BR112012008666B1 - processo para a preparação de um pó, formulação, e, uso do pó preparado por um processo - Google Patents
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Abstract
processo para a preparação de um pó, formulação, e, uso do pó preparado por um processo. a invenção se refere a um processo para a produção de um pó que contém um ou mais sais de agente complexante de fórmula geral (i), partindo de uma solução aquosa, que contém um ou mais sais de agente complexante a uma concentração de 10 a 80% em peso, em relação ao peso total da solução aquosa, em um processo de secagem por pulverização, que compreende uma etapa de atomização e uma etapa de secagem, caracterizado pelo fato de que a etapa de atomização é realizada por adição de pó cristalino fino do mesmo sal ou sais de agente complexante que são encontrados na solução aquosa ou de um ou mais sais de agentes de formação de complexos diferentes dos mesmos, que possuem um limite superior para o diâmetro médio da partícula pó crsitalino fino que é menor do que o limite inferior para o diâmetro médio da partícula do pó obtido de acordo com o processo pelo menos por um fator de 2, a uma proporção de 0,1 a 20% em peso, em relação ao peso do pó obtido de acordo com o processo.
Description
(54) Título: PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM PÓ, FORMULAÇÃO, E, USO DO PÓ PREPARADO POR UM PROCESSO (51) Int.CI.: B01J 2/04; C07C 227/42; C11D 3/33; C11D 11/00 (30) Prioridade Unionista: 12/10/2009 EP 09172810.5 (73) Titular(es): BASF SE (72) Inventor(es): FRANK MRZENA; ULRICH MENGE; MICHAEL SCHÕNHERR; THOMAS HEIDENFELDER (85) Data do Início da Fase Nacional: 12/04/2012 “PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UM PÓ, FORMULAÇÃO, E, USO DO PÓ PREPARADO POR UM PROCESSO”
A invenção refere-se a um processo para a preparação de um pó que compreende um ou mais sais de agente de formação de complexo de fórmula geral I
R'
COJVI
N
MO (I) e ao uso dos produtos acima.
Os aminopolifosfonatos, policarboxilatos ou aminopolicarboxilatos, tal como o ácido etilenodiaminatetraacético (EDTA), frequentemente usados como agentes de formação de complexos, por exemplo, em detergentes e em limpadores são biodegradáveis apenas até um pequeno grau.
Uma alternativa eficaz em relação ao custo é a dos derivados do ácido glicina-N, N-diacético, tal como o ácido metilglicina-N, N-diacético (MGDA) e sais do mesmo - por exemplo, os sais de metal tri alcalino - que possuem propriedades toxicológicas vantajosas e são facilmente biodegradáveis. O uso de MGDA e dos derivados do ácido glicina-N, Ndiacético relacionados em limpadores e as sínteses dos mesmos são descritos, por exemplo, na WO-A 94/029421 ou na US 5.849.950, Para uma produção eficaz em relação ao custo dos derivados do ácido glicina-N, N-diacético, são colocados altos requisitos no rendimento das etapas individuais de síntese e na pureza dos produtos intermediários isolados.
O MGDA é preparado em particular pela reação da iminodiacetonitrila com acetaldeído e ácido cianídrico ou da alfa-alanina nitrila com formaldeído e ácido cianídrico e pela hidrólise alcalina da metilglicinadiacetonitrila (MGDN) obtida como um produto intermediário com solução de hidróxido de sódio, fornecendo o sal trissódico do MGDA.
Para se conseguir altos rendimentos e purezas de MGDA, a MGDN é de modo geral isolada como um produto intermediário e usada como uma substância pura na etapa de hidrólise subsequente.
Um problema dom a hidrólise das alquilglicinanitrila-N, Ndiacetonitrilas é a sua labilidade térmica, especialmente em um meio alcalino. Como um resultado da substituição com alquila que é demandada estericamente, as reações de retro clivagem são favorecidas. Consequentemente, foram desenvolvidos processos que conduzem tanto quanto possível a formas de MGDA com pouco subproduto e seus sais.
Um processo aperfeiçoado para a preparação de baixo subproduto de sais de MGDA está descrito na WO 2006/120129. Os processos de produção mais modernos de modo geral levam a soluções aquosas com uma concentração de aproximadamente 35-40 % em peso, partindo das quais são preparados os sais em forma escoável.
Um dos processos de trabalho conhecidos na técnica anterior é a conversão de tais soluções aquosas em uma torre de pulverização. Isto produz pós predominantemente amorfos com uma umidade residual da ordem de grandeza, por exemplo, de 5 % em peso. Embora sejam concebíveis umidades residuais superiores, estas são bastante difíceis de gerar em uma torre de pulverização e são, além disso, também indesejadas porque então após armazenagem subsequente pelo consumidor ou durante o processamento, pode surgir aglomeração dos pós. Também é sabido que os grânulos não possuem tais desvantagens e portanto podem ser processados sem problemas. No entanto, a produção de grânulo requer uma etapa adicional de reprocessamento após a produção de pó na torre de pulverização e portanto é relativamente onerosa. Nesta etapa de reprocessamento, uma umidade adicional é alimentada ao pó proveniente da torre de pulverização e a granulação é realizada com aquecimento e amassando durante um tempo de residência da ordem de
Si grandeza de uma hora por cristalização. Tal processo é descrito, por exemplo, na EP-A 08 45 456.
Consequentemente, foi um objetivo da invenção fornecer um processo tecnicamente simples para a preparação de pós dos sais dos agentes de formação de complexos que possuem as propriedades desejadas para uso adicional do mesmo, em particular, boas propriedades de armazenagem e de processamento, que possuem um maior grau de cristalinidade e uma maior umidade residual na faixa de desde aproximadamente 7 até 14 % em peso, baseado no peso total do pó e são granulosos.
O objetivo é atingido por um processo para a preparação de um pó que compreende um ou mais sais do agente complexante de fórmula geral ço2m
-R' (I) mo2c em que
R' é hidrogênio ou um dos grupos
OU
-(CHAíi-N em que
R é hidrogênio, um radical Ci-Ci2-alquila ou um radical (CH2)q-COOM em que q = 1 a 5 são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 e
R' é hidrogênio ou um radical CrCi2-alquila ou um radical
C2-Ci2-alquenila que pode ser substituído opcionalmente por até 5 grupos hidroxila ou por um dos grupos /—co^m —(CH2)—CO^ ou ·—(CH2)—N
X—COJM em que o e p são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 e
M, independentemente dos outros, é hidrogênio, metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio ou amônio substituído nas quantidades estequiométricas correspondentes,
- partindo de uma solução aquosa que compreende um ou mais sais do agente complexante em uma concentração de desde 10 até 80 % em peso, baseado no peso total da solução aquosa,
- em um processo de secagem por pulverização, que compreende uma etapa de atomização e uma etapa de secagem, em que a etapa de atomização é realizada com a adição de pó cristalino fino do (s) mesmo (s) sal (sais) de agente de formação de complexo como estão presentes na solução aquosa ou um ou mais sais do agente complexante diferentes dos mesmos de fórmula I antes, com um limite superior para o diâmetro médio da partícula do pó cristalino fino que é menor pelo menos por um fator de 2 do que o limite inferior do diâmetro médio da partícula do pó obtido depois do processo, em uma fração de desde 0,1 a 20 % em peso, baseado no peso do pó obtido depois do processo.
Foi descoberto que é possível obter, em um simples processo de secagem com pulverização, pós dos sais do agente complexante acima que possuem as propriedades desejadas para armazenagem e processamento partindo de uma solução aquosa dos mesmos que é atomizada na presença de a pó cristalino fino que possui dimensões de partícula significativamente menores do que o limite inferior do diâmetro médio da partícula do pó obtido depois do processo.
É essencial para o processo de acordo com a invenção que na etapa de atomização seja fornecido um pulverização que compreenda, em uma fase contínua de um gás inerte, em particular ar, como fase dispersa, gotículas de líquido da solução aquosa de partida que compreende um ou mais sais do agente complexante e além disso outra fase sólida dispersa que compreende o pó cristalino fino de um ou mais sais do agente complexante. Supõe-se que o pó cristalino fino ofereça sementes de cristalização durante o processo de secagem, no qual as gotículas da solução aquosa podem se cristalizar e crescer. Além disso, retomando-se o pó fino, seco em pulverização para a zona de secagem, o tamanho da partícula na mesma pode ser aumentado e a granulometria do pó obtido no processo pode ser influenciada de uma maneira positiva. Alem disso, o pó fino cristalino também possui o efeito de pulverizar o pó úmido obtido na planta de secagem com pulverização.
Dentro do contexto da presente invenção, entende-se o termo pó significa um sólido escoável que possui tamanhos médios de partícula na faixa de desde certa de 1 pm até certa de 10 mm; para as partículas maiores da faixa definida acima, acima de certa 100 pm, o termo “grânulos” também pode ser usado como uma alternativa.
O pó que compreende um ou mais dos sais do agente complexante acima é preparado de acordo com a reivindicação a invenção em um processo de secagem por pulverização.
Os termos específicos do assunto historicamente desenvolvidos no campo da secagem por pulverização não são frequentemente usados uniformemente; consequentemente, os termos relevantes para a presente invenção serão explicados a seguir:
O termo processo de secagem por pulverização refere-se no presente caso como um termo genérico para todos os processos em que um material de partida líquido, que pode estar presente como solução ou dispersão, é atomizado e seco com o objetivo de produzir um sólido. Um processo de secagem por pulverização é caracterizado pelas etapas do processo de atomização e secagem. Estas podem ser realizadas na mesma aparelho ou então regiões conectadas sucessivamente da mesma aparelho.
A primeira etapa do processo de qualquer processo de secagem por pulverização é a atomização do material de partida líquido em um gás inerte, de modo geral ar, fornecendo um pulverização, o pulverização compreendendo, como fase contínua, o gás inerte, de modo geral ar e, como fases descontínuas, gotículas de líquido finamente distribuídas do material de partida líquido e, além disso, adicionalmente, dependendo do processo da invenção, uma fase sólida dispersa formada pelo pó cristalino fino de um ou mais sais do agente complexante. O pulverização é caracterizado por certa distribuição do tamanho da gotícula e por uma ampla distribuição do tamanho da gotícula (alcance).
No termo genérico de processo de secagem por pulverização estão incluídos em particular os processos específicos relacionados a seguir:
Secagem em pulverização no sentido mais limitado, secagem por pulverização com aglomeração, aglomeração por pulverização e granulação em pulverização.
A secagem por pulverização no sentido mais limitado é o processo de secagem por pulverização mais antigo historicamente. Ele é realizado em torres de pulverização. As primeiras torres de pulverização foram construídas nos anos 30 por Niro. Embora as estruturas de torres de pulverização sejam diferentes, o princípio permanece o mesmo: de cada gotícula do pulverização obtido na torre de pulverização, em cada caso precisava ser formada precisamente uma partícula. Como o tempo de residência nas torres de pulverização é limitado, as gotículas na torre de pulverização precisam apenas ser muito pequena para serem capazes de secar na torre de pulverização. O tamanho médio da partícula de pulverização dos pós de pulverização que é obtido por secagem por pulverização no sentido mais limitado está frequentemente na faixa de desde cerca de 50 pm até aproximadamente de 300 pm.
De acordo com uma modalidade preferida de secagem por 5 pulverização em torres de pulverização, pode ser realizada uma chamada secagem por pulverização com aglomeração, que foi desenvolvida por fabricantes de torres de pulverização nos anos 80 para reduzir a fração de pó fino no pó do pulverização. Neste processo, a fração de finos do pó do pulverização é separada na torre de pulverização e reciclada para a região do atomizador. Ali, as partículas entram em contato com o pulverização ainda líquido e são capazes de se aglomerarem, isto é, duas ou mais partículas pequenas se unem para fornecer em cada caso uma partícula maior, o chamado aglomerado. Como os aglomerados requerem tempos de secagem mais longos em comparação com as partículas individuais, um leito fluidizado é integrado à torre de pulverização dom a finalidade de aumentar o tempo de residência. As torres de pulverização deste tipo com leito fluidizado integrado são conhecidas, por exemplo, como Secador em Spray Fluidizado (“Fluidized Spray Dryer” (FSD)) de Niro ou Secador de Leito em Spray (“Spray Bed Dryer” (SBD)) da Anhydro.
Em outra variante de um processo de secagem por pulverização, chamado pó proveniente de aglomeração por pulverização, que está presente em um misturado com peças internas agitadas, é aglomerado por ação de pulverização em fluido aglutinante para fornecer partículas maiores, os chamados aglomerados. No caso de aglomeração por pulverização em um misturador, um secador precisa estar conectado a jusante, que pode ser em particular um leito fluidizado. A aglomeração por pulverização pode ser realizada continuamente ou descontinuamente.
Em outra variante do processo do processo de secagem por pulverização, a chamada granulação em pulverização, o material de partida líquido é pulverizado em um leito fluidizado. As gotas do pulverização são aqui depositadas predominantemente sobre os grânulos já presentes no leito fluidizado e contribuem para maior crescimento. O produto final é frequentemente obtido por peneiração ou seleção da fração maior do leito fluidizado. O material grosseiro é frequentemente moído e retomado ao leito fluidizado juntamente com os materiais finos separados. O processo é portanto mais complicado do que a secagem por pulverização no sentido mais limitado ou aglomeração por pulverização. No entanto, é possível se conseguir partículas maiores e distribuições mais limitadas de tamanho da partícula.
O processo de secagem por pulverização de acordo com a invenção pode de preferência ser realizado em cada das variantes do processo descritas acima, sendo obrigatório em cada caso que na etapa de atomização o pó cristalino fino do (s) mesmo (s) sal (sais) de agente de formação de complexo como estão presentes na solução aquosa de partida ou são usados um ou mais sais do agente complexante da fórmula I acima diferentes dos mesmos, com um limite superior para o diâmetro médio da partícula do pó cristalino fino que é menor pelo menos por um fator de 2 do que o limite inferior do diâmetro médio da partícula do pó obtido após o processo de secagem por pulverização.
O diâmetro médio das partículas do pó cristalino fino e do pó obtido depois do processo de acordo com a invenção são habitualmente determinados por métodos tal como difração de laser (por exemplo, Malvem) ou por métodos ópticos (por exemplo, CamSizer).
Se o processo de secagem por pulverização realizado for secagem por pulverização no sentido mais limitado, o diâmetro médio da partículas dos pós obtidos posteriormente estão frequentemente em uma faixa de cerca de 50 a 300 pm. Consequentemente, em uma etapa de atomização, precisa ser usado o pó cristalino fino com um limite superior para o diâmetro médio da partícula de no máximo 25 pm.
Se o processo de secagem por pulverização realizado for uma granulação em pulverização, então são obtidos os pós que frequentemente possuem um diâmetro médio da partícula na faixa de desde aproximadamente 200 até 2000 pm. Consequentemente, é necessário usar pó cristalino fino para o qual o limite superior permissível para o diâmetro médio da partícula é de no máximo 100 pm.
De acordo com a invenção, a fração em peso para a adição de pó cristalino fino no processo de secagem por pulverização está na faixa de desde aproximadamente 0,1 até 20 % em peso, baseado no peso do pó obtido depois do processo, de preferência em tomo de 4 a 10 % em peso, baseado no peso total do pó obtido depois do processo.
De preferência, o material de partida usado é uma solução aquosa que é obtida pela síntese correspondente e que compreende cerca de 30 a 50 % em peso de um ou mais sais do agente complexante e que é concentrada na etapa do processo conectado a montante do processo de secagem por pulverização em um trocador de calor ou em evaporador de película fina até cerca de 55 a 80 % em peso de sais do agente complexante, baseado no peso total da solução aquosa.
Um ou mais sais do agente complexante correspondem à fórmula geral
CO,M
Cr·
N (I) mo2c em que
R' é hidrogênio ou um dos grupos
R**’
R f —( ou —<CH2)n-N
CO2M (CHjJm-COjM em que
R é hidrogênio, um radical Ci-Ci2-alquila ou um radical (CH2)q-COOM em que q = 1 a 5 nem são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 e
R' é hidrogênio ou um radical CrCi2-alquila ou um radical C2-Ci2-alquenila que pode ser substituído opcionalmente por até 5 grupos hidroxila ou por um dos grupos co2m —(CH2|-—CO2M ou —(CH2)—n
COgM em que o e p são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 e
M, independentemente dos outros, é hidrogênio, metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio ou amônio substituído nas quantidades estequiométricas correspondentes.
Há de preferência derivados do ácido glicina-N, N-diacético ou derivados do ácido glutamina-N, N-diacético. E dada preferência também aos derivados do ácido etilenodiaminatriacético ou do ácido nitrilotriacético.
Os derivados particularmente preferidos do ácido glicina-N, N-diacético são sais de metal alcalino do ácido metilglicina-N, N-diacético, denominados a seguir
MGDA.
A etapa de secagem do processo de secagem por pulverização é de preferência realizada a uma pressão na faixa de desde aproximadamente 0,1 bar absoluto até 10 bar absolutos, em particular a uma pressão na faixa de desde aproximadamente 0,8 bar absolutos 2 bar absolutos.
O tempo de residência na etapa de secagem está de preferência em uma faixa de desde aproximadamente 10 segundos de até 1 hora.
A invenção também fornece uma formulação que compreende o pó obtido de acordo com o processo descrito acima ou uma solução aquosa do mesmo, como agente de formação de complexo para íons de metal alcalino-terroso e íons de metal de metal pesado nas quantidades costumeiras para isto, além de outros constituintes costumeiros de tais formulações.
As formulações podem em particular ser detergentes e formulações para limpadores.
A invenção também fornece ainda o uso de um pó obtido pelo processo acima para a produção de aglomerados por compressão e também o uso dos aglomerados por compressão para uso em limpadores sólidos.
Pode-se em particular pretender que os limpadores acima sirvam para lavadoras de louça automáticas. Em particular, estes podem ser tabletes para lavadoras de louça.
O processo de secagem por pulverização de acordo com a invenção também pode ser realizado com misturas de um ou mais sais do agente complexante e com outras substâncias. Precisa ser entendido que outras substâncias em particular significam auxiliares e aditivos costumeiramente usados na indústria de detergentes e de limpadores. Por exemplo, podem ser usados tenso ativos, polímeros, sais inorgânicos e/ou citratos. Para uso no campo das lavadoras de louça, por exemplo, são adequados sais inorgânicos, tais como carbonatos, sulfatos, fosfatos, silicatos; sais orgânicos tais como citratos; polímeros, tais como policarboxilatos ou polímeros ou fosfonatos sulfonatados. Como um resultado de misturas deste tipo, o processo de produção para a produção de detergentes e de limpadores pode ser projetado de uma maneira mais simples.
Os pós obtidos pelo processo acima podem em particular também ser usados em misturas com auxiliares e aditivos costumeiros.
De acordo com o processo da invenção, é possível em particular obter um sal de ácido metilglicina-N, N-diacético trissódico em pó com um grau de cristalinidade > 30 % que compreende uma primeira modificação cristalina com os valores de d citados a seguir em Angstrõms nos ângulos de difração 2-teta em °:
| 2-teta (°) | Valor de d (Angstrõms) |
| 8,4 | 10,5 |
| 9,5 | 9,3 |
| 11,1 | 8,0 |
| 13,2 | 6,7 |
| 13,9 | 6,35 |
| 15,8 | 5,6 |
| 16,5 | 5,36 |
| 16,84 | 5,26 |
| 17,34 | 5,11 |
| 17,67 | 5,02 |
| 18,92 | 4,69 |
| 20,29 | 4,37 |
| 21,71 | 4,09 |
| 22,3 | 3,98 |
| 23,09 | 3,85 |
| 24,74 | 3,59 |
| 25,36 | 3,51 |
| 27,04 | 3,29 |
| 28,28 | 3,15 |
| 29,63 | 3,01 |
| 30,09 | 2,97 |
e/ou a segunda modificação cristalina com os valores de d em Angstrõms nos respectivos ângulos de difração 2-teta em ° no difratograma em raios X do pó correspondente à tabela a seguir:
| 2-teta (°) | Valor de d (Angstrõms) |
| 8,2 | 10,80 |
| 10,5 | 8,40 |
| 15,55 | 5,70 |
| 16,47 | 5,38 |
| 17,09 | 5,18 |
| 18,10 | 4,90 |
| 18,82 | 4,71 |
| 21,00 | 4,23 |
| 21,35 | 4,16 |
| 22,64 | 3,92 |
| 23,69 | 3,75 |
| 24,73 | 3,60 |
| 26,75 | 3,33 |
| 28,93 | 3,08 |
| 29,88 | 2,99 |
| 31,46 | 2,84 |
| 31,88 | 2,80 |
A invenção é ilustrada com mais detalhe a seguir por referência a um desenho e exemplos de trabalho.
No desenho especificamente:
A figura 1 apresenta um difratograma em raios X para o pó obtido de acordo com o exemplo de trabalho 1 (para comparação),
As figuras 2 a 4 apresentam difratogramas em raios X para pós obtidos em cada caso de acordo com os exemplos de trabalho 2 a 4 (de acordo com a invenção).
Neste caso, nas figuras, a abscissa apresenta o ângulo de difração 2-teta em ° e a ordenada apresenta a intensidade medida, em contagens (pulsos) (adimensionais).
As medidas no difratômetro de raios X no pó foram realizadas em um difratômetro D8 Advance® da Bruker AXS (Karlsruhe). Em reflexão com Cu-K a radiação α foi medida com um ajuste do diafragma variável no lado principal e sobre o lado secundário. A faixa de medição era de 2° até 80° 2-teta, a amplitude da etapa 0,01° e o tempo de medição por etapa do ângulo,
3,6 segundos.
O grau de cristalinidade foi confirmado pelos difratogramas em raios X no pó de uma maneira conhecida, como habitualmente, por determinação da fração da superfície da fase cristalina e da fase amorfa e por utilização das mesmas para calcular o grau de cristalinidade, CD, como a proporção de área da fase cristalina, Ic, para a área total, que consiste na área da fase amorfa, Ia e na área da fase cristalina, Ic:
CD = Ic/(Ic+Ia).
A determinação do grau de cristalinidade pode ser realizada em particular usando um programa de computador, por exemplo, o programa de computador TOPAS® de Bruker AXS.
Para isso, primeiro é medida uma amostra amorfa e o curso linear é adaptado em um perfil adequado com a ajuda de seis linhas individuais. As posições de linha destas linhas e de suas meias larguras são então fixadas e estes valores são gravados como “fase amorfa”.
Para a mostra a ser medida para a qual precisa ser determinado o grau de cristalinidade, a fração da superfície da fase cristalina e é então determinada a fração da superfície da fase amorfa e o grau de cristalinidade CD é calculado partindo da mesma de acordo com a fórmula fornecida acima.
A fase amorfa é usada como definido antes.
A fase cristalina pode similarmente ser definida por meio de suas posições de linha individual analogamente à fase amorfa ou por referência às seguintes constantes de reticulação, como a chamada fase (hkl) (a = 33,63, b = 11,36 e c = 6,20 e grupo espacial Pbcm), em que os parâmetros do reticulado são variáveis que pode ser refinadas livremente. A base é adaptada como polinomial do 1°. grau.
O programa TOPAS® calcula o ajuste ótimo entre o difratograma medido e o difratograma teórico que consiste em fase amorfa e cristalina.
Exemplos de trabalho
Exemplo de trabalho 1 (para comparação) secagem clássica em pulverização em a adição de pó cristalino fino
Uma corrente quantitativa de 60 kg/h de uma solução aquosa de Na3-MGDA com um teor de sólidos de 40 % foi evaporada em um evaporador trocador de calor de placa (área de aquecimento de 1,7 m2) até um teor de sólidos de 59 % e separado em um recipiente para separação. A evaporação foi realizada a uma temperatura da parede de 152 °C (aquecimento com vapor d’água) e a uma pressão de 2,5 bar absolutos no separador.
A solução evaporada foi medida na bomba de membrana de pistão a jusante a uma temperatura de cerca de 128 °C que usa uma bomba de engrenagem e pulverizada em uma torre de pulverização que usa um bocal de um único material.
A torre de pulverização possuía um diâmetro de 800 mm e um comprimento de 12 m. A torre de pulverização foi operada com uma quantidade de ar de 1400 kg/h e uma temperatura de entrada de gás de 160 °C. A temperatura de saída do produto era de 127 °C e o teor de sólidos do produto seco de 94,1 %. O produto foi separado por uma descarga de 2 pontos (diretamente na torre de pulverização à jusante do filtro).
O produto preparado desta maneira era um pó escoável. A densidade aparente era de 529 kg/m3. A análise estrutural em raios X demonstra que o produto é amorfo.
O comportamento em armazenagem desta amostra foi avaliado em um teste em dessecador. Para isto, uma amostra de 3 g é armazenada em uma cuba de pesagem aberta em um dessecador a 20 °C e a uma umidade atmosférica relativa de 76 % durante um período de 144 horas. O aumento de massa da amostra é então confirmado e é avaliada a capacidade de escoamento da amostra. O aumento de massa era de 27,1 % e a amostra tinha começado a se dissolver, isto é, estava úmida e não era mais escoável.
Exemplo de trabalho 2 fde acordo com a invenção) Torre de pulverização com a adição de pó cristalino fino
Uma corrente quantitativa de 75 kg/h de uma solução aquosa de Na3-MGDA com um teor de sólidos de 40 % foi evaporada em um evaporador trocador de calor de placa (área de aquecimento de 1,7 m2) até um teor de sólidos de 60 % e separado em um recipiente para separação. A evaporação foi realizada a uma temperatura da parede de 156 °C (aquecimento com vapor d’água) e a uma pressão de 2,5 bar absolutos no separador.
A solução evaporada foi medida na bomba de membrana de pistão a jusante a uma temperatura de cerca de 130 °C que usa uma bomba de engrenagem e pulverizada em uma torre de pulverização que usa um bocal de um único material.
A torre de pulverização possuía um diâmetro de 800 mm e um comprimento de 12 m. A torre de pulverização foi operada com uma quantidade de ar de 1400 kg/h e uma temperatura de entrada de gás de 202 °C. Uma corrente de massa de 4 kg/h de pó cristalino fino de Na3-MGDA foi insuflada na torre de pulverização por meio de um injetor.
A temperatura de saída do produto era de 99 °C e o teor de sólidos do produto seco de 90,2 %. O produto foi separado por uma descarga de 2 pontos (diretamente na torre de pulverização à jusante do filtro).
O produto preparado desta maneira era um pó escoável. A densidade aparente era de 568 kg/m3. A análise estrutural em raios X demonstra que o produto é cristalino. O comportamento em armazenagem desta amostra foi avaliado em um teste em dessecador. Para isto, uma amostra de 3 g é armazenada em uma cuba de pesagem aberta em um dessecador a 20 °C e a uma umidade atmosférica relativa de 76 % durante um período de 144 horas. O aumento de massa da amostra é então confirmado e é avaliada a capacidade de escoamento da amostra. O aumento de massa era de 20,4 % e a amostra estava somente ligeiramente aglomerada e podia ser convertida de novo ao estado escoável por batimentos delicados.
Exemplo de trabalho 3 (de acordo com a invenção) secagem com aglomeração por pulverização em uma torre de pulverização com leito ftuidizado integrado (Fluidized Spray Dryer (FSD))
500 g de uma solução aquosa a uma concentração de 41 % de Na3-MGDA com um teor total de sólidos de 46 % em peso foram diluídos com 150 g de água deionizada. A solução foi então agitada em um frasco de vidro com agitador à temperatura ambiente e então alimentada a um secador de pulverização com leito fluidizado integrado em escala de laboratório, com a introdução de ar para secagem a 130 °C, a uma temperatura de entrada de ar do leito fluidizado de 110 °C e atomizada por meio de um bocal de dois materiais. Na primeira fase do processo de secagem, as gotículas de líquido foram secas, com formação das sementes de granulação no leito. A temperatura do leito foi então reduzida para iniciar a fase de granulação, durante a qual os núcleos de granulação foram aglomerados com a solução de alimentação. Os grânulos resultantes foram removidos continuamente do secador com pulverização. A granulação da solução foi realizada em uma faixa para a temperatura do leito entre 64 °C e 74 °C. O produto possuía uma umidade residual de 6,5 % em peso, uma alta densidade aparente de 700 o
kg/m e podia muito facilmente ser escoada. Após 144 horas no dessecador a 20 °C e a uma umidade relativa de 76 %, o produto permaneceu escoável, o difratograma nos raios X (figura 3) indicou uma fração cristalina de 70 %.
Exemplo de trabalho 4 (de acordo com a invenção) granulação em pulverização com a adição de pó cristalino fino
Uma solução aquosa de Na3-MGDA com um teor de sólidos de 48,8 % foi granulada em pulverização em um leito fluidizado com pulverização de laboratório operado continuamente. O leito fluidizado cônico com um diâmetro no fundo de 150 mm e no topo de 300 mm possuía filtros de mangueira e um bocal com atomização pneumática, com o qual foi conseguira a pulverização no leito fluidizado por baixo. O leito fluidizado foi operado com 55 Nm3/h de nitrogênio, uma temperatura de entrada de 140 °C e uma temperatura de leito fluidizado de 79 °C. Grânulos de pulverização de Na3-MGDA provenientes de experimentos anteriores foram introduzidos como carga inicial no leito fluidizado. Durante um período de 1,92 hora, foi introduzida com um pulverização uma quantidade de 6,03 kg de solução no total. Para isso, foi operado um bocal pneumático de atomização com 4,7 Nm3/h de nitrogênio à temperatura ambiente e a uma pressão de 3,3 bars (absolutos). O sólido foi descarregado do leito fluidizado por meio de um parafuso tal que o nível do leito fluidizado permanecesse constante. O sólido descarregado foi peneirado a cada 30 minutos. 46,8 % das partículas descarregadas estavam na faixa de tamanho da partícula de desde 355 até
1250 pm. A densidade aparente desta fração era de 778 kg/m3 e o seu teor de água era de 11,8 % em massa. A fração de finos peneirada menor do que 355 pm era retomada para o leito fluidizado a cada 30 minutos.
O produto preparado desta maneira era de grânulos escoáveis. A análise estrutural em raios X demonstra que o produto compreende cristais da primeira modificação definida antes e é 71 % cristalino.
O comportamento em armazenagem desta amostra foi avaliado no teste em dessecador. Para isso, uma amostra de 3 g é armazenada em uma cuba de pesagem aberta em um dessecador a 20 °C e a uma umidade atmosférica relativa de 76 % durante um período de 144 horas. O aumento de massa da amostra é então confirmado e é avaliada a capacidade de escoamento da amostra. O aumento de massa era de 25,8 % e a amostra estava somente ligeiramente aglomerada e podia ser convertida de novo ao estado escoável por batimentos delicados.
Claims (14)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para a preparação de um pó, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais sais do agente complexante de fórmula geral ço2mCr· (I) mo2c em queR' é hidrogênio ou um dos gruposR /\ co2m ou /—{CH2)n-N \cH2)m—CO/ul em queR é hidrogênio, um radical Ci-Cn-alquila ou um radical (CH2)q-COOM em que q = 1 a 5 nem são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 eR' é hidrogênio ou um radical Ci-Cn-alquila ou um radical C
- 2-Ci2-alquenila que pode ser substituído opcionalmente por até 5 grupos hidroxila ou por um dos grupos-{CH2)0—CO.M ou y-CO-jM-CO//I em que o e p são em cada caso um número inteiro de 0 a 5 eM, independentemente dos outros, é hidrogênio, metal alcalino, metal alcalino-terroso, amônio ou amônio substituído nas quantidades estequiométricas correspondentes,- partindo de uma solução aquosa que compreende um ou mais sais do agente complexante em uma concentração de desde 10 até 80 % em peso, baseado no peso total da solução aquosa,Petição 870180048497, de 07/06/2018, pág. 7/11- em um processo de secagem por pulverização, que compreende uma etapa de atomização e uma etapa de secagem, em que a etapa de atomização é realizada com a adição de pó cristalino 5 fino do (s) mesmo (s) sal (sais) de agente de formação de complexo como estão presentes na solução aquosa ou um ou mais sais do agente complexante diferentes dos mesmos, com um limite superior para o diâmetro médio da partícula do pó cristalino fino que é menor do que pelo menos um fator de 2 do limite10 inferior do diâmetro médio da partícula do pó obtido depois do processo, em uma fração de desde 0,1 até 20 % em peso, com base no peso do pó obtido depois do processo, e em que a umidade residual do pó após a secagem é de 6,5 até14% em peso.15 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo de secagem por pulverização é realizado em uma torre de pulverização.
- 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo de secagem por pulverização é uma granulação20 por pulverização em que, na etapa de atomização, a solução aquosa compreendendo um ou mais sais do agente complexante é pulverizada em um leito fluidizado que compreende grânulos de um ou mais sais do agente complexante de fórmula I.
- 4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado25 pelo fato de que, na torre de pulverização, um leito fluidizado está integrado e é realizada uma aglomeração por secagem por pulverização.
- 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo de secagem por pulverização é uma aglomeração por pulverização que é realizada em um misturador com peças internasPetição 870180048497, de 07/06/2018, pág. 8/11 agitadas, para fornecer um aglomerado que é então completamente seco em um outro aparelho, em particular em um leito fluidizado.
- 6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o material de partida usado é uma solução5 aquosa que é obtida pela síntese correspondente e que compreende cerca de 30 a 50 % em peso de um ou mais sais do agente complexante e que é concentrada na etapa do processo conectada a montante do processo de secagem por pulverização em um trocador de calor ou um evaporador de película fina até cerca de 55 a 80 % em peso de sais do agente complexante,10 baseado no peso total da solução aquosa.
- 7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de secagem é realizada a uma pressão na faixa de desde 0,1 bar absolutos até 10 bar absolutos, de preferência a uma pressão na faixa de desde 0,8 bar absoluto até 2 bar15 absolutos.
- 8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o tempo de residência na etapa de secagem está na faixa de desde 10 segundos até 1 hora.
- 9. Formulação, caracterizada pelo fato de que compreende o 20 pó preparado como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, como agente de formação de complexo para íons de metal alcalino-terroso e íons de metal pesado nas quantidades costumeiras para esta finalidade, além de outros constituintes costumeiros de tais formulações.
- 10. Formulação de acordo com a reivindicação 9, caracterizada 25 pelo fato de que é um detergente ou uma formulação de limpeza.
- 11. Uso do pó preparado por um processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de ser para a produção de aglomerados de compressão.Petição 870180048497, de 07/06/2018, pág. 9/11
- 12. Uso de acordo com a reivindicação 11, caracterizado para uso em limpadores sólidos.
- 13. Uso de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que se pretende que os limpadores sólidos sirvam para uso em5 lavadoras de louça.
- 14. Uso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os limpadores para lavadoras de louça automáticas estão na forma de tabletes.Petição 870180048497, de 07/06/2018, pág. 10/111/2
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