Die Erfindung bezieht sich auf stabilisierte, wässrige Folsäurezusammensetzungen und insbesondere auf wässrige Vitamin-Zusammensetzungen und ein Verfahren zur Herstellung einer stabilisierten, wässrigen Dosierlösung.

Kombinationen von Folsäure oder wenigstens einem Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon und einer wasserlöslichen Molybdänverbindung in der Form von verdünnten, wässrigen Dosierlösungen sind dafür bekannt, hervorragende Additive für biologische Abfallbehandlungs-Anlagen zu sein, wie in US-A-5,624,564 offenbart ist. Leider hat es sich jedoch herausgestellt, dass diese verdünnten, wässrigen Dosierlösungen 30 – 50 % der Folsäure-Bioaktivität besten Falls innerhalb einer Woche oder schlimmsten Falls innerhalb ein paar Tagen verlieren.

Bis jetzt bestand die einzige praktische Methode, das Problem des schnellen Verlustes an Bioaktivität von verdünnten Dosierlösungen, die Folsäure und wenigstens ein Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon in Kombination mit einer wasserlöslichen Molybdänverbindung enthalten, zu lösen, wie dem gegenwärtigen Erfinder bekannt ist, darin, Dihydrofolsäure plus Hydropolycarboxylsäuresalze als Stabilisator zu verwenden, wie in US-A-4,931,442 oder US-A-4,956,092 offenbart ist. Da diese teilweise stabilisierten Dosierlösungen Nachteile haben können, beispielsweise erhöhte Kosten aufgrund der Verwendung von großer Mengen von Dihydrofolsäure, wäre eine ökonomische Lösung des Stabilisierungsproblems von den Betreibern biologischer Abfallanlagen in hohem Maße erwünscht, um die Flexibilität bei der Verwendung dieser Kombination von Folsäure oder wenigstens einem Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon und einer wasserlöslichen Molybdänverbindung im Hinblick auf deren ausgezeichnete Biostimmulations-Aktivität auf ein Maximum zu bringen.

Die Erfindung liefert eine stabilisierte, wässrige Folsäurezubereitung, die eine Kombination aus Folsäure und/oder Dihydrofolsäure oder wenigstens einem Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz und Mischungen davon und eine wasserlösliche Molybdänverbindung umfasst, und die eine verbesserte Stabilität ihres Folsäuregehalts in der Anwesenheit von Sauerstoff aufweist, wobei die Zusammensetzung als Stabilisator eine mehrzähnige Polyethylen-Verbindung enthält. Die mehrzähnige Polyethylen-Verbindung wird durch die folgende Formel (I) dargestellt:

Die Anmelderin hat nun überraschender Weise gefunden, dass durch die Verwendung einer speziellen vielzähnigen Polyoxyethylen-Verbindung der Verlust an Vitamin-Bioaktivität in verdünnten, wässrigen Lösungen, die Folsäure und/oder Dihydrofolsäure oder wenigstens ein Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon in Kombination mit einer wasserlöslichen Molybdänverbindung aufweist, über die Zeit mehrerer Wochen vollständig unterdrückt wird, was zu einer leicht verwendbaren Dosierlösung für biologische Abfallbehandlungs-Anlagen führt. Dies ist tatsächlich unerwartet, da der Stand der Technik kein Verfahren lehrt oder bereitstellt, dem Verlust an Vitamin-Bioaktivität von verdünnten, wässrigen Dosierlösungen entgegenzuwirken, die Folsäure oder wenigstens ein Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon in Kombination mit einer wasserlöslichen Molybdänverbindung enthalten. Somit besteht die stabilisierte Folat-Dosierlösung der vorliegenden Erfindung aus den folgenden Komponenten und Bestandteilen:

• 1) ein Mitglied der Gruppe ausgewählt aus Folsäure und/oder Dihydrofolsäure oder wenigstens einem Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalz davon, und
• 2) eine wasserlösliche Molybdänverbindung,
• 3) eine vielzähnige Polyoxyethylen-Verbindung, die durch die obige Formel (I) dargestellt wird, wobei w + x + y + z einen Wert von 15 bis 25 hat. Eine Verbindung, in der w + x + y + z einen Mittelwert von 20 hat, hat CAS'9005-64-5 und ist als Polyoxyethylen(20)-Sorbitanmonolaurat oder Polysorbat 20 NF oder als TWEEN^®20 bekannt.
• 4) Die Folat-Dosierlösung der vorliegenden Erfindung enthält optional Additive, die einen zusätzlichen, vorteilhaften Einfluss auf die Stabilität haben und in der Form von Hydroxypolycarbolsäure und Ammonium-, Alkalimetall-, Alkalierdmetall- und/oder Alkanolammoniumsalze davon vorliegen, wie in der US-A-4,931,442 offenbart ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält die verdünnte, wässrige Folat-Dosierlösung einen Stabilisator der vorstehenden Formel (I) vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 bis 1,2 Mol pro Mol Folsäure und/oder Folsäure-Salzen, die stabilisiert werden soll.

Verdünnte, wässrige Folat-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind als Additive nützlich, um die Erzeugung einer gesunden Biomasse zu stimulieren und um einen kompakten Schlamm mit guten Absetzeigenschaften zu erzeugen, beispielsweise in Papier-, Metall-, Textil- und Plastik- und Kommunal-Biologischen Abfallbehandlungsanlagen.

Die Erfindung wird nun in größerem Detail durch die folgenden Beispiele erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen und in den Tabellen bedeutet der Begriff „mMol" „milli-Mol", d.h. 0,001 Gramm-Mol der spezifizierten, chemischen Verbindung. In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen hat der Begriff „Teile" die Bedeutung „Gew.-Teile".

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rührer und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgerüstet war, wurden 14.000 ml destilliertes Wasser gegeben, und Stickstoff bei Umgebungstemperatur wurde als Blasen durch das Wasser unter konstantem Umrühren während einer Stunde eingeleitet, um den gesamten Sauerstoff zu entfernen. Danach wurde eine Zusammensetzung, die das Natriumsalz der Folsäure, das Natriumsalz der Dihydrofolsäure, Natriummolybdat-Dihydrat und Natrium-L-Tartrat-Dihydrat enthält, zu dem Wasser unter dem Einfluss von Stickstoff und Umrühren hinzugefügt, um eine Dosierlösung zu erzeugen. Die Dosierlösung A umfasst die folgenden Verbindungen pro 1000 g: 1,8 mMol Folsäure-Natriumsalz, 0,45 mMol Dihydrofolsäure-Natriumsalz, 0,2 mMol Natruiummolybdat-Dihydrat, 0,9 mMol Natrium-L-Tartrat-Dihydrat.

Die Dosierlösung A, die auf diese Weise erhalten wurde, wurde unter einer Stickstoffabdeckung in braunen Glasflaschen gespeichert.

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rührer und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgerüstet war, wurden 12000 ml destilliertes Wasser gegeben und Stickstoff wurde als Blasen bei Umgebungstemperatur durch das Wasser unter konstantem Umrühren während einer Stunde eingeleitet, um den gesamten Sauerstoff zu entfernen. Danach wurde eine Zusammensetzung, die das TRIS-Salz der Folsäure, das TRIS-Salz der Dihydrofolsäure, Natriumolybdat-Dihydrat und Natrium-L-Tartrat-Dihydrat enthielt, zu dem Wasser unter Stickstoffeinfluss und Umrühren hinzu gegeben, um eine Dosierlösung zu erzeugen. Die Dosierlösung B umfasst die folgenden Verbindungen pro 1000 g. (TRIS ist Tris(hydroxymethyl)aminomethan, CAS#77-86-1) 1,82 mMol vom TRIS-Salz der Folsäure, 1,65 mMol vom TRIS-Salz der Dihydrofolsäure, 0,7 mMol Natriummolybdat-Dihydrat, 1,41 mMol Natrium-L-Tartrat-Dihydrat.

Die Dosierlösung B, die auf diese Weise erhalten wurde, wurde unter einer Stickstoffabdeckung in braunen Glasflaschen gespeichert.

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rührer und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgerüstet war, wurden 10000 ml destilliertes Wasser gegeben und Stickstoff wurde als Blasen bei Umgebungstemperatur durch das Wasser unter konstantem Umrühren während einer Stunde eingeleitet, um den gesamten Sauerstoff zu entfernen. Danach wurde eine Zubereitung, die ein Natriumsalz der Folsäure, ein Natriumsalz der Dihydrofolsäure, ein Natrium-Molybdatcystein-Salz und Natrium-L-Tartrat-Dihydrat zu dem Wasser unter Stickstoffeinfluss und Umrühren hinzugegeben, um eine Dosierlösung zu erzeugen. Die Dosierlösung C umfasst die folgenden Verbindung pro 1000 g: 1,73 mMol Natriumsalz der Folsäure, 0,25 mMol Natriumsalz der Dihydrofolsäure, 0,23 mMol Kalium-Molybdatcystein-Salz „[MoO.Sub.3 (Cys)]", 0,9 mMol Natrium-L-Tartrat-Dihydrat.

Die Dosierlösung C, die auf diese Weise erhalten wurde, wurde unter einer Stickstoffabdeckung in braunen Glasflaschen gespeichert.

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rüher und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgestattet war, wurden 1000 Teile der Dosierlösung A gegeben. Der Dosierlösung wurde unter Stickstoff und Umrühren 0,73 Teile Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat, CAS#9005-64-5 zugegeben, um eine Dosierlösung A-1 zu erhalten, deren Mol-Verhältnis von Folsäure/Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat gleich 3 war.

Um die Bedingungen in einem industriellen Dosiertank zu simulieren, wurden 100 ml der Dosierlösung A-1 in eine braune 250 ml Glasflasche mit engem Hals gefüllt, die mit einer Schraubkappe verschlossen war, so dass 150 ml Luft vorhanden war, während die Lösung während 30 Tagen bei Umgebungstemperatur gespeichert wurde.

Unter Verwendung der Prüfverfahren, auf die in dem US Patent Nr. 4,931,442 Bezug genommen wird, wurde die Stabilität der Dosierlösung A-1 ermittelt, indem Messproben an dem Beginn und an dem Ende der 20-tägigen Speicherperiode genommen wurden und mikrobiologisch ihr Gehalt an Folsäure bestimmt wurde, und es wurde gefunden, dass die Stabilität 98 % betrug.

Wenn 100 ml der Dosierlösung A unter 150 ml Luft in einer braunen Glasflasche während 30 Tagen ohne die Zugabe von Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat gespeichert wurde, wurde gefunden, dass die Stabilität gleich 62 % war.

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rührer und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgerüstet war, wurden 1000 ml destilliertes Wasser gegeben. Danach wurde eine Zusammensetzung, die vorher unter Stickstoff während 3 Monaten gespeichert war und die das Natriumsalz der Folsäure, das Natriumsalz der Dihydrofolsäure, Natriummolybdat-Dihydrat und Natrium-L-Tartrat-Dihydrat und Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat enthielt, zu dem Wasser unter Umrühren zugegeben, um die Dosierlösung A-2 zu erzeugen. Die Dosierlösung A-2 umfasst die folgenden Verbindungen pro 100 g: 1,8 mMol Natriumsalz der Folsäure, 0,45 mMol Natriumsalz der Dihydrofolsäure, 0,2 mMol Natriummolybdat-Dihydrat, 0,9 mMol Natrium-L-Tartrat-Dihydrat, 0,59 mMol Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat.

Die Dosierlösung A-2 und die Dosierlösung A-1 haben somit die gleichen Zusammensetzungen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat eine Zugabe zu der ursprünglichen Folsäure-Zubereitung war, die zur Herstellung der Dosierlösung A-2 verwendet wurde.

Um die Bedingungen in einem industriellen Dosiertank zu simulieren, wurden 100 ml der Dosierlösung A-2 in eine braune 250 ml Glasflasche mit engem Hals gefüllt, die mit einer Schraubkappe verbunden war, so dass 150 ml Luft vorhanden war, während die Lösung während 20 Tagen bei Umgebungstemperatur gespeichert wurde.

Unter Verwendung der Prüfverfahren, auf die in dem US Patent Nr. 4,931,442 Bezug genommen wird, wurde die Stabilität der Dosierlösung A-2 ermittelt, indem Messproben am Beginn und an dem Ende der 20-tägigen Speicherperiode gezogen wurden und in dem ihr Gehalt an Folsäure mikrobiologisch bestimmt wurde, und es wurde gefunden, dass die Stabilität 98 % war, und daher identisch zu der, die für die Dosierlösung A-1 gefunden wurde.

Produktionsbeispiele verdünnter, wässriger Folat-Dosierlösungszusammensetzungen wurden ähnlich wie in Beispiel 1 entsprechend den in der Tabelle 1 angegebenen Formulierungen hergestellt (TWENN^®20 wurde als Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat verwendet).

In Tabelle 1 ist das Ethoxylat 1 Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monolaurat CAS#9005-64-5, Ethoxylat 2 ist Polyoxyethylen(15)-Sorbitan-Monolaurat, eine Verbindung, die durch die obige Formel (I) dargestellt wird, wobei w + x + y + z einen Mittelwert von 15 hat.

Ethoxylat 3 ist Polyoxyethylen(25)-Sorbitan-Monolaurat, eine Verbindung, die durch die obige Formel (I) dargestellt wird, wobei w + x + y + z einen Mittelwert von 25 hat.

In eine Vierkant-Flasche, die mit einem Rührer und einem Gasverteiler-Tauchrohr ausgerüstet war, wurden 1000 Teile der Dosierlösung A gegeben. Der Dosierlösung wurde unter Stickstoff und bei Umrühren 0,78 Teile Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monooleat, CAS#9005-656 zugegeben, das etwa 20 Mol Ethylenoxid per Mol enthält, um die Dosierlösung D-1 zu erhalten, deren Mol-Verhältnis von Folsäure/Polyoxyethylen-Verbindung gleich 3 war.

Um die Bedingungen in einem industriellen Dosiertank zu simulieren, wurden 100 ml der Dosierlösung D-1 in eine braune 250 ml Glasflasche mit engem Hals gefüllt, die mit einer Schraubkappe verschlossen war, so dass 150 ml Luft vorhanden war, während die Lösung währen 20 Tagen bei Umgebungstemperatur gespeichert wurde.

Unter Verwendung der Prüfverfahren, auf die in dem US Patent Nr. 4,931,442 Bezug genommen wird, wurde die Stabilität der Dosierlösung D-1 ermittelt, indem Messproben am Beginn und an dem Ende der 20-tägigen Speicherperiode gezogen wurden und in dem ihr Gehalt an Folsäure mikrobiologisch bestimmt wurde, und es hat sich gezeigt, dass die Stabilität gleich 78 % war.

Die Dosierlösungen D-2 bis D-17 werden in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung des Vergleichsbeispiels 1 entsprechend den Formulierungen hergestellt, die in Tabelle 2 angegeben sind (die Menge an jeder Polyethoxylat-Komponente wird ausgedrückt durch „Mol Ethoxylat pro Mol Folsäure").

In Tabelle 2 ist Ethoxylat 4 gleich Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monooleat, CAS#9005-65-6, Ethoxylat 5 gleich Polyoxyethylen(20)-Sobitan-Monoalmitat, CAS#9005-66-7, Ethoxylat 6 gleich Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Monostearat, CAS#9005-67-8, Ethoxylat 7 gleich Polyoxyethylen(20)-Sorbitan-Trioleat, CAS#9005-70-3, Ethoxylat 8 gleich Polyoxyethylen(10)-Isooctylphenylether, CAS#9002-93-1 und Ethoxylat 9 gleich Polyoxyethylen(40)-Isooctylphenylether, 70%-Lösung in Wasser. Ethoxylat 10 ist Polyoxyethylen(12,7)-Sorbitan-Monolaurat, eine Verbindung, die durch die obige Formel (I) dargestellt wird, wobei w + x + y + z einen Mittelwert von 12,7 hat, und Ethoxylat 11 ist Polyoxyethylen(33)-Sorbitan-Monolaurat, eine Verbindung, die durch die obige Formel (I) dargestellt wird, wobei w + x + y + z einen Mittelwert von 33 hat.

Während die Erfindung oben unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele davon beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass viele Änderungen, Modifikationen und Variationen in dem Material, in den Anordnungen der Teile und der Verfahrensschritte gemacht werden können, ohne von dem hier beschriebenen Erfindungskonzept abzuweichen. Folglich soll der Umfang der beigefügten Ansprüche alle solche Änderungen, Modifikationen und Variationen umfassen, die einem Durchschnittsfachmann beim Lesen der Beschreibung einfallen.