DE69516537T2 - Reinigungsverfahren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Glasbehältern.
• Viele Glasbehälter, wie Flaschen, die zum Verkaufen von Getränken, beispielsweise Bier, Milch oder alkoholfreie Getränke, verwendet werden, werden wiederverwendet. Vor dem erneuten Füllen werden sie in einem industriellen Flaschenwäscher gewaschen. Diese industriellen Wäscher bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von Taschen, angeordnet entlang einer Transportvorrichtung, die die zu waschenden Gegenstände durch einen gewundenen Weg, wo sie mit einer Reinigungslösung behandelt und anschließend gespült werden, führt. Sie werden durch einen automatischen Mechanismus, wie eine Drehscheibe, in die Taschen geladen. Im allgemeinen können diese Maschinen, in Abhängigkeit von der Maschinenkapazität, 5 000 bis 100 000 Flaschen pro Stunde oder mehr handhaben.
• Die herkömmliche Reinigungslösung enthält gewöhnlich etwa 1 Gewichtsprozent Natriumhydroxid und ein Antischäumungsmittel und wird bei einer Temperatur von rund 80ºC aufgetragen. Sie wird häufig durch eine Einweichstufe, gefolgt von einer Sprühstufe vor dem Spülen, oder noch gerade beim Sprühen vor dem Spülen, aufgetragen.
• Viele Menschen kennen das Phänomen des Abstoßens, das weißliche Kreise oder Teilkreise am Äußeren der Flasche erzeugt. Es wird angenommen, daß Abstoßen teilweise durch chemische Erosion der Glasoberfläche durch die Reinigungslösung und teilweise durch mechanischen Abrieb, beispielsweise zwischen den Flaschen selbst oder zwischen den Flaschen und Teilen der Reinigungsvorrichtung, erzeugt wird.
• Das vorstehend erwähnte Problem wird nun gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Reinigen von Glasbehältern in einem kontinuierlichen Zuführungsverfahren gelöst, wobei das Verfahren den Schritt des Auftragens einer wässerigen Zusammensetzung, umfassend ein alkalisches Mittel und ein schwaches Maskierungsmittel, auf die Behälter umfaßt.
• Von dem Reinigen mit einer solchen Zusammensetzung wurde gefunden, daß es das Abstoßen wesentlich vermindert.
• Es sollte bemerkt werden, daß Glasgegenstände (beispielsweise Trinkgläser) häufig unter Verwendung von Haus- oder industriellen Geschirrwaschmitteln, die unter anderem alkalische Mittel und Maskierungsmittel enthalten, mechanisch gereinigt werden. Dies erfolgt jedoch nicht in einem kontinuierlichen Zuführungsverfahren, bei dem das vorstehend erwähnte Abstoßungsproblem auftritt (siehe beispielsweise CH-A- 0-679311).
• Vorzugsweise enthält die wässerige Zusammensetzung 0,1% bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugter 0,5% bis 5 Gewichtsprozent und insbesondere 0,75% bis 1,5 Gewichtsprozent des alkalischen Mittels.
• Ebenfalls vorzugsweise enthält die wässerige Zusammensetzung 50 bis 1000 ppm, auf das Gewicht, des schwachen Maskierungsmittels, bevorzugter 100 bis 500 ppm, auf das Gewicht, und insbesondere 200 bis 400 ppm, auf das Gewicht.
• Das schwache Maskierungsmittel kann beispielsweise ein oder mehrere Mittel, ausgewählt aus Maskierungsmitteln vom Polyacrylattyp und Phosphonat-Maskierungsmitteln, umfassen. Bevorzugte Maskierungsmittel vom Polyacrylattyp schließen Polyacrylsäuren oder Polyacrylate, insbesondere Polyacrylate mit niederem Molekulargewicht, beispielsweise MW < 10 000, z. B. Sokalan PA15 von BASF oder Norasol LMW45 von Norso-Haas, und Maleinsäureanhydrid/(Meth)acrylsäure-Copolymere, z. B. Sokalan CP5 von BASF, ein. Geeignete Phosphonat- Maskierungsmittel schließen den Bereich, vertrieben unter der Handelsmarke "Dequest" von Monsanto, ein.
• Geeignete alkalische Mittel schließen Alkalimetallhydroxide, beispielsweise Natrium- oder Kaliumhydroxide, Alkalimetallsilikate, einschließlich Metasilikate, z. B. Natriumsilikat mit einem Molverhältnis von SiO&sub2; : Na&sub2;O von etwa 3,3 : 1 oder weniger, einschließlich etwa 1,8 : 1 bis etwa 2,2 : 1 (normalerweise als Natriumdisilikat bezeichnet), ein. Natriumhydroxid ist besonders bevorzugt. Jedoch könnte das alkali sche Mittel zwei oder mehrere unterschiedliche solcher Materialien umfassen.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine wässerige Zusammensetzung zum kontinuierlichen Zuführen zum Reinigen der Glasbehälter bereitgestellt, wobei das Mittel 0,5% bis 10 Gewichtsprozent eines alkalischen Mittels und 50 bis 1000 ppm, auf das Gewicht, eines schwachen Maskierungsmittels umfaßt. Besonders bevorzugte Mengen und Art des alkalischen Mittels und schwachen Maskierungsmittels für eine solche Zusammensetzung sind wie vorstehend ausgewiesen.
• Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Zusammensetzung kann ebenfalls etwas nichtionisches Antischäumungs- und/oder Benetzungsmittel, beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 50 bis 1 : 10, bezogen auf das schwache Maskierungsmittel, enthalten. Die Zusammensetzung kann ebenfalls einen oder mehrere andere geringe Bestandteile, die gewöhnlich in solchen Zusammensetzungen vorliegen, enthalten. Jedoch ist die Zusammensetzung häufig im wesentlichen frei von anderen Bestandteilen.
• Gewöhnlich folgt dem Schritt des Auftragens der wässerigen Zusammensetzung auf die Glasbehälter ein Spülschritt, vorzugsweise unter Verwendung von Wasser, gegebenenfalls eine Spülhilfe einschließend. Dies könnte ein Zweistufen-Verfahren unter Verwendung von zunächst warmem und anschließend kaltem Wasser sein.
• Die wässerige Zusammensetzung selbst wird geeigneterweise durch Verdünnen einer vorkonzentrierten, wässerigen Lösung des schwachen Maskierungsmittels mit einer wässerigen Lösung des alkalischen Mittels hergestellt. Das Letztere wird normalerweise das gesamte, in der Endlösung vorzuliegende, alkalische Mittel und das gesamte Wasser, mit der Ausnahme des in der vorkonzentrierten wässerigen Lösung des Maskierungsmittels enthaltenen Wassers enthalten.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann für die kontinuierliche Zuführung zum Reinigen von beliebigen Glasbehältern, beispielsweise Getränkebehältern, angewendet werden, jedoch ist ein verwendbares Beispiel das Reinigen von Bierflaschen.
• Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Hilfe der nachstehenden, nicht begrenzenden Versuche erläutert:
Versuch 1
• Eine wässerige Lösung von 15 Gewichtsprozent schwachem Maskierungsmittel (entweder Variante (a) Polyacrylat- Maskierungsmittel; das heißt Sokalan PA15 von BASF, mittleres Molekulargewicht 1500, oder Variante (b) Phosphonat-Maskierungsmittel; das heißt Dequest 2000 von Monsanto) wurde in einem Bad mit einer 2 gew.-%-igen wässerigen Lösung von Natriumhydroxid, das nichtionisches Antischaummittel enthielt, verdünnt, so daß die Menge an schwachem Maskierungsmittel in der fertigen Lösung 300 ppm, auf das Gewicht, betrug. Die Menge des Antischaummittels in der fertigen Lösung war im Gewichtsverhältnis von 2 : 15, bezogen auf das Maskierungsmittel.
• Die fertige Lösung wurde in jedem Fall auf Bierflaschen in einer industriellen Flaschenwaschmaschine bei einer maximalen Temperatur von 80ºC, zunächst in einem Einweichungsschritt und anschließend in einem Sprühschritt aufgetragen. Diesem Reinigungsverfahren folgte Spülen unter Verwendung von weichgemachtem Wasser bei 40ºC als ersten Spülschritt und anschließend kaltes, frisches, weichgemachtes Wasser als zweiten Spülschritt.
Versuch 2
• 0,3 Liter holländische Standard-Bierflaschen wurden veränderten mechanischen und chemischen Bedingungen unterzogen, für sowohl eine Kontroll-Flaschencharge als auch eine Flaschencharge, die chemischen Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, wonach der Anteil des Abstoßens sowohl visuell als auch durch eine Charge-Coupled-Device (CCD)-Kamera [ladungsgekoppeltes Bauelement] bewertet wurde.
• Die CCD-Kamera zeichnete die Zahl von nicht reflektierten Pixeln, die auf der Flasche vorliegen, auf. Auf der Basis dieser Zahl wurde die Flasche in eine Abstoß-Kategorie eingeordnet.
• Die Flaschen wurden mechanischen Bedingungen durch Verschieben einer 10-Meter-Transport-Schleife für 10 Minuten unterzogen.
• Die chemischen Kontrollbedingungen bestanden aus Einweichen von 50 Kontrollflaschen in einer 1%igen NaOH-Lösung in weichem Wasser (< 1º Deutsche Härte) bei 80ºC.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung bestanden die chemischen Bedingungen des Einweichens von 50 Flaschen in 1%iger NaOH-Lösung plus 0,2% der Formulierung A.
Formulierung A:
• Nitrilotrimethylenphosphonsäure 15,0%
• Natriumcumolsulfonat 3,6%
• Nichtionisches Tensid 2,0%
• Destilliertes Wasser Rest
• Alle 5 Zyklen wurden 5 Flaschen aus dem Test entfernt und visuell im Vergleich zu Bezugsflaschen klassifiziert, wobei ein Zyklus aus Einwirkung mechanischen Bedingungen für 10 Minuten, gefolgt von Aussetzen den chemischen Bedingungen für 10 Minuten, bestand, und die Bezugsflaschen Bierflaschen, die von Heineken als visuell akzeptabel angesehen wurden, waren.
• Visuelles Niveau 5 wird als das maximal annehmbare Niveau für Flaschen betrachtet.
• Um thermische Belastung zu minimieren, wurden die Flaschen einem Einweichbad zwischen den mechanischen und chemischen Behandlungen ausgesetzt, wobei die Temperaturveränderung auf 35ºC zwischen den entsprechenden Behandlungen begrenzt war. Tabelle 1. Ergebnisse Versuch 2
• Die durch das instrumentelle Verfahren gefundene Abstoßkategorie korrellierte sehr gut mit jener der visuellen Bewertung.
Versuch 3
• Als eine Kontrolle wurden 0,3-Liter-Standard-Bierflaschen nacheinander dem Erzeugen von Flaschenwaschbedingungen unterzogen.
• Jeder Test wurde mit 50 Flaschen pro zu prüfende Bedingung begonnen.
• Die Flaschen wurden in Kisten gestellt, die an den Anfang der Waschstraße gestellt wurden. Die Flaschen folgten dem Standardweg von: Maschine zur Entnahme der Flaschen aus den Kisten (decrater), Flaschenwäscher, Abfüllvorrichtung, Tunnelpasteurisierer, Etikettiermaschine, Kistenpacker.
• Die Flaschen wurden aus den gefüllten Kisten gesammelt, geleert und erneut am Beginn der Straße eingeführt.
• Die chemische Behandlung bestand aus Waschen der Flaschen in einem üblichen Flaschenwäscher bei den vorstehend beschriebenen Bedingungen und Temperaturen.
• Alle 5 Zyklen wurden 5 Flaschen aus dem Test entfernt und durch Vergleich mit Bezugsflaschen wie in Versuch 2 visuell eingeteilt.
• Die Flaschen wurden ebenfalls unter Verwendung der CCD-Kamera bewertet, unter Bestimmung der wie vorstehend beschriebenen Abstoßanteile.
• Die Flaschenwaschbedingungen in der Kontrolle waren:
• 1 ± 0,1% NaOH-Lösung, Temperatur 80 ± 1ºC. Tabelle 2. Ergebnisse Kontrolle
• 50 holländische 0,3-Liter-Standard-Bierflaschen wurden anschließend den gleichen Testerzeugungs-Flaschenwaschbedingungen wie vorstehend unterzogen, jedoch unter Verwendung der Flaschenwaschformulierung A unter den nachstehenden Bedingungen:
• 1 ± 0,1% NaOH-Lösung, 0,2 ± 0,05% Formulierung A und eine Temperatur von 80 ± 1ºC.
• Die Ergebnisse davon werden in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3.

Claims (15)

1. Verfahren zum Reinigen von Glasbehältern in einem kontinuierlichen Zuführungsverfahren, wobei das Verfahren den Schritt des Auftragens einer wässerigen Zusammensetzung, umfassend ein alkalisches Mittel und ein schwaches Maskierungsmittel, auf die Behälter umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wässerige Zusammensetzung 0,1% bis 10 Gewichtsprozent des alkalischen Mittels enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die wässerige Zusammensetzung 0,5% bis 5 Gewichtsprozent des alkalischen Mittels enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die wässerige Zusammensetzung 0,75% bis 2 Gewichtsprozent des alkalischen Mittels enthält.

5. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die wässerige Zusammensetzung 50 bis 1000 ppm, auf das Gewicht, des schwachen Maskierungsmittels enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die wässerige Zusammensetzung 100 bis 500 ppm, auf das Gewicht, des schwachen Maskierungsmittels enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die wässerige Zusammensetzung 200 bis 400 ppm, auf das Gewicht, des schwachen Maskierungsmittels enthält.

8. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das schwache Maskierungsmittel ein Polyacrylat-Maskierungsmittel umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Polyacrylat- Maskierungsmittel ein mittleres Molekulargewicht von weniger als 10000 aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das schwache Maskierungsmittel ein Phosphonat-Maskierungsmittel umfaßt.

11. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das alkalische Mittel Natriumhydroxid umfaßt.

12. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Schritt des Auftragens der wässerigen Zusammensetzung von einem Spülschritt gefolgt wird.

13. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die wässerige Zusammensetzung durch Verdünnen einer vorkonzentrierten wässerigen Lösung des schwachen Maskierungsmittels mit einer wässerigen Lösung des alkalischen Mittels hergestellt wird.

14. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die Glasbehälter in Form von Flaschen vorliegen.

15. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei dieses Verfahren zur Reduzierung des Abstoßens in den Glasbehältern dient.