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Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung waschaktiver Substanzen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung
von Reaktionen, insbesondere auf die Herstellung von Reinigungsmitteln, durch Verwendung
eines Kreislaufs, der mit mindestens zwei Zuführungen, welche an verschiedenen Stellen
des Kreislaufs angeordnet sind, für die jeweiligen Reaktionsteilnehmer sowie mit
einem Auslaß für die Reaktionsmasse, der nachfolgend den erwähnten Stellen angeordnet
ist, und mit einer Pumpe zur Förderung der Reaktionsmasse durch den Kreislauf versehen
ist. Eine Vorrichtung solcher Art zur Herstellung von Seife durch Verseifung von
Fett mit Alkalilauge ist an sich bekannt.
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Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung, die zur Sulfonierung organischer
Verbindungen dient, ist in einem Kreislauf eine Förderschnecke vorgesehen, auf die
im Kreislauf eine Kammer mit einer Rührvorrichtung folgt. Die verschiedenen Reaktionsteilnehmer
werden dem gleichen Ende der Förderschnecken zugeführt.
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Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch ungeeignet, wenn die erhaltene
Reaktionsmasse sehr dickflüssig ist und wenn es erforderlich ist, beträchtliche
Wärmemengen der Reaktionsmasse zuzuführen bzw. von dieser abzuleiten. Reaktionen,
die zur Bildung solcher dickflüssiger Reaktionsmassen führen, können jedoch vorteilhaft
in einer Vorrichtung der vorangehend beschriebenen Art durchgeführt werden, welche
im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß sich in dem Kreislauf eine Reaktionskammer
befindet, in welche die Zuführung eines der Reaktionsteilnehmer mündet und die mit
einer Förderschnecke versehen ist, die so ausgebildet ist, daß die Kammerwände abgeschabt
werden.
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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung so ausgestaltet, daß die Zuführung
für einen der Reaktionsteilnehmer an einer Stelle der Reaktionskammer mündet, an
welcher die Gewindegänge der Förderschnecke in an sich bekannter Weise so ausgebildet
sind, daß sie eine besonders kräftige Rührwirkung ergeben.
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Als Beispiel für die Reaktionen, für welche die erfindungsgemäße
Vorrichtung geeignet ist, kann die erwähnte Verseifung von Fett mit einer Lauge
genannt werden, die stärker als 40 0/o ist, d. h. einer Lauge von etwa 42 0/o bis
zu einer gesättigten Lauge.
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Die Konzentration der gesättigten Lauge nimmt mit der Temperatur zu.
Bei einem solchen Verseifungsverfahren wird eine Seife von niedrigem Wassergehalt
erzielt. Diese Seife ist sehr dickflüssig, so daß die verschiedenen Reaktionsteilnehmer
nicht ausreichend innig mit der im Kreislauf umlaufenden Seifenmasse gemischt werden,
wenn eine Verseifungs-
anlage der bekannten Art verwendet wird. Die Dickflüssigkeit
der Seifenmasse erschwert auch die Zufuhr der erforderlichen Wärme zum Kreislauf,
da die dickflüssige Seifenmasse eine wärmeisolierende Schicht längs der Innenwandung
des Kreislaufs bildet.
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Ein weiteres Beispiel für die Reaktionen, die in vorteilhafter Weise
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden können, ist die Neutralisation
von Sulfonsäure mit Alkalilauge. Selbst wenn zur Verseifung eine schwächere Lauge
als die vorerwähnte verwendet wird, wird eine sehr dickflüssige Sulfonatmasse erzielt.
Bei Verwendung der bekannten Verseifungsanlage für diese Reaktion ist es nicht möglich,
die erforderliche Kühlung zu erzielen, so daß die Sulfonatmasse wegen zu starker
Erwärmung dunkelfarbig wird. Das gleiche ist der Fall wenn die bekannte Sulfurierungsvorrichtung
verwendet wird, bei welcher die Lauge und die Sulfonsäure dem Kreislauf an der gleichen
Stelle, d. h. an dem einen Ende der Förderschnecke zugeführt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die vorerwähnten Nachteile
dadurch vermieden, daß eine gleichmäßige Vermischung der verschiedenen Reaktionsteilnehmer
mit der Reaktionsmasse und ein guter Wärmeübergang von und zu dieser erzielt wird.
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Die Rührvorrichtung kann eine drehbare Welle sein, die mit Schaufeln
versehen ist, welche die ganze Oberfläche der Innenseite der Reaktionskammer bestreichen.
Entsprechend einer geeigneten Ausführungsform
der Erfindung ist
die Rührvorrichtung als Förderschnecke ausgebildet, deren Gewindegänge zweckmäßig
Unterbrechungen aufweisen, um die Rührwirkung zu verbessern. Die Rührwirkung der
Schnecke kann jedoch auch dadurch verbessert werden, daß die Gewindegänge mit einer
geringen Teilung ausgebildet werden, oder dadurch, daß die Schnecke eine Vielzahl
von parallellaufenden Gewindegängen erhält oder daß sie teilweise ein Linksgewinde
und teilweise ein Rechtsgewinde aufweist.
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Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, daß eine der Gewindearten über
die andere wegen der Förderwirkung vorherrscht, damit die Schnecke insgesamt die
Reaktionsmasse zu einem ihrer Enden fördert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Gewindegänge
der Schnecke in dem Bereich, in welchem einer der Reaktionsteilnehmer der Reaktionskammer
zugeführt wird, so ausgebildet sein, daß eine besonders starke Rührwirkung erzeugt
wird. Dies ist besonders wichtig, wenn die Sulfonsäure mit der laugenhaltigen, umlaufenden
Sulfonatmasse zusammentrifft. Hierbei findet eine starke Wärmeentwicklung statt,
und es muß, damit die Sulfonatmasse durch örtliche Überhitzung nicht verbrennt oder
dunkelfarbig wird, eine rasche Verteilung der Sulfonsäure in der Sulfonatmasse und
eine rasche Ableitung der erzeugten Reaktionswärme durch die Wände der Reaktionskammer
erfolgen.
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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher
beschrieben, die in schematischer Darstellung eine beispielsweise Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
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Für die Beschreibung wird angenommen, daß Sulfonsäure mit Alkalilauge
neutralisiert werden soll und daß der ganze Kreislauf mit Kühlmänteln ausgerüstet
ist.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 die Reaktionskammer und 2 eine Rohrleitung,
welche dadurch, daß sie den oberen und den unteren Teil der Reaktionskammer miteinander
verbindet, einen Kreislauf bildet. Die eingetragenen Pfeile zeigen die Strömungsrichtung
sowie die Ein- und Auslässe des Kreislaufs an. In der Leitung 2 befindet sich eine
Pumpe 3, welche den Umlauf der Reaktionsmasse durch den Kreislauf und den Austritt
aus diesem regelt. Die Lauge wird durch eine Leitung 4 zugeführt und die Sulfonsäure
durch eine Leitung 5. In der Reaktionskammer ist eine Förderschnecke 6 angeordnet,
die durch eine drehbare Welle 7 angetrieben wird. Der Antriebsmotor für diese Welle
ist nicht dargestellt.
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Die Förderschnecke 6, welche die gebildete Sulfonat-
masse von der
Innenseite der Reaktionskammer abschabt und die Pumpe 3 in der Förderung der Masse
durch den Kreislauf unterstützt, weist zusätzlich zu in einem verhältnismäßig weiten
Abstand voneinander vorgesehenen Gewindegängen 8 noch einander enger benachbarte
Gewindegänge 9 auf. Die letzterwähnten Gewindegänge dienen nicht nur zur Förderung,
sondern auch dazu, auf die Sulfonatmasse eine besonders starke Rührwirkung in dem
Bereich auszuüben, an welchem die Sulfonsäure zugeführt wird. Die fertige Sulfonatmasse
wird aus dem Kreislauf durch eine Rohrleitung 10 ausgetragen, die mit dem oberen
Teil der Reaktionskammer verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße vorangehend beschriebene Vorrichtung ist nicht
nur zur Herstellung von Seife (einschließlich der Verwendung von Fettsäuren als
Ausgangsmaterial) und Sulfonat geeignet, sondern auch zur Durchführung von Sulfurierungs-
und Sulfatierungsverfahren, bei welchen dickflüssige Reaktionsmassen gebildet und
große Wärmemengen erzeugt werden.