) and salts thereof.
  • Organi ⁇ specific phosphonate compounds may have the general structure R-PO (OH) include 2, where R can be an alkyl or aryl radical or any other organic radical.
  • Phosphonates may also include amino groups to have the general structure R 2 - (CH 2) x -PO (OH) 2, where R may be an alkyl radical or hydrogen and x may be an integer between 0 and 5, preferably 1 to 3. Includes a phosphonate more than one of these organi ⁇ rule phosphonates it is called bisphosphonates or poly- phosphonates.
  • Organic phosphonates may be acids or present as salts, preferably as alkali metal salts.
  • At least one as used herein means that the aqueous cleaning solution, for example, one or more (e.g., two, three, four, or five) may comprise various substances of the listed compound groups.
  • aqueous solution ⁇ 0.1 wt% to 5 wt%, before ⁇ preferably 0.2% to 3% by weight, more preferably 0.3 wt% to 1.5 wt% , even more preferably 0.4 wt% to 1 wt%, still more be ⁇ vorzugt 0.4 wt% to 0.8 wt%, even more preferably 0.5% by weight, of at least one alkali metal hydroxide.
  • the aqueous solution comprising 0.1% by weight to 2% by weight, preferably from 0.2 wt% to 1.5 wt%, even more preferably 0.3 wt% to 1 wt%, even more preferably from 0.4% to 0.8% by weight, more preferably from 0.4% to 0.6% by weight, even more preferably 0.5% by weight, of the at least one persulfate.
  • the aqueous solution comprising 0.01% by weight to 1% by weight, preferably from 0.02 wt% to 0.9 wt%, even more preferably 0.05 wt% to 0.8 %, more preferably 0.075 wt% to 0.7 wt%, even more preferably 0.1 wt% to 0.6 wt%, still more be ⁇ vorzugt 0.2 wt% to 0.6 wt%, even more preferably 0.3 wt% to 0.6 wt%, even more preferably 0.5% by weight, of at least one organic phosphonate ⁇ rule.
  • the at least one alkali metal hydroxide is preferably out ⁇ selects the group consisting of sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide ⁇ (KOH) and lithium hydroxide (LiOH), wherein Natriumhyd ⁇ hydroxide and potassium hydroxide are particularly preferred.
  • the at least one ⁇ persulfate disulfuric acid, a salt of peroxo or of permonosulfuric acid is provided.
  • ⁇ comprising at least one organic phosphonate phosphonic 1 to 4, wherein acid group on the phosphorus atom of each phosphonic an organic group is bonded, wherein the organic radical is selected from the group consisting of a Cl to C5 An alkyl radical which is optionally substituted and / or interrupted by a nitrogen atom or an oxygen atom, a C2 to C4 alkenyl radical and a poly (C2 to C4 alkoxy) radical comprising 1 or 2 to 300, preferably 2 to 200 , more preferably 2 to 100, alkoxy units.
  • the at least one phosphonate being ⁇ selected from the group consisting of etidronic acid, 2-phosphonobutane-1, 2, 4-tricarboxylic acid (PBTC), amino tris (methylene phosphonic acid) (ATMP), Diethylenetriamine tetramethylene (methylenephosphonic acid) (DTPMP), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (EDTMP) and a salt thereof, preferred an alkali metal salt, in particular a sodium or potassium salt.
  • the at least one phosphonate is etidronic acid and / or PBTC.
  • the aqueous cleaning solution comprising at least one salt, preferably an alkali salt of permanganic acid, iron ⁇ acid and / or chromic acid.
  • the salts of permanganic acid iron and chromic acid are characterized in that they have a particular color alswei ⁇ sen depending on the oxidation stage. That is the anion of the permanganic acid iron and chromic acid by reaction with an organic compound, wherein ⁇ play is reduced, there is a color change. By this color change can be seen, whether organic compounds and thus contami ⁇ fixing certificates are present in a solution or on a surface. If there is no or a UNWE ⁇ sentlichen color change are no organic compounds before ⁇ hands. As a result, salts of permanganic acid, iron acid and chromic acid can be used particularly well to indicate the presence of any organic compounds / impurities.
  • manganese (VII) is reduced to manganese (VI), whereby the color of a permangan-containing solution changes from violet to green.
  • Reduction of a chromate reduces chromium (VI), changing the color of a chromate-containing solution from yellow to green.
  • iron (VI) is reduced, whereby the color of a ferrate-containing solution changes from red to colorless. Due to the color-changing properties, salts of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid are useful as an indicator of the presence of organic compounds.
  • the at least one alkali metal salt of permanganic acid, Iron acid and / or chromic acid selected from the group ⁇ best starting from potassium permanganate, potassium ferrate and potassium dichromate, wherein potassium permanganate is particularly preferred.
  • the vorlie ⁇ constricting invention includes the aqueous cleaning solution, the min ⁇ least one salt of permanganic acid, iron acid and / or chromium ⁇ acid in a weight ratio to the at least one orgasmic ⁇ African phosphonate of 1:50 to 1: 500, preferably from 1:75 to 1: 300, even more preferably from 1: 100 to 1: 200.
  • the weight ratio refers to the totality of all salts of the Permangan ⁇ acid, iron acid and / or chromic acid and / or all the organic phosphonates that are in this solution.
  • aqueous cleaning solution which is used in he ⁇ inventive method is, therefore, preference ⁇ , by mixing an aqueous solution A comprising min ⁇ least an alkali metal hydroxide with an aqueous solution B umfas ⁇ send at least one persulfate and optionally at least one orgasmic ⁇ African phosphonate before made of cleaning the surface.
  • aqueous solution A comprising min ⁇ least an alkali metal hydroxide
  • aqueous solution B umfas ⁇ send at least one persulfate and optionally at least one orgasmic ⁇ African phosphonate before made of cleaning the surface.
  • the aqueous solution A with the aqueous solution B up to 12 hours, preferably a maximum of 8 hours, even more preferably more than 6 hours, even more preferably a maximum of 4 stun ⁇ , even more preferably up to 2 hours , even more preferably for a maximum of 1 hour, before the cleaning for aqueous cleaning solution ⁇ mixed.
  • the aqueous solutions A and B may also be by introducing the at least one alkali metal hydroxide or the at least one persulfate and optionally of any Herge ⁇ represents at least one organic phosphonate in water shortly before.
  • ⁇ membered cleaning solution can be added to the aqueous cleaning solution comprising at least one alkali metal salt of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid as above defi ned ⁇ .
  • the at least one alkali metal salt of permanganic acid, ferric acid and / or chromic acid may be added to the aqueous solution B first.
  • the surface to be cleaned with the aqueous cleaning solution at a temperature of 10 ° C to 55 ° C, preferably at a Tem ⁇ temperature of 10 ° C to 54 ° C, even more preferably at a Tempe ⁇ rature of 10 ° C to 53 ° C, even more preferably at a temperature ⁇ ture of 10 ° C to 52 ° C, even more preferably at a temperature of 10 ° C to 51 ° C, even more preferably at a temperature of 10 ° C to 50 ° C, more preferably at a temperature of 10 ° C to 49 ° C, even more preferably at a temperature of 10 ° C
  • the surface to be cleaned is preferably brought into contact with the aqueous cleaning solution according to the invention for a certain period of time.
  • the surface to be cleaned preferably Minim ⁇ least 1, preferably at least 2, even more preferably for at least 3, even more preferably for at least 4, even more preferably for at least 5, even more preferably for at least 10, even more preferably for at least 15, even more preferably for at least 20, even more preferably for at least 30, even more preferably for at least 40, even more preferably for at least ⁇ least 50, even more preferably for at least 60 minutes the aqueous cleaning solution of the present invention brought into contact.
  • the surface to be cleaned with the aqueous Rei ⁇ n concerns the surface to be cleaned with the aqueous Rei ⁇ n.
  • the surface to be cleaned with the aqueous Rei ⁇ n concerns the surface to be cleaned with the aqueous Rei ⁇ n.
  • the surface to be cleaned with the aqueous cleaning solution for 1 to 180 minutes, preferably ⁇ for 5 to 150 minutes, even more preferably for 5 to 120 minutes, even more preferably for 5 to 90 minutes, even more ⁇ preferably for 5 to 80 minutes, more preferably for 5 to 70 minutes, even more preferably for 5 to 60 minutes.
  • Another aspect of the present invention relates to a kit for cleaning and / or disinfecting of surfaces, before ⁇ preferably of metal surfaces, comprising
  • kits comprising at least one alkali metal hydroxide, b) a container comprising at least one persulfate and optionally at least one organic phosphonate and optionally c) a container comprising at least one alkali salt of permanganic acid, iron acid and / or chromic acid.
  • the kit according to the invention can be used for cleaning and / or disinfecting surfaces.
  • the components a) to c) can be present either in solid form or in the form of an aqueous solution.
  • the at least one alkali metal hydroxide selected from the group consisting of sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), and lithium hydroxide (LiOH).
  • the constricting vorlie ⁇ at least one persulfate is a salt of persulfuric acid or peroxomonosulfuric acid.
  • a per- peroxodisulfate selected from the group consisting of Natriumper- peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate and Ammoniumperoxodisul- fatund / or a peroxymonosulfate selected from the group ⁇ be detached from potassium peroxymonosulfate.
  • the ahead ⁇ invention comprising at least one organic phosphorus phosphonate phosphonic 1 to 4, wherein the phosphorus atom of each phosphonic acid group, an organic radical is bonded, wherein the organic radical is selected from the group consisting of egg ⁇ nem Cl- to C5-alkyl radical which is optionally substituted and / or interrupted by a nitrogen atom or an oxygen atom, a C2 to C4 alkenyl radical and a poly (C2 to C4 alkoxy) radical comprising 1 or 2 to 300, preferably 2 to 200, more preferably 2 to 100, alkoxy units.
  • the at least one organic phosphonate is preferably selected from the group consisting of etidronic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, amino tris (methylenephosphonic acid), diethylene triamine penta (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) and a salt from that.
  • the aqueous cleaning solution comprising at least one Al ⁇ Potassium salt of permanganic acid iron and / or chromic acid to summarizes ⁇ .
  • the constricting vorlie ⁇ ganklad at least one alkali metal salt of permanganate, iron acid and / or chromic acid selected from the group consisting of potassium permanganate, potassium ferrate and potassium dichromate.
  • Fig. 1 shows the decomposition of persulfate in the invention shown SEN cleaning solution with and without phosphonates at a Tempe ⁇ temperature of 40 ° C, 60 ° C and 80 ° C over a period of 60 minutes (see Example 1).
  • Fig. 2 shows the degradation of hydrogen peroxide in an Ver ⁇ same cleaning solution with and without phosphonates at a Tem ⁇ temperature of 40 ° C, 60 ° C and 80 ° C over a period of 60 Minu ⁇ ten (see Example 1).
  • Figures 3 to 6 show the cleaning effect of the cleaning solution fiction, modern ⁇ ( "NaOH + PS + Phos”) compared to a cleaning solution comprising NaOH and a cleaning solution to collectively ⁇ NaOH and the oxidizing agent hydrogen peroxide
  • Figures 7 and 8 show a direct comparison of the degradation of persulfates and hydrogen peroxide with and without Phospho ⁇ naten at 80 ° C over a period of 60 minutes.
  • Example 1 Stability of persulfates compared to what ⁇ peroxide
  • Table 1 Results of the determination of the amount of sodium peroxodisulfate in the composition according to the invention, which was heated at 40 ° C., 60 ° C. and 80 ° C. for 60 minutes (see FIG. 1)
  • Table 2 Results of the determination of the amount of hydrogen peroxide ⁇ in the comparative composition, which was heated at 40 ° C, 60 ° C and 80 ° C for 60 minutes (see Fig. 2)
  • Table 4 Results of the determination of the amount of hydrogen peroxide ⁇ in the composition NaOH + H202 + Phos (see Example 2), which was heated at 40 ° C, 60 ° C and 80 ° C for 60 minutes.
  • the persulfate-containing solution is reduced to sulfate with an iron (II) solution (ferrous sulfate).
  • iron (II) since ⁇ when added in excess (fixed amount). Subsequently, the excess of iron (II) with a KMn04 solution
  • composition according to the invention In order to investigate the cleaning effect of the composition according to the invention in comparison with conventional cleaning solutions comprising sodium hydroxide or sodium hydroxide and hydrogen peroxide, soiled metal platelets were mixed with the brought speaking cleaning solutions at different tempera ⁇ ren in contact.
  • a cleaning solution according to the invention contained, in addition to water, 1% by weight of NaOH, 0.5% by weight of sodium peroxodisulfate ("PS") and 0.3% by weight of etidronic acid (“Phos”) (NaOH + PS + Phos).
  • a second Reinigunsglö- solution comprised water and 1 wt% of NaOH and 0.5 wt% Natriumper ⁇ peroxodisulfate (NaOH + PS) has no phosphonate.
  • the marketslö ⁇ solution comprising sodium hydroxide containing 1 wt% NaOH in water (NaOH).
  • the aqueous cleaning solution comprising sodium hydroxide and hydrogen peroxide contained 1% by weight of NaOH and 1% by weight of a 0.3% by weight hydrogen peroxide solution (NaOH + H 2 O 2 ).
  • ⁇ de WUR made further purification solution containing% NaOH, 1% by weight consisted of a 0.3% strength by weight hydrogen peroxide solution and 0.3 wt% etidronic acid (NaOH + H202 + Phos).
  • Figures 3 to 6 show the cleaning results of the Rei ⁇ nistshuren NaOH + PS + Phos, NaOH + H2Ü2 and NaOH at the different union under ⁇ temperatures and at the different time punk ⁇ th. It was found, surprisingly, that having already at 20 ° C the cleaning solution NaOH + PS + Phos according to the invention the best cleaning effect could be achieved. The excellent cleaning effect of this cleaning solution was also observed for height ⁇ ren temperatures 40 ° C, 50 ° C and 60 ° C. With the cleaning solution supply ⁇ NaOH + H 2 0 2 Although an acceptable cleaning could be achieved, but this was significantly worse than when using the cleaning solution of NaOH + PS + Phos.

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Abstract

Verfahren zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen, keramischen und/oder GlasOberflächen, welche mit Fettablagerungen, Eiweißablagerungen, Kohlehydratablagerungen und/oder eingebrannten Lebensmittelresten verunreinigt sind, umfassend den Schritt des Inkontaktbringens der zu reinigenden Oberfläche mit einer wässrigen Reinigungslösung umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C. Kit zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen Oberflächen, umfassend a) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, b) ein Behältnis umfassend mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat und optional c) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure.

Description

Verfahren zur Reinigung von Oberflächen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reini¬ gung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vorzugsweise von me¬ tallischen Oberflächen.
Die Reinigung und die Desinfektion von Oberflächen ist u.a. im Bereich der Lebensmittelerzeugung und der Arzneimttelherstel- lung von großer Bedeutung. Vor allem Vorrichtungen, die im Pro- duktionsprozess mit Lebensmitteln und Arzneimitteln bzw. deren Ausgangsprodukte in Kontakt kommen, müssen regelmäßig einer gründlichen Reinigung und Desinfektion unterzogen werden. In vielen Reinigungsverfahren werden Reinigungslösungen auf Basis von Alkalihydroxiden oder stark oxidierenden Substanzen einge¬ setzt. Um eine effiziente Reinigung durchführen zu können wird die Reinigung in der Regel bei Temperaturen von mehr als 80 °C durchgeführt. Dies führt dazu, dass die Reinigung und Desinfek¬ tion vor allem von Produktionsanlagen zu hohen Kosten führt, da viel thermische Energie benötigt wird, um eine effiziente Reini¬ gung durchzuführen.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfah¬ ren und Mittel bereitzustellen, die es ermöglichen verschmutzte Oberflächen bereits bei geringeren Temperaturen als üblich effi¬ zient zu reinigen und zu desinfizieren.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen, keramischen und/oder Glas-Oberflächen, welche mit Fettablagerungen, Eiweißablagerungen, Kohlehydratablagerun¬ gen und/oder eingebrannten Lebensmittelresten verunreinigt sind, umfassend den Schritt des Inkontaktbringens der zu reinigenden Oberfläche mit einer wässrigen Reinigungslösung umfassend min¬ destens ein Alkalihydroxid, mindestens ein Persulfat und optio¬ nal mindestens ein organisches Phosphonat bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C, vorzugsweise 10°C bis 70°C, besonders bevor¬ zugt 10°C bis 60°C.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass wässri- ge Reinigungslösungen umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat bereits bei Temperaturen von 60 °C und weniger eine hervorragende Reinigungs- und Desinfektionsleistung zeigen, die sonst nur bei höheren Temperaturen ab 70 °C bis über 80 °C mit Al¬ kalihydroxiden und/oder starken Oxidationsmitteln erzielt werden können. Diese Eigenschaft ermöglicht es die Kosten und den Auf¬ wand von Reinigungs- bzw. Desinfektionsverfahren signifikant zu reduzieren, da eine geringere Menge an thermischer Energie ver¬ glichen mit herkömmlichen Reinigungsverfahren eingebracht werden muss. Die wässrige Reinigungslösung hat somit eine Temperatur von 10°C bis 80°C, vorzugsweise von 10°C bis 70°C, besonders be¬ vorzugt von 10°C bis 60°C, während des Reinigungs- bzw. Desin¬ fektionsvorgangs .
Zudem zeigte sich, dass Persulfate in Anwesenheit von Alka¬ lihydroxiden eine höhere Stabilität, vor allem Temperaturstabi¬ lität, aufweisen als andere starke Oxidationsmittel wie Wasser¬ stoffperoxid. Dies zeigt, dass die Dauer der Oxidationswirkung von Persulfaten in Anwesenheit von Alkalihydroxiden signifikant länger anhält als vergleichbare Oxidationsmittel. Dadurch ist es möglich die Menge an eingesetztem Oxidationsmittel (d.h. Persul¬ fat) zu reduzieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedliche Oberflächen gereinigt und desinfiziert werden. Die zu behandeln¬ den Oberfläche sollte gegenüber Oxidatidationsmitteln im Wesent¬ lich resistent sein, so dass besonders bevorzugt keramische, me¬ tallische und Glas-Oberflächen mit der erfindungsgemäßen wässri- gen Reinigungslösung behandelt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen bzw. beste¬ hen die metallischen Oberflächen aus Edelstahl und/oder anderen inerten Metallen (wie z.B. Platin, Gold) oder Metalllegierungen, wobei Oberflächen bestehend aus oder umfassend Edelstahl beson¬ ders bevorzugt sind, da diese üblicherweise in den Produktions¬ anlagen der pharmazeutischen Industrie und bei der Lebensmittel¬ herstellung (inkludiert auch die Getränkeherstellung wie die Wein- und Biererzeugung) zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Rohre und Behältnisse jeglicher Art gereinigt bzw. desinfiziert. Demgemäß kann eine Oberfläche jegliche Form und Teil von einem beliebigen Objekt sein . Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Verunreinigungen jeglicher Art von einer Oberfläche entfernt werden, insbesondere übliche Verunreinigungen der Lebensmittelindustrie (z.B. Fett- und Eiweißablagerungen, eingebrannte Lebensmittelreste) und der pharmazeutischen Industrie (z.B. Rückstände der Herstellung von Arzneimitteln) . Fettablagerungen, Eiweißablagerungen, Kohlehyd¬ ratablagerungen und eingebrannten Lebensmittelresten sind übli¬ che Verunreinigungen in der Lebensmittelindustrie, da Lebensmit¬ tel bzw. deren Rohstoffe im Wesentlichen Fette, Kohlehydrate und Eiweiße umfassen. Bei der Lebensmittelverarbeitung werden in vielen Fällen Temperaturen eingesetzt, die Ablagerungen der Le¬ bensmittel bzw. deren Bestandteile, durch spezifische chemische Reaktion fördern (z.B. Maillard Reaktion) .
Neben dem Einsatz zum Reinigen von Oberflächen kann das er¬ findungsgemäße Verfahren auch zur Desinfektion von Oberflächen herangezogen werden. Dabei werden Zellen jeglicher Art, insbe¬ sondere Mikroorganismen wie Bakterien, Archaea, Pilze, Algen und Protozoen, aber auch tierische, menschliche und pflanzliche Zel¬ len zerstört oder zumindest so weit geschädigt, dass diese nicht mehr lebensfähig sind. Zudem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Viren unschädlich gemacht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder batchweise (d.h. diskontinuierlich) oder kontinuierlich (z.B. durch Durch¬ leiten der erfindungsgemäßen wässrigen Reinigungslösung durch zur reinigende Rohre oder Behältnisse) durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders bevorzugt im Rahmen eines CIP-Verfahrens („Cleaning in Place"-Verfahren, ortsgebun¬ denes Reinigungsverfahren) eingesetzt. CIP-Verfahren umfassen in der Regel mehrere Verfahrensschritte wie (1) Vorspülen, um grobe Verschmutzungen zu entfernen, (2) Reinigen mit einem alkalischen Mittel (meist einem Alkalihydroxid), (3) Entfernung des Reini¬ gungsmittels durch Spülen mit Wasser, (4) optionale Säurebehand¬ lung zur Entfernung von Kalkablagerungen, (5) optionale Entfer¬ nung der Säure mit Wasser und (6) Desinfektion. Zumindest
Schritt (2) eines CIP-Verfahrens wird stets mit Temperaturen von mindestens 70°C durchgeführt, um eine effiziente Reinigung des alkalischen Mittels zu ermöglichen. Anstelle des oben beschrie- benen Schrittes (2) des CIP-Verfahrens kann das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.
„Alkalihydroxide", auch als „Alkalimetallhydroxide" bezeich¬ net, sind Hydroxide der Alkalimetalle und weisen die allgemeine Formel MeOH (Me - Alkalimetall) auf. „Alkalihydroxide" lösen sich unter starker Erwärmung leicht in Wasser unter Bildung stark alkalischer Lösungen.
„Persulfate" sind Salze der Peroxodischwefelsäure H2 S2O8 o- der der Peroxomonoschwefelsäure H2 SO5 und weisen ein hohes Oxida- tionspotential auf.
„Phosphonate" sind organische Verbindungen („organische Phosphonate" ) der Phosphonsäure (H3PO3) und Salze davon. Organi¬ sche Phosphonat-Verbindungen können die allgemeine Struktur R- PO(OH) 2 aufweisen, wobei R ein Alkyl- oder Aryl-Rest oder ein sonstiger organischer Rest sein kann. Phosphonate können auch Aminogruppen umfassen, so dass diese die allgemeine Struktur R2- ( CH2 ) x-PO (OH) 2 aufweisen, wobei R ein Alkylrest oder Wasserstoff und x eine ganze Zahl zwischen 0 und 5, vorzugsweise 1 bis 3, sein kann. Umfasst ein Phosphonat mehr als eine dieser organi¬ schen Phosphonate so spricht man von Bisphosphonaten oder Poly- phosphonaten . Organische Phosphonate können Säuren sein oder als Salze, vorzugsweise als Alkalimetallsalze, vorliegen.
„Mindestens ein", wie hierin angeführt, bedeutet, dass die wässrige Reinigungslösung, beispielsweise, ein oder mehrere (z.B. zwei, drei, vier oder fünf) verschiedene Substanzen der angeführten Substanz- bzw. Verbindungsgruppen umfassen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung umfasst die wässrige Lösung 0,1 Gew% bis 5 Gew%, vor¬ zugsweise 0,2 Gew% bis 3 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr be¬ vorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Alkalihydroxids.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung umfasst die wässrige Lösung 0,1 Gew% bis 2 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Persulfats. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung umfasst die wässrige Lösung 0,01 Gew% bis 1 Gew%, vorzugsweise 0,02 Gew% bis 0,9 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,05 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,075 Gew% bis 0,7 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,1 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr be¬ vorzugt 0,2 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, mindestens eines organi¬ schen Phosphonats.
Das mindestens eine Alkalihydroxid ist vorzugsweise ausge¬ wählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydroxid (NaOH) , Kali¬ umhydroxid (KOH) und, Lithiumhydroxid (LiOH) , wobei Natriumhyd¬ roxid und Kaliumhydroxid besonders bevorzugt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung ist das mindestens eine Persulfat ein Salz der Peroxo- dischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung ist das mindestens eine Persulfat ein Peroxo- disulfat, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumperoxodisulfat , Kaliumperoxodisulfat und Ammoniumperoxo- disulfat, und/oder ein Peroxomonosulfat , welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomonosulfat .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung umfasst das mindestens eine organische Phosphonat 1 bis 4 Phosphonsäuregruppen, wobei am Phosphoratom jeder Phosphonsäu- regruppe ein organischer Rest gebunden ist, wobei der organische Rest ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cl- bis C5-Alkyl-Rest , der optional substituiert und/oder durch ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom unterbrochen ist, einem C2- bis C4-Alkenylrest und einem Poly(C2- bis C4-Alkoxy) -Rest umfassend 1 oder 2 bis 300, vorzugsweise 2 bis 200, noch mehr bevorzugt 2 bis 100, Alkoxy-Einheiten .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung ist das mindestens eine Phosphonat ausge¬ wählt aus der Gruppe bestehend aus Etidronsäure, 2- Phosphonobutan-1 , 2 , 4-Tricarbonsäure (PBTC) , Amino- tris (methylenphosphonsäure ) (ATMP) , Diethylentriaminpen- ta (methylenphosphonsäure) (DTPMP) , Ethylendiamintet- ra (methylenphosphonsäure ) (EDTMP) und ein Salz davon, Vorzugs- weis ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natrium- oder Kali- umslz. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Phosphonat Etidronsäure und/oder PBTC.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung umfasst die wässrige Reinigungslösung mindestens ein Salz, vorzugsweise ein Alkalisalz, der Permangansäure, Eisen¬ säure und/oder Chromsäure.
Sowohl Permangansäure (HMnC>4) , Eisensäure (H2FeC>4) und Chrom¬ säure (H2CrC>4) als auch deren Salze, insbesondere deren Alkali¬ salze, sind bekannt für ihre stark oxidierende Wirkung. D.h.
durch deren oxidative Wirkung eignen sich diese Säuren und Salze insbesondere zum Reinigen und vor allem Desinfizieren von Ober¬ flächen, da bei solchen Verfahren organische Verbindungen oxi- diert werden. Neben den oxidativen Eigenschaften zeichnen sich Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure dadurch aus, dass diese je nach Oxidationsstufe eine bestimmte Farbe aufwei¬ sen. D.h. wird das Anion der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure durch Reaktion mit einer organischen Verbindung, bei¬ spielsweise, reduziert, kommt es zu einem Farbumschlag. Durch diesen Farbumschlag lässt sich erkennen, ob in einer Lösung oder auf einer Oberfläche organische Verbindungen und somit Verunrei¬ nigungen vorhanden sind. Kommt es zu keinem oder zu einem unwe¬ sentlichen Farbumschlag sind keine organische Verbindungen vor¬ handen. Dadurch können Salze der Permangansäure, Eisensäure und Chromsäure besonders gut eingesetzt werden, um das Vorhandensein etwaiger organischer Verbindungen/Verunreinigungen anzuzeigen.
Bei der Reduktion eines Permanganats wird Mangan (VII) zu Mangan (VI) reduziert, wobei sich die Farbe einer Permangan- haltigen Lösung von violett auf grün ändert. Bei der Reduktion eines Chromats wird Chrom (VI) reduziert, wobei sich die Farbe einer Chromat-haltigen Lösung von gelb auf grün ändert. Bei der Reduktion eines Ferrats wird Eisen (VI) reduziert, wobei sich die Farbe einer Ferrat-haltigen Lösung von rot auf farblos ändert. Aufgrund der Farb-ändernden Eigenschaften eignen sich Salze der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure als Indikator für die Anwesenheit von organischen Verbindungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung ist das mindestens eine Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ausgewählt aus der Gruppe beste¬ hend aus Kaliumpermanganat, Kaliumferrat und Kaliumdichromat , wobei Kaliumpermanganat besonders bevorzugt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung umfasst die wässrige Reinigungslösung das min¬ destens eine Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chrom¬ säure in einem Gewichtsverhältnis zu dem mindestens einen orga¬ nischen Phosphonats von 1:50 bis 1:500, vorzugsweise von 1:75 bis 1:300, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:200.
Umfasst die erfindungsgemäße wässrige Reinigungslösung mehr als ein Salz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure und/oder mehr als ein organisches Phosphonat bezieht sich das Gewichtsverhältnis auf die Gesamtheit aller Salze der Permangan¬ säure, Eisensäure und/oder Chromsäure und/oder aller organischen Phosphonate, die sich in dieser Lösung befinden.
Um die Stabilität der wässrigen Reinigungslösung zu erhöhen werden bestimmte Komponenten vorzugsweise kurz vor dem Reini- gungs- bzw. Desinfektionsvorgangs vermischt bzw. als wässrige Lösung bereitgestellt. Die wässrige Reinigungslösung, die im er¬ findungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, wird daher vorzugs¬ weise durch Vermischen einer wässrigen Lösung A umfassend min¬ destens ein Alkalihydroxid mit einer wässrigen Lösung B umfas¬ send mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein orga¬ nisches Phosphonat vor der Reinigung der Oberfläche hergestellt. Verfahren zur Herstellung derartiger wässriger Lösungen sind dem Fachmann hinreichend bekannt .
Gemäß einer bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung wird die wässrige Lösung A mit der wässrigen Lösung B maximal 12 Stunden, vorzugsweise maximal 8 Stunden, noch mehr bevorzugt maximal 6 Stunden, noch mehr bevorzugt maximal 4 Stun¬ den, noch mehr bevorzugt maximal 2 Stunden, noch mehr bevorzugt maximal 1 Stunde, vor der Reinigung zur wässrigen Reinigungslö¬ sung vermischt. Die wässrigen Lösungen A und B können ebenfalls durch Einbringen des mindestens einen Alkalihydroxids bzw. des mindestens einen Persulfats und optional des mindestens einen organischen Phosphonats in Wasser eventuell kurz vorher herge¬ stellt werden . Nach dem Vermischen der wässrigen Lösungen A und B zur wass¬ rigen Reinigungslösung kann das mindestens eine Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure, wie oben defi¬ niert, zur wässrigen Reinigungslösung dazugegeben werden. Alter¬ nativ dazu kann das mindestens eine Alkalisalz der Permangansäu¬ re, Eisensäure und/oder Chromsäure zunächst auch der wässrigen Lösung B zugegeben werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die zu reinigende Oberfläche mit der wässrigen Reinigungslösung bei einer Temperatur von 10°C bis 55°C, vorzugsweise bei einer Tem¬ peratur von 10°C bis 54°C, noch mehr bevorzugt bei einer Tempe¬ ratur von 10°C bis 53°C, noch mehr bevorzugt bei einer Tempera¬ tur von 10°C bis 52°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10 °C bis 51 °C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis 50°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis 49°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10 °C
48°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
47°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
46°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
45°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
40°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
35°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis
30°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
60°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
59°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
58°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
57°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
56°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
55°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
54°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
53°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
52°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
51°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
50°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
49°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
48°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
47°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis
46°C , noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis 45°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis 40°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis 35°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 20°C bis 30°C, in Kontakt gebracht wird.
Die zu reinigende Oberfläche wird vorzugsweise für eine be¬ stimmte Zeit mit der erfindungsgemäßen wässrigen Reinigungslö¬ sung in Kontakt gebracht . Je nach Grad und Art der Verunreini¬ gung wird die zu reinigende Oberfläche vorzugsweise für mindes¬ tens 1, vorzugsweise für mindestens 2, noch mehr bevorzugt für mindestens 3, noch mehr bevorzugt für mindestens 4, noch mehr bevorzugt für mindestens 5, noch mehr bevorzugt für mindestens 10, noch mehr bevorzugt für mindestens 15, noch mehr bevorzugt für mindestens 20, noch mehr bevorzugt für mindestens 30, noch mehr bevorzugt für mindestens 40, noch mehr bevorzugt für min¬ destens 50, noch mehr bevorzugt für mindestens 60, Minuten mit der wässrigen Reinigungslösung der vorliegenden Erfindung in Kontakt gebracht .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung wird die zu reinigende Oberfläche mit der wässrigen Rei¬ nigungslösung für maximal 240 Minuten, vorzugsweise für maximal 210 Minuten, noch mehr bevorzugt für maximal 180 Minuten, noch mehr bevorzugt für maximal 150 Minuten, noch mehr bevorzugt für maximal 120 Minuten, in Kontakt gebracht.
Besonders bevorzugt wird die zu reinigende Oberfläche mit der wässrigen Reinigungslösung für 1 bis 180 Minuten, vorzugs¬ weise für 5 bis 150 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 120 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 90 Minuten, noch mehr be¬ vorzugt für 5 bis 80 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 70 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 60 Minuten, in Kontakt gebracht .
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vor¬ zugsweise von metallischen Oberflächen, umfassend
a) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, b) ein Behältnis umfassend mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat und optional c) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure. Der erfindungsgemäße Kit kann - wie zuvor beschrieben - zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen herangezogen werden. In den Behältnissen des erfindungsgemäßen Kits können die Komponenten a) bis c) entweder in fester Form oder in Form einer wässrigen Lösung vorhanden sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung ist das mindestens eine Alkalihydroxid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydroxid (NaOH) , Kaliumhydroxid (KOH) , und Lithiumhydroxid (LiOH) .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung ist das mindestens eine Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung ist das mindestens eine Persulfat ein Per- oxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumper- oxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Ammoniumperoxodisul- fatund/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe be¬ stehend aus Kaliumperoxomonosulfat .
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vor¬ liegenden Erfindung umfasst das mindestens eine organische Phos- phonat 1 bis 4 Phosphonsäuregruppen, wobei am Phosphoratom jeder Phosphonsäuregruppe ein organischer Rest gebunden ist, wobei der organische Rest ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ei¬ nem Cl- bis C5-Alkyl-Rest , der optional substituiert und/oder durch ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom unterbrochen ist, einem C2- bis C4-Alkenylrest und einem Poly(C2- bis C4- Alkoxy) -Rest umfassend 1 oder 2 bis 300, vorzugsweise 2 bis 200, noch mehr bevorzugt 2 bis 100, Alkoxy-Einheiten .
Das mindestens eine organische Phosphonat ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Etidronsäure, 2- Phosphonobutan-1 , 2, 4-Tricarbonsäure, Amino- tris (methylenphosphonsäure ) , Diethylentriaminpen- ta (methylenphosphonsäure ) , Ethylendiamintet- ra (methylenphosphonsäure ) und ein Salz davon.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er¬ findung umfasst die wässrige Reinigungslösung mindestens ein Al¬ kalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure um¬ fasst . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie¬ genden Erfindung ist das mindestens eine Alkalisalz der Perman- gansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumpermanganat, Kaliumferrat und Kalium- dichromat .
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Figuren und Beispiele eingehender illustriert, ohne jedoch auf diese be¬ schränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt den Abbau von Persulfat in der erfindungsgemä¬ ßen Reinigungslösung mit und ohne Phosphonaten bei einer Tempe¬ ratur von 40°C, 60°C und 80°C über einen Zeitraum von 60 Minuten (siehe Beispiel 1) .
Fig. 2 zeigt den Abbau von Wasserstoffperoxid in einer Ver¬ gleichsreinigungslösung mit und ohne Phosphonaten bei einer Tem¬ peratur von 40°C, 60°C und 80°C über einen Zeitraum von 60 Minu¬ ten (siehe Beispiel 1) .
Figuren 3 bis 6 zeigen die Reinigungswirkung der erfindungs¬ gemäßen Reinigungslösung („NaOH+PS+Phos") im Vergleich zu einer Reinigungslösung umfassend NaOH und einer Reinigungslösung um¬ fassend NaOH und dem Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid
(„NaOH+H202") bei Temperaturen 20°C, 40°C, 60°C und 80°C über ei¬ nen Zeitraum von 60 Minuten. Die zu reinigende Oberfläche war ein verschmutzte Edelstahlplatte (siehe Beispiel 2) .
Figuren 7 und 8 zeigen einen direkten Vergleich des Abbaus von Persulfaten und von Wasserstoffperoxid mit und ohne Phospho¬ naten bei 80 °C über einen Zeitraum von 60 Minuten.
BEISPIELE :
Beispiel 1: Stabilität von Persulfaten im Vergleich zu Was¬ serstoffperoxid
Die chemische Stabilität von Oxidationsmitteln in Reini¬ gungsmitteln ist für eine effiziente Reinigungsleistung von Be¬ deutung. Um die Stabilität von Persulfaten in der erfindungsge¬ mäßen Zusammensetzung zu untersuchen, wurde eine erfindungsgemä¬ ße Zusammensetzung (0,5 Gew% Natriumperoxodisulfat , 1 Gew% NaOH, 98,5 Gew% destilliertes Wasser) für 60 Minuten verschiedenen Temperaturen (40°C, 60°C und 80°C) ausgesetzt. Nach jeweils 15 Minuten wurde die Konzentration von Natriumperoxodisulfat (Nat¬ riumpersulfat) untersucht, wobei die Konzentration des Oxidati- onsmittels in der wässrigen Zusammensetzung zum Zeitpunkt 0 Mi¬ nuten mit 100% festgelegt wurde. Zum Vergleich wurde eine Zusam¬ mensetzung herangezogen, die anstelle von Natriumperoxodisulfat Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel umfasst. Diese Ver¬ gleichszusammensetzung umfasste 1 Gew% Wasserstoffperoxid, 1 Gew% NaOH, 98 Gew% destilliertes Wasser. Die Ergebnisse der Mes¬ sungen sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
Tabelle 1: Ergebnisse der Bestimmung der Menge an Natriumperoxo- disulfat in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, die bei 40°C, 60°C und 80°C für 60 Minuten temperiert wurde (siehe Fig. 1)
Figure imgf000014_0001
Tabelle 2: Ergebnisse der Bestimmung der Menge an Wasserstoff¬ peroxid in der Vergleichszusammensetzung, die bei 40°C, 60°C und 80°C für 60 Minuten temperiert wurde (siehe Fig. 2)
Figure imgf000014_0002
Um den Einfluss von Phosphonaten auf die chemische Stabilität von Oxidationsmitteln zu untersuchen, wurden obige Versuche mit Reinigungslösungen durchgeführt, die zusätzlich Phosphonate (0,35 Gew% Natriumperoxodisulfat ) in der Reinigungslösung um- fassten . Tabelle 3: Ergebnisse der Bestimmung der Menge an Natriumperoxo- disulfat in der Zusammensetzung NaOH+PS+Phos (siehe Beispiel 2) neben, die bei 40°C, 60°C und 80°C für 60 Minuten temperiert wurde
Figure imgf000015_0001
Tabelle 4: Ergebnisse der Bestimmung der Menge an Wasserstoff¬ peroxid in der Zusammensetzung NaOH+H202+Phos (siehe Beispiel 2), die bei 40°C, 60°C und 80°C für 60 Minuten temperiert wurde.
Figure imgf000015_0002
Die in den Tabellen 1 bis 4 dargestellten Ergebnisse sind zur besseren Übersicht in den folgenden beiden Tabellen 5 und 6 zusammengefasst .
Tabelle 5: Ergebnisse aus den Tabellen 1 und 2.
Persulfat Persulfat + Phosphonat
Zeit 40°C 60°C 80°C 40°C 60°C 80°C
(min)
0 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% 100,00%
15 96, 36% 96, 00% 95, 24% 95, 45% 94, 00% 92, 86%
30 94, 09% 92, 80% 93, 81% 93, 18% 90, 80% 90, 48% 45 92, 73% 91, 20% 91, 43% 90, 91% 88,40% 88,10%
60 91, 82% 90, 00% 89, 52% 88, 64% 85, 60% 83, 33%
Tabelle 6: Ergebnisse aus den Tabellen 3 und 4
Figure imgf000016_0001
Wasserstoffperoxidbestimmung:
10 ml der auf ihren Gehalt an Wasserstoff eroxid zu untersu¬ chenden Lösung werden in einem Erlenmeyerkolben vorgelegt, mit ca. 40 ml Wasser dest. verdünnt und nacheinander mit 5 ml Schwe¬ felsäure p.a. 50 %ig und 4 Tropfen Ferroinindikatorlösung unter Umschwenken versetzt. Die so vorbereitete, orange gefärbte Lö¬ sung wird mit 0,1 N CeIV-(SC>4)2 -Lösung bis zum Farbwechsel u"ber grauviolett nach kornblumenblau titriert. Der Verbrauch an 0,1 N CeIV-(SC>4)2 ~~ Lösung in ml ist dem Gehalt der Desinfektionslösung an Wasserstoffperoxid äquivalent.
Persulfatbestimmung:
Die Persulfat-haltige Lösung wird mit einer Eisen (II) -Lösung (Eisen ( I I ) -Sulfat ) zum Sulfat reduziert. Das Eisen (II) wird da¬ bei im Überschuss zugesetzt (festgelegte Menge) . Anschließend wird der Überschuss von Eisen (II) mit einer KMn04-Lösung
titriert (siehe auch Jander-Jahr „Maßanalyse", 16. Auflage, DeGruyter Verlag) .
Beispiel 2: Reinigungswirkung
Um die Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Zusammenset¬ zung im Vergleich zu herkömmlichen Reinigungslösungen umfassend Natriumhydroxid bzw. Natriumhydroxid und Wasserstoffperoxid zu untersuchen, wurden verschmutzte Metallplättchen mit den ent- sprechenden Reinigungslösungen bei unterschiedlichen Temperatu¬ ren in Kontakt gebracht .
Eine erfindungsgemäße Reinigungslösung enthielt neben Wasser 1 Gew% NaOH, 0,5 Gew% Natriumperoxodisulfat („PS") und 0,3 Gew% Etidronsäure („Phos") (NaOH+PS+Phos ) . Eine zweite Reinigunsglö- sung enthielt neben Wasser 1 Gew% NaOH und 0,5 Gew% Natriumper¬ oxodisulfat (NaOH+PS) jedoch kein Phosphonat . Die Reinigungslö¬ sung umfassend Natriumhydroxid enthielt 1 Gew% NaOH in Wasser (NaOH) . Die wässrige Reinigungslösung umfassend Natriumhydroxid und Wasserstoffperoxid enthielt 1 Gew% NaOH und 1 Gew% einer 0,3 Gew%-igen Wasserstoffperoxidlösung (NaOH + H2O2) . Zusätzlich wur¬ de eine weitere Reinigungslösung hergestellt, die 1 Gew% NaOH, 1 Gew% einer 0,3 Gew%-igen Wasserstoffperoxidlösung und 0,3 Gew% Etidronsäure (NaOH+H202+Phos ) umfasste.
Zunächst wurden flache Edelstahlplättchen in der Größe von ca. 10x10cm in eine Lösung bestehend aus 70 Gew% Malzkaffee und 30 Gew% Milch getaucht. Anschließend wurden die Plättchen bei 130°C im Trockenschrank für 4 Stunden eingebrannt.
Anschließend wurde ca. 50% der Fläche der Metallplättchen in Wasserbäder umfassend Reinigungslösungen NaOH+PS+Phos, NaOH, NaOH+PS, NaOH+H202+Phos oder NaOH+H202 getaucht. Mittels eines Magnetrührers wurde eine ständige Umwälzung der Reinigungslösun¬ gen erzeugt. Die Reinigungslösungen wurden bei 20°C, 40°C, 50°C und 60°C für jeweils eine Stunde inkubiert. Nach jeweils 15 Mi¬ nuten wurde die Reinigungswirkung überprüft und dokumentiert.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen die Reinigungsergebnisse der Rei¬ nigungslösungen NaOH+PS+Phos, NaOH+H2Ü2 und NaOH bei den unter¬ schiedlichen Temperaturen und zu den unterschiedlichen Zeitpunk¬ ten. Es zeigte sich überraschender Weise, dass bereits bei 20°C mit der erfindungsgemäßen Reinigungslösung NaOH+PS+Phos die bes¬ te Reinigungswirkung erzielt werden konnte. Die hervorragende Reinigungswirkung dieser Reinigungslösung war auch bei den höhe¬ ren Temperaturen 40°C, 50°C und 60°C beobachtbar. Mit der Reini¬ gungslösung NaOH + H202 konnten zwar eine akzeptable Reinigung erzielt werden, jedoch war diese signifikant schlechter als bei der Verwendung der Reinigungslösung NaOH+PS+Phos. Die schlech¬ testen Ergebnisse wurden mit der wässrigen Reinigungslösung um¬ fassend 1 Gew% NaOH erzielt. Mittels einer Bildverarbeitungssoftware wurde das Verhältnis zwischen gereinigter und verschmutzter Oberfläche der Edelstahl- plättchen im Eintauchbereich bestimmt, um die Reinigungswirkung zu quantifizieren. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der Reinigungsversuche angeführt, wobei 100% vollständig gerei¬ nigt (nur metallische Oberfläche sichtbar) und 0% nicht gerei¬ nigt (keine metallische Oberfläche sichtbar) bedeutet:
Figure imgf000018_0001
A = NaOH, B = NaOH+PS, C = NaOH+PS+Phos , D = NaOH+H202; E =
NaOH+H202+Phos
Die erhobenen Daten zeigen, dass Reinigungslösungen umfassend Persulfate eine vorteilhaftere Reinigungswirkung entfalten als andere Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid.

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflä¬ chen, vorzugsweise von metallischen, keramischen und/oder Glas- Oberflächen, welche mit Fettablagerungen, Eiweißablagerungen, Kohlehydratablagerungen und/oder eingebrannten Lebensmittelres¬ ten verunreinigt sind, umfassend den Schritt des Inkontaktbrin- gens der zu reinigenden Oberfläche mit einer wässrigen Reini¬ gungslösung umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat bei einer Temperatur von 10°C bis 80°C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wässrige Lösung 0,1 Gew% bis 5 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 3 Gew%, noch mehr bevor¬ zugt 0,3 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr be¬ vorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Alkalihydroxids umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wässrige Lösung 0,1 Gew% bis 2 Gew%, vorzugsweise 0,2 Gew% bis 1,5 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 1 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,4 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,5 Gew%, des mindestens einen Persulfats umfasst .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wässri¬ ge Lösung 0,01 Gew% bis 1 Gew%, vorzugsweise 0,02 Gew% bis 0,9 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,05 Gew% bis 0,8 Gew%, noch mehr be¬ vorzugt 0,075 Gew% bis 0,7 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,1 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,2 Gew% bis 0,6 Gew%, noch mehr bevorzugt 0,3 Gew% bis 0,6 Gew%, des mindestens einen orga¬ nischen Phosphonats umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Alka¬ lihydroxid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natrium¬ hydroxid (NaOH) , Kaliumhydroxid (KOH) und Lithiumhydroxid
(LiOH) .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindes¬ tens eine Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure oder der Peroxomonoschwefelsäure ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mindes¬ tens eine Persulfat ein Peroxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumperoxodisulfat , Kaliumperoxodisulfat und Ammoniumperoxodisulfat und/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomonosulfat ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das mindes¬ tens eine organische Phosphonat 1 bis 4 Phosphonsäuregruppen um- fasst, wobei am Phosphoratom jeder Phosphonsäuregruppe ein orga¬ nischer Rest gebunden ist, wobei der organische Rest ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cl- bis C5-Alkyl-Rest , der optional substituiert und/oder durch ein Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom unterbrochen ist, einem C2- bis C4- Alkenylrest und einem Poly(C2- bis C4-Alkoxy) -Rest umfassend 2 bis 300 Alkoxy-Einheiten .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mindes¬ tens eine organische Phosphonat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Etidronsäure, 2-Phosphonobutan-l , 2 , 4- Tricarbonsäure, Amino-tris (methylenphosphonsäure ) , Diethylen- triaminpenta (methylenphosphonsäure ) , Ethylendiamintet- ra (methylenphosphonsäure ) und ein Salz davon.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die wäss- rige Reinigungslösung mindestens ein Salz, vorzugsweise ein Al¬ kalisalz, der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure um- fasst .
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Alka¬ lisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure ausge¬ wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaliumpermanganat, Kali- umferrat und Kaliumdichromat .
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die wässrige Rei¬ nigungslösung das mindestens eine Salz der Permangansäure, Ei¬ sensäure und/oder Chromsäure in einem Gewichtsverhältnis zu dem mindestens einen organischen Phosphonats von 1:50 bis 1:500, vorzugsweise von 1:75 bis 1:300, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:200.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die wäss¬ rige Reinigungslösung durch Vermischen einer wässrigen Lösung A umfassend mindestens ein Alkalihydroxid mit einer wässrigen Lö¬ sung B umfassend mindestens ein Persulfat und optional mindes¬ tens ein organisches Phosphonat vor der Reinigung der Oberfläche hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die wässrige Lösung A mit der wässrigen Lösung B maximal 12 Stunden, vorzugsweise maximal 8 Stunden, noch mehr bevorzugt maximal 6 Stunden, noch mehr be¬ vorzugt maximal 4 Stunden, noch mehr bevorzugt maximal 2 Stun¬ den, noch mehr bevorzugt maximal 1 Stunde, vor der Reinigung zur wässrigen Reinigungslösung vermischt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei nach Vermischen der Lösungen A und B das mindestens eine Alkalisalz der der Per¬ mangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure gemäß einem der An¬ sprüche 9 bis 12 zugegeben wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die zu reinigende Oberfläche mit der wässrigen Reinigungslösung bei ei¬ ner Temperatur von 10°C bis 55°C, vorzugsweise bei einer Tempe¬ ratur von 10 °C bis 50 °C, noch mehr bevorzugt bei einer Tempera¬ tur von 10°C bis 45°C, noch mehr bevorzugt bei einer Temperatur von 10°C bis 40°C, in Kontakt gebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die zu reinigende Oberfläche mit der wässrigen Reinigungslösung für 1 bis 180 Minuten, vorzugsweise für 5 bis 150 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 120 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 90 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 80 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 70 Minuten, noch mehr bevorzugt für 5 bis 60 Minuten, in Kontakt gebracht wird.
18. Kit zur Reinigung und/oder Desinfektion von Oberflächen, vorzugsweise von metallischen Oberflächen, umfassend
a) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalihydroxid, b) ein Behältnis umfassend mindestens ein Persulfat und optional mindestens ein organisches Phosphonat und op¬ tional
c) ein Behältnis umfassend mindestens ein Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chromsäure.
19. Kit nach Anspruch 18, wobei das Alkalihydroxid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumhydroxid (NaOH) , Kalium¬ hydroxid (KOH) , und Lithiumhydroxid (LiOH) .
20. Kit nach Anspruch 18 oder 19, wobei das
mindestens eine Persulfat ein Salz der Peroxodischwefelsäure o- der der Peroxomonoschwefelsäure ist.
21. Kit nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das mindestens eine Persulfat ein Peroxodisulfat ausgewählt aus der Gruppe be¬ stehend aus Natriumperoxodisulfat , Kaliumperoxodisulfat und Am- moniumperoxodisulfatund/oder ein Peroxomonosulfat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperoxomonosulfat ist.
22. Kit nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei das mindestens eine organische Phosphonat 1 bis 4 Phosphonsäuregruppen umfasst, wobei am Phosphoratom jeder Phosphonsäuregruppe ein organischer Rest gebunden ist, wobei der organische Rest ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cl- bis C5-Alkyl-Rest , der optio¬ nal substituiert und/oder durch ein Stickstoffatom oder ein Sau¬ erstoffatom unterbrochen ist, einem C2- bis C4-Alkenylrest und einem Poly(C2- bis C4-Alkoxy) -Rest umfassend 2 bis 300 Alkoxy- Einheiten .
23. Kit nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das mindestens eine organische Phosphonat ausgewählt ist aus der Gruppe beste- hend aus Etidronsäure, 2-Phosphonobutan-l , 2 , 4-Tricarbonsäure, Amino-tris (methylenphosphonsäure ) , Diethylentriaminpen- ta (methylenphosphonsäure ) , Ethylendiamintet- ra (methylenphosphonsäure ) und ein Salz davon.
24. Kit nach einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei das mindestens eine Alkalisalz der Permangansäure, Eisensäure und/oder Chrom¬ säure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaliumperman¬ ganat, Kaliumferrat und Kaliumdichromat .
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