BE1019808A3 - Methode en inrichting voor de productie van was-emulsies. - Google Patents

Description

METHODE EN INRICHTING VOOR DE PRODUCTIE VAN WAS-EMULSIES Technisch veld

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor de productie van was-emulsies, alsook de was-emulsie verkregen volgens een werkwijze van de huidige uitvinding.

Stand der techniek

Emulsies of dispersies kunnen gedefinieerd worden als een mengsel van twee of meerdere niet mengbare fluïda. De bereiding van een dispersie of van een emulsie omvat het mengen van twee niet mengbare fluïda, waarbij één van deze fluïda (genaamd "gedispergeerde fase") is gedispergeerd in de vorm van minuscule druppeltjes in het andere fluïdum (genaamd "dispergerende fase"). De grootte van de druppeltjes hangt af van een groot aantal eigenschappen, en algemeen geldt de regel dat hoe kleiner en homogener deze grootte is, hoë interessanter de dispersie: hoe kleiner de druppeltjes zijn, hoe stabieler de emulsie of dispersie. Emulsies worden verkregen tijdens een emulgatie proces waarbij met behulp van een oppervlak-actieve stof zoals een emulgator één homogeen mengsel wordt verkregen. Aldus kunnen was dispersies of emulsies beschouwd worden als een mengsel van was, emulgator en water. Was-emulsies.......

bezitten een brede waaier van industriële toepassingen, o.a. als ingrediënten voor toners, inkten, vervèn of coatings voor houten producten. Algemeen kan worden aangenomen dat het emulgatie proces voor een was-emulsie bestaat Uit volgende stappen: een pre-mix stap van de individuele componenten tot een pre-emulsie of was-mengsel en de effectieve emulgatie, waarbij toevoeging van een emulgator resulteert in een stabiele emulsie. Om een bepaalde fijnheid van de druppeltjes te bereiken, kent de stand der techniek meerdere mogelijkheden. Potentieel bruikbare systemen omvatten het gebruik van verplaatsbare ronddraaiende roerwerken, van rotor-stator inrichtingen, druk inrichtingen, homogenisators en andere straal inrichtingen, ultrasone inrichtingen en membraan emulsificatie inrichtingen.

De verplaatsbare ronddraaiende roerwerken zijn de oudste en de functie en mechanische effecten ervan zijn welbekend: talrijke studies omtrent de invloed van de geometrie van de ontvangers en de bewegende lichamen, en van de roersnelheden werden uitgevoerd. De gedispenseerde mechanische energie is erg inhomogeen, en de volume capaciteiten beperkt. Bovendien is het mechanische effect slechts gecontroleerd aan de uiteinden van het bewegende lichaam.

Bij rotor-stator systemen brengt men een kroonrad ten opzichte van een ander kroonrad tot rotatie en leidt men de te behandelen vloeistof tussen de tegenover liggende oppervlakken van de kroonraderen. Aldus genereert het snelheidsverschil tussen de raderen een schuifkracht, die men optimaliseert door de afstand tussen de twee radaren te verkleinen. Er bestaat een groot aantal geometrieën van de rotor-stator inrichtingen, enkele systemen omvatten meerdere kroonraderen. Deze systemen zijn met name ontworpen voor dispersies of emulsies met hoge viscositeit.

De ultrasone inrichtingen omvatten algemeen een middel voor het uitoefenen van een mechanische werking op het oppervlak van twee fasen. Er bestaan een groot aantal ultrasone generatoren: de eersten genaamd overdragers zetten een elektrisch oscillerend signaal om in ultrasone trillingen; de tweede genaamd fluiten zetten de energie van een straal fluïdum om tot ultrasone trillingen, op het principe van een trillend lamel of van een resonerende holte.

Emulgeren met membranen is een andere optie tot het bereiden van emulsies: men drukt de disperse fase dwars op een poreus lichaam, waarbij druppeltjes worden gevormd op dit lichaam, en waarbij vervolgens de druppels door de stroming van de dispergerende fase op het oppervlak van het poreuze lichaam meegesleurd worden.

Het meest gebruikt zijn de druk inrichtingen met homogenisators. Het principe hiervan is het op druk brengen van een pre-dispersie of pre-emulsie, gevolgd door een heftige drukontlasting, waarbij aldus de mechanische energie wordt overgebracht op de pre-dispersie. Een veelgebruikt systeem volgens dergelijke gekende stand van de techniek omvat een reactievat en een hoge druk homogenisator, zoals een Gaulin 15MR van de APV Homogenizer Group. Het reactievat is preferentieel uitgevoerd met een verwarmings- en koelingssysteem. De nodige componenten worden samengebracht in het reactievat, waarna het mengsel wordt opgemengd en opgewarmd tot een bepaalde temperatuur, preferentieel een temperatuur die hoger ligt dan de smelttemperatuur van de was. Eens de gewenste temperatuur bereikt is, wordt het mengsel door een homogenisator gestuurd. Gebruik van een hoge druk homogenisator zorgt voor een reductie in de partikel-grootte van de wassen, waarbij de gebruikte druk een draagwijdte van enkele honderden tot zelfs duizend bar kan bestrijken. Dit proces is welgekend in de stand der techniek en wordt onder meer aangehaald in US 3 579 461 en US 2 009 0 19 710 5. Eens het emulgatie proces is afgelopen, dient het reactie-mengsel afgekoeld te worden, preferentieel tot kamertemperatuur.^ Het koelingsproces is van essentieel belang daar dit de morfologie en de kristalliniteit van de was zal bepalen.

US 2 005 027 285 1 beschrijft een emulgatie methode waarbij de was-emulsie volgens US 2 005 027 285 1 wordt verkregen door het koelen van de emulsie aan een snelheid van 10°C per minuut tot een eindtemperatuur van 25°C. Koeling kan gebeuren door het gebruik van een koelingsvloeistof of, indien grote reactor vaten gebruikt worden, door een warmtewisselaar.

Algemeen verloopt het afkoelingsproces van de was-emulsie verloopt lineair in de tijd, met een intermediaire "stationaire" fase waarbij de uitkristallisatie van de wassen gebeurt. Tijdens deze fase wordt geen warmte afgegeven. Voor de kwaliteit van de was-emulsies is het van essentieel belang om het koelproces zo kort mogelijk te houden, waarbij een groot temperatuurverschil overbrugd dient te worden in een minimale tijdspanne. Het afkoelingsproces zoals gekend in.de stand van de techniek verloopt niet efficiënt, gaat gepaard met tijdsverlies, zeker tijdens de kristallisatiefase en heeft aldus een weerslag op de kwaliteit van de bekomen was-emulsies.

Het is het doel van onderhavige uitvinding om een productiemethode van wasemulsies aan te bieden, dat efficiënt en tijdbesparend is, en waarbij hoogwaardige was-deeltjes ontstaan met een goede morfologie en kristalliniteit. In een tweede aspect beschrijft onderhavige uitvinding een inrichting om was-emulsies te produceren volgens desbetreffende productiemethode. In een laatste aspect beschrijft onderhavige uitvinding de emulsie bekomen via de beschreven productiemethode.

Samenvatting

Tot dit doel verschaft de uitvinding een verbeterde werkwijze voor de productie van was-emulsies; een geoptimaliseerde inrichting voor de productie van wasemulsies en de was-emulsies verkregen met een werkwijze volgens de uitvinding.

Meer bepaald werd de werkwijze geoptimaliseerd ten opzichte van de bestaande stand der techniek door middel van een efficiënter koelingsprocedure van de ........

emulsie tijdens het productieproces en een inrichting die deze efficiëntere koelingsprocedure mogelijk maakt.

In het bijzonder verschaft de uitvinding een werkwijze zoals omschreven in conclusie 1.

Preferentieel zal de werkwijze voor de productie van was-emulsies omvattend was, eventuele additieven en één of meerdere emulgatoren in een waterige oplossing, de volgende stappen omvatten: - samenbrengen van de gesmolten was, de één of meer emulgatoren, eventueel gewenste additieven en het waterig medium in een reactievat; - emulgeren van de was, één of meer emulgatoren en het waterig medium door gebruik van een homogenisator; - koelen van de emulsie, gekarakteriseerd in dat de koeling gebeurt in twee of meer opeenvolgende stappen in verschillende compartimenten tot het bereiken van de gewenste eindtemperatuur.

In een voorkeursuitvoering, zal de emulsie in een eerste stap gekoeld wordt tot aan de kristallisatietemperatuur van de was, en in één of meerdere daaropvolgende stappen tot de gewenste eindtemperatuur.

De koeling gebeurt preferentieel in twee of meerdere opeenvolgende stappen door het sturen van de emulsie door ten minste twee warmtewisselaars. In een voorkeursuitvoering gebeurt het emulgeren onder verhoogde druk, preferentieel een druk van 100 tot 1000 bar, preferentieel 100 tot 300 bar.

In een voorkeursuitvoering zal de gebruikte was bestaan uit ketens van 20 tot 60 koolstofatomen. Preferentieel zullen de emulgatoren gekozen worden uit een.

groep van de anionische emulgatoren, bestaande uit verzeepte vetzuren en alle afgeleiden van vetzuren met carboxyl-groepen en/of non-ionische emulgatoren.

In een tweede aspect verschaft onderhavige uitvinding een inrichting zoals omschreven door conclusie 8.

De inrichting voor de productie van een was-emulsie omvat in een voorkeursuitvoering van onderhavige uitvinding: - opslageenheden voor de componenten nodig voor de productie van de was-emulsie; - toevoermiddelen voor het transporteren van de componenten; - een reactievat voor het vermengen van de componenten onder.......

verhoogde temperatuur en/of druk; - verpompeenheden; - opslageenheden voor de was-emulsie; - een homogenisator voor het emulgeren van de componenten; - een koelingsinstallatie voor het koelen van de emulsie tot de gewenste temperatuur; gekarakteriseerd in dat de koelingsinstallatie ten minste twee serieel gekoppelde koelinrichtingen omvat.

Preferentieel zullen serieel gekoppelde koelinrichtingen warmtewisselaars omvatten.

In een verdere voorkeursuitvoering zal de homogenisator een hoge-druk homogenisator zijn, meer preferentieel een plunger homogenisator.

In een laatste aspect, zoals omschreven door conclusie 12, verschaft de uitvinding een was-emulsie, vervaardigd met een werkwijze en een inrichting volgens de uitvinding.

In een voorkeursuitvoering zal de was-emulsie 30 tot 70 % was bevatten, meer -preferentieel 50 tot 60% was.

Beschrijving van de figuren

Figuur 1 toont het afkoelingsproces van een was-emulsie in functie van de tijd zoals in een uitvoeringsvorm uit de stand der techniek.

Figuur 2 toont het afkoelingsproces van een was-emulsie in functie van de tijd zoals een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding, waarbij afkoeling een stapsgewijs proces is, door gebruik van ten minste meer dan één koeler.

Gedetailleerde beschrijving

In een eerste aspect verschaft de uitvinding een werkwijze voor de productie van was-emulsies, omvattend was, eventuele additieven en één of meerdere emulgatoren in een waterige oplossing. Meer bepaald verschaft de uitvinding een werkwijze bestaande uit de volgende stappen: - samenbrengen van de gesmolten was, de één of meer emulgatoren, eventueel gewenste additieven en het waterig medium in een reactievat; - emulgeren van de was, één of meer emulgatoren en het waterig medium door gebruik van een homogenisator; - koelen van de emulsie, gekarakteriseerd in dat de koeling gebeurt in twee of meer opeenvolgende stappen in verschillende compartimenten tot het bereiken van de gewenste eindtemperatuur.

Met emulsie wordt een mengsel bedoeld dat bestaat uit twee normaliter niet mengbare vloeistoffen die onder normale omstandigheden geen stabiel en homogeen mengsel vormen. Voor het verkrijgen van een homogeen mengsel is de hulp van een emulgator nodig. Emulgatoren behoren tot de oppervlakte-actieve stoffen, en bezitten enerzijds een lipofiel en anderzijds een hydrofiel gedeelte. In deze specifieke uitvinding wordt gewag gemaakt van een wasemulsie of was-dispersie, waarbij was-polymeren vermengd worden met een waterige oplossing in de aanwezigheid van één of meerdere emulgatoren.

Een homogenisator is een toestel waarbij een stof tot wel-gedefinieerde partikels .......

wordt gereduceerd en wordt vermengd met een tweede stof, veelal een vloeistof.

Aldus kunnen emulsies of dispersies bekomen worden.

De werkwijze voor de productie van een was-emulsie volgens de huidige uitvinding omvat meerdere stappen. In eerste instantie worden alle componenten nodig voor de productie van een emulsie samengebracht in een reactievat. Deze componenten omvatten enerzijds de was, één of meerdere emulgatoren en een waterig medium. Optioneel kunnen ook stabilisatoren toegevoegd worden.

Bruikbare wassen omvatten zowel natuurlijke als synthetische wassen. Geschikte wassen omvatten onder andere dierlijke wassen, zoals bijenwas, Chinese was, shellac was, spermaceet en wolwas; plantaardige wassen zoals bayberry was, palmwas, candelilla was, carnauba was, castorwas, asparto was, Japan was, Jojoba olie was, ouricury was, rijstzemelen was en soja wax; minerale wassen, zoals ceresin wassen, montaanwas, ozokeriet was en turf was; petroleum wassen, zoals paraffine en microkristallijne wassen, en synthetische wassen, zoals polyolefine wassen, met inbegrip van polyethyleen en polypropyleen wassen, polytetrafluorethyleen was (PTFE was), Fischer-Tropsch-wassen, stearamide wassen (met inbegrip van ethyleen-bis stearamide wassen), gepolymeriseerde [alphaj-olefine was, gesubstitueerde amide wassen (bv. veresterd of verzeepte gesubstitueerde amide wassen) en andere chemisch gemodificeerde wassen, zoals PTFE-gemodificeerde polyethyleenwas, evenals combinaties van het bovenstaande. Van deze, de voorkeur wassen omvatten paraffinewas, microkristallijne was, Fischer-Tropsch-wassen, vertakte en lineaire polyethyleen wassen, polypropyleen wassen, carnauba was, ethyleen-bis stearamide (EBS) wassen en combinaties daarvan. In een voorkeursvorm van de huidige uitvinding zal de gebruikte was bestaan uit alkanen of alkenen van 20 tot 60 koolstofatomen. In een verdere voorkeursvorm zullen de was-componenten 30 tot 70%, preferentieel 50 tot 60 % van de emulsie uitmaken.

Een brede waaier aan oppervlak-actieve stoffen kunnen gebruikt worden als emulgatoren. Preferentieel zal de gebruikte emulgator gekozen worden uit de groep van de anionische, kationische of non-ionische oppervlak-actieve stoffen.

Anionische oppervlak-actieve stoffen omvatten verzeepte vetzuren en afgeleiden van vetzuren met carboxylgroepen zoals sodium dodecylsulfaat (SDS), sodium dodecyl benzeen sulfonaat, sulfaten en sulfonaten en abietinezuur.

Kationische oppervlak-actieve stoffen omvatten dialkyl benzeen alkyl ammonium chloride, alkylbenzyl methyl ammonium chloride, alkyl benzyl dimethyl ammonium bromide, benzalkonium chloride, cetyl pyridinium bromide, Ci2, Ci5, of C17 trimethyl ammonium bromiden, halide zouten van gequaterniseerde polyoxy-ethylalkylamines, dodecyl benzyl triethyl ammonium chloride en benzalkonium chloride.

Non-ionische oppervlak-actieve stoffen omvatten polyvinyl alcohol, poly-acrylzuur, methalose, methylcellulose, ethylcellulose, propylcellulose, hydroxy ethyl cellulose, carboxymethylcellulose, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether en dialkylphenoxy poly(ethyleneoxy) ethanol.

In een voorkeursuitvoering worden de emulgatoren gekozen uit de groep van de anionische emulgatoren, bestaande uit verzeepte vetzuren en alle afgeleiden van ......

vetzuren met carboxyl-groepen, al dan niet gecombineerd met non-ionische oppervlak-actieve stoffen.

Het aandeel van de emulgatoren in de totale emulsie bedraagt preferentieel tussen de 0.2 tot 10%, meer preferentieel tussen de 2 tot 6% van de totale emulsie.

Verder kunnen ook, indien gewenst en/of noodzakelijk, additieven toegevoegd worden aan het productieproces van de wasemulsie. Additieven kunnen een positieve invloed hebben op het productieproces van de wasemulsie, alsook eventueel bepaalde gewenste karakteristieken verlenen aan de wasemulsies. Een voorbeeld van mogelijks gebruikte additieven zijn onder meer basen om het verzepingsproces te optimaliseren, alsook bactéricides, kleurstoffen, viscositeitsverlagers. Het dient duidelijk te zijn voor een gemiddelde vakman dat dit slechts voorbeelden zijn van mogelijks gebruikte additieven, en dat andere opties tevens mogelijk zijn.

De componenten in het reactievat worden geroerd en verwarmd tot een temperatuur gelijk aan of hoger dan de smelttemperatuur van de wascomponenten, zodat deze laatsten zullen smelten. In een andere voorkeursuitvoering worden de nodige componenten voordat ze samengebracht worden in het reactievat reeds verhit. Algemeen wordt een temperatuur geprefereerd die op zijn minst 10°C hoger ligt dan de smettemperatuur van de was, meer preferentieel van 15°C tot 35°C boven de smelttemperatuur van de was. Een hogere temperatuur zal normaal gezien leiden tot kleinere partikel-grootte van de was in de uiteindelijke emulsie.

Zoals hierin gebruikt, is de term mengsel of was-mengsel gedefinieerd als een het ontstane mengsel ontstaan vóór emulgatie, wat in de huidige uitvinding preferentieel gebeurt door middel van een homogenisator. Een was-mengsel omvat water, op zijn minst één emulgator en een veelvoud aan was-partikels. Wanneer de gewenste temperatuur bereikt is, zal het verwarmde mengsel weggeleid worden van het reactievat naar een homogenisator, alwaar de emulgatie van het mengsel plaatsvindt. Tijdens het emulgeren zal de was als miniscule druppels vermengd worden onder de waterige oplossing. Aanwezigheid van de emulgatoren zorgt ervoor dat de stabiliteit van de emulsie behouden wordt. Algemeen zullen de partikels die verkregen worden tijdens de emulgatie eèn grootte bezitten van 100 tot 20000 nm, preferentieel 100 tot 4000 nm, meer preferentieel 100 tot 2000 nm, afhankelijk van de kenmerken van de gebruikte was, alsook van de homogenisatie omstandigheden. Het emulgeren kan gebeuren door middel van vigoureus mixen van het mengsel onder verhoogde druk. In een voorkeursuitvoering van de huidige uitvinding, wordt de emulsie verkregen door het gebruik van een verhoogde druk, preferentieel een druk van 100 tot 1000 bar, meer preferentieel een druk tussen 100 en 300 bar. Optioneel kan het mengsel initieel worden onderworpen aan een hoge druk, waarna in een volgende stap het mengsel aan een lagere druk wordt blootgesteld, zijnde ongeveer 10% van de initiële druk. Een eerste stap kan bijvoorbeeld gebeuren onder ene druk van 200 bar, waarna deze in een volgende stap wordt verlaagd tot 20 bar. Een dergelijke werkwijze voorkomt cavitatie van het product.

Eens de emulsie is gevormd, zal het homogenisatie-proces worden stopgezet en dient de emulsie te worden afgekoeld. Preferentieel wordt de emulsie afgekoeld tot de gewenste eindtemperatuur, gaande van 20°C tot 40°C, preferentieel van 20 tot 25°C. Het is uiterst belangrijk dat dit koelingsproces zo efficiënt mogelijk verloopt daar de snelheid waarmee de emulsie afgekoeld wordt een impact heeft op de kwaliteit van de verkregen was-emulsie. Hoe sneller de afkoeling tot gewenste temperatuur kan bewerkstelligd worden, hoe hoger de kwaliteit van de verkregen was-emulsie. Verder is het in economisch opzicht interessant om het productieproces van de was-emulsies zo efficiënt en snel mogelijk te laten verlopen. Het afkoelingsproces van de was-emulsies verloopt gradueel in de tijd, met een intermediair stationaire fase T(l), waarbij uitkristallisatie plaatsvindt (zie figuren 1 en 2).

In een voorkeursuitvoering van de huidige uitvinding, zal het koelen van de emulsie gebeuren in twee of meer opeenvolgende stappen tot het bereiken van de gewenste temperatuur (zie figuur 2). In een voorkeursvorm van de uitvinding zal in een eerste afkoelingsstap de emulsie afgekoeld worden van de begintemperatuur (TO) tot aan de kristallisatietemperatuur T(l) door middel van een eerste warmtewisselaar, waarna de emulsie in een volgende afkoelingsstap door middel van een tweede warmtewisselaar afgekoeld wordt van de kristallisatietemperatuur (Tl) tot aan de gewenste eindtemperatuur T(2). Een eerste koelingsstap kan bijvoorbeeld gebeuren van een starttemperatuur van 85 tot 45°C (de kristallisatietemperatuur), waarna in een daaropvolgende stap het mengsel verder afgekoeld wordt tot 25°C. In een andere voorkeursvorm kan het afkoelingsproces gebeuren in meer dan twee opeenvolgende stappen, waarbij de emulsie door meerdere warmtewisselaars wordt gestuurd, elk met hun specifiek temperatuur-gebied.

Door de verkregen emulsie stapsgewijs te gaan afkoelen door middel-van verschillende warmtewisselaars, zal de tijdspanne t die het afkoelingsproces via één koeler normaliter in beslag neemt significant verkleind worden, wat leidt tot een efficiënter productieproces voor was-emulsies. Algemeen kunnen we stellen dat t(x) (de tijdspanne nodig voor het afkoelen met één koeler) groter zal zijn dan de som van alle tijdspannes t(y)+...+t(n) nodig voor het afkoelen met n aantal koelers (zie figuur 1 en 2). Door gebruik te maken van opeenvolgende stappen in.............

het koelingsproces, kan de afkoeling gereduceerd worden tot een tijdspanne van 5 tot 7 seconden. Verder werd ook ondervonden dat een korte afkoelingsperiode resulteert in een kwaliteitsvollere, meer homogene was-emulsie met langere houdbaarheidsdatum en grotere stabiliteit dan wanneer deze vergeleken werd met een was-emulsie verkregen door een productieproces met één enkele afkoelingsstap, zoals afgebeeld in de grafiek van figuur 1.

In een tweede aspect van de uitvinding wordt een inrichting voor de productie van een was-emulsie bekendgemaakt. Meer bepaald verschaft de uitvinding een inrichting voor de productie van een was-emulsie, omvattend: - opslageenheden voor de componenten nodig voor de productie van de was-emulsie; - toevoermiddelen voor het transporteren van de componenten; - een reactievat voor het vermengen van de componenten onder verhoogde temperatuur en/of druk; - verpompeenheden; . ..... .....

- opslageenheden voor de was-emulsie; - een homogenisator voor het emulgeren van de componenten; - een koelingsinstallatie voor het koelen van de emulsie tot de gewenste gewenste temperatuur; gekarakteriseerd in dat de koelingsinstallatie ten minste twee serieel gekoppelde koelinrichtingen omvat.

In een voorkeursuitvoering, omvatten deze serieel gekoppelde koelinrichtingen warmtewisselaars. In principe kan elk type warmtewisselaar gekend in de stand van de techniek hiervoor gebruikt worden. Preferentieel zal gebruik gemaakt worden van een platenwarmtewisselaar volgens het tegenstroomprincipe, waarbij een optimale overdracht van de warmte mogelijk is.

De voorziene toevoermiddelen zorgen voor de toevoer van de nodige componenten naar het reactievat. Het reactievat is preferentieel goed geïsoleerd en zo ontworpen dat het op korte tijdspanne kan verhit worden tot hoge temperaturen, preferentieel tussen de 80°C en 90-95°C. In een andere opstelling worden de reactiecomponenten indien nodig al verwarmd tot een dergelijke temperatuur voordat deze bijeengebracht worden in het reactievat. Vanuit het reactievat zijn er verpompeenheden voorzien die het mengsel naar de homogenisator verpompen. Verpompeenheden zullen eveneens instaan voor het verpompen van de emulsie vanuit de homogenisator naar de koelingsinstallatie en uiteindelijk naar de opslageenheden voor de verkregen was-emulsies.

Emulgatie van het was-mengsel tot een was-emulsie gebeurt preferentieel door middel van een homogenisator. In principe kan elk type homogenisator gekend in de stand der techniek gebruikt worden. Bijvoorbeeld, in een uitvoering van de huidige uitvinding kan de homogenisator een rotor-stator mixer omvatten, waarbij roterende onderdelen de energie zullen opwekken die instaan voor de reductie van de was-partikels. In een voorkeursuitvoering van de huidige uitvinding gebeurt de emulgatie onder hoge druk. In een voorkeursuitvoering van onderhavige uitvinding wordt een plunger homogenisator gebruikt. In dit type homogenisatoren kan een druk van 100 tot in sommige gevallen 1000 bar bereikt worden. Na homogenisatie wordt de ontstane was-emulsie naar de koelinstallatie , verpompt ter afkoeling van het mengsel tot de gewenste temperatuur, en dit via sequentieel gekoppelde koelinrichtingen. Verpompen kan gebeuren door de aanwezigheid van separate verpompeenheden, of door de homogenisator zelf die tevens als verpompeenheid dienst doet. Uiteindelijk worden de verkregen emulsies opgeslagen in de daarvoor voorziene opslageenheden. -------

In een laatste aspect beschrijft de uitvinding de was-emulsie bekomen volgens de productie-methode zoals hierboven uitvoerig beschreven. Door het geoptimaliseerd koelingsproces zal de verkregen was-emulsie van een hoogstaande kwaliteit zijn en een lange houdbaarheidsdatum bevatten. De wasemulsie volgens de huidige uitvinding bevat preferentieel een percentage was van 30 tot 70%, meer preferentieel 50 tot 60%.

Voorbeelden Voorbeeld 1

Een waterige paraffine was-emulsie met 60% aan was-bestanddelen (gewichtspercentage vaste stoffen) werd vervaardigd op basis van petroleum-gebaseerde wassen. Voor de aanmaak van het was-mengsel werd de vereiste hoeveelheid water met een temperatuur van ongeveer 80°C aan het reactievat toegevoegd. Als emulgatoren werden een vetzuur en diethanol amine toegevoegd aan het water, onder continu roeren. Als laatste werd de paraffine toegevoegd aan het reactiemengsel, onder gesmolten vorm, terwijl het mengsel continu geroerd werd. Na ongeveer 5 minuten werd een was-mengsel gevormd. Dit wasmengsel werd door een hoge-druk homogenizer gepompt aan een druk van 200 bar, waardoor een was-emulsie ontstond. Deze was-emulsie werd vervolgens naar de koelingsinstallatie gepomp, alwaar het door twee serieel gekoppelde warmtewisselaars afgekoeld werd tot een eindtemperatuur van 25°C. In een eerste stap werd de emulsie afgekoeld in een eerste warmtewisselaar tot 50°C, de kristailisatietemperatuur van de was-component. Een tweede serieel gekoppelde warmtewisselaar zorgde vervolgens voor afkoeling tot 25°C. De afgekoelde was-emulsie werd uiteindelijk opgeslagen in de daarvoor voorziene opslageenheden.

Voorbeeld 2

In een alternatief werd de ontstane was-emulsie zoals beschreven in voorbeeld 1, sequentieel afgekoeld door middel van 4 serieel gekoppelde warmtewisselaars, die elk een temperatuursinterval van ongeveer 15°C overbrugden.

Claims (14)

1. Werkwijze voor de productie van was-emulsies omvattend was, eventuele additieven en één of meerdere emulgatoren in een waterige oplossing, de volgende stappen omvattend: - samenbrengen van de gesmolten was, de één of meer emulgatoren, eventueel gewenste additieven en het waterig medium in een reactievat; - emulgeren van de was, één of meer emulgatoren en het waterig medium door gebruik van een homogenisator; - koelen van de emulsie, gekarakteriseerd in dat de koeling gebeurt in twee of meer opeenvolgende stappen in verschillende compartimenten tot het bereiken van de gewenste eindtemperatuur.

2. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 1, waarbij de emulsie in een eerste stap gekoeld wordt tot aan de kristallisatietemperatuur van de was, en in één of meerdere daaropvolgende stappen tot de gewenste eindtemperatuur.

3. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 2 waarbij de koeling in twee of meerdere opeenvolgende stappen gebeurt door het sturen van de emulsie door ten minste twee warmtewisselaars.

4. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 3, waarbij het emulgeren gebeurd onder verhoogde druk.

5. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 4, waarbij het emulgeren gebeurt onder een druk van 100 tot 1000 bar, . preferentieel 100 tot 300 bar.

6. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 5, waarbij de gebruikte was bestaat uit ketens van 20 tot 60 koolstofatomén.

7. Werkwijze voor de productie van was-emulsies volgens conclusie 6, waarbij de emulgatoren gekozen worden uit een groep van de anionische emulgatoren, bestaande uit verzeepte vetzuren en alle afgeleiden van vetzuren met carboxyl-groepen en/of non-ionische emulgatoren.

8. Inrichting voor de productie van een was-emulsie, omvattend: - opslageenheden voor de componenten nodig voor de productie van de was-emulsie; - toevoermiddelen voor het transporteren van de componenten; - een reactievat voor het vermengen van de componenten onder verhoogde temperatuur en/of druk; - verpompeenheden; - opslageenheden voor de was-emulsie; - een homogenisator voor het emulgeren van de componenten; - een koelingsinstallatie voor het koelen van de emulsie tot de gewenste temperatuur; gekarakteriseerd in dat de koelingsinstallatie ten minste twee serieel gekoppelde koelinrichtingen omvat.

9. Inrichting voor de productie van een was-emulsie volgens conclusie 8, waarbij de serieel gekoppelde koelinrichtingen warmtewisselaars omvatten.

10. Inrichting voor de productie van een was-emulsie volgens conclusie 9, waarbij de homogenisator een hoge-druk homogenisator is.

11. Inrichting voor de productie van een was-emulsie volgens conclusie 10, waarbij de hoge-druk homogenisator een plunger homogenisator is.

12. Een was-emulsie bestaande uit was en één of meer emulgatoren in een waterige oplossing verkregen volgens de productie-werkwijze beschreven in conclusie 1 t.e.m. 7.

13. Een was-emulsie volgens conclusie 12, waarbij de was-emulsie 30 tot 70 % was bevat.

14. Een was-emulsie volgens conclusie 13, waarbij de was-emulsie 50 tot 60% was bevat.