DE3853073T2 - Feuerlöschmittel. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine wäßrige Feuerlöschlösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Eine Zusammensetzung dieser Art ist aus Chemical Abstracts, Vol. 104, Nr. 16, 21. April 1986, S. 154, Abstract Nr. 132486p, Columbus, Ohio, USA bekannt. Dort wird eine Zusammensetzung beschrieben, die ein Bikarbonat (15 Gew.%), ein Borat (7 Gew.%) und einen oberflächenaktiven Stoff (1 Gew.%) enthält, wobei der Rest Wasser ist.
- Eine solche bekannte Zusammensetzung hat den Nachteil, daß sie im allgemeinen Metalle angreift. Dies ist besonders beim Löschen eines Brandes auf einer Kochfläche, z.B. der Kochmulde auf einem Küchenherd, besonders bedenklich. Insbesondere kann infolge der korrodierenden Wirkung das Kochfeld, das durchweg eine Metallfläche darstellt, auch dann beschädigt werden, wenn der Brand erfolgreich gelöscht wird.
- Die meisten Brände oben auf einem Küchenherd entstehen durch die Entzündung von Koch- und Bratfett. Beim Löschen von brennendem Bratfett - also bei einem Brand der Art, bei der eine Fett enthaltende Pfanne oder jeder andere fetthaltige entzündliche Stoff sich entflammt - bestehen die verschiedenen Verfahren der Brandlöschung darin, daß der brennende Fettkörper mit einer Schicht eines aufgesprühten Feuerlöschmittels abgedeckt wird. Dies setzte bisher voraus, daß eine Person das Feuerlöschmittel holen mußte oder daß beim Aufsprühen des Löschmittels durch eine Automatik diese eine relativ große Fläche besprühen müßte. Wenn das Feuerlöschmittel die Brandstelle nicht vollständig abdeckt, wurde der Brand nicht wirksam gelöscht.
- Somit besteht auf diesem Gebiet die Notwendigkeit für eine flüssige Feuerlöschlösung, die Metalle, beispielsweise Koch- und Bratgeschirr und -geräte, nicht angreift. Des weiteren besteht auch in dieser Hinsicht Bedarf an einer Feuerlöschlösung, die auch brennendes Fett löschen kann, ohne daß die Brandstelle völlig abdeckt.
- Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Feuerlöschlösung zu schaffen, die gegenüber Metallen nicht korrodierend wirkt.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Feuerlöschlösung der genannten Art, die wirksam brennendes Fett löschen kann.
- Diese und weitere, im folgenden noch erläuterte Aufgaben werden mit einer wäßrigen Feuerlöschlösung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird auch auf die US-PS A-1393236 Bezug genommen, die eine Karbonatlösung für Feuerlöscher offenbart, die als wesentliche Bestandteile normales Kaliumkarbonat und Natriumacetat enthält.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine verbesserte Feuerlöschlösung ein Gemisch aus Kaliumkarbonat, einer borhaltigen Verbindung und Wasser. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthält die Zusammensetzung zusätzlich zu den vorgenannten Stoffen auch ein Kaliumsalz einer organischen Säure. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung einer dieser beiden Zusammensetzungen bei einem Brand auf einer Kochstelle, z.B. bei brennendem Fett oder brennender Holzkohle, der Brand sofort gelöscht wird.
- Durch Aufbringen einer vergleichsweise kleinen Menge des verbesserten Feuerlöschmittels auf einen kleinen Teil einer brennenden Fettpfanne oder auf großflächig verteiltes brennendes Fett werden die Flammen wegen der Wechselwirkung zwischen dem Mittel und dem Fett sowie dem Sprühstrahl des Mittels über der Fettoberfläche sofort gelöscht. Es wird angenommen, daß die kleinflächige Einbringung der Feuerlöschverbindung in das großflächig verteilte Fett zur Bildung einer bindenden und schichtbildenden Sperrzusammensetzung führt, die Fett und Flammen aussperrt und dann das Fett in seiner gesamten Ausdehnung bedeckt. Auf diese Weise werden die Flammen durch Sauerstoffabschluß sowie durch Wechselwirkung mit der chemischen Reaktion rascher Oxidierung gelöscht. Die Zusammensetzung kann auch einer geneigten Fläche ansteigend folgen, um heißes Fett auszusperren und abzudecken.
- Bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, das Wasser, Kaliumkarbonat und die borhaltige Verbindung enthält, liegt das Kaliumkarbonat in einer Menge zwischen 20 und 46 Gew.%, besser noch zwischen 25 und 46 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 30 und 42 Gew.%, vor.
- Bei der borhaltigen Verbindung handelt es sich vorzugsweise um Borsäure, doch kann auch jeder andere geeignete borhaltige Stoff zusätzlich zu oder anstelle von Borsäure verwendet werden, wozu auch Ammonium-, Kalium-, Kalzium-, Eisen- und Zinkborate, Borphosphat und Boroxid gehören. Wenn als borhaltige Verbindung bei dem ersten Ausführungsbeispiel Borsäure verwendet wird, so liegt sie in einer Menge zwischen 2 und 8 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 Gew.%, vor, während der Rest Wasser ist. Werden zusätzlich zur Borsäure oder an deren Stelle eine oder mehrere der anderen Borverbindungen eingesetzt, so sollte deren Menge so gehalten werden, daß sich eine Bormenge ergibt, die äquivalent zu der Menge ist, die man bei den vorstehend genannten Borsäuremengen erhält. Mit anderen Worten können eine oder mehrere der vorstehend aufgeführten anderen Borverbindungen ganz oder teilweise durch die vorgenannten Borsäuremengen substituiert werden, sofern die eingesetzten Mengen die anteilig äquivalenten stöchiometrischen Bormengen enthalten, die in den vorstehend beschriebenen Borsäuremengen vorhanden sind.
- Umgerechnet auf Bor als Basis liegt bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Bormenge zwischen 0,34 und 1,36 Gew.% und vorzugsweise zwischen 0,51 und 1,02 Gew.%.
- Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches das Kaliumsalz der organischen Säure enthält, liegt der Kaliumkarbonatanteil in einer Menge zwischen 20 und 47 Gew.%, noch besser zwischen 25 und 46 Gew.%, und besonders bevorzugt zwischen 30 und 42 Gew.% vor. Das Kaliumsalz der organischen Säure liegt in einer Menge zwischen 5 und 30 Gew.%, günstiger zwischen 12 und 25 Gew.%, und besonders bevorzugt zwischen 17 und 22 Gew.%, vor.
- Wenn es sich bei dem borhaltigen Stoff um Borsäure handelt, so beträgt die Menge des Borsäureanteils der Verbindung zwischen 0,4 und 10 Gew.%, noch besser zwischen 2 und 8 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 Gew.%.
- Wie auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel müssen die gleichen stöchiometrischen Bormengen beibehalten werden, wenn eine andere borhaltige Verbindung als Borsäure eingesetzt wird. Rechnet man die genannten Borsäuremengen auf eine Borbasis um, so beträgt die Bormenge zwischen 0,068 und 1,7 Gew.%, noch günstiger zwischen 0,34 und 1,36 Gew.% und besonders bevorzugt zwischen 0,51 und 1,02 Gew.%.
- Bei den Kaliumsalzen organischer Säuren handelt es sich vorzugsweise um Kaliumazetat, Kaliumtartrat oder Kaliumzitrat, doch können sie ganz allgemein ein saures Salz mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und einer Löslichkeit in Kaltwasser von mindestens ca. 150 g/100 ml sein.
- Liegt in der Lösung ein Überschuß des borhaltigen Stoffes oder des Kaliumsalzes der organischen Säure vor, bleibt dieser ungelöst. Dies wirkt sich jedoch nicht nachteilig auf die Feuerlöschfähigkeit des übrigen Teils der Lösung aus. Die Zusammensetzung der Lösung muß für die am stärksten bevorzugte bzw. wirksame Feuerlöschwirkung einen gesättigten Zustand erreichen.
- Die Lösung kann aus einem Druckbehälter oder einer mechanischen Pumpe oder jeder anderen Vorrichtung aufgebracht werden, aus der sich die Lösung verspritzen läßt. Es hat sich gezeigt, daß die Feuerlöschlösung keine korrodierende Wirkung hat, d.h. daß sie Aluminium, Kupfer, Stahl oder andere Metallflächen nicht angreift, auf die sie beim Löschen eines Brandes aufgebracht wurde, und daß sie außerdem Metallbehälter oder metallische Rohrleitungen, die zur Aufnahme oder Verteilung der Lösung verwendet werden, ebenfalls nicht korrodiert. Im Gegensatz hierzu neigten die meisten wäßrigen Feuerlöschlösungen nach dem Stand der Technik dazu, Metall an- und aufzulösen.
- Trotz des Umstands, daß die Zusammensetzung in wäßriger Form vorliegt, führt sie außerdem nicht zu nachteiligem Verspritzen beim Aufbringen, während sie mit brennendem Öl oder Fett reagiert. Die Zusammensetzung bildet vielmehr eine pastöse Bindemasse in geregelter Menge, in der sich die Verbindung rasch über die Oberfläche des brennenden Fetts ausbreitet, um dieses schnell zu löschen. Nach dem Löschen bildet sich auf der Fettoberfläche eine dicke Kruste, die die Oberfläche gegen Flammenrückschlag schützt.
- Eine Zusammensetzung aus Borsäure, Wasser und Kaliumkarbonat, die sich als besonders wirksam erwiesen hat, enthält 40 Gew.% Kaliumkarbonat, 2,5 Gew.% Borsäure und 56,5 Gew.% Wasser. Sowohl in dieser Zusammensetzung als auch bei den nachstehend aufgeführten Beispielen ergeben die Gesamtmengen der Bestandteile nicht volle 100 %, da die Gewichtsmengen der einzelnen Bestandteile gerundet wurden.
- Eine bevorzugte Zusammensetzung, in welcher das Kaliumsalz einer organischen Säure enthalten ist, umfaßt 33,33 Gew.% Kaliumkarbonat, 2,2 Gew.% Borsäure und 17,02 Gew.% Kaliumazetat, während der Rest Wasser ist.
- Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Verdeutlichung der Erfindung. In Tabelle 1 sind die Verbindungen und die Ergebnisse aus den Beispielen zusammengefaßt.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 100 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 14 Teilen Wasser, 24 Teilen Kaliumazetat und 3 Teilen Borsäure vermischt. Alle Bestandteile lösten sich nach Vermischung; allerdings bildete sich nach Abkühlung auf unter 0ºC (32 F) ein Niederschlag, der weniger als 1 Gew.% betrug. Dies ist ein Hinweis darauf, daß die Lösung ein nahezu gesättigtes Gemisch darstellte. Von dieser Zusammensetzung wurde eine Menge von rund 1,35 kg (3 engl. Pfund) auf 16 einzelne Fettbrände aufgebracht und löschte diese. Die Brände ließ man zuvor eine bis zweieinhalb Minuten lang in Pfannen von 10,16 cm (4") Durchmesser, 3,81 cm (1 1/2") hoch mit Öl gefüllt, von 33,66 cm (13 1/4") Durchmesser, 0,64 cm (1/4") hoch mit Öl gefüllt, und von 27,9401 (11") Durchmesser, 10,16 cm (4") hoch mit Öl gefüllt, brennen, wobei die Pfannen bzw. Töpfe oben auf einen herkömmlichen Küchenherd gestellt waren. Bei minimaler Verflüchtigung trat eine sofortige Dämpfung der Flammen ein. Eine hohe Flüchtigkeit gilt unter allen Umständen als Nachteil bei einer wirksamen Feuerlöschung. Die restliche wäßrige Zusammensetzung würde ausfließen und wäre bestrebt, sich an einer Reaktion mit jeglichem restlichen heißen Fett oder einer Restflamme zu beteiligen, um eine pastöse Bindesperrschicht zu bilden. Diese stabile Sperre besitzt eine Löschwirkung, dichtet ab und schützt gegen erneute Entzündung. Die wäßrige Zusammensetzung greift auch eine dreidimensionale Brandstelle mit aufstrebender Flammbildung entlang einer Schräge von nominell 10º an. Die Zusammensetzung und die sich aus dem Brand ergebenden Reaktionsprodukte griffen weder Aluminium- und Kupferteile an, die zum Aufbringen der Zusammensetzung verwendet wurden, noch korrodierten sie den vom Brand betroffenen Herd und die Töpfe bzw. Pfannen.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 100 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 15 Teilen Wasser, 10 Teilen Kaliumazetat und 3,5 Teilen Borsäure vermischt. Von dieser Zusammensetzung wurde eine Menge von rund 1,35 kg (3 engl. Pfund) auf brennendes Fett aufgebracht und löschte den Brand. Bei mäßiger Verflüchtigung trat eine sofortige Dämpfung der Flammen ein. Zu verzeichnen waren eine minimale Fließfähigkeit, Stabilität und Schutz gegen erneute Entzündung. Die Zusammensetzung und die sich aus dem Brand ergebenden Reaktionsprodukte griffen weder Aluminium- und Kupferteile an, die zum Aufbringen der Zusammensetzung verwendet wurden, noch korrodierten sie den vom Brand betroffenen Herd und die Töpfe bzw. Pfannen.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 10 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 50 Teilen Wasser, 50 Teilen Kaliumazetat und 3,5 Teilen Borsäure vermischt. Von dieser Zusammensetzung wurde eine Menge von rund 1,36 kg (3 engl. Pfund) auf brennendes Fett aufgebracht und löschte diesen Brand. Es trat eine sofortige Dämpfung der Flammen ein, allerdings bei begrenzter Verflüchtigung. Die Bindersperre war stabil, doch war nur ein mäßiger Schutz gegen erneute Entzündung gegeben. Die Zusammensetzung und die sich aus dem Brand ergebenden Reaktionsprodukte griffen weder Aluminium- und Kupferteile an, die zum Aufbringen der Zusammensetzung verwendet wurden, noch korrodierten sie den vom Brand betroffenen Herd und die Töpfe bzw. Pfannen.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 80 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 50 Teilen Wasser und 3,5 Teilen Borsäure vermischt. Diese Zusammensetzung wurde in einer Menge von rund 1,36 kg (drei engl. Pfund) auf brennendes Fett aufgebracht und löschte den Brand. Es trat eine sofortige Dämpfungswirkung ein. Eine übermäßig starke Flüchtigkeit, eine minimale Fließfähigkeit, Stabilität und Schutz gegen erneute Entzündung waren zu verzeichnen. Die Zusammensetzung und die sich aus dem Brand ergebenden Reaktionsprodukte griffen weder Aluminium- und Kupferteile an, die zum Aufbringen der Zusammensetzung verwendet wurden, noch korrodierten sie den vom Brand betroffenen Herd und die Töpfe bzw. Pfannen.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 100 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 15 Teilen Wasser und 1,5 Teilen Borsäure vermischt. Innerhalb eines Zeitraums von sieben Tagen zeigte sich eine leichte Korrosion an Aluminiumdraht. Wenn zwei oder mehr Teile Borsäure eingesetzt wurden, vermischt mit der wäßrigen Lösung, zeigten sich an Aluminiumdraht keine Korrosionsspuren.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 100 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 15 Teilen Wasser und 25 Teilen Kaliumazetat vermischt. Borsäure wurde nicht zugesetzt. An Aluminiumdraht setzte die Korrosion augenblicklich ein, und der Draht löste sich innerhalb eines Zeitraums von sieben Tagen vollständig auf.
- Eine wäßrige Zusammensetzung, die 100 Teile von 47%igem Kaliumkarbonat in Wasser enthielt, wurde mit 15 Teilen Wasser und 5,5 Teilen Natriumborat bzw. Borax vermischt. Nachdem Aluminiumdraht über einen Zeitraum von mehr als zwei Monaten darin stehen gelassen wurde, trat keine Korrosion ein.
- Es wurden andere borhaltige Verbindungen, wie Kaliumtetraborat, in Teilen vermischt, die der stöchiometrischen Menge von 3,5 Teilen Borsäure entsprachen, wobei hierbei jedoch keine Einschränkung auf diese borhaltige Verbindung gemacht werden soll. Es zeigte sich, daß diese Verbindungen über längere Zeiträume keine korrodierende Wirkung auf Aluminium entfalteten. Überschüssige Mengen borhaltiger Verbindungen gelten nicht als nachteilig für ein korrosionsverhinderndes Umfeld oder für die Feuerlöscheigenschaften der Verbindung. Überschüssige borhaltige Stoffe fallen als Festkörper in der Verbindung aus.
- Es wurde genauso wie bei Beispiel 1 verfahren, allerdings mit dem Unterschied, daß das Kaliumazetat aus Beispiel 1 hier durch Kaliumformat substituiert wurde. Es trat eine sofortige Dämpfungswirkung ein. Die Flüchtigkeit war minimal. Die Bindersperre und die Fließfähigkeit waren mäßig, und die Verbindung verhielt sich über einen längeren Zeitraum hinweg korrosionsfrei. TABELLE 1 BEISPIEL # BESTANDTEIL %-ANTEIL ERGEBNISSE Vergleichsbeispiel Kaliumkarbonat Wasser Kaliumazetat Borsäure Kaliumformat Natriumborat (Borax) Sofortige Flammlöschung. Minimale Flüchtigkeit. Hervorragende Bindersperre und Fließfähigkeit. Ausgezeichneter Schutz gegen Neuentzündung. Keine Korrosion über längeren Zeitraum. Mäßige Flüchtigkeit. Minimale Bindersperre und Fließfähigkeit. Mäßiger Schutz gegen Neuentzündung. Keine Korrosion über längeren Zeitraum. Mäßige Flammlöschung. Begrenzte Flüchtigkeit. Mäßige Bindersperre und Fließfähigkeit. Begrenzter Schutz gegen Neuentzündung. Keine Korrosion über längeren Zeitraum. Zu starke Flüchtigkeit. Minimale Bindersperre und Fließfähigkeit, minimale Neuentzündung. Keine Korrosion über längeren Zeitraum. Begrenzte Korrosion an teilweise eingetauchtem Aluminiumdraht innerhalb von sieben Tagen. Keine Korrosion über längeren Zeitraum. Sofortige Korrosion an eingetauchtem Aluminiumdraht, vollständige Auflösung in sieben Tagen Keine Korrosionswirkung über längeren Zeitraum.
Claims (15)
1. Wäßrige Feuerlöschlösung, welche Wasser,
Kaliumkarbonat und eine borhaltige Verbindung enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß die borhaltige Verbindung aus der Gruppe
gewählt ist, die aus Borsäure, Ammoniumborat, Kaliumborat,
Kalziumborat, Eisenborat, Zinkborat, Borphosphat und Boroxid
besteht, und daß bei Bedarf ein Kaliumsalz einer organischen
Lösung vorhanden ist, wobei das Kaliumkarbonat in einer Menge
von mindestens 20 Gew.% und die borhaltige Verbindung in
einer Menge, die einen Borgehalt von höchstens 1,7 Gew.%
ergibt, in dem Wasser, das den restlichen Lösungsanteil
darstellt, unter Bildung einer wäßrigen Lösung gelöst sind und
wobei die Lösung auf eine Brandstelle aufsprühbar ist.
2. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher der
Kaliumkarbonatanteil zwischen 20 und 46 Gew.% beträgt, der Boranteil in
Form der Borverbindung zwischen 0,085 und 1,7 Gew.% beträgt,
und der Rest Wasser ist.
3. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher der
Kaliumkarbonatanteil zwischen 25 und 46 Gew.% beträgt, der Boranteil
zwischen 0,34 und 1,36 Gew.% beträgt, und der Rest Wasser
ist.
4. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher der
Kaliumkarbonatanteil zwischen 30 und 42 Gew.% beträgt, der Boranteil
zwischen 0,51 und 1,02 Gew.% beträgt, und der Rest Wasser
ist.
5. Lösung nach Anspruch 1, welche folgendes enthält:
zwischen 20 und 47 Gew.% Kaliumkarbonat; zwischen 0,68 und 1,7
Gew.% Bor in Form der borhaltigen Verbindung; zwischen 5 und
30 Gew.% eines Kaliumsalzes einer organischen Säure, wobei
der Rest Wasser ist.
6. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher das Kaliumsalz 1
bis 6 Kohlenstoffatome aufweist.
7. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher das Kaliumsalz
einer organischen Säure eine Löslichkeit in kaltem Wasser von
mindestens 150 g/100 ml besitzt.
8. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher das Kaliumsalz
einer organischen Säure aus der Gruppe gewählt ist, die aus
Kaliumazetat, Kaliumtartrat und Kaliumzitrat besteht.
9. Lösung nach Anspruch 1, welche folgendes enthält:
zwischen 25 und 46 Gew.% Kaliumkarbonat; zwischen 0,34 und 1,36
Gew.% Bor in Form der borhaltigen Verbindung; zwischen 0,2
und 25% Gew.% des Kaliumsalzes einer organischen Säure, wobei
der Rest Wasser ist.
10. Lösung nach Anspruch 1, bei welcher die
Zusammensetzung folgendes enthält: ca. 30 bis ca. 42 Gew.%
Kaliumkarbonat; ca. 0,51 bis ca. 1,02 Gew.% Bor in Form der borhaltigen
Verbindung; ca. 0,17 bis ca. 22 Gew.% des Kaliumsalzes einer
organischen Säure, wobei der Rest Wasser ist.
11. Wäßrige Feuerlöschlösung zum Löschen von
Schmierfettbränden, welche Wasser, Kaliumkarbonat und eine borhaltige
Verbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die
borhaltige Verbindung aus der Gruppe gewählt ist, die aus Borsäure,
Ammoniumborat, Kaliumborat, Kalziumborat, Eisenborat,
Zinkborat, Borphosphat und Boroxid besteht, und daß bei Bedarf ein
Kaliumsalz einer organischen Säure vorhanden ist, wobei die
borhaltige Verbindung in der Lösung in Sättigung vorhanden
ist, und wobei die Lösung auf eine Brandstelle aufsprühbar
ist.
12. Lösung nach Anspruch 11, welche enthält: zwischen 20
und 47 Gew.% Kaliumkarbonat; zwischen 0,68 und 1,7 Gew.% Bor
in Form der borhaltigen Verbindung; zwischen 5 und 30 Gew.%
eines Kaliumsalzes einer organischen Säure; wobei der Rest
Wasser ist.
13. Lösung nach Anspruch 12, bei welcher das Kaliumsalz
zwischen 1 und 6 Kohlenstoffatome aufweist.
14. Lösung nach Anspruch 13, bei welcher das Kaliumsalz
einer organischen Säure eine Mindestlöslichkeit in Kaltwasser
von 150 g/100 ml besitzt.
15. Lösung nach Anspruch 14, bei welcher das Kaliumsalz
der organischen Säure aus der Gruppe gewählt ist, die aus
Kaliumazetat, Kaliumtartrat und Kaliumzitrat besteht.
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