BR112014024718B1 - Processo para a produção de um grânulo de detergente, grânulo de detergente e composição de detergente - Google Patents
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Abstract
processo para a produção de um grânulo de detergente, grânulo de detergente e composição de detergente. a presente invenção refere-se a um processo para a produção de um grânulo de detergente compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, que compreende as etapas de (i) neutralizar um precursor de surfactante aniônico com uma fonte de álcali, (ii) adicionar na2so4 e na2co3 para formar uma pasta e (iii) secar por pulverização a pasta obtida para formar um grânulo, onde a proporção molar de na2so4 para na2co3 está na faixa de 1:0,9 para 1:1,3, e onde o sal duplo na2so4.na2co3 é formado e onde a pasta compreende um polímero de policarboxilato. é também provido um grânulo transportador de detergente seco por pulverização compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, compreendendo (i) sulfonato de alquilbenzeno linear (las), sabão e misturas dos mesmos, e (ii) o sal duplo na2so4.na2co3 obtíveis pelo processo da presente invenção. um terceiro aspecto é uma composição detergente compreendendo estes grânulos.
Description
[0001] A presente invenção refere-se ao campo de pós-detergentes, especialmente pós detergente para lavagem de roupas e a sua produção. Mais especificamente, ela refere-se em um primeiro aspecto a um processo para a produção de um grânulo de detergente compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma. Em um segundo aspecto, a presente invenção refere-se a um grânulo de detergente compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico, o qual é obtido pelo dito processo. Em um terceiro aspecto, a presente invenção refere-se a composições de detergente compreendendo estes grânulos.
[0002] A presente invenção refere-se à produção de grânulos de detergente compreendendo um sistema surfactante que provê lavagem efetiva. Especificamente, a presente invenção refere-se a um processo para produzir estes grânulos por secagem por pulverização de uma pasta aquosa.
[0003] É bem conhecido como preparar produtos detergentes granulares ou pós por secagem por pulverização de pastas aquosas. Estes processos compreendem as etapas de preparação de pasta aquosa compreendendo de 20 a 60% em peso de água, seguido pela atomização da pasta sob pressão elevada para formar gotas e, então, secagem destas em uma torre de secagem por pulverização contra a corrente. Temperaturas típicas de entrada e saída de torre são de 250-400°C e 80-120°C, respectivamente.
[0004] Por exemplo, a EP-A-1.914.297 revela um processo para a preparação de um pó detergente seco por pulverização tendo uma densidade aparente de 426 g/l ou menor, onde o pó detergente seco por pulverização compreende um surfactante detergente aniônico e de 0% a 10% em peso de constituinte de zeólita e de 0% a 10% em peso de constituinte de fosfato, e onde o processo compreende a etapa de: a) preparar uma pasta aquosa adequada para secagem por pulverização compreendendo de 30% a 60% em peso de água e de 40% a 70% em peso de material não aquoso, onde o material não aquoso compreende um componente inorgânico e um componente orgânico onde a proporção em peso do componente inorgânico para componente orgânico está na faixa de 0,3:1 a 5:1; e b) pulverizar a pasta em uma torre de secagem por pulverização, onde a temperatura da pasta conforme ela entra na torre de secagem por pulverização está na faixa de 65°C a 140°C, e onde a temperatura do ar de saída da torre de secagem por pulverização está na faixa de 70°C a 120°C e onde o material não aquoso compreende surfactante aniônico, carboxilato polimérico e sal de carbonato.
[0005] O documento EP-A-221.776 descreve um processo para a produção de um pó poroso, com zero de fosfato para uso como uma base para uma composição de detergente granular ou um componente da mesma e capaz de absorver e reter quantidades substanciais de componentes de detergente líquidos ou liquidificáveis na forma líquida, cujo processo compreende as etapas de (i) preparar uma pasta aquosa compreendendo carbonato de sódio, e opcionalmente também compreendendo sulfato de sódio, (ii) secar a pasta para formar um pó, o processo sendo caracterizado pela quantidade total de carbonato de sódio e (se presente) sulfato de sódio ser pelo menos de 20% em peso com base no pó seco, a proporção em peso de carbonato de sódio para sulfato de sódio (quando presente) na pasta sendo de pelo menos 0,37:1, e de 0,1 a 60% em peso, com base na quantidade total de carbonato de sódio e (se presente) sulfato de sódio no pó seco, por um modificador de crescimento de cristal que é um policarboxilato polimérico ser incorporado na pasta antes do carbonato de sódio, onde o carbonato de sódio monoidratado modificado por crescimento de cristal e/ou Burkeite modificada por crescimento de cristal ser ou serem formados na pasta.
[0006] Estes processos podem, vantajosamente, ser usados para preparar pós de detergente secos por pulverização tendo uma densidade aparente baixa, um teor baixo de surfactantes aniônicos. É difícil, entretanto, preparar pós de detergente tendo um teor de detergente aniônico de 40% em peso ou maior. Um aumento adicional no teor de detergente aniônico conduz a uma taxa de secagem pobre devido a alto teor de umidade de pasta ao redor de 40-50% em peso. A temperatura de secagem elevada necessária para secagem do excesso de água custa energia extra e pode conduzir a incidências de incêndio na torre e/ou ciclones secos. Pastas com alto teor de detergente aniônico podem também causar excesso de fluxo e terem problemas de transporte devido à aeração e à viscosidade muito alta.
[0007] Os pós de detergente com alto teor de aniônicos resultantes, usualmente têm uma densidade aparente baixa e são difíceis de manusear e armazenar e têm custos de embalagem mais elevados.
[0008] Além do mais, secagem por pulverização é um processo com energia intensiva e seria interessante, de um ponto de vista ambiental, melhorar a tecnologia de manufatura de detergente atual com respeito a isto. Aspectos ambientais de processos de manufatura de detergente são considerados importantes, não apenas pelos fabricantes, mas também pelos consumidores que estão cada vez mais interessados na sustentabilidade de nossas atividades econômicas.
[0009] É, portanto, um primeiro objetivo da presente invenção prover um processo energeticamente mais eficiente para preparar grânulos de detergente secos por pulverização, tendo um teor de detergente aniônico acima de 40% em peso ou maior, e que não tenha as desvantagens mencionadas acima. Em especial, os grânulos de detergente deveriam ter boas propriedades de pó.
[0010] É um objetivo adicional da presente invenção prover um processo energeticamente mais eficiente para preparar pós de detergente (lavanderia) secos por pulverização tendo um teor de detergente aniônico acima de 40% em peso ou maior, o qual não apresente as desvantagens mencionadas acima.
[0011] Nós descobrimos agora, surpreendentemente, que grânulos de detergente secos por pulverização tendo teores de detergente aniônicos acima de 40% em peso ou maiores podem ser preparados a partir de uma pasta compreendendo Na2SO4 e Na2CO3 onde a proporção molar de Na2SO4 para Na2CO3 está na faixa de 1:0,9 a 1:1,3, e onde o sal duplo Na2SO4. Na2CO3 é formado.
[0012] Dessa maneira, estes e outros objetivos podem ser atingidos pelo processo de acordo com a presente invenção, que compreende as etapas de (i) neutralizar um precursor de surfactante aniônico com uma fonte de álcali, (ii) adicionar Na2CO3 e Na2SO4 para formar uma pasta e (iii) secar por pulverização a pasta obtida para formar um grânulo, onde a proporção molar de Na2SO4 para Na2CO3 está na faixa de 1:0,9 para 1:1,3, e onde o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 é formado e onde a pasta compreende um polímero de policarboxilato.
[0013] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é provido um processo para a produção de um grânulo de detergente compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, que compreende as etapas de (i) neutralizar um precursor de surfactante aniônico com uma fonte de álcali, (ii) adicionar Na2SO4 e Na2CO3 para formar uma pasta e (iii) secar por pulverização a pasta obtida para formar um grânulo, onde a proporção molar de Na2SO4 para Na2CO3 está na faixa de 1:0,9 a 1:1,3, e onde sal duplo Na2SO4. Na2CO3 é formado e onde a pasta compreende um policarboxilato de polímero.
[0014] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é provido um grânulo de detergente seco por pulverização compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, compreendendo: i) sulfonato de alquilbenzeno linear (LAS), sabão e misturas dos mesmos, e ii) o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 obtido pelo processo da presente invenção.
[0015] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é provida uma composição detergente compreendendo os grânulos de acordo com a presente invenção.
[0016] O primeiro aspecto da presente invenção é um processo para a produção de um grânulo de detergente compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma. Em uma primeira etapa deste processo um precursor de surfactante aniônico é neutralizado com uma fonte de álcali para formar uma pasta de surfactante. O precursor de surfactante aniônico é um precursor ácido de um surfactante não saponáceo aniônico que, quando reagido com uma fonte de álcali, será neutralizado para formar um sal de surfactante aniônico.
[0017] Precursores de surfactante aniônico na forma líquida, bombeável, são preferidos. O precursor de surfactante aniônico é preferivelmente selecionado dentre ácido alquil benzeno sulfônico linear, ácido graxo e misturas dos mesmos. Ácido alquil benzeno sulfônico linear é também referido como ácido LAS e HLAS. Ácido LAS resulta no sulfonato de alquil benzeno linear correspondente (LAS) mediante neutralização. Preferivelmente, o surfactante aniônico não saponáceo LAS tem um comprimento de cadeia de alquila de C818, mais preferivelmente C10-16 e mais preferivelmente C12-14.
[0018] Sabões formados pela neutralização de ácidos carboxílicos ou graxos podem ser usados como surfactantes aniônicos secundários em mistura com os surfactantes aniônicos não saponáceos. Ácidos carboxílicos preferidos são ácidos graxos com átomos de carbono 12 a 18, tais como, por exemplo, ácidos graxos de óleo de coco, óleo de palma, óleo de amêndoa de palma e sebo. Os ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados de cadeias ramificadas ou retas. Misturas de ácidos graxos podem ser usadas. Ácidos graxos podem ser usados em níveis de até 30% em peso com base no precursor de surfactante aniônico.
[0019] Os precursores de surfactante aniônico (ou mistura de precursores de surfactante) podem ser usados em uma forma parcialmente pré-neutralizada sem perda completa dos efeitos vantajosos da presente invenção. Na verdade, o ácido surfactante é, então, uma mistura do ácido surfactante com surfactante não saponáceo aniônico neutralizado.
[0020] Os precursores de surfactantes aniônicos podem ser adicionados em mistura com outros componentes. Componentes adequados são surfactantes aniônicos neutralizados, por exemplo, os sais de meio-ésteres de ácido alquil e/ou alquenil sulfúrico (isto é, os produtos de sulfatação de alcoóis primários) que proveem sulfatos de alquila e/ou alquenila mediante neutralização. Entre estes surfactantes aniônicos não saponáceos está o sulfato de álcool primário (PAS), especialmente PAS tendo um comprimento de cadeia de C10-22, preferivelmente C12-14. PAS coco é especialmente desejável.
[0021] Outros ácidos surfactantes adequados incluem ácidos alfa olefinas sulfônicos, ácidos de olefinas internas sulfônicos, ácidos sulfônicos de éster de ácido graxo e ácidos sulfônicos primários. É também possível usar combinações de ácidos surfactantes como ficará aparente a uma pessoa especializada.
[0022] Entre outros componentes, em adição aos ácidos graxos e surfactantes aniônicos neutralizados já discutidos, o componente adicional mais importante que pode ser adicionado como líquidos com o precursor de surfactante é surfactante não iônico. Este é tipicamente adicionado ao ácido surfactante para reduzir a viscosidade de modo a permitir que seja adicionado a uma temperatura mais baixa.
[0023] Surfactantes não iônicos adequados que podem ser usados incluem os etoxilatos de alcoóis primários e secundários, especialmente os alcoóis alifáticos C8-C20 etoxilados com uma média de 1 a 50, preferivelmente 1 a 20, moles de óxido de etileno por mole de álcool, e mais especificamente os alcoóis alifáticos primários e secundários etoxilados com uma média de 1 a 10 moles de óxido de etileno por mole de álcool. Surfactantes não iônicos não etoxilados incluem alquil- poliglicosídeos, glicerol monoéteres, e poliidroxi amidas (glucamida). Conforme já discutido, surfactante aniônico neutralizado pode ser misturado com o ácido surfactante. Isto pode ter a vantagem de aumentar a produtividades do processo geral.
[0024] Outros aditivos líquidos que podem ser adicionados com o precursor de surfactante aniônico, ou adicionados como corrente(s) liquida(s) separada(s), incluem ácidos inorgânicos, tais como ácido sulfúrico, e hidrótropos, tal como ácido para tolueno sulfônico.
[0025] A fonte de álcali que é reagida com o precursor de surfactante aniônico pode ser qualquer fonte adequada de álcali, na forma líquida ou sólida. Exemplos são soluções de hidróxido de metal alcalino aquosas, preferivelmente soluções de hidróxido de sódio, ou carbonato de sódio. Especialmente preferidas são soluções de hidróxido de sódio aquosas concentradas a aproximadamente 50% em peso. A quantidade de água deveria ser mantida a um mínimo, porque a água terá que ser seca na etapa de secagem por pulverização subsequente. Por outro lado, ela não deveria ser muito baixa, pois a pasta de surfactante neutralizada é muito viscosa para manusear.
[0026] O carbonato de sódio pode ser de qualquer tipo. Carbonato de sódio sintético leve foi descoberto ser especialmente preferido, carbonato de sódio pesado natural é intermediário, enquanto carbonato de sódio granular sintético é a matéria prima menos preferida. .
[0027] A pasta surfactante é preferivelmente preparada em um misturador agitado provido com uma serpentina de vapor aberta para aquecer a massa a uma temperatura de aproximadamente 35-40°C. A reação de neutralização entre o precursor de surfactante aniônico e a fonte de álcali resulta em uma pasta de surfactante concentrada, que preferivelmente tem um teor de sólidos entre 60 a 80% em peso. O calor da neutralização faz a temperatura se elevar de aproximadamente 35-40°C para aproximadamente 75-80°C, onde ela é mantida. É benéfico permitir uns poucos minutos de tempo adicionais para garantir neutralização total.
[0028] Em uma segunda etapa do processo, sulfato de sódio (Na2SO4) e carbonato de sódio (Na2CO3) são adicionados à massa surfactante para formar uma pasta. A ordem de adição não é considerada um fator importante.
[0029] A pasta, além do mais, compreende um polímero de policarboxilato. Por exemplo, silicato alcalino e policarboxilato de copolímero podem ser bombeados no misturador com velocidade de agitação aumentada para melhorar a fluidez da massa total. Silicatos de metais alcalinos tendo uma proporção de SiO2/M2O, onde M é íon de sódio, de 1,5 a 3,3, preferivelmente de 1,8 a 2,6, são favoravelmente usados.
[0030] Entre os polímeros de policarboxilato, poliaspartatos e ácido poliaspártico são vantajosamente usados devido a sua biodegradabilidade. Os policarboxilatos poliméricos são usados em quantidades de 0,1 a 20% em peso, preferivelmente de 0,2 a 5% em peso, mais preferivelmente de 1 a 5% em peso, baseado na quantidade total de carbonato de sódio. Entretanto, níveis mais elevados de polímero, por exemplo, até 30% em peso com base no carbonato de sódio, podem estar presentes em grânulos de detergente da presente invenção, ou composições totais compreendendo os grânulos de detergente da presente invenção, por outras razões, por exemplo, tais como construção, estruturação ou anti-redeposição.
[0031] O polímero de policarboxilato preferivelmente tem um peso molecular de pelo menos 1.000, vantajosamente de 1.000 a 300.000, em especial de 1.000 a 250.000. Policarboxilatos tendo um peso molecular de 10.000 a 70.000 são especialmente preferidos. Todos os pesos moleculares citados aqui são aqueles providos pelos fabricantes.
[0032] Policarboxilatos preferidos são homopolímeros e copolímeros de ácido acrílico ou ácido maléico. De especial interesse são poliacrilatos e copolímeros de ácido acrílico/ácido maléico. Polímeros adequados, que podem ser usados sozinhos ou em combinação, incluem o seguinte: Sais de ácido poliacrílico, tais como, poliacrilato de sódio, por exemplo, Versicol (Marca Registrada) E5, E7 e E9, ex-Allied Colloids, pesos moleculares médios 4.000, 27.000 e 70.000; Narlex (Marca Registrada) LD 30 e 34, exNational Adhesives and Resins Ltd., pesos moleculares médios de 5.000 e 25.000, respectivamente; e Sokalan (Marca Registrada) faixa PA ex-BASF, peso molecular médio 250.000; copolímeros de etileno/ácido maléico, por exemplo, as séries EMA (Marca Registrada), ex-Monsanto; copolímeros de metil vinil éter/ácido maléico, por exemplo, Gantrez (Marca Registrada) AN119, ex-GAF Corporation; copolímeros de ácido acrílico/ácido maléico, por exemplo, Sokalan (Marca Registrada) CP5, ex-BASF.
[0033] Um segundo grupo de polímeros de policarboxilato compreende ácidos poliaspártico e poliaspartatos. Poliaspartato é um biopolímero sintetizado de ácido L-aspártico, um aminoácido natural. Devido, em parte, aos grupos carboxilatos, poliaspartatos têm propriedades similares a poliacrilato. Um tipo preferido de poliaspartato é poliaspartato térmico ou TPA. Este tem o benefício de ser biodegradável a produtos ambientalmente benignos, tais como, dióxido de carbono e água, que evitam a necessidade de remoção de TPA durante tratamento de esgoto, e sua disposição em aterros sanitários. TPA pode ser feito primeiramente pelo aquecimento de ácido aspártico a temperaturas acima de 180°C para produzir poli-succinimida. Então, a poli-succinimida tem o anel aberto para formar poliaspartato. Devido ao anel poder abrir de duas maneiras possíveis, duas ligações de polímero são observadas, uma ligação [alfa] e uma ligação [beta].
[0034] Misturas de quaisquer dois ou mais polímeros, se desejado, podem ser usadas no processo e composições de grânulo de detergente da presente invenção.
[0035] Em uma terceira etapa subsequente do processo da presente invenção, a pasta obtida é seca por pulverização para formar um grânulo, onde a proporção molar de Na2SO4 para Na2CO3 sódio está na faixa de 1:0,9 a 1:1,3, e onde o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 é formado. É considerado que a contribuição do sal duplo Na2SO4.Na2CO3 ocorre de maneira favorável para a área superficial específica (“SSA”) dos grânulos, o que, por sua vez, permite a eles carregar componentes líquidos tais como misturas de ácido graxo/não iônicos.
[0036] Temperaturas de entrada e saída de torre típicas do processo de secagem por pulverização são de 250-400°C e 80-120°C, respectivamente. O grânulo de detergente
[0037] O segundo aspecto da presente invenção é um grânulo de detergente seco por pulverização compreendendo pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma. Os grânulos têm uma área superficial específica relativamente elevada que os torna adequados como transportadores para componentes líquidos de absorção, tais como, surfactantes não iônicos ou misturas de surfactante não iônico/ácido graxo.
[0038] O grânulo de acordo com a presente invenção compreende: (i) um sal de metal alcalino de um detergente não saponáceo, sabão e misturas dos mesmos, e (ii) o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 e é obtido pelo processo de acordo com a presente invenção. Preferivelmente, o sal de metal alcalino de um detergente não saponáceo é sulfonato de alquilbenzeno linear (LAS).
[0039] O grânulo de detergente seco por pulverização da presente invenção é um sólido particulado com uma densidade aparente na faixa de 350 a 800 g/litro. A distribuição de tamanho de partícula é geralmente tal que pelo menos 50% em peso, preferivelmente pelo menos 70% em peso e mais preferivelmente pelo menos 85% em peso, de partículas são menores que 1.700 micra, e o nível de partículas finas é baixo. Nenhum tratamento adicional foi, geralmente, descoberto ser necessário para remover tanto partículas de tamanho excessivo quanto partículas muito pequenas.
[0040] O grânulo de detergente seco por pulverização é adicionalmente caracterizado por sua área superficial específica, medida por adsorção de nitrogênio. A área superficial específica (“SSA”) dos grânulos é medida pela absorção de nitrogênio de acordo com o ASTM D3663-78 padrão baseado no método de Brunauer, Emmett e Teller (BET) descrito no J. Am. Chem. Soc. 60.309 (1938). Nós usamos um analisador de área superficial Gemini Modelo 2360 (disponível da Micromeritics Instrument Corp. de Norcross, Ga). O grânulo de detergente seco por pulverização tem uma área superficial específica (SSA) de 5 m2/g ou maior, preferivelmente 8 m2/g ou maior, ainda mais preferivelmente 10 m2/g ou maior.
[0041] O grânulo obtido geralmente tem excelentes propriedades de fluxo, baixa compressibilidade e pouca tendência para formação de bolo. Os grânulos de detergente particulados que são o resultado direto do processo de secagem por pulverização têm um teor de surfactante aniônico de pelo menos 40% em peso. Não existe necessidade para um auxiliar de granulação tal como zeolita, embora seja possível usar os mesmos. É possível atingir níveis excepcionalmente altos de surfactante aniônico no grânulo. Por exemplo, maior que aproximadamente 45% em peso, preferivelmente maior que 50% em peso, ou acima de 50% em peso de surfactante aniônico pode ser incorporado no grânulo de detergente. É preferido que o surfactante aniônico compreenda menos que 10% em peso de sabão, com base no surfactante aniônico total no grânulo de detergente.
[0042] Os grânulos de detergente podem também compreender água em uma quantidade de 0 a 8% e preferivelmente de 0 a 4% em peso dos grânulos. Os grânulos de detergente obtidos do processo são estáveis na armazenagem em altos níveis de umidade. Dessa maneira, eles podem ser usados em uma ampla faixa de produtos detergentes.
[0043] Desejavelmente os grânulos de detergente têm uma proporção de aspecto não em excesso de dois e mais preferivelmente são geralmente esféricos de modo a reduzir segregação de outras partículas em uma composição de detergente em pó formulada e para aumentar a aparência visual do pó.
[0044] A presença do sal duplo Na2SO4.Na2CO3 pode ser detectada usando técnicas de difração de raios X que são conhecidas na área. Difração de raios X (XRD) é um método analítico não destrutivo para medir ângulos de difração e intensidades característicos de material periodicamente pedido (material cristalino). Intensidade e distribuições espaciais dos raios X dispersos formam um padrão de difração específico, que é a “impressão digital” da amostra e pode ser usado para avaliação qualitativa e quantitativa, cálculo de valor d, na determinação de tamanho cristalino e defeitos pelo formato de pico e polimorfismo. A composição de detergente
[0045] Um terceiro aspecto da presente invenção é uma composição detergente, especialmente uma composição de detergente de lavagem de roupas, compreendendo os grânulos de acordo com a presente invenção.
[0046] Os grânulos de detergente secos por pulverização da presente invenção podem ser usados como tal, mas eles podem também ser suplementados com outros ingredientes de detergentes, componentes ou aditivos para formar uma composição de detergente completa. Os grânulos de detergente podem ser misturados com qualquer material normalmente usado nas formulações de detergente. Eles podem ser misturados a seco com materiais sólidos e eles podem vantajosamente ter líquidos adicionais nos mesmos, usando sua capacidade de carregar líquido adicional. É especialmente vantajoso adicionar níveis convencionais, ou mais elevados do que os convencionais, de perfume desta maneira.
[0047] Outros tipos de surfactante não saponáceo, por exemplo, surfactantes catiônicos, zwiteriônicos, anfotéricos ou semipolares, podem também ser usados com os grânulos se desejado. Muitos compostos de detergente ativos adequados são disponíveis e são totalmente descritos na literatura, por exemplo, nos “Surface-Active Agents and Detergents”, Volumes I e II, por Schwartz, Perry e Berch.
[0048] Sabões podem também estar presentes, para prover controle de espuma e detergência adicional e pó constituinte. A composição formulada totalmente pode compreender até 8% em peso de sabão.
[0049] As composições de detergente formuladas totalmente incluindo os grânulos de detergente preparados pelo processo da presente invenção podem conter quantidades convencionais de outros ingredientes detergentes, por exemplo, alvejantes, enzimas, reforços de espuma ou controladores de espuma conforme apropriado, agente anti-redeposição, tal como, polímeros celulósicos; agentes anti-incrustação, perfumes, corantes, corantes de sombreamento, agentes de fluorescência, silicato de sódio, inibidores de corrosão incluindo silicatos; sais inorgânicos tais como sulfato de sódio, enzimas; salpicos coloridos; controladores de espuma; e compostos amaciantes de tecido. O grânulo de detergente pode se desejado, ser misturado com outros constituintes orgânicos e inorgânicos, tipicamente supridos na forma de grânulos tanto de constituinte puro quanto misturas de constituinte e outros ingredientes. Constituintes orgânicos especialmente preferidos são polímeros acrílicos, mais especialmente copolímeros acrílico/maléico, adequadamente usados em quantidades de 0,5 a 15% em peso, preferivelmente de 1 a 10% em peso. Estes polímeros podem também preencher a função do polímero de modificação de hábito.
[0050] Os grânulos de detergente da presente invenção são doravante denominados de pó base. Eles podem ser misturados com outro pó obtido de qualquer processo de produção de detergente convencional incluindo processo de secagem por pulverização ou secagem sem pulverização. Visto que os grânulos de detergente produzidos pela presente invenção podem ser misturados com outros pós, um grau significativo de flexibilidade de formulação é obtido e o nível de material ativo na composição totalmente formulada pode ser muito alto sem aumento desnecessário nos níveis de constituinte.
[0051] A quantidade total de surfactante presente na composição de detergente totalmente formulada é adequadamente de 15 a 70% em peso, embora quantidades fora desta faixa possam ser empregadas conforme desejado.
[0052] Os grânulos de detergente podem tipicamente formar de 30 a 100% em peso de uma composição de detergente totalmente formulada final. Tipicamente, a composição detergente formulada totalmente incorporando os grânulos de detergente produzidos pelo processo da presente invenção pode compreender de 15 a 60% em peso, preferivelmente 20 a 50% em peso de surfactante aniônico, este surfactante aniônico sendo derivado integralmente ou parcialmente do produto granular do processo de secagem por pulverização. Adicionalmente, a composição de detergente totalmente formulada pode compreender de 0 a 35% em peso de surfactante não iônico, e de 0 a 5% em peso de sabão de ácido graxo.
[0053] Composições de detergente totalmente formuladas, compreendendo outros ingredientes e os grânulos de detergente produzidos de acordo com a presente invenção preferivelmente têm uma densidade aparente de aproximadamente 350 a 750 g/litro, mais preferivelmente de pelo menos 450 g/litro.
[0054] Composições de detergente totalmente formuladas podem também incluir outros ingredientes sólidos desejados para inclusão no pó de detergente, por exemplo, agentes fluorescência; polímeros de policarboxilato; agentes anti- redeposição, por exemplo, sódio carboximetil celulose; ou agentes de carga tais como sulfato de sódio, terra diatomácea, calcita, caulim ou bentonita.
[0055] Se desejado, surfactantes particulados sólidos, por exemplo, sulfonato de alquilbenzeno e/ou sulfato de alquila na forma de pó, podem constituir parte da carga de sólidos para o misturador para aumentar adicionalmente o nível de atividade de surfactante no grânulo, entretanto é preferido produzir todo o surfactante aniônico por secagem por pulverização.
[0056] O processo é geralmente não sensível ao tipo de misturador usado, contanto que mistura intensiva seja aplicada. Nós descobrimos que para obter as vantagens totais da presente invenção, o uso de um misturador com uma ação de corte pode ser vantajoso.
[0057] Preferivelmente, a mistura é executada em um misturador tendo e usando ambos, uma ação de agitação e uma ação de corte, mais preferivelmente estas ações serão separadamente usáveis, conforme descrito abaixo. A ação de corte é a ação de corte preferida. Isto pode ser vantajosamente atingido pelo misturador escolhido ser um misturador/granulador de alta velocidade tendo ambos, uma ação de agitação e uma ação de corte. Preferivelmente, o misturador/granulador de alta velocidade tem agitador giratório e elementos de corte que podem ser operados independentemente entre si, e em velocidades separadamente modificáveis ou variáveis.
[0058] Este misturador é capaz de combinar uma entrada de agitação de alta energia com uma ação de corte, mas pode também ser usado para prover outros regimes de agitação mais suaves, com ou sem o cortador em operação. Um misturador Lodige é preferido, cortadores de eixo vertical ou horizontal são desejáveis para cargas aniônicas elevadas. Também preferidos são os misturadores do tipo Fukae FS-G fabricados pela Fukae Powtech Co. Ltd., Japão; este aparato está essencialmente na forma de um recipiente no formato de tigela acessível via uma porta superior, provido próximo de sua base com um agitador tendo um eixo substancialmente vertical, e um cortador posicionado em uma parede lateral. O agitador e o cortador podem ser independentemente operados, e em velocidades separadamente variáveis. O recipiente pode ser resfriado.
[0059] Outros misturadores considerados adequados para uso no processo da presente invenção são o Fuji (Marca Registrada) série VG-C, ex-Fuji Sangyo Co., Japão; e o Roto (Marca Registrada) ex-Zanchetta & Co srl, Itália.
[0060] Ainda outro misturador considerado adequado para uso no processo da invenção é o misturador de batelada Lodige (Marca Registrada) série FM, exMorton Machine Co. Ltd., Escócia. Este difere dos misturadores mencionados acima pelo seu agitador ter um eixo horizontal. Misturadores de lâmina Z e sigma (Winkworth Machinery Limited) são misturadores adequados tendo uma ação de corte.
[0061] A presente invenção será, agora, descrita adicionalmente com referência aos exemplos não limitativos a seguir. Nos exemplos, a Densidade aparente (BD), Taxa de Fluxo Dinâmico (DFR) e Teste de Compressão Não Confinada (UCT) são medidos de acordo com o protocolo de teste conhecido a seguir.
[0062] Propriedades de densidade aparente na presente especificação são medidas por um método de acordo com JIS K 3362.
[0063] Isto é também denominado de taxa de fluxo. O fluxo de pó pode ser quantificado por meio da taxa de fluxo dinâmico (DFR) em ml/s, medido por meio do procedimento a seguir. O aparelho usado consiste de um tubo de vidro cilíndrico tendo um diâmetro interno de 40 mm e um comprimento de 600 mm. O tubo é seguramente fixado em uma posição tal que seu eixo longitudinal seja vertical. Sua extremidade inferior é terminada por meio de um cone macio de cloreto de polivinila tendo um ângulo interno de 15° e um orifício de saída inferior de 22,5 mm de diâmetro. Um primeiro sensor de feixe é posicionado 150 mm acima da saída, e um segundo sensor de feixe é posicionado 250 mm acima do primeiro sensor.
[0064] Para determinar a taxa de fluxo dinâmico de uma amostra de pó, o orifício de saída é temporariamente fechado, por exemplo, pela cobertura com um pedaço de cartão, e pó é colocado através de um funil na parte superior do cilindro até o nível de pó ser de aproximadamente 10 cm mais alto do que o sensor superior; um espaçador entre o funil e o tubo garante que o enchimento seja uniforme. A saída é, então, aberta e o tempo t (segundos) necessário para o nível de pó cair do sensor superior até o sensor inferior é medido eletronicamente. A medição é normalmente repetida duas ou três vezes e um valor médio é tomado. Se V é o volume (ml) do tubo entre os sensores superior e inferior, a taxa de fluxo dinâmico (DFR) (ml/s) é provido pela equação a seguir:
Teste de Compressão não Confinada (Uct)
[0065] Neste teste, pó recentemente produzido é comprimido em um compacto e a força requerida para quebrar o compacto é medida. O pó é carregado em um cilindro e a superfície é nivelada. Um disco de plástico de 50 g é colocado na parte superior do pó e um êmbolo pesado é colocado lentamente na parte superior do disco e deixado permanecer na posição por 2 minutos. O peso e êmbolo são, então, removidos e o cilindro removido cuidadosamente do pó para deixar um cilindro ereto livre de pó com o disco plástico de 50 g na parte superior do mesmo. Se o compacto não quebrar, um segundo disco de plástico de 50 g é colocado na parte superior do primeiro e deixado durante aproximadamente dez segundos. Então, se o compacto ainda estiver inteiro um disco de 100 g é adicionado aos discos plásticos e deixado por dez segundos. O peso é, então, aumentado em incrementos de 0,25 kg em intervalos de 10 segundos até o compacto quebrar. O peso total (w) necessário para efetuar a quebra é anotado.
[0066] A coesividade de um pó é classificada pelo peso (w) como segue: w < 1,0 kg Fluxo Bom 1,0 kg < w < 2,0 kg Fluxo Moderado 2,0 kg < w < 5,0 kg Coesivo 5,0 kg < w Muito Coesivo
[0067] Uma pasta aquosa foi preparada em um misturador agitado provido com uma serpentina de vapor aberta para aquecer a massa. 2,500 kg de uma pasta foram preparados envolvendo as etapas a seguir.
[0068] Uma carga feita de água limpa (523 kg) e solução de soda cáustica (192 kg) com 50% de pureza foi dosada no misturador e aquecida a uma temperatura de 40-40°C. Após esta etapa, uma quantidade pré-pesada (732 kg) de grau comercial de ácido sulfônico foi dosada gradualmente durante um período de 3-4 minutos com agitação contínua para formar uma pasta neutralizada. Um tempo adicional de 2 minutos foi deixado para garantir que a reação de neutralização esteja completa. Silicato alcalino pré-aquecido (169 kg) e copolímero (114 kg) foram bombeados no misturador com velocidade de agitação aumentada de modo a melhorar a fluidez da massa total. Neste estágio, pode ser preferido manter temperatura a 75-80°C pelo uso de vapor em serpentina aberta. Após esta etapa, a válvula de vapor foi desligada e sulfato de sódio (326 kg)/carbonato de sódio (228 kg) com materiais mínimos (agente de fluorescência 0,91 kg e Sódio Carboxi Metil Celulose (SCMC) 16,3 kg) foram dosados por meio de transportador de rosca ajustado para dosar durante um período de 2-3 minutos e a velocidade do agitador foi elevada para 70-75 rpm. Ao dosar sólidos, eles ficam próximos das lâminas do agitador para impedir a formação de acúmulos na parede ou formação de caroço. Em exemplos diferentes, os sólidos foram dosados em sequências diferentes para promover formação de fases cristalinas após cuidado ter sido tomado para garantir que boa dispersão/dissolução fosse atingida. Uma etapa de mistura final foi deixada por mais 2 minutos e, então, a massa misturada foi descarregada para o tanque de retenção para operação subsequente na torre de secagem por pulverização.
[0069] Em todos os exemplos, a folha de carga acima foi calculada para várias formulações e usada para fazer pastas. As pastas foram transportadas por uma bomba de baixa pressão, moinho Reitz/separador magnético e, então, para a bomba HP. A pasta foi pulverizada em um secador de pulverização de 2,5 de diâmetro pelo uso de dois bicos de sistema de pulverização para atingir a taxa de produtividade desejada de 1100-1200 kg/h de pasta nas pressões de 25 bars. A torre foi aquecida por ar quente mantido nas temperaturas de 270290°C no modo de contra corrente e pó seco foi coletado na parte inferior da torre. O teor de umidade de pó foi controlado na faixa de 2-3% e variações mínimas na temperatura de entrada de ar foram requeridas para manter condições de estado estável. Tabela 1
[0070] As propriedades de pó foram examinadas conforme provido abaixo e mistura de não iônico/ácido graxo foi pulverizada no pó base da torre (indicado por % de Ativo carregado) para prover um produto detergente tendo excelentes propriedades de pó. Tabela 2
[0071] Estes pós-base do Exemplo 1 foram também examinados quanto à presença de fases cristalinas. Usando a máquina D8 Discover ex-Bruker AXS, os valores d das linhas de difração das amostras foram obtidos e deles os compostos cristalinos foram identificados. Materiais e Métodos
[0072] Os resultados são providos na tabela abaixo:
[0073] A presença de compostos cristalinos nos pós-bases
“+” indica a presença de um composto cristalino “-” indica que um composto cristalino, se presente, está abaixo do limite de detecção do método XRD usado.
Claims (10)
1. Processo para a produção de um grânulo de detergente, caracterizado por compreender pelo menos 40% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, que compreende as etapas de: (i) neutralizar um precursor de surfactante aniônico com uma fonte de álcali, (ii) adicionar Na2SO4 e Na2CO3 para formar uma pasta e (iii) secar por pulverização a pasta obtida para formar um grânulo, onde a proporção molar de Na2SO4 para Na2CO3 está na faixa de 1:0,9 a 1:1,3, e onde o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 é formado e onde a pasta compreende um polímero de policarboxilato.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo precursor de surfactante aniônico ser selecionado dentre ácido sulfonato de alquilbenzeno linear (LAS), ácido graxo e misturas dos mesmos.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela pasta compreender silicato amorfo.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo polímero ser selecionado dentre homopolímeros de ácido acrílico, copolímeros de ácido acrílico/ácido maléico, e fosfinatos acrílicos.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo policarboxilato polimérico ter um peso molecular dentro da faixa de 1 000 a 250000, preferivelmente dentro da faixa de 3 000 a 100 000.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo grânulo ter uma área superficial específica de 5 m2/g ou maior, preferivelmente 8 m2/g ou maior, ainda mais preferivelmente 10 m2/g ou maior.
7. Grânulo de detergente seco por pulverização, caracterizado por compreender mais do que 50% em peso de um surfactante aniônico e adequado para uso como uma composição de detergente granular ou um componente da mesma, compreendendo: (i) um sal de metal alcalino de um detergente não saponáceo, sabão e misturas dos mesmos, e (ii) o sal duplo Na2SO4.Na2CO3 obtido pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
8. Grânulo de detergente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ter uma área superficial específica de 5 m2/g ou maior, preferivelmente 8 m2/g ou maior, ainda mais preferivelmente 10 m2/g ou maior.
9. Grânulo de detergente, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo nível de surfactante aniônico no grânulo ser maior que 60% em peso.
10. Composição de detergente, caracterizada por compreender os grânulos conforme definidos em qualquer uma das reivindicações 7 a 9.
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