BR112014030610B1

BR112014030610B1 - processo de produção de grânulos detergentes, grânulo detergente seco por atomização e composição detergente

Info

Publication number: BR112014030610B1
Application number: BR112014030610-9A
Authority: BR
Inventors: Fakhruddin Esmail Pacha
Original assignee: Unilever Ip Holdings B.V.
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2021-04-20
Also published as: EP2870229B1; EP2870229A1; PH12014502727A1; ES2753025T3; ZA201409406B; PH12014502727B1; MX354484B; BR112014030610A2; CN104411812A; MX2015000427A; AR091694A1; CL2015000018A1; WO2014009101A1; IN2015MN00006A

Abstract

PROCESSO DE PRODUÇÃO DE GRÂNULOS DETERGENTES, GRÂNULO DETERGENTE SECO POR ATOMIZAÇÃO E COMPOSIÇÃO DETERGENTE. A presente invenção refere-se a um processo de produção de grânulos detergentes que compreendem pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e adequados para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes, em que o processo compreende as etapas de (i) mistura de um precursor de tensoativo aniônico com uma fonte de álcali para formar uma pasta neutralizada; (ii) adição de sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio para formar um caldo e (iii) secagem por atomização do caldo obtida para formar um grânulo detergente que contém teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, em que a razão molar entre o sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico e carbonato de sódio encontra- se na faixa de 0,4 a 1,6. Também é fornecido um grânulo detergente seco por atomização que compreende pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico, sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio, adequado para utilização como composição detergente granular (...).

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se ao campo de pós-detergentes, especialmente pós-detergentes de lavanderia e sua produção. Mais particularmente, refere-se, em primeiro aspecto, a um processo de produção de grânulos detergentes que compreendem pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e adequados para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes. Em segundo aspecto, a presente invenção refere-se a grânulos detergentes que compreendem pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e que pode ser obtido por meio do mencionado processo. Em terceiro aspecto, a presente invenção refere-se a composições detergentes que compreendem esses grânulos.

Antecedentes da Invenção

[0002] A presente invenção refere-se à produção de grânulos detergentes que compreendem um sistema de tensoativo que fornece lavagem eficaz. Particularmente, a presente invenção refere-se a um processo de produção desses grânulos por meio da secagem por atomização de um caldo aquoso.

[0003] É bem conhecida a preparação de produtos detergentes granulares ou pós por meio da secagem por atomização de caldos aquosos. Esses processos compreendem as etapas de preparação de caldo aquoso que compreende de 20 a 60% em peso de água, seguida pela atomização do caldo sob alta pressão para formar gotículas e sua secagem em seguida em uma torre de secagem por atomização contracorrente. As temperaturas comuns de entrada e saída da torre são de 250-400°C a 80-120°C, respectivamente.

[0004] Por exemplo, EP-A-1.914.297 descreve um processo de preparação de pó detergente seco por atomização que possui densidade aparente de 426 g/l ou menos, em que o pó detergente seco por atomização compreende um tensoativo detergente aniônico, 0% a 10% em peso de adjuvante de zeólita e de 0% a 10% em peso de adjuvante de fosfato, em que o processo compreende as etapas de: (i) preparação de um caldo aquoso adequado para secagem por atomização que compreende de 30% a 60% em peso de água e de 40% a 70% em peso de material não aquoso, em que o material não aquoso compreende um componente inorgânico e um componente orgânico em que a razão em peso entre o componente inorgânico e o componente orgânico está na faixa entre 0,3:1 e 5:1; e (ii) atomização do caldo em uma torre de secagem por atomização, em que a temperatura do caldo ao entrar na torre de secagem por atomização encontra-se na faixa de 65°C a 140°C e em que a temperatura de saída de ar da torre de secagem por atomização está na faixa de 70°C a 120°C e em que o material não aquoso compreende tensoativo aniônico, carboxilato polimérico e sal de carbonato.

[0005] EP-A-221.776 descreve um processo de produção de um pó poroso sem fosfato adequado para utilização como base para uma composição detergente granular ou um de seus componentes e capaz de absorver e reter quantidades substanciais de líquido ou componentes detergentes liquefeitos na forma líquida, em que o processo compreende as etapas de (i) preparação de um caldo aquoso que compreende carbonato de sódio e, opcionalmente, também compreende sulfato de sódio, (ii) secagem do caldo para formar um pó, em que o processo é caracterizado pelo fato da quantidade total de carbonato de sódio e sulfato de sódio (quando presente) ser de pelo menos 20% em peso com base no pó seco, a razão em peso entre o carbonato de sódio e o sulfato de sódio (quando presente) no caldo é de pelo menos 0,37:1 e de 0,1 a 60% em peso, com base na quantidade total de carbonato de sódio e sulfato de sódio (quando presente) no pó seco, de um modificador de crescimento de cristais que é um policarboxilato polimérico incorporado ao caldo antes ou ao mesmo tempo que o carbonato de sódio, de forma que o mono-hidrato carbonato de sódio modificado por crescimento de cristais e/ou burqueíta modificada por crescimento de cristais é/são formado(s) no caldo. O propósito do processo de EP-A-221.776 é o de criar uma grande quantidade de mono-hidrato carbonato de sódio modificado por crescimento de cristais e/ou burqueíta, que são materiais cristalinos.

[0006] Esses processos podem ser utilizados convenientemente para preparar pós-detergentes secos por atomização que possuem densidade aparente baixa e baixo teor de tensoativos aniônicos. É difícil, entretanto, preparar pós- detergentes aniônicos que possuem teor de detergente aniônico de 40% em peso ou maior. Aumento adicional no teor de detergente aniônico gera baixa taxa de secagem devido ao alto teor de umidade do caldo de cerca de 40 a 50%. As altas temperaturas de secagem necessárias para secar o excesso de água custam energia adicional e podem levar a incidências de fogo na torre e/ou nos redemoinhos secos. Caldos de detergente com alto teor aniônico podem também causar fluxo excessivo e apresentam problemas de transporte devido à aeração e à viscosidade muito alta.

[0007] Os pós-detergentes altamente aniônicos resultantes possuem geralmente densidade aparente baixa, são de difícil manipulação e armazenagem e possuem custos de empacotamento maiores.

[0008] Além disso, secagem por atomização é um processo de uso intensivo de energia e seria interessante do ponto de vista ambiental para melhorar a tecnologia de fabricação de detergentes atual neste aspecto. Aspectos ambientais de processos de fabricação de detergentes são considerados importantes, não somente pelos fabricantes, mas também pelos consumidores que manifestam interesse crescente na sustentabilidade de nossas atividades econômicas.

[0009] Portanto, é um primeiro objeto da presente invenção o fornecimento de um processo energeticamente mais eficiente de preparo de grânulos detergentes secos por atomização que contêm teor de detergente aniônico de mais de 40% em peso que não apresente as desvantagens mencionadas acima. Particularmente, os grânulos detergentes deverão ter boas propriedades de pó.

[0010] É objeto adicional da presente invenção o fornecimento de um processo energeticamente mais eficiente de preparo de pós-detergentes secos por atomização (lavanderia) que contêm teor de detergente aniônico acima de 40% em peso que não apresentem as desvantagens mencionadas acima.

[0011] Surpreendentemente, descobrimos agora que é possível preparar pós- detergentes secos por atomização (lavanderia) que contêm teor de detergente aniônico acima de 40% em peso, que contêm teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, por meio da incorporação de um sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio no caldo. Apesar do baixo nível de silicato, as propriedades de pó são excelentes.

[0012] Deste modo, estes e outros objetos podem ser alcançados pelo processo de acordo com a presente invenção de produção de um grânulo detergente adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes, em que o processo compreende as etapas de (i) mistura de um precursor de tensoativo aniônico com uma fonte de álcali para formar uma pasta neutralizada, (ii) adição de sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio para formar um caldo e (iii) secagem por atomização do caldo obtida para formar um grânulo detergente que contém teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, preferencialmente mais de 70% em peso, de forma que a razão molar entre o sal de metal alcalino de um ácido carboxílico e carbonato de sódio encontre-se na faixa de 0,4 a 1,6.

Sumário da Invenção

[0013] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um processo de produção de grânulos detergentes que compreendem pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e adequado para utilização como uma composição detergente granular ou um de seus componentes, em que o processo compreende as etapas de (i) mistura de um precursor de tensoativo aniônico com uma fonte de álcali para formar uma pasta neutralizada, (ii) adição de sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio para formar um caldo e (iii) secagem por atomização do caldo obtida para formar um grânulo detergente que possui teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, em que a razão molar entre o sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico e carbonato de sódio está na faixa de 0,4 a 1,6.

[0014] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um grânulo detergente seco por atomização que compreende pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico, sal de metal alcalino de ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio e adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes, que pode ser obtido por meio do processo de acordo com a presente invenção.

[0015] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma composição detergente que compreende os grânulos de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[0016] O primeiro aspecto da presente invenção é um processo de produção de grânulos detergentes que compreendem pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes. Preferencialmente, o grânulo detergente compreende pelo menos 45% em peso, de maior preferência pelo menos 50% em peso ou, de preferência ainda maior, 60% em peso de tensoativo aniônico.

[0017] Em uma primeira etapa desse processo, um precursor de tensoativo aniônico é neutralizado com uma fonte de álcali para formar uma pasta de tensoativo. O precursor de tensoativo aniônico é um precursor ácido de tensoativo aniônico diferente de sabão que, quando reage com uma fonte de álcali, será neutralizado para formar um sal do tensoativo aniônico.

[0018] Precursores de tensoativo aniônico em forma líquida bombeável são preferidos. O precursor de tensoativo aniônico é preferencialmente selecionado a partir de ácido alquilbenzeno sulfônico linear, ácido graxo e suas misturas. Ácido alquilbenzeno sulfônico linear também é denominado ácido LAS e HLAS. Preferencialmente, o precursor de tensoativo aniônico é ácido LAS que gera o alquilbenzeno sulfonato linear (LAS) correspondente mediante neutralização. Preferencialmente, o tensoativo aniônico diferente de sabão LAS possui comprimento de cadeia alquila de C8-C18, de preferência maior C10-16 e, de preferência superior, C12-14.

[0019] Sabões formados pela neutralização de ácidos carboxílicos ou graxos podem ser utilizados como tensoativos aniônicos secundários em mistura com os tensoativos aniônicos diferentes de sabão. Ácidos carboxílicos preferidos são ácidos graxos com 12-18 átomos de carbono, tais como, por exemplo, ácidos graxos de óleo de coco, óleo de palma, semente de palma e sebo. Os ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados, de cadeia linear ou ramificada. Misturas de ácidos graxos podem ser utilizadas. Ácidos graxos podem ser utilizados em níveis de até 30% em peso com base no precursor de tensoativo aniônico.

[0020] Os precursores de tensoativo aniônico (ou mistura de precursores de tensoativo) podem ser utilizados em forma parcialmente pré-neutralizada sem a perda completa dos efeitos vantajosos da presente invenção. Na prática, o ácido tensoativo é uma mistura do ácido tensoativo com tensoativo aniônico diferente de sabão neutralizado.

[0021] Os precursores de tensoativo aniônico podem ser adicionados em mistura com outros componentes. Componentes adequados são tensoativos aniônicos neutralizados, tais como os sais de meios ésteres de ácido alquil e/ou alquenilssulfúrico (ou seja, os produtos da sulfonação de alcoóis primários) que fornecem sulfatos de alquila e/ou alquenila mediante neutralização. Dentre esses tensoativos aniônicos diferentes de sabão, encontra-se o sulfato de álcool primário (PAS), especialmente PAS que possui comprimento de cadeia de C10-22, preferencialmente C12-14. PAS de coco é particularmente desejável.

[0022] Outros ácidos tensoativos adequados incluem ácidos sulfônicos de alfa- olefina, ácidos sulfônicos de olefina interna, ácidos sulfônicos de éster de ácido graxo e ácidos sulfônicos primários. Também é possível utilizar combinações de ácidos tensoativos como será evidente para o técnico no assunto.

[0023] Dentre outros componentes, junto com os ácidos graxos e tensoativo aniônico neutralizado já discutidos, o componente adicional mais importante que pode ser adicionado na forma de líquido com o precursor de tensoativo é tensoativo não iônico. Este geralmente é adicionado ao ácido tensoativo para reduzir a viscosidade para permitir sua adição sob temperatura mais baixa.

[0024] Tensoativos não iônicos adequados que podem ser utilizados incluem os etoxilados de álcool primário e secundário, especialmente os álcoois alifáticos C8-C20 etoxilados em média com 1 a 50, preferencialmente 1 a 20 mols de óxido de etileno por mol de álcool e, mais especialmente, os álcoois alifáticos primários e secundários etoxilados em média com 1 a 10 mols de óxido de etileno por mol de álcool. Tensoativos não iônicos não etoxilados incluem poliglicosídeos de alquila, monoéteres de glicerol e poli-hidroxiamidas (glucamida). Como já discutido, o tensoativo aniônico já neutralizado pode ser misturado com o ácido tensoativo. Isso pode ter a vantagem de aumentar o fluxo de passagem de todo o processo.

[0025] Outros aditivos líquidos que podem ser adicionados ao precursor de tensoativo aniônico ou adicionados como jato(s) de líquido separado(s) incluem ácidos inorgânicos, tais como ácido sulfúrico e hidrótropos, como ácido para tolueno sulfônico.

[0026] A fonte de álcali que reage com o precursor de tensoativo aniônico pode ser qualquer fonte adequada de álcali, na forma líquida ou sólida. Exemplos são soluções de hidróxido de metais alcalinos, preferencialmente soluções de hidróxido de sódio ou carbonato de sódio. Soluções aquosas de hidróxido de sódio concentradas a cerca de 50% em peso são especialmente preferidas. A quantidade de água deverá ser mantida em um mínimo, pois a água necessitará ser seca na etapa subsequente de secagem por atomização. Por outro lado, não deverá ser tão baixa a ponto de a pasta de tensoativo neutralizada ser viscosa demais para manipulação.

[0027] O carbonato de sódio pode ser de qualquer tipo. Concluiu-se que carbonato de sódio leve sintético é especialmente preferido; carbonato de sódio naturalmente pesado é intermediário, enquanto carbonato de sódio granular sintético é a matéria-prima de menor preferência.

[0028] A pasta de tensoativo é preparada, preferencialmente, em um misturador agitado equipado com uma bobina de vapor aberta para aquecer a massa a uma temperatura de cerca de 35 a 40°C. A reação de neutralização entre o precursor de tensoativo aniônico e a fonte de álcali gera uma pasta de tensoativo concentrada que, preferencialmente, contém teor de sólidos de 60 a 80% em peso. O aquecimento da neutralização faz com que a temperatura suba de cerca de 35 a 40°C até cerca de 75-80°C, quando é mantida. É benéfica a permissão de alguns minutos de tempo adicional para assegurar a neutralização total.

[0029] Em uma segunda etapa do processo, sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio (Na2CO3) são adicionados à pasta de tensoativo para formar um caldo. Acredita-se que a ordem de adição não seja essencial.

[0030] O ácido policarboxílico utilizado de acordo com a presente invenção é um ácido policarboxílico monomérico que possui peso molecular relativamente baixo de até 400. Pode ser selecionado a partir de ácidos di, tri e tetracarboxílicos, em que ácidos tricarboxílicos são preferidos, especialmente ácido cítrico. Outras possibilidades são ácido lático e ácido tartárico. O sal de metal alcalino é, preferencialmente, um sal de sódio. A quantidade de sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico é utilizada na quantidade de 2 a 35% em peso, de maior preferência de 5 a 25% em peso da composição.

[0031] A composição pode compreender ainda até 5% em peso de um silicato alcalino. Silicatos de metal alcalino que possuem razão SiO2/M2O, em que M é um íon de sódio, de 1,5 a 3,3, preferencialmente de 1,8 a 2,6, são utilizados de forma favorável e, de preferência superior, são silicatos de sódio amorfos.

[0032] O caldo compreende ainda um polímero de policarboxilato. Os policarboxilatos poliméricos preferidos são utilizados em quantidades de 0,1 a 20%, preferencialmente de 0,2 a 5%, de maior preferência de 1 a 5%, com base na quantidade total de carbonato de sódio. Entretanto, níveis maiores de polímero, por exemplo, até 30% em peso com base em carbonato de sódio, podem estar presentes em grânulos detergentes de acordo com a presente invenção ou composições completas que compreendem os grânulos detergentes de acordo com a presente invenção, por outras razões, tais como construção, estruturação ou antirredeposição.

[0033] O polímero de policarboxilato possui, preferencialmente, peso molecular de pelo menos 1.000, convenientemente de 1.000 a 300.000, particularmente de 1.000 a 250.000. Policarboxilatos que possuem peso molecular de 10.000 a 70.000 são especialmente preferidos. Todos os pesos moleculares aqui citados são os fornecidos pelos fabricantes.

[0034] Outros polímeros preferidos são homopolímeros e copolímeros de ácido acrílico ou ácido maleico. De interesse específico são poliacrilatos e copolímeros de ácido acrílico/ácido maleico. Polímeros adequados, que podem ser utilizados isoladamente ou em conjunto, incluem os seguintes:

[0035] Sais de ácido poliacrílico tais como poliacrilato de sódio, por exemplo, Versicol (Marca Registrada) E5 E7 e E9 da Allied Colloids, pesos moleculares médios de 4000, 27.000 e 70.000; Narlex (Marca Registrada) LD 30 e 34 da National Adhesives and Resins Ltd, pesos moleculares médios de 5000 e 25.000, respectivamente; e Sokalan (Marca Registrada) faixa PA da BASF, peso molecular médio de 250.000; copolímeros de etileno e ácido maleico, por exemplo, a série EMA (Marca Registrada) da Monsanto; copolímeros de metil vinil éter e ácido maleico, por exemplo, Gantrez (Marca Registrada) AN119 da GAF Corporation; copolímeros de ácido acrílico e ácido maleico, por exemplo, Sokalan (Marca Registrada) CP5 da: BASF.

[0036] Poliaspartatos e ácido poliaspártico são utilizados de forma conveniente devido à sua biodegradabilidade. Poliaspartato é um biopolímero sintetizado a partir de ácido L-aspártico, um aminoácido natural. Devido, em parte, aos grupos de carboxilato, poliaspartato possui propriedades similares a poliacrilato. Um tipo preferido de poliaspartato é poliaspartato térmico ou TPA. Isso tem o benefício de ser biodegradável para produtos benignos ao meio ambiente, tais como dióxido de carbono e água, o que evita a necessidade de remoção de TPA durante o tratamento de esgoto e seu descarte em aterros sanitários. TPA pode ser elaborado, em primeiro lugar, por meio do aquecimento do ácido aspártico a temperaturas acima de 180°C para produzir polissuccinimida. A polissuccinimida tem o anel aberto em seguida para formar poliaspartato. Como o anel pode ser aberto de duas formas possíveis, são observadas duas ligações de polímeros, uma ligação [alfa] e uma ligação [beta].

[0037] Misturas de quaisquer dois ou mais polímeros, se desejado, podem ser utilizadas no processo e nas composições de grânulos detergentes de acordo com a presente invenção.

[0038] Silicato alcalino e polímero podem ser bombeados no misturador com velocidade de agitação aumentada para aumentar a fluidez da massa total.

[0039] O caldo compreende ainda carbonato de sódio em quantidade de 5 a 40% em peso. O carbonato de sódio pode ser de qualquer tipo. Preferencialmente, O caldo contém menos de 10% em peso de adjuvante de zeólita, menos de 10% em peso de adjuvante de fosfato e, de preferência ainda maior, é completamente livre de adjuvante de zeólita ou adjuvante de fosfato.

[0040] Opcionalmente, O caldo pode compreender carboximetilcelulose de sódio (SCMC) em quantidade de 0,1 a 2,5% em peso.

[0041] Em uma terceira etapa seguinte do processo de acordo com a presente invenção, O caldo obtido é seco por atomização para formar um grânulo que contém teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, preferencialmente mais de 70% em peso, em que a razão molar entre o sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico e carbonato de sódio encontra-se na faixa de 0,4 a 1,6. As temperaturas de entrada e saída de torre comuns do processo de secagem por atomização são de 250-400°C a 80-120°C, respectivamente.

Grânulos detergentes

[0042] Um segundo aspecto da presente invenção é um grânulo detergente seco por atomização que compreende pelo menos 40% em peso de um tensoativo aniônico e adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes. Os grânulos possuem área superficial específica relativamente alta que os torna adequados como veículos para absorver componentes líquidos tais como tensoativos não iônicos ou misturas de tensoativos não iônicos e ácidos graxos.

[0043] Os grânulos de acordo com a presente invenção compreendem: i. pelo menos 40% em peso de tensoativo aniônico, sabão e suas misturas; ii. sal de metal alcalino de um ácido policarboxílico; iii. até 5% em peso de silicato alcalino; iv. polímero de policarboxilato; e carbonato de sódio; que pode ser obtido por meio do processo de acordo com a presente invenção.

[0044] Preferencialmente, o sal de metal alcalino de um detergente não de sabão é alquilbenzeno sulfonato linear (LAS).

[0045] O grânulo detergente seco por atomização de acordo com a presente invenção é um sólido particulado com densidade aparente na faixa de 250 a 500 g/litro. A distribuição do tamanho de partícula geralmente é tal que pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 70% em peso e, de maior preferência, pelo menos 85% em peso, das partículas são menores que 1700 micra e o nível de partículas finas é baixo. Percebeu-se que nenhum tratamento adicional foi geralmente considerado necessário para remover partículas grandes ou finas.

[0046] O grânulo detergente seco por atomização é adicionalmente caracterizado pela sua área superficial específica, medida pela adsorção de nitrogênio. A área superficial específica ("SSA") dos grânulos é medida por absorção de nitrogênio de acordo com o padrão ASTM D 3663-78 com base no método de Brunauer, Emmett e Teller (BET) descrito em J. Am. Chem. Soc. 60, 309 (1938). Utilizamos um analisador de área superficial Modelo Gemini 2360 (disponível por meio da Micromeritics Instrument Corp. de Norcross GA). O grânulo detergente seco por atomização possui área superficial específica (SSA) de 5 m2/g ou mais, preferencialmente 8 m2/g ou mais, de maior preferência 10 m2/g ou mais.

[0047] O grânulo obtido geralmente possui propriedades de fluxo excelentes, baixa capacidade de compressão e pouca tendência à aglutinação. Os grânulos detergentes particulados que são resultado direto do processo de secagem por atomização possuem teor de tensoativo aniônico de pelo menos 40% em peso. Não há necessidade de auxiliar de granulação tal como zeólita, embora seja possível a sua utilização. É possível obter níveis excepcionalmente altos de tensoativo aniônico no grânulo. Por exemplo, mais de cerca de 45% em peso, preferencialmente mais de 50% em peso ou mais de 50% em peso de tensoativo aniônico podem ser incorporados ao grânulo detergente. Prefere-se que o tensoativo aniônico compreenda menos de 10% em peso de sabão, com base no tensoativo aniônico total no grânulo detergente.

[0048] Os grânulos detergentes podem também compreender água em quantidade de 0 a 8% e, preferencialmente, de 0 a 4% em peso dos grânulos. Os grânulos detergentes obtidos por meio do processo são estáveis no armazenamento em níveis altos de umidade. Eles podem, portanto, ser utilizados em uma ampla gama de produtos detergentes.

[0049] De maneira desejável, os grânulos detergentes têm uma razão de aspecto que não excede dois e, de preferência maior, geralmente são esféricos para reduzir a segregação de outras partículas em uma composição detergente em pó formulada e aumentar a aparência visual do pó.

[0050] A presença da fase amorfa pode ser detectada utilizando métodos de difração de raio X que são conhecidos na técnica. Difração de raio X (XRD) é um método analítico não destrutivo de medição de ângulos e intensidades de difração característicos diferentes a partir de matéria ordenada periodicamente (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 utilizado para avaliação qualitativa e quantitativa, cálculo do valor d, determinação do tamanho e defeitos do cristal por meio da forma de pico e do polimorfismo.

Composição Detergente

[0051] Um terceiro aspecto da presente invenção é uma composição detergente, especialmente uma composição detergente de lavanderia, que compreende os grânulos de acordo com a presente invenção.

[0052] Os grânulos detergentes secos por atomização de acordo com a presente invenção podem ser como tais, mas também podem ser suplementados com outros ingredientes, componentes ou aditivos detergentes para formar uma composição detergente completa. Os grânulos detergentes podem ser misturados com qualquer substância utilizada normalmente em fórmulas detergentes. Eles podem ser misturados secos com materiais sólidos e podem, convenientemente, ter líquidos adicionais a eles agregados, utilizando sua capacidade de carregar líquido reserva. É especialmente vantajoso adicionar desta forma níveis de perfume convencionais ou até mesmo mais altos que o convencional.

[0053] Outros tipos de tensoativo diferente de sabão, por exemplo, tensoativos catiônicos, zwitteriônicos, anfotéricos ou semi-polares, também podem ser utilizados com os grânulos, se desejado. Vários compostos ativos detergentes adequados são disponíveis e totalmente descritos na literatura, por exemplo, em Surface-Active Agents and Detergents, Volumes I e II, de Schwartz, Perry e Berch.

[0054] Sabão pode também estar presente, para fornecer controle de espuma e poder adjuvante e detergente adicionais. A composição totalmente formulada pode compreender até 8% em peso de sabão. A quantidade total de tensoativo presente na composição detergente totalmente formulada é adequadamente de 15 a 70% em peso, embora quantidades fora dessa faixa possam ser empregadas, se desejado.

[0055] As composições detergentes totalmente formuladas que incluem os grânulos detergentes preparados por meio do processo de acordo com a presente invenção podem conter quantidades convencionais de outros ingredientes detergentes, por exemplo, alvejantes, enzimas (preferencialmente protease, lipase, amilase e/ou celulase), formadores de espuma ou controladores de espuma conforme apropriado, agentes antirredeposição tais como polímeros de celulose; agentes anti-incrustação, perfumes, tinturas, tinturas de sombreamento, fluorescentes, silicato de sódio; inibidores de corrosão que incluem silicatos; sais inorgânicos tais como sulfato de sódio, salpicos coloridos; controladores de espuma; e compostos amaciantes de tecido. Especialmente, prefere-se que a composição detergente totalmente formulada contenha TEAD/percarbonato como sistema de alvejamento.

[0056] Os grânulos detergentes podem se desejado, ser misturados com outros adjuvantes orgânicos ou inorgânicos, geralmente fornecidos na forma de grânulos ou de adjuvante puro ou de misturas de adjuvantes e outros ingredientes. Adjuvantes orgânicos especialmente preferidos são polímeros acrílicos, mais especialmente copolímeros acrílicos/maleicos, utilizados de forma adequada em quantidades de 0,5 a 15% em peso, preferencialmente de 1 a 10% em peso.

[0057] Os grânulos detergentes de acordo com a presente invenção são denominados a seguir pó base. Eles podem ser misturados com outro pó obtido por meio de qualquer processo convencional de produção de detergentes que inclui processos de secagem por atomização ou secagem sem atomização. Como os grânulos detergentes produzidos pela presente invenção podem ser misturados com esses outros pós, grau significativo na flexibilidade de formulação é obtido e o nível de material ativo na composição totalmente formulada pode ser muito alto sem aumento desnecessário dos níveis de adjuvante.

[0058] Os grânulos detergentes podem, geralmente, formar de 30 a 100% em peso de uma composição detergente final totalmente formulada. Geralmente, a composição detergente totalmente formulada que incorpora os grânulos detergentes produzidos por meio do processo de acordo com a presente invenção pode compreender de 15 a 60% em peso, preferencialmente de 20 a 50% em peso de tensoativo aniônico, em que esse tensoativo aniônico é derivado inteiramente ou em parte do produto granular do processo de secagem por atomização. Além disso, a composição detergente totalmente formulada pode compreender de 0 a 35% em peso de tensoativo não iônico e de 0 a 5% em peso de sabão de ácido graxo.

[0059] Composições detergentes totalmente formuladas, que compreendem outros ingredientes e os grânulos detergentes produzidos de acordo com a presente invenção possuem preferencialmente densidade aparente de cerca de 250 a 750 g/litro, de maior preferência pelo menos 3500 g/litro.

[0060] Composições detergentes totalmente formadas podem também incluir outros ingredientes sólidos desejados para inclusão no pó detergente, tais como fluorescentes; polímeros de policarboxilato; agentes antirredeposição tais como, por exemplo, carboximetil celulose de sódio (SCMC); ou cargas como sulfato de sódio, terra diatomácea, calcita, caulim ou bentonita.

[0061] Se desejado, tensoativos de partículas sólidas, por exemplo, alquilbenzeno sulfonato e/ou alquilsulfato na forma de pó, podem fazer parte dos sólidos carregados no misturador para aumentar adicionalmente o nível de atividade do tensoativo no grânulo, mas é preferida a produção de todos os tensoativos aniônicos por meio de secagem por atomização.

[0062] O processo geralmente não é sensível ao tipo de misturador utilizado, desde que mistura intensa seja aplicada. Descobrimos que, para obter todas as vantagens da presente invenção, a utilização de um misturador com ação de retalhamento pode ser conveniente.

[0063] Preferencialmente, a mistura é executada em um misturador que possui e utiliza ação de agitação e ação de corte e, de preferência superior, essas ações serão utilizadas separadamente, como descrito abaixo. A ação de corte é a ação de retalhamento preferida. Isso pode ser convenientemente obtido por meio da escolha do misturador como sendo um granulador/misturador de alta velocidade que possui ação de agitação e ação de corte. Preferencialmente, o granulador/misturador de alta velocidade possui agitador giratório e elementos de corte que podem ser operados independentemente entre si e em velocidades variáveis ou separadamente mutáveis.

[0064] Esse misturador é capaz de combinar uma entrada de agitação de alta energia com ação de corte, mas também pode ser utilizado para fornecer outros regimes de agitação, mais suaves, com ou sem o cortador na operação. Um misturador Lodige é preferido e cortadores de eixo vertical ou horizontal são desejáveis para alto carregamento aniônico. Também são preferidos os misturadores do tipo Fukae FS-G fabricados pela Fukae Powtech Co Ltd., Japão; esse aparelho encontra-se essencialmente na forma de recipiente em forma de tigela acessível por meio de uma porta superior, fornecida perto da sua base com um agitador que possui um eixo substancialmente vertical e um cortador posicionado sobre uma parede lateral. O agitador e o cortador podem ser operados independentemente entre si e em velocidades separadamente variáveis. O recipiente pode ser resfriado.

[0065] Outros misturadores que se acreditava serem adequados para uso no processo de acordo com a presente invenção são a série Fuji (Marca Registrada) VG-C da Fuji Sangyo Co., Japão e Roto (Marca Registrada) da Zanchetta & Co srl, Itália.

[0066] Ainda outro misturador considerado adequado para utilização no processo de acordo com a presente invenção é a série de misturadores de lote Lodige (Marca Registrada) FM da Morton Machine Co. Ltd., Escócia. Isso difere dos misturadores mencionados acima porque seu agitador possui um eixo horizontal. Misturadores de lâmina em Z e sigma (maquinário limitado da Winkworth) são misturadores adequados que possuem ação de corte.

[0067] A presente invenção será agora descrita adicionalmente com referência aos exemplos não limitantes a seguir. Nos exemplos, a Densidade Aparente (BD), Velocidade Dinâmica de Fluxo (DFR) e Teste de Compressão Não Confinado (UCT) são medidos de acordo com o protocolo de testes conhecido a seguir.

Densidade Aparente (BD)

[0068] As propriedades de densidade aparente no presente relatório descritivo são medidas por meio de um método de acordo com JIS K 3362. Velocidade Dinâmica de Fluxo (DFR)

[0069] Esta também é denominada velocidade de fluxo. Fluxo de pó pode ser quantificado por meio da velocidade dinâmica de fluxo (DFR), em ml/s, medida por meio do procedimento a seguir. O aparelho utilizado consiste de um tubo de vidro cilíndrico que possui diâmetro interno de 40 mm e comprimento de 600 mm. O tubo é grampeado de maneira segura em uma posição de tal forma que o seu eixo longitudinal seja vertical. Sua extremidade inferior é terminada por meio de um cone suave de cloreto de polivinila que possui ângulo interno de 15° e um orifício de saída inferior com diâmetro de 22,5 mm. 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.

[0070] Para determinar a velocidade dinâmica de fluxo de uma amostra de pó, o orifício de saída é fechado temporariamente, por exemplo, por meio de sua cobertura com um pedaço de cartão e pó é despejado por meio de um funil para o topo do cilindro até que o nível de pó seja cerca de 10 cm maior que o sensor superior; um espaçador entre o funil e o tubo assegura que o preenchimento seja uniforme. A saída é então aberta e o tempo t (segundos) decorrido para o nível de pó cair do sensor superior para o sensor inferior é medido eletronicamente. A medição é repetida normalmente duas ou três vezes e um valor médio é obtido. Se V é o volume (ml) do tubo entre os sensores superior e inferior, a velocidade dinâmica de fluxo DFR (ml/s) é fornecida pela seguinte equação:

Teste de Compressão Não Confinado (UCT)

[0071] Neste teste, pó produzido recentemente é comprimido em um compacto e é medida a força necessária para quebrar o compacto. O pó é carregado em um cilindro e a superfície é nivelada. Um disco de plástico de 50 g é posicionado sobre o pó e um êmbolo que pesa 10 kg é posicionado lentamente sobre o disco e mantido em repouso na posição por dois minutos. O peso e êmbolo são então removidos e o cilindro é removido cuidadosamente do pó para deixar um cilindro de pó independente com o disco de plástico de 50 g sobre ele. Se o compacto não for quebrado, um segundo disco de plástico de 50g é posicionado sobre o primeiro e mantido por cerca de dez segundos. Em seguida, se o compacto ainda não for quebrado, um disco de 1 00 g é adicionado aos discos plásticos e mantido por de segundos. O peso é então aumentado em passos de 0,25 kg em intervalos de 10 segundos até que o compacto entre em colapso. O peso total (p) necessário para realizar o colapso é anotado.

[0072] A coesão de um pó é classificada pelo peso (p) conforme segue: i. p < 1,0 kg Fluxo bom; ii. 1,0 kg < p < 2,0 kg Fluxo moderado; iii. 2,0 kg < p < 5,0 kg Coeso; iv. 5,0 kg < p Muito coeso.

Exemplos Exemplos 1 a 7

[0073] 2.300 kg de um caldo aquoso foram preparados em um recipiente agitado equipado com uma bobina de vapor aberta para aquecer a massa, envolvendo as etapas a seguir.

[0074] Uma carga feita de água limpa (563 kg) e solução de soda cáustica (197 kg) com 50% de pureza foi dosada em um recipiente agitado, equipado com uma bobina de vapor aberta e um impulsor Lightnin A320. A carga foi aquecida a uma temperatura de 35 a 40°C e, subsequentemente, 1,9 kg de Tinopal CBSX foram misturados até a dissolução completa. Após essa etapa, uma quantidade pesada previamente (753 kg) de ácido sulfônico em grau comercial foi dosada gradualmente ao longo de um período de 3 a 4 minutos com agitação contínua para formar uma pasta neutralizada. Um tempo adicional de 2 minutos foi permitido para assegurar que a neutralização fosse completa. 342 kg de citrato de sódio (di-hidrato) e 45 kg de Lutensol EO7 foram adicionados em sequência para formar uma massa uniforme. Silicato alcalino pré-aquecido (50 kg) e copolímero (150 kg) foram bombeados ao misturador com velocidade de agitação aumentada, de forma a aumentar a fluidez da massa total. Nesta etapa, pode-se preferir manter a temperatura entre 75 e 80°C por meio da utilização de vapor em bobina aberta. Após essa etapa, a válvula de vapor foi desligada e 199 kg de carbonato de sódio em conjunto com 16,1 kg de SCMC foram dosados por meio de transportador helicoidal ajustado para dosar ao longo de um período de 2 a 3 minutos e a velocidade do agitador foi definida entre 70 e 75 rpm. Ao dosar sólidos, estes caem perto das lâminas do agitador para evitar acúmulo sobre a parede ou formação de saliências. Uma etapa de mistura final foi mantida por mais 2 minutos e, em seguida, a massa misturada a 80°C foi descarregada para o tanque de armazenagem para operação subsequente na torre de secagem por atomização.

[0075] Em todos os exemplos, a folha de carga acima foi calculada para diversas formulações e utilizada na fabricação de caldos. Os caldos foram transportados por uma bomba de baixa pressão, moinho Reitz/separador magnético e, em seguida, para a bomba de alta pressão. O caldo foi pulverizado em um secador por atomização com 2,5 metros de diâmetro por meio da utilização de dois bocais de sistema de atomização para obter a velocidade do fluxo de passagem desejada de 1000 a 1100 kg/h de caldo sob pressões de 25 a 28 bar. A torre foi abastecida por ar quente mantido sob temperaturas de 270 a 290°C no modo de contra corrente e pó seco foi coletado no fundo da torre. O teor de umidade do pó foi controlado na faixa de 3 a 4% e variações menores da temperatura de entrada de ar foram necessárias para manter condições de estado estáveis.

[0076] As propriedades do pó foram medidas conforme fornecido abaixo e um agente de formação camadas como Aerosil foi aplicado para obter um produto com boa estabilidade de armazenamento. Tabela 1

[0077] As propriedades de pó a seguir foram medidas para os pós base com e sem EO7 não iônicos: Tabela 2

[0078] As propriedades de pó foram examinadas conforme abaixo e a mistura adicional de não iônico e ácido graxo foi pulverizada sobre o pó da base da torre (indicado por % de ativos carregados) para obter um produto detergente que possui excelentes propriedades de pó.

[0079] Os pós base dos Exemplos 1 a 7 também foram examinados para determinar a presença de fases cristalinas. Utilizando a máquina Discover D8 da Bruker-AXS, os valores d das linhas de difração das amostras foram obtidos e a partir deles os compostos cristalinos foram identificados. Materiais e métodos Tabela 3

[0080] A presença de compostos cristalinos nos pós base é fornecida na tabela abaixo. Tabela 4

[0081] Percebe-se a partir desses dados de XRD que esses pós base contêm principalmente fases amorfas e carbonato de sódio é presente como cristais anidros.

Claims

1. Processo de produção de grânulos detergentes que compreendem pelo menos 50% em peso de um tensoativo aniônico e adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes, caracterizado pelo fato do processo compreender as etapas de: (i) mistura de um precursor de tensoativo aniônico com uma fonte de álcali para formar uma pasta neutralizada, (ii) adição de citrato de sódio, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio para formar um caldo e (iii) secagem por atomização do caldo obtida para formar grânulos detergentes que contêm teor de fase amorfa de mais de 60% em peso, em que a razão molar entre citrato de sódio e carbonato de sódio encontra-se na faixa de 0,4 a 1,6.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do precursor de tensoativo aniônico ser selecionado a partir de ácido alquilbenzeno sulfônico linear (LAS), ácido graxo e suas misturas.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato do caldo compreender de 1 a 3% em peso de silicato de sódio amorfo.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do polímero ser selecionado a partir de homopolímeros de ácido acrílico, copolímeros de ácido acrílico e ácido maleico e fosfinatos de acrílico.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polímero ser poliacrilato de sódio.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o grânulo é caracterizado por ter área superficial específica de 5 m2/g ou maior, preferencialmente de 8 m2/g ou maior, de maior preferência 10 m2/g ou maior.

7. Grânulo detergente seco por atomização, caracterizado por compreender pelo menos 50% em peso de tensoativo aniônico, citrato de sódio, até 5% em peso de silicato alcalino, polímero de policarboxilato e carbonato de sódio e adequado para utilização como composição detergente granular ou um de seus componentes, que pode ser obtido por meio do processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Grânulo detergente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de possuir área superficial específica de 5 m2/g ou maior, preferencialmente 8 m2/g ou maior, de maior preferência 10 m2/g ou maior.

9. Composição detergente, caracterizada pelo fato de compreender os grânulos conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 8.

10. Composição detergente, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender sabão e/ou tensoativo não iônico.