DE1010511B

DE1010511B - Process for the production of powdery, acidic sodium pyro-phosphates with a low bulk weight

Info

Publication number: DE1010511B
Application number: DEC9780A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Pfrengle; Dr Herbert Rupp
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 1954-08-10
Filing date: 1954-08-10
Publication date: 1957-06-19

Description

Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen, sauren Natriumpyrophosphaten mit niedrigem Schüttgewicht Die Herstellung von Dinatriumdihydrogenpyrophosphat erfolgt bisher aus dem kristallisierten Mononatriumorthophosphat durch Erhitzen desselben auf 200 bis 220°. Diese Erhitzung kann in Muffel- oder Drehöfen oder in Rührwerkspfannen erfolgen. Sofern mit Rüclcgutverfa'hren gearbeitet wird, kann auch eine hochkonzentrierte, heiße Mononatriumorthophosphatlösung direkt in den Erhitzungsapparat eingeführt werden.Process for the production of powdery, acidic sodium pyrophosphates low bulk density The manufacture of disodium dihydrogen pyrophosphate has hitherto been carried out from the crystallized monosodium orthophosphate by heating the same to 200 to 220 °. This heating can take place in muffle or rotary kilns or in Agitator pans. If you are working with the return method, you can also a highly concentrated, hot monosodium orthophosphate solution directly into the heater to be introduced.

In all diesen Fällen sind recht lange Erhitzungszeiten notwendig, um eine vollständige Überführung in Pyrophosphat zu erzielen. Ein Hauptnachteil besteht jedoch darin, daß das Produkt während des Erhitzungsvorganges zusammenklumpt - worin der Hauptgrund für die notwendigen langen Erhitzungszeiten zu sehen ist - und infolgedessen nach dem Abkühlen stets gemahlen werden muß. Die Schüttgewichte dieser Mahlprodukte liegen durchweg bei 950 bis 1000 g/1. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß durch die Klumpenbildung die überführung in. Pyrop'hosphat sehr ungleichmäßig verläuft, so daß die inneren Partien noch aus Orthophosphat bestehen, während die Randzonen schon seit Stunden übergeführt sind. Die langen Erhitzungszeiten, führen leicht zur Bildung von unlöslichem Maddrellschem Salz.In all these cases, quite long heating times are necessary, to achieve complete conversion to pyrophosphate. One major disadvantage is, however, that the product clumps together during the heating process - which is the main reason for the long heating times required - and consequently always has to be ground after cooling. The bulk weights these ground products are all at 950 to 1000 g / l. Another disadvantage can be seen in the fact that the formation of lumps leads to conversion into pyrophosphate runs very unevenly, so that the inner parts are still made of orthophosphate, while the edge zones have been overridden for hours. The long heating times, easily lead to the formation of insoluble Maddrell's salt.

Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung dieser Schwierigkeiten dann ein gleichmäßig gekörntes Dinatriumdi'hydrogenpyrophosphat von niedrigem Schüttgewicht erhält, wenn man zunächst eine wäßrige Lösung von Mononatriumorthophosphat in einem Sprühtrockner in an sich bekannter Weise bei einer Heizlufteintrittstemperatur unter 300°, vorzugsweise unter 250°, entwässert und dann das Calcinat in einer Apparatur, in der' das Pulvermaterial ständig durch einen von Heizgas durchzogenen Raum bewegt wird, auf Temperaturen zwischen 180 und 250° erhitzt. Hierdurch werden Agglomerationen vermieden, und. das Produkt behält seine Rieselfähigkeit, so daß ein Mahlen nicht erforderlich ist.It has now been found that, while avoiding these difficulties then a uniformly grained disodium di'hydrogen pyrophosphate of low bulk density obtained if you first have an aqueous solution of monosodium orthophosphate in one Spray dryer in a manner known per se at a heating air inlet temperature below 300 °, preferably below 250 °, dehydrated and then the calcine in an apparatus, in which 'the powder material is constantly moving through a space permeated by heating gas is heated to temperatures between 180 and 250 °. This creates agglomerations avoided, and. the product retains its flowability so that grinding does not occur is required.

Die Sprühcalcination von Mononatriumorthophosphat ist an sich bekannt. Hierbei wurde jedoch mit möglichst hohen Heizgaseintrittstemperaturen gearbeitet, um in einer Stufe bis zum sauren Pyrophosphat zu kommen. Bei Versuchen stellte sich aber heraus, daß man auf diesem Wege nicht zu einem Diiiatriumdihydrogenpyrop'hosphat von niedrigem Schüttgewicht kommen kann, weil das Produkt bei der Überführung in Pyrophosphat eine Temperaturzone durchschreitet, in der es plastische Massen bildet, die leicht agglomerieren, so daß das Endprodukt gemahlen werden muß.The spray calcination of monosodium orthophosphate is known per se. Here, however, the highest possible heating gas inlet temperatures were used, to get to the acidic pyrophosphate in one step. When trying it turned out but found out that this does not lead to a Diiiatriumdihydrogenpyrop'hosphat can come from a low bulk density because the product is converted into Pyrophosphate passes through a temperature zone in which it forms plastic masses, which agglomerate easily so that the end product has to be ground.

Mit Rücksicht auf ein niedriges Schüttgewicht erschien es erwünscht, die Sprühtrocknung bei hoben Eintrittstemperaturen durchzuführen, da es bekannt ist, daß man in Sprühtrocknern bei Steigerung der T-leizgaseintrittstemperaturen leichtere Sprühprodukte erhält. Überraschenderweise wurde aber gefunden, daß man das bei der Sprühtrocknung bei Heizlufteingangstemperaturen unter 300°, vorzugsweise unter 250°, erhaltene, erwartungsgemäß verhältnismäßig schwere Calcin.at bei der nachherigen Erhitzung in ein leichtes Pyrophosphat umwandeln kann. Es konnten so Schüttgewichte erzielt werden, die nur die Hälfte von dem des bekannten gemahlenen Produktes betragen. Zum Versprühen sind sowohl Verdüsungstürme geeignet als auch Sprühtürme, in denen die Versprühung durch eine rotierende Scheibe bewirkt wird.In view of the low bulk density, it seemed desirable carry out the spray drying at elevated inlet temperatures, as it is known is that one in spray dryers with increasing the T-leizgasein inlet temperatures receives lighter spray products. Surprisingly, it was found that one this is the case with spray drying at heating air inlet temperatures below 300 °, preferably below 250 °, obtained, as expected, relatively heavy Calcin.at at the subsequent heating can convert it into a light pyrophosphate. It could do so Bulky weights can be achieved which are only half of that of the known milled Product. Both atomization towers are suitable for spraying Spray towers in which the spray is effected by a rotating disk.

Die Überführung des Mononatriumphosphats in Pyrophosphat kann z. B. in einem Drehrohrofen erfolgen, der mit Einbauten versehen ist, so daß sich ein großer Teil des Produktes ständig im Luftraum verteilt befindet. Der Drehofen kann mit Gas beheizt sein, wobei sich die Heizflamme jedoch in einer großen Vorkammer befinden muß, so daß das Produkt nicht durch zu heiße Flammengase überhitzt wird. Je besser die Verteilung der Einzelpartikel im Luftraum erfolgt, desto rascher und schonender läßt sieh die Überführung in Pyrophosphat durchführen. Das Drehrohr kann im Gleich- oder Gegenstrom zur Heizquelle gefahren werden, wobei der Betrieb im Gleichstrom hinsichtlich der Klarlöslichkeit Vorteile bietet.The conversion of the monosodium phosphate in pyrophosphate can, for. B. take place in a rotary kiln, which is provided with internals, so that a large part of the product is constantly distributed in the airspace. The rotary kiln can be heated with gas, with the heating flame, however, in a large antechamber must be located so that the product is not overheated by excessively hot flame gases. The better the distribution of the individual particles in the airspace, the faster and The conversion into pyrophosphate can be carried out more gently. The rotary kiln can be driven in cocurrent or countercurrent to the heat source, the operation in Direct current offers advantages in terms of clear solubility.

Es wurde weiterhin gefunden, daß man auf diese Weise auch saure Pyrophosphate herstellen kann, deren PH-Wert wesentlich saurer ist als derjenige des Nag H2 P2 07, der bei 4,2 liegt. Es lassen sich nämlich auch Natriumorthophosphatlösungen mit einem pH- Wert unter 4,5 unter den angegebenen Temperaturbedingungen im Sprühturm gut calcinieren und bei der nachherigen Erhitzung - auf etwa 200 bis 220° -in ein körniges, leichtes saures Natriumpyrop'hosphat überführen, bei dem man pH-Werte bis herunter zu 2,5 noch gut erreichen kann. Pulverförmige leichte saure Pyrophosphate dieses Säuregrades konnten nach den bekannten Verfahren bisher noch nicht hergestellt werden. Sofern weniger schonende Temperaturbedingungen bei der überführung des Orthocalcinats in Pyrophosphat angewandt werden, entsteht ein gewisser Anteil an unlöslichem Maddrellschem Salz, der bei manchen Anwendungsgebieten nicht als störend empfunden wird.It has also been found that acid pyrophosphates can also be obtained in this way can produce whose pH value is much more acidic than that of Nag H2 P2 07, which is 4.2. This is because sodium orthophosphate solutions can also be used with a pH Value below 4.5 under the specified temperature conditions Calcine well in the spray tower and with the subsequent heating - to about 200 to 220 ° -in a granular, light acidic sodium pyrop'hosphate, in which pH values down to 2.5 can still be achieved. Powdery light Acid pyrophosphates of this degree of acidity could so far by the known processes not yet manufactured. Provided that the temperature conditions are less gentle the conversion of the orthocalcinate into pyrophosphate is used certain proportion of insoluble Maddrell's salt, which is used in some areas of application is not perceived as annoying.

Die leichten Produkte zeichnen sich durch eine sehr ansprechende, leicht rieselnde Form mit guter Schüttfähigkeit aus. Sie können überall da eingesetzt werden, wo das niedrige Schüttgewicht erwünscht ist, also z. B. im Gemisch mit anderen leichten Produkten, wie in Mehlverbesserungsmitteln, Brausepulvern, Backpulvern u. a. m. Beispiel Eine Ilononatriumphosphatlösung, die bei 60° eine Dichte von 1,61 aufwies, wurde in einem nach dein Gleichstromprinzip arbeitenden Verdüsungsturm von 8,5 m Höhe mit Hilfe einer Druckluftdüse von 6 mm Durchmesser bei 4 atü Luftdruck versprüht. Die Eingangstemperatur der Heizluft betrug 200°, die Luftaustrittstemperatür 110°. Es wurde eine Luftmenge von 1400 kg pro Stunde angewandt bei einem Durchsatz von etwa 1001 Lösung pro Stunde. Das Mononatriumorthophosphat wird im Zyklon als feines Pulver mit einem lose gemessenen Schüttgewicht von 660 g/1 abgeschieden. Die Verdüsung verlief völlig einwandfrei.The light products are characterized by a very appealing, slightly flowing shape with good pourability. They can be used anywhere be where the low bulk density is desired, so z. B. mixed with others light products, such as in flour improvers, effervescent powders, baking powders i.a. m. Example An ilonosodium phosphate solution which at 60 ° has a density of 1.61 had, was in an atomization tower working according to your direct current principle from a height of 8.5 m with the aid of a compressed air nozzle with a diameter of 6 mm at 4 atmospheres air pressure sprayed. The inlet temperature of the heating air was 200 °, the air outlet temperature 110 °. An amount of air of 1400 kg per hour was used with a throughput of about 1001 solutions per hour. The monosodium orthophosphate is called in the cyclone fine powder with a loosely measured bulk density of 660 g / 1 deposited. The atomization went perfectly.

Das Produkt wurde in einem 4 m langen, gasbeheizten Drehofen im Gegenstrom in saures Natriumpyrophosphat überführt. Die Verw eilzeit im Rohr betrug etwa 1/2 Stunde; am Ausfallende betrug die Materialtemperatur 230°, die Temperatur der Flammengase am Ausfallende betrug 340 bis 380°, am Beschickungsende des Rohres 72 bis 88°. Das ausfallende Produkt wurde durch ein 256-Maschen-Sieb gesiebt, wobei etwa 80% das Sieb passierten. Das so erhaltene Dinatriumdihydrogenpyrop'hosphat hatte ein lose gemessenes Schüttgewicht von 510 g/1; die Teilchengröße lag zwischen 0.1 und 0,4 mm. Die Einzelteilchen erwiesen sich unter dem Mikroskop als deformierte Hohlkügelchen und teilweise traubenartige Gebilde. Das Produkt ist ein schüttiges, nicht stäubendes Pulver.The product was in a 4 m long, gas-heated rotary kiln in countercurrent converted into acid sodium pyrophosphate. The interweaving time in the tube was about 1/2 Hour; At the dropout, the material temperature was 230 °, the temperature of the flame gases at the dropout was 340 to 380 °, at the feed end of the tube 72 to 88 °. That precipitating product was sieved through a 256-mesh sieve, with about 80% the Sieve passed. The disodium dihydrogen pyropophosphate obtained in this way had a loose measured bulk density of 510 g / 1; the particle size was between 0.1 and 0.4 mm. The individual particles turned out to be deformed hollow spheres under the microscope and partly grape-like structures. The product is loose, non-dusting Powder.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of powdery, acidic sodium pyrophosphates with low bulk density, characterized in that that an aqueous solution of monosodium orthophosphate in a spray dryer in on in a known manner at a heating air inlet temperature below 300 °, preferably below 250 °, is sprayed, whereupon the calcinate in an apparatus in which the powder material is constantly moved through a room permeated by heating gases, to temperatures heated between 180 and 250 °.

2. The method according to claim 1, characterized in that a sodium orthophosphate solution is sprayed which is adjusted to a pH value lower than 4.5. Documents considered: German Patent No. 888 685; British Patent No. 701129; German patent application p 45374 IV a12 D.