MGDA-Na3 Phosphatfreier Builder: Was Wirkungsweise und wie man es dosiert

Das Phosphatverbot, das das europäische Geschirrspülen im Jahr 2017 umgestaltete, führte dazu, dass Formulierer nach einem Hersteller suchten, der was Natriumtripolyphosphat ausführen konnte, ohne den Umweltgepäck. MGDA-Na3 trat in diese Rolle ein. Als phosphatfreier Builder und Chelatbildner hält Trisodium Methylglycin-Diacetat Magnesium und Kalzium bei dem hohen pH-Wert und der hohen Temperatur, bei der das Geschirrspülen stattfindet, in Schach und baut dann biologisch ab, nachdem das Spülwasser den Abfluss hinuntergegangen ist.

Wenn Sie ein Geschirrspül- oder Wäscheprodukt neu formulieren und Ihnen gesagt wurde, dass Sie MGDA ausprobieren sollen, erklärt dieser Leitfaden die Chemie, die Dosierung und die häufigsten Fehler, die Formulierer Zeit kosten.

Was MGDA-Na3 ist und warum es STPP ersetzt hat

MGDA-Na3 trägt die CAS-Nummer 164462-16-2 und den INCI-Namen Trisodium-Methylglycin-Diacetat. Das Molekül geht von Glycin, der einfachsten Aminosäure, aus und erhält zwei Acetatgruppen, die die Chelatarbeit leisten. Das Ergebnis bindet Magnesium bei hohem pH-Wert fest, was genau das ist was eine Spülmaschine benötigt.

Natriumtripolyphosphat, kurz STPP, hat die gleiche Arbeit über die Phosphatgruppe erledigt. Das Problem wurde was nach dem Waschen passierte. Phosphate ernähren Algenblüten in Flüssen und Seen, weshalb die EU sie ab 2017 in Geschirrspültabletten und früher in der Wäsche von Verbrauchern verboten hat. MGDA-Na3 erfüllt die Builder-Funktion ohne Phosphor im Molekül und erfüllt daher die gleichen Abflussregeln, die STPP abtöteten.

Der Magnesiumfokus ist wichtiger, als den meisten Formulierern zunächst bewusst ist. Geschirrspülergläser entwickeln Weißfilme hauptsächlich aus Magnesium- und Kalziumablagerungen, nicht aus dem Boden. Ein Hersteller, der Magnesium bei einem pH-Wert von 11 bis 12,5 einschließt, verhindert, dass sich diese Filme überhaupt bilden.

Die Chemie: Warum die Magnesiumbindung in der Spülmaschine gewinnt

Automatisches Geschirrspülen läuft heiß und alkalisch. Der Waschzyklus liegt bei 50 bis 70 Grad Celsius und pH 11 bis 12,5. Unter diesen Bedingungen verlieren viele Chelatbildner ihren Halt an Metallionen. MGDA-Na3 hält stabil.

Der Schlüssel ist die Stabilität über den gesamten Arbeits-pH-Bereich. Der Magnesiumkomplex von MGDA bleibt dort intakt, wo GLDA und andere Aminosäurechelatoren beginnen, das Ion wieder in Lösung zu geben. Dies ist kein geringer Unterschied. Ein Chelator, der bei einem pH-Wert von 12 20 Prozent seiner Bindungskapazität abnimmt, hinterlässt sichtbare Flecken auf dem Glas, und der Verbraucher sieht es sofort.

Kalzium spielt auch eine Rolle, aber in der Spülmaschine ist es das sekundäre Problem. MGDA behandelt Kalzium angemessen und ist gleichzeitig hervorragend in Magnesium. Formulierer, die eine stärkere Kalziumabdeckung benötigen, mischen MGDA oft mit GLDA, das stark auf Kalzium abzielt. Die Mischung deckt beide Ionen ab, ohne die Kosten zu überschreiten.

Dosierung von MGDA-Na3 in Geschirrspültabletten

Spülmaschinentabletten tragen die höchste MGDA-Belastung aller Verbraucherformate. Ein typisches automatisches Geschirrspülmittel verwendet MGDA-Na3 mit 15 bis 30 Prozent des Gesamtgewichts der Tabletten. Der Rest besteht aus Natriumcarbonat, Natriumpercarbonat, einem Bleichaktivator, Enzymen und einem Spülmittelpolymer.

Die Dosierungslogik folgt der Wasserhärte, die Ihr Markt anstrebt. In Weichwasserregionen unter 150 ppm funktioniert das untere Ende des Sortiments. In Hartwasserregionen über 300 ppm drängen Sie zum oberen Ende. Die Tablette muss genügend Builder liefern, um die Härte über den gesamten Wasch- und Spülzyklus zu neutralisieren, nicht nur über die Hauptwäsche.

Ein häufiger Fehler ist die Unterdosierung von MGDA, da es pro Kilogramm mehr kostet als STPP. Das Ergebnis ist das Filmen auf Glas in Gebieten mit hartem Wasser und eine Verbraucherbeschwerde, die in Rezensionen auftaucht. Im Zweifelsfall dosieren Sie für das härteste Wasser, das Ihr Produkt angeblich verarbeiten kann, und überprüfen Sie es dann mit einem 50-Zyklus-Geschirrspülertest an sauberen Glaswaren.

Pulver- und Gel-Geschirrspülformate verwenden eine ähnliche Logik bei etwas geringerer Belastung. Gele haben einen MGDA-Anteil von 10 bis 20 Prozent, da das Spülhilfsmittel-Polymer einen größeren Anteil an der Anti-Film-Wirkung hat. Die Pulver sitzen zwischen Tabletten und Gelen.

MGDA-Na3 in Waschmitteln

Wäsche läuft kühler und weniger alkalisch als Geschirrspülen, aber Magnesium verursacht trotzdem Probleme. Graue Filme auf Textilien entstehen durch Magnesium-Calcium-Komplexe, die sich bei wiederholtem Waschen ablagern und ansammeln. MGDA-Na3 verhindert diese Ablagerungen und unterstützt gleichzeitig die Reinigungswirkung des Waschmittels.

Die meisten Waschmaschinenformulierer mischen MGDA mit GLDA, anstatt beides allein zu verwenden. Eine 50: 50-Mischung deckt Magnesium von MGDA und Kalzium von GLDA über den gesamten pH-Bereich der Wäsche ab. Bei Flüssigwäsche beträgt die Dosis 1 bis 3 Prozent. Bei Pulver liegt sie bei 2 bis 4 Prozent, weil das Pulver länger auf dem Stoff sitzt und mehr Builder benötigt, um die Metalllast zu halten.

Die Enzymkompatibilität ist erwähnenswert. Moderne Waschmittel enthalten Protease-, Amylase- und Lipase-Enzyme zur Fleckenentfernung. Einige Builder greifen in diese Enzyme ein, indem sie die Kalziumionen, die sie als Co-Faktoren benötigen, abziehen. MGDA-Na3 stört weniger als ältere Chelatoren, sodass die Enzyme neben dem Builder aktiv bleiben.

Ersetzen von STPP: Eine einfache Ersetzung

Formulierer, die von STPP auf MGDA-Na3 umsteigen, fragen oft nach dem Substitutionsverhältnis. Die kurze Antwort lautet eins zu eins nach der Builder-Funktion, nicht nach dem Gewicht.

STPP hat in einer Tablette aus der Phosphat-Ära normalerweise einen Anteil von 20 bis 35 Prozent. MGDA-Na3 hat einen Anteil von 15 bis 30 Prozent, weil es mehr Metall pro Gramm bindet. Das genaue Verhältnis hängt von Ihrem Wasserhärteziel und dem Rest der Formel ab. Ein Prüfstandsversuch mit einem 50-Zyklus-Geschirrspüler-Test bringt es in zwei bis drei Runden.

Die Kostenverschiebung ist real, aber geringer, als es der Kilogrammpreis vermuten lässt. MGDA kostet mehr pro Kilogramm als STPP, aber Sie verbrauchen weniger davon, und Sie lassen die Phosphatzuschläge fallen, die bei einigen Einleitungsgenehmigungen hinzukommen. Formulierer, die die Gesamtkostenberechnung durchführen, finden die Lücke in der Regel überschaubar, insbesondere wenn die Zulassung des Einzelhändlers und Umweltaussagen ins Spiel kommen.

Biologisch abbaubar und der Umweltanspruch

MGDA-Na3 ist nach OECD 301-Tests leicht biologisch abbaubar. Nachdem das Waschwasser die Maschine verlassen hat, zerfällt das Molekül durch natürliche mikrobielle Wirkung, anstatt sich in Wasserwegen anzusammeln. Dies ist aus zwei Gründen wichtig.

Erstens hält es Ihr Produkt frei von Phosphatbeschränkungen und ermöglicht es Ihnen, eine vertretbare Umweltbehauptung aufzustellen. Zweitens beantwortet es die wachsende Frage der Kunden, was mit dem Waschmittel passiert, nachdem es den Bach runtergegangen ist. Formulierer, die die biologische Abbaubarkeit dokumentieren können, haben sowohl für die Regulierungsbehörden als auch für die Einzelhändler eine stärkere Geschichte.

Wenn ein Kunde nach den Umweltdaten fragt, leiten Sie den OECD 301-Bericht Ihres Lieferanten weiter. Eine anerkannte Prüfmethode hat weit mehr Gewicht als eine allgemeine grüne Angabe auf dem Etikett.

Weitere Informationen darüber, wie Bauherren und Chelatbildner in Reinigungsmittelsystemen funktionieren, finden Sie in dieser Ressource des American Cleaning Institute.

Spezifikationen, Proben und Formulierungsunterstützung für MGDA-Na3, GLDA-Na4 und das gesamte grüne Chelator-Sortiment finden Sie im Produktzentrum von Yuanlian Chemical und fordern Sie ein kostenloses Bewertungsmuster an.