Dokument: Untersuchung der oxidativen Eigenschaften niedermolekularer Percarbonsäuren an Polymeren in wässriger Phase

Titel:	Untersuchung der oxidativen Eigenschaften niedermolekularer Percarbonsäuren an Polymeren in wässriger Phase
Weiterer Titel:	Investigation of the oxidative properties of low molecular percarboxylic acids on polymers in aqueous phase
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=45793
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180424-111906-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl. Chem. Gierman, Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,37 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 23.04.2018 / geändert 23.04.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Ritter, Helmut [Gutachter] Prof. Dr. Hartmann, Laura [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Die vorliegende Arbeit beschreibt die Untersuchung der oxidativen Eigenschaften niedermolekularer Percarbonsäuren und die Entwicklung neuer Formulierungen für die Melkanlagenhygiene und die kalte aseptische Flaschenabfüllung. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden die oxidativen und reinigenden Eigenschaften von Percarbonsäure-haltigen Formulierungen im Entwicklungsstadium im Vergleich mit den Eigenschaften eines etablierten Percarbonsäure-basierten Produkts (Oxonia active™ 150, Firma Ecolab Inc, St. Paul, USA) untersucht. Die Versuche zeigten, dass korrosionsbeständige Metalle wie z. B. V2A Stahl gegenüber Percarbonsäure-basierten Formulierungen stabil waren. Nicht-korrosionsbeständige Metalle, wie z. B. Messing wurden durch die stark sauren Formulierung angegriffen. Die Untersuchungen der oxidierenden Wirkung auf Thermoplaste und Elastomere belegten, dass Kunststoffe, mit gesättigtem Polymergerüst, wie z. B. Fluorkautschuk-Typen, Polyethylen oder Polycarbonate, im Kontakt mit Percarbonsäure-haltigen Produkten zu bevorzugen waren. Polymere mit ungesättigter Polymerstruktur zeigten eine geringere Stabilität gegenüber einem oxidativen Angriff. Um die optimale Balance zwischen entkalkender Wirkung und effektiver Reinigung von Milch-basierten Anschmutzungen zu halten, durfte die neue Formulierung nur eine mit dem Referenzprodukt vergleichbare Essigsäurekonzentration haben. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde im zweiten Teil der Arbeit ein Desinfektionsreiniger mit 2 % Peressigsäure, < 0,1 % Peroctansäure, 9,4 % Wasserstoffperoxid und 0,1 % Octansäure für die Melkanlagenhygiene entwickelt, der 7 Tage bei 60 °C Lagertemperatur stabil war, was einer Stabilität von 2 Jahren bei Raumtemperatur entsprach. Die Reinigungsleistung gegenüber Milch-basierten Anschmutzungen war im Vergleich zum Referenzprodukt verbessert, die Denaturierung der Milchproteine und deren Anhaftung an Metalloberflächen war im Vergleich vermindert. Die antimikrobielle Wirksamkeit der Formulierung erfüllte bei einer Einsatzkonzentration von 0,20 % nach der Prüfnorm EN 1276 die vorgegebene Log-Stufen-Reduktion. Im dritten Teil der Arbeit wurde eine Formulierung mit 7,5 % Peressigsäure, 0,22 % Peroctansäure, 16,3 % Wasserstoffperoxid und 0,28 % Octansäure für die kalte aseptische Flaschenabfüllung entwickelt. Das Produkt war 7 Tage bei 60 °C Lagertemperatur stabil, was einer Stabilität von 2 Jahren bei Raumtemperatur entsprach. Durch das zugesetzte Fettsäuresulfonat konnten die oberflächenbenetzenden Eigenschaften im Vergleich zum Referenzprodukt erhöht werden. Die Ausspülbarkeit der Formulierung war mit dem Referenzprodukt vergleichbar. Die antimikrobielle Wirksamkeit der Formulierung erfüllte bei einer Einsatzkonzentration von 0,15 % nach der Testmethode „Ecolab Microbiological Services SOP # MS009 – Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants – Final Action“ die vorgegebene Log-Stufen-Reduktion. The present work describes the investigation of the oxidative properties of low molecular percarboxylic acids and the development of new formulations for milking machine hygiene and cold aseptic bottle filling. In the first part of this research the oxidative and cleaning characteristics of percarboxylic acid containing formulations were investigated compared to the properties of an established percarboxylic acid based product (Oxonia active™ 150, Ecolab Inc, St. Paul, USA). The experiments showed that corrosion-resistant metals such as V2A steel were stable in the presence of percarboxylic-based formulations. Non-corrosion resistant metals such as brass were attacked by the high acidic formulations. The examination of the oxidizing effect on thermoplastics and elastomers proved that plastics with a saturated backbone such as fluororubber types, polyethylene or polycarbonates should be preferred when it comes to contact with percarboxylic acid containing products. Polymers with unsaturated structures are more prone to oxidative stress. In order to maintain the optimum balance between a decalcifying effect and effective cleansing of milk-based stains the new formulation should have an acetic acid concentration comparable to the reference. Based on these results a disinfecting agent for milking machine hygiene containing 2 % peracetic acid, < 0,1 peroctanoic acid, 9,4 % hydrogene peroxide and 0,1 % octanoic acid was developed in the second part of this work. The new formulation was stable for 7 days at a storage temperature of 60 °C which corresponds to a stability of 2 years at room temperature. The cleaning performance against milk-based stains was improved compared to the reference, the denaturation of milk proteins and their adhesion to metal surfaces was reduced. The antimicrobial efficacy of the formulation fulfilled the prescribed log-reduction with a use concentration of 0,20 % according to the test standard EN 1276. In the third part of this work a formulation containing 7,5 % peracetic acid, 0,22 % peroctanoic acid, 16,3 % hydrogen peroxide and 0,28 % octanoic acid was developed for cold aseptic bottle filling. The product was stable for 7 days at a storage temperature of 60 °C. The surface-wetting and rinsing properties were increased by the addition of a fatty acid sulfonate compared the reference product. The anti-microbial efficacy of the formulation fulfilled the prescribed log-reduction at a useconcentration of 0,15 % according to the test method “Ecolab Microbiological Services SOP # MS009 – Germicidal and Detergent Sanitizing Action of Disinfectants – Final Action“.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	24.04.2018
Dateien geändert am:	24.04.2018
Promotionsantrag am:	23.04.2017
Datum der Promotion:	18.07.2017