DE1938194C - Verfahren zur Herstellung von reinem Trinatriummonohydrogendiphosphat - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von reinem Trinatriummonohydrogendiphosphat

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DE1938194C
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diphosphate
water
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tetrasodium
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English (en)
Inventor
Karlheinz Dr. Dipl.-Chem. 6501 Budenheim Dorn
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Chemische Fabrik Budenhiem KG
Original Assignee
Chemische Fabrik Budenhiem KG
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Description

1 2
Trinairiummonohydrogendiphosphat entsteht aus Spatelspitze (etwa 0,03 bis höchstens 0,05 g) des
wäßriger Lösung von Dinatriumdihydrogendiphosphat Phosphats vorsichtig etwa über eine Fläche von etwa
unter Zugabe von Natronlauge, wobei ein Gemisch 10 bis 12cm Durchmesser möglichst gleichmäßig
aus wasserfreiem Salz, dem Nonahydrat und dem verteilt. Nun wird auf das untergelegte 0,2-mm-Sieb
Monohydrat auskristallisiert. Nach der deutschen 5 durchgesiebt und von diesem auf das vorbereitete
Patentschrift 974 304 kann es aber auch unter Ver- Rundfilter, wobei man sich gegebenenfalls eines
meiden des vollständigen Lösens aus einem Gemisch Pinsels bedienen kann. Diese Prozedur hat den Zweck,
von Dinatriumhydrogendiphosphat und Tetranatrium- auch bei feingemahlenen Gemischen wenigstens einen
diphosphat durch Behandeln mit so viel Wasser Tei der alkalischen Teilchen von den sauren Anteilen
hergestellt werden, daß eine Hydratbildung erfolgt. io zu separieren und eine sofortige Neutralisation auf
Dabei zeigt dann die Röntgenaufnahme des Produkts, dem Filter zu vermeiden.
daß die Linien des Ausgangsgemisches verschwunder, Bei Anwesenheit von alkalischen Anteilen — z. B.
sind und ein Röntgenspektrum entstanden ist, das für Tetranatriumdiphosphat in einem einheitlichen neutra-
Trinatriummonohydrogendiphosphat charakteristisch len Phosphat — oder in einem Gemisch Tc'xanatrium-
ist. 15 diphosphat/Dinatriumdiphosphat bilden sich innerhalb
Die Herstellung kann in der Weise erfolgen, daß man weniger Sekunden viele blaue Punkte, die im Laufe
Wasser in feinvernebeltem Zustand auf das Pulver- einiger Minuten wieder verblassen,
gemisch aufsprüht. Im Beispiel 1 wird hierzu eine Bei einem nach der deutschen Patentschrift 974 304
Drehtrommel verwendet, in der 8 Mol Wasser auf frisch hergestellten Trinatriummonohydrogendiphos-
das Gemisch aufgesprüht werden, worauf das aufge- 20 phat zeigt sich das Reagenzpapier von einer sehr großen
sprühte Wasser durch Trocknen wieder bis auf 1 Mol Zahl von blauen Punkten übersät. Bei jahrelanger
entfernt wird. Arbeitet man nach Beispiel 2 in einer Lagerzeit von solchem Trinatriummonohydrogen-
Kugelmühle, dann genügen schon 3 Mol Wasser, um diphosphathydrat verschwindet allerdings offenbar das
die Überführung in Trinatriummonohydrogendiphos- Tetranatriumdiphosphat, und es muß angenommen
phat zu bewerkstelligen. 35 werden, daß hier noch eine nachträgliche Umsetzung
Weiterhin wird in der Patentschrift angegeben, daß stattfindet. Für eine kommerzielle Herstellung kommt trän auch durch Behandlung des Gemisches mit aber eine Lagerung von 3 und mehr Jahren für die Wasserdampf in der Wirbelschicht das Trinatrium- Komplettierung der Reaktion natürlich nicht in Frage, monoh.vdrogendiphosphat herstellen kann, wobei sich Es wurde nun gefunden, daß eine vollständige Umallerdings gezeigt hat, daß man in diesem Falle für 30 setzung des äquimolaren Di- und Tetranatriumdiphosdie Überführung in Trinatriummonohydrogendiphos- phatgemisches dadurch erreicht werden kann, daß man phat eine größere Menge an Wasser dem Produkt das Gemisch mit mindestens 1 Mol Wasser besprüht einverleiben muß als beim Aufsprühen von Wasser und gleichzeitig oder anschließend so lange mit Wasserauf das Pulvergemisch. dampf behandelt, daß wenigstens ein weiteres Mol
Es hat sich nun allerdings gezeigt, daß die nach der 35 Wasser aufgenommen wird. Man kann so erreichen, genannten Patentschrift hergestellten Trinatrium- daß im Reaktionsprodukt durch den oben beschriemonohydrogendiphosphate tatsächlich noch einen benen kolorimetrischen Test keine alkalischen Anteile gewissen Anteil — etwa zwischen 5 und 10% — der mehr nachgewiesen werden können, d. h., daß die Um-Ausgangsstoffe enthalten, d. h., daß die Überführung setzung zu einem reinen Trinatriummonohydrogenin das Trinatriummonohydrogendiphosphat nicht 40 diphosphat vollständig ist. Es war nicht zu erwarten, vollständig ist. Diese kleinen Anteile lassen sich auf daß gerade die kombinierte Arbeitsweise, nämlich Beeinem Debeyeogramm nicht feststellen, d. h., es handlung des Gemisches aus Dinatriumdihydrogendominieren immer die Linien des Trinatrinmmono- diphosphat und Tetranatriumdiphosphat mit Wasser hydrogendiphosphats, so daß die nach der deutschen und Wasserdampf, die Herstellung von reinem Tri-Patentschrift 974 304 erhaltenen Produkte nur als 45 natriummonohydrogendiphosphat ermöglicht. Vielröntgenographisch einheitliche Substanz angesehen mehr war bei Anwendung von Wasserdampf ein Vorwerden können. urteil zu überwinden, da nach der deutschen Patent-
Nach einem neuen kolorimetrischen Nachweis- schrift 974 304 angenommen werden mußte, daß bei
verfahren lassen sich nun auch sehr kleine alkalische Verwendung von Wasserdampf die Überführung in
Anteile in einem Phosphatgemisch nachweisen, und so Trinatriummonohydrogendiphosphat verschlechtert
dieser Nachweis erlaubt es auch, nicht umgewandelte wird.
geringste Anteile von Tetranatriumdiphosphat im Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin,
Trinatriummonohvdrogendiphosphat festzustellen. daß man mit weniger Hydratwasser auskommen kann
Dieser Nachweis wird folgendermaßen durchge- als bei dem älteren Verfahren, da ja das Hydratwasser
führt: Ein 12,5-cnvRundfilter wird stark mit Wasser 55 normalerweise anschließend, und zwar meist bis zum
befeuchtet und tropfnaß auf eine Glasplatte aufgelegt, Monohydrat, wieder durch Trocknen entfernt wird,
wobei Luftblasen möglichst weitgehend vermieden Höhere Hydratwassergehalte, z. B. von 4 Mol, bergen
werden sollen. Nun wird sofort eine 2*/eige alkoholische die Gefahr von Verklumpungen bei sommerlichen
Lösung von Naphtholphthalein in Form eines feinen Lagerungstemperaturen.
Nebels aufgesprüht, bis das Papier eine schwache 60 Die Überführung des Gemisches in reines Trirosabräunliche Färbung aufweist. Für das Gelingen natriummonohydrogendiphosphat wird dadurch weder Reaktion ist wesentlich, daß reichlich Wasser, sentlich gefördert, daß man die Mischungsbestandteile aber nicht zuviel von der alkoholischen Reagenz· in sehr feinkörniger Form einsetzt. Es sollten 85 */( das lösung vorhanden ist. Nun wird das zu prüfende Normsieb DlN 100 und 97*/« das Normsieb DlN 70 Phosphat auf nachfolgende Weise sofort aufgebracht: 6j passieren. Dadurch wird die Reaktionsgeschwindigkeit
Man benötigt dazu zwei Kundsiebe, und zwar eines wesentlich verbessert.
mit 0,3 mm Maschenweite und eines mit 0,2 mm Eine weitgehend gleichmäßig« Vermischung der
Maschenweite. Auf das 0,3-mm-Sieb wird eine Reaktionskomponenten vor der Besprühung Ist Vor·
iussetzung für die Vollständigkeit der Reaktion. Mahlen und Mischen können gleichzeitig erfolgen. Es können auch die laut deutscher Patentschrift 974 304, S. 2, Zeilen 83 bis 90, durch überführen eines gemein- lamen Orthophosphatcalcinats direkt hergestellten innigen Gemische verwendet werden.
Bei der Besprühung mit Wasser und der Dampfbehandlung muß das Pulvermaterial ständig bewegt werden. Die Wasseraufnahme soll nicht so weit ausgedehnt werden, daß das Material zu klumpen beginnt, was z. B. bei der Besprühung mit Wasser vor etwa 7 Mol Wasser aufwärts der Fall sein kann. Man kann zur Erreichung einer vollständigen Durchreaktion schon mit insgesamt etwa 2 Mol Wasser auskommen.
Daß die ausschließliche Besprühung mit Wasser nicht zum Ziele führt, konnte in ausgedehnten Ver suchsreihen gezeigt werden: selbst beim Aufsprühen bis zu 7 Mol Wasser innerhalb einer Stunde war der kolorimetrische Test noch positiv. Andererseits konnte tuch hier wieder bestätigt werden, daß die Behandlung mit Wasserdampf ohne vorheriges oder gleichzeitiges Aufsprühen von Wasser allenfalls erst bei längerer Behandlung und unter hoher Wasseraufnahme zum Ziele führen kann.
Die Durchführung des erfindungtgemäßen Verfahrens kann ii verschiedenen Apparatesystemen erfolgen. Es eignen sich z. B. rotierende Trommeln unterschiedlicher Bauart, und es kann auch in der Wirbelschicht gearbeitet werder
Das Trocknen des Fertigprodukts zur Verminderung des Hydratwassergehalts kann in Trommeltrocknern, Etagentrocknern, Wirbelschichttrocknen!, Infrarot-Irocknern u. a. m. durchgeführt werden.
Um eine gute Lagerfähigkeit zu erreichen, genügt es, wenn bis zum Monohydrat getrocknet wird. Eine zu scharfe Trocknung und eine völlige Entwässerung des Trinatriummonohydrogendiphosphats sollte möglichst, vermieden werden, da sonst eine Zersetzung in Trimeta-, Tripoly- und höhere Polyphosphate eintreten kann.
Das reine Trinatriummonohydrogendiphosphat ist Insbesondere als Eiweißplastifizierungsmittel, wie z. B. bei der Brühwurstherstellung, hervorragend geeignet.
Beispiel 1
In einer doppelt konischen Sprühmischtrommel gemäß deutschem Patent 1 197 064, die einen Rauminhalt von 118,51 aulweist, wurden 24,39 kg eines innigen Gemisches aus 160 Teilen Tetranatriumdiphosphat, von dem 99β/β das Normsieb DIN 100 passierten, und 140 Teilen Dinatriumdihydrogendiphosphat, von dem 87 Vo das Normsieb DlN 100 bzw. 99°/o das Normsieb DlN 70 passierten, mit Wasser besprüht. Es wurde dabei innerhalb 15 Minuten 1 Mol Wasser aufgeprüht, wobei eine ZweistoffdÜse bei einem Luftdruck von 1 atil zur Verwendung kam. Der ülUhverlust des Aufsprühprodukts betrug 10,3*/·; der kolorimetrische Test war stark positiv.
Oleich anschließend an die Besprühung wurde 30 Minuten lang Wasserdampf von 5atü und 1580C durch die Trommel geleitet, wobei das Gemisch ein weiteres Mol Wasser aufnahm: Der Glühverlust betrug nun 16,05·/,. Der kolorimetrische Test war negativ. Der pH-Weit des fertigen Trinatiiummonohydrogendiphosphais lag bei 7,2.
Beispiel 2
In einer doppelt konischen Sprühmischtrcmmel des-• selben Systems, jedoch mit einem Rauminhalt von 3944 I1 wurden 322 kg desselben Gemischs wie im Beispiel 1 aus einer Zweistoffdüse (Luftdruck 1,2 atü) innerhalb von 30 Minuten mit 241 Wasser, entsprechend etwa 1 Mol, besprüht. Der Glühverlust betrug 10,1 °/„; der kolorimetrische Test war stark
ία positiv. Anschließend wurde 4 Stunden lang Wasserdampf von 5 atü und 158°C hindurchgeleitet, wobei annähernd zwei weitere Mol Wasser aufgenommen wurden. Der Glühverlust betrug 20.1%; der kolorimetrische Test war nun negativ.
Anschließend wurde das Material in einem Drehrohrofen kontinuierlich getrocknet. Die Lufteintriltstempe- ratur betrug 25O°C, die Luftaustrittstemperatur 105°C. Die Materialtemperatur erreichte 90° C. Der Glühverlust betrug 10,2%, was etwa dem Monohydrat
ao entspricht. Der kolorimetrische Test war nach wie vor negativ. pH-Wert: 7,2.
Beispiel 3
In derselben Apparatur wie im Beispiel 2 wurde die- as selbe Menge des Ausgangsgemisches in derselben Weise mit Wasser besprüht, doch wurden diesmal innerhalb 30 Minuten 49,5 1 Wasser aufgesprüht, was etwa 2 Mol entspricht. Der Glühverlust betrug 15,6%; der kolorimetrische Test war stark positiv. Nun wurde 90 Minuten lang Wasserdampf von 5 atü und 158°C eingeleitet, wobei knapp ein weiteres Mol Wasser angelagert wurde: Der Glühverlust betrug jetzt 19%. Der kolorimetrische Test war nun negativ.
Das Produkt wurde dann iii demselben Drehrohrofen wie bei Beispiel 2 getrocknet, und zwar mit einer Lufteingangstemperatur von 26O°C und einer Luftaustrittstemperatur von 1050C. Das Pulver erreichte eine Maximaltemperatur von 95°C. Der Glühverlust des getrockneten Materials betrug 10,16%, entsprach also einem Trinatriummonohydrogenphosphat-Monohydrat. Der kolorimetrische Test verlief negativ; der pH-Wert lag bei 7,2.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von reinem Trinatriummonohydrogendiphosphat durch Hydratation eines Gemisches von Dinatriumdihydrogendiphosphat und Tetranatriumdiphosphat im Pulverzustand, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges äquimolares Gemisch von Dinatriumdihydrogendiphosphat und Tetranatriumdiphosphat mit mindestens 1 Mol Wasser besprüht und gleichzeitig oder anschließend mit Wasserdampf behandelt wird, wobei wenigstens ein weiteres Mol Wasser aus dem Dampf aufgenommen werden muß.
2. Verfahren zur Herstellung von reinem Trinatriummonohydrogendiphosphat durch Hydratation eines Gemisches von Dinatriumdihydrogendiphosphat urd Tetranatriumdiphosphat im Pulverzustand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an aufgenommenem Hydratwasser durch Trocknen reduziert wird.
3. Verfahren zur Herstellung von reinem Trinatriummonohydrogendiphosphat durch Hydra· tation eines Gemisches von Dinatriumdihydrogendiphosphat und Tetranatriumdiphosphet im PuU
verzustand nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch bzw. seine Komponenten so feinkörnig sind, daß 85°/0 das Normsieb DIN 100 und 97°/„ das Normsieb DIN 70 passieren.

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