DE2617745A1

DE2617745A1 - Verfahren zur herstellung von koernigem kaliumsorbat

Info

Publication number: DE2617745A1
Application number: DE19762617745
Authority: DE
Inventors: Yasuyoshi Taga; Masaharu Wakasone
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1975-04-26
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1976-11-11
Also published as: JPS51127020A; US4055617A

Description

50 322 - Dr.T

Anmelder: NIPPOlT GOHSEI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA No. 4-0-4, Kamiyama-cho, Kita-ku, Osaka/Jap an

Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat.

Kaliumsorbat wird im allgemeinen hergestellt durch Umsetzung von Sorbinsäure mit Kaliumhydroxid oder einem Kaliumsalz, wie Kaliumcarbonat, in einem wäßrigen Milieu oder in einem organischen Lösungsmittel und anschließendes Abtrennen aus der Reaktionsmischung durch Umkristallisation, Sprühtrocknen oder Trommeltrocknen. Das so hergestellte Kaliumsorbat wird in Form eines kristallinen Pulvers erhalten.

Kaliumsorbat hat eine ausgezeichnete Antifungi-Aktivität und ist nicht toxisch; es wurde bisher mit Erfolg als Konservierungsmittel für Lebensmittel (Nahrungsmittel), wie z.B. ein Fischpastenprodukt oder Käse, verwendet. Wenn jedoch in einem solchen Falle pulverförmiges Kaliumsorbat verwendet wird, ist seine Verarbeitbarkeit nicht so gut wie wenn es in körniger Form vorliegt. So wird beispielsweise das feine Pulver bei der Handhabung leicht verschüttet.

609846/1001

Wenn das Pulver in Wasser gelöst wird, schwimmt es auf der Oberfläche und löst sich nicht schnell auf.

Zur Überwindung dieser Probleme wurde bereits vorgeschlagen, pulverförmiges Kaliumsorbat in die körnige Form zu überführen, d.h. es zu granulieren. Die bevorzugt verwendeten Körnchen müssen so fest sein, daß sie auch bei Belastung oder durch Reibung während des Transports nicht zerbrechen, und sie müssen in Wasser gut löslich sein. Es ist auch erwünscht, daß die Körnchen kein Bindemittel enthalten, weil dadurch die Qualität der Körnchen vermindert wird, und daß die Körnchen in hoher Ausbeute erhalten werden.

Als praktisches Verfahren wurde ein Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat durch Benetzen von Kaliumsorbatpulver mit Wasser oder einem organischen Lösungsmittel und Einbringen desselben in einen Vibrations- oder Extrusions-Granulator vorgeschlagen. So ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 758 563 ein Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat durch Benetzen von pulverförmigem Kaliumsorbat mit Wasser oder einer Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel, Formen desselben mit speziellen Typen von Extrusions-Granulatoren und Trocknen desselben beschrieben. Bei diesem Verfahren müssen jedoch spezielle Typen von Extrusions-Granulatoren verwendet werden, wobei nicht nur die Extrusionskraft, sondern auch zeitliche Beanspruchungen auf das benetzte Pulver einwirken.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat anzugeben. Ziel der Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften anzugeben, bei dem eine konventionelle Extrusionsvorrichtung (Strangpresse) verwendet wird.

609848/1001

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Es wurde nun gefunden, daß die vorstehend angegebenen Ziele dadurch erreicht werden können, daß man pulverförmigem Kaliumsorbat Wasser oder eine Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel zusetzt, die dabei erhaltene Mischung durchknetet zur Herstellung eines gleichmäßig benetzten (durchfeuchteten) Pulvers, das benetzte Pulver in eine konventionelle Extrusionsvorrichtung einführt, das benetzte Pulver durch eine perforierte Zylinderpresse unter ganz spezifischen Bedingungen extrudiert zur Herstellung eines fadennudelförmigen Extrudats, und das Extrudat anschließend trocknet.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßeη Verfahrens wird dem kristallinen Kaliumsorbatpulver zuerst nur Wasser oder eine Mischung von Wasser und einem organischen Lösungsmittel zugegeben. Die verwendete Wassermenge wird so ausgewählt, daß sie innerhalb des Bereiches von 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Kaliumsorbats, liegt. Im allgemeinen ist die Trocknung um so leichter, je geringer die Menge des verwendeten Wassers ist. Weniger als 2 Gew.-% Wasser führen jedoch zu einer Verstopfung der Strangpreßform (des Prägestempels). Wenn dagegen die Wassermenge mehr als 8 Gew.-% beträgt, neigt das benetzte (durchfeuchtete) Pulver zum Kleben und während des Durchknetens und Extrudierens treten Störungen, wie z.B. ein Fließen, auf und die dabei erhaltenen Körnchen sind voluminös und brüchig. Erfindungsgemäß kann ein organisches Lösungsmittel in einer Menge von nicht mehr als 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kaliumsorbats, in Kombination mit Wasser verwendet werden. Durch Verwendung einer Kombination aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel- wird das Trocknen erleichtert und dies führt zu dem Vorteil, daß die Blockierung des fadennudelartigen Extrudats

609846/1001

vermindert wird.·Wenn ein in einem organischen Lösungsmittel hergestelltes kristallines Kaliumsorbatpulver verwendet wird, kann das das organische Lösungsmittel noch enthaltende Pulver verwendet werden, ohne daß das organische Lösungsmittel vollständig entfernt werden muß. Bei den erfindungsgemäß verwendbaren organischen Lösungsmitteln handelt es sich um solche mit einem Siedepunkt von nicht mehr als 100 C, die gegenüber Kaliumsorbat inaktiv sind. Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel sind Methanol, Äthanol, Isopropanol und Aceton. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können durch Benetzung von pulverförmigem Kaliumsorbat mit der oben angegebenen spezifischen Menge an Wasser oder einer Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel Körnchen mit einer ausreichenden Festigkeit erhalten werden, ohne daß irgendein Bindemittel, wie Stärke oder Carboxymethylcellulose, verwendet wird.

Die so hergestellte Mischung aus pulverförmigem Kaliumsorbat und Wasser oder einem Wasser/organisches Lösungsmittel-Gemisch wird dann bei einer Temperatur von 10 bis 4-5°C 10 Minuten bis 4 Stunden lang ausreichend durchgeknetet. Als Durchknetung svorrichtung (Durchmischungsvorrichtung) kann Jede konventionelle Knetvorrichtung oder ein bekannter Hochgeschwindigkeit smi scher, wie z.B. ein Henschel-Miseher, ein Kreiselschneckenmischer oder ein Bandmischer, verwendet werden. Die Durchknetung (Durchmischung) ist erfindungsgemäß wesentlich zur Herstellung eines gleichmäßig benetzten (durchfeuchteten) Pulvers,und dadurch ist es möglich, eine konventionelle Extrusionsvorrichtung (Strangpresse) zu verwenden. Außerdem wird die Schüttdichte der Körnchen durch ausreichendes Durchkneten erhöht und das Extrudieren unter Verwendung einer konventionellen Extrusionsvorrichtung kann glatt durchgeführt werden, ohne daß eine Brückenbildung in einer Preßform (Matrize) auftritt. Wenn das Durchkneten in dem erfindungsgemäßen Verfahren weggelassen wird, erhält man brüchige Schnitzel und. es treten Störungen auf, wie z.B. eine Verstopfung der Pr eß-

609846/10 01

form. Außerdem sind die Schüttdichte und die Festigkeit • der so hergestellten Körnchen gering und es können nicht die gewünschten Körnchen erhalten werden. Bei der Durchführung des Durchknetens (Durchmischens) wird die Temperatur so gewählt, daß sie innerhalb des Bereiches von 10 bis 45 C liegt. Wenn das Durchkneten bei einer Temperatur von mehr als 45⁰C durchgeführt wird, tritt ein Kleben (Haften) an den Wänden einer Knetvorrichtung auf und das benetzte Pulver verfärbt sich. Außerdem muß das Durchkneten mindestens 10 Minuten lang durchgeführt werden. Wenn jedoch das Durchkneten mehr als 4- Stunden lang durchgeführt wird, werden dadurch keine verbesser ten· Dur chknet effekte erzielt, es ist dann sogar so, daß Luft eingemischt wird, wodurch der Verfahrenswirkungsgrad verringert wird.

Nach dem Durchkneten bzw. Durchmischen wird das benetzte (durchfeuchtete) Pulver in eine konventionelle Extrusionsvorrichtung eingeführt. Unter einer konventionellen Extrüsionsvorrichtung ist erfindungsgemäß ein Schnecken-Extruder zu verstehen, in dem nur eine Extrusionskraft auf das benetzte Pulver einwirkt und eine seitliche Kraft an dem Prägestempel (der Preßform) nicht erforderlich ist. Als ein solcher Schnekken-Extruder kann ein üblicher Extrusions-Granulator verwendet werden, der mit einer oder mehreren Schnecken und in der Nähe des Endes der Schnecke mit einem Prägestempel (einer Preßform)Cdie¹) versehen ist. Es kann beispielsweise der in der japanischen Patentpublikation Nr. 18 202/1965 beschriebene Schnecken-Extruder verwendet werden. Dise konventionellen Extrusionsvorrichtungen sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus gut handhabbar und liefern Körnchen in hoher Ausbeute.

Die Verwendung einer konventionellen Extrusionsvorrichtung beim Extrudieren ist eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung, es kann erzielt werden durch Kombination der Zugabe von Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und einem

609R4B/1001

organischen Lösungsmittel und Durchkneten (Durchmischen).

Das Extrudieren muß unter einem Extrusionsdruck an der Preßform (die)von 10 bis 50 kg/cm und mit einer Extrusionsgeschwindigkeit an der Preßform von 1 bis 4 g/cm χ Sekunde durchgeführt werden. Wenn der Druck weniger als 10 kg/cm beträgt, weisen die dabei erhaltenen Körnchen eine geringe Schüttdichte auf und sind brüchig. Wenn die Extrusionsgeschwindigkeit weniger als 1 g/cm χ Sekunde beträgt, tritt eine Verstopfung der Preßform (des Prägestempels) auf und wenn die Extrusionsge-

schwindigkeit höher als 4 g/cm χ Sekunde ist, besteht die Neigung, daß die Extrudate aneinander kleben.

Das durch eine perforierte Zylinderform extrudierte Kaliumsorbat, das die Form von Bandnudeln einer Länge von JO bis 40 cm hat, wird dann auf einem Drahtnetz getrocknet, in~dem man es mit heißer Luft in Berührung bringt. Das Extrudat wird beim Trocknen zu Körnchen zerschnitten, deren Länge nicht mehr als einige mm beträgt· Das Trocknen wird so durchgeführt, daß der Gehalt an flüchtigem Material auf nicht mehr als 0,1 Gew.-% herabgesetzt wird. Es kann auch ein Wirbelschicht-Trockner verwendet werden, der mit einer Zerkleinerungseinrichtung auf dem Bett ausgestattet ist.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene körnige Kaliumsorbat liegt in der Regel in Form von säulenförmigen Körnchen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5 mm und einer Länge von 2 bis 5 mm vor und hat eine Schüttdichteilinnerhalb des Bereiches von 0,6 bis 0,7.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne Jedoch darauf beschränkt zu sein.

609846/1001

Beispiel 1

Ein Hauta-Miseher, einer der Kreisel-Schnecken-Mischer, wurde mit 100 kg Kaliumsorbatpulver, dessen Wassergehalt weniger als 1 Gew.-% betrug, und 6 kg Wasser "beschickt und dann wurde das Durchkneten (Durchmischen) 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 35⁰C durchgeführt. Anschließend wurde die dabei erhaltene Mischung in den Trichter eines 7,5 PS-1 -Schnecken-Extruders eingeführt und durch eine Preßform (Matrize), die etwa 1000 runde Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 mm aufwies, mittels einer Schnecke, die sich mit einer Geschwindigkeit von 15- UpM drehte, unter einem Extrusionsdruck an der Preßform von 25 kg/cm und mit einer

Extrusionsgeschwindigkeit an der Preßform von 3,5 g/cm χ Sek. in Form von Bandnudeln extrudiert. Die Menge der extrudierten Mischung betrug 100 kg pro Stunde. Das auf diese Weise in Torrn von Bandnudeln extrudierte Kaliumsorbat fiel auf ein sich drehendes Drahtnetz und wurde mittels Heißluft einer Temperatur von 50°C, die von unten gegen das Drahtnetz geblasen wurde, getrocknet. Auf dem Drahtnetz wurde das Extrudat sofort in säulenförmige Körnchen einer Lange von 2 bis 4 mm zerschnitten. Die Schüttdichte, der T-Wert und die Löslichkeit der dabei erhaltenen Körnchen betrugen 0,6, 95»0 % bzw. 5° Sekunden.

Bei dem T-Wert handelt es sich um einen Wert, der der Lichttransmission, gemessen mit einem Spektrophotometer bei einer Wellenlänge von 430 um durch eine Zelle einer Dicke von 1 cm, die 20 Gew.-% der wäßrigen Lösung des körnigen Kaliumsorbats enthält, entspricht, und er wird ausgedrückt in %, verglichen mit der Lichttransmission durch die gleiche Zelle, die Wasser enthält.

Unter der Löslichkeit ist die Zeit in Sekunden zu verstehen, die zum vollständigen Auflösen von 20 g des in 100 ml Wasser

609846/1001

ohne Rühren eingegossenen körnigen Kaliumsorbats erforderlich war.

Beispiel 2

Ein Kaliumsorbat, das durch Umkristallisation aus einer Gew.-% Wasser enthaltenden Isopropano!lösung hergestellt worden war, wurde mittels einer Zentrifuge abgetrennt, wobei man einen Kuchen erhielt, der 10 Gew.-% flüchtiges Material enthielt. Ein Nauta-Mischer wurde mit 100 kg des Kuchens und 2 kg Wasser beschickt und dann wurde das Durchkneten (Durchmischen) 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 4-0⁰C durchgeführt. Anschließend wurde die so erhaltene Mischung in einen 25 PS-1-Schnecken-Extruder eingeführt und in Form von Fadennudeln mittels einer Schnecke, die sich mit einer Geschwindigkeit von 33 UpM drehte, unter Anwendung eines Extrusionsdruckes an der Preßform von 30 kg/cm und einer Extrusionsgeschwindigkeit an der Preßform von 2,8 g/cm χ Sekunde durch eine Preßform (Lochstempel) extrudiert, die 5000 runde öffnungen mit einem Durchmesser von 1 mm aufwies. Die Menge der extrudierten Mischung betrug 400 kg pro Stunde. Das auf diese Weise extrudierte Kaliumsorbat, das in Form von Fadennudeln vorlag, fiel in einen Durchfluß-Trockner mit einem Drahtnetz mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (60 meshes), wobei es vorgetrocknet wurde, und dann wurde es in einem Wirbelschicht-Trockner getrocknet, um den Gehalt an flüchtigem Material auf nicht mehr als 0,1 Gew.-% zu vermindern.

Das so erhaltene Kaliumsorbat lag in Form von säulenförmigen Körnchen mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 2 bis 5 nm vor. Die Schüttdichte, der T-Wert und die Löslichkeit der Körnchen betrugen 0,65, 97 % bzw. 40 Sekunden.

609846/100

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch die Durchknetungszeit (Durchmischungszeit) auf 5 Minuten herabgesetzt wurde. Es trat eine Verstopfung der Preßform auf und die Extrusionskapazität nahm auf 100 kg pro Stunde ab. Auch war das extrudierte Kaliumsorbat brüchig (spröde) und es wurde eine große Menge an feinem Pulver gebildet und deshalb war die Ausbeute an Körnchen gering. Die Schüttdichte der Körnchen betrug 0,5·

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, wobei diesmal zu 100 kg des Kuchens anstelle von 2 kg 8 kg Wasser (entsprechend etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kaliumsorbats) zugegeben wurden. Die Menge der extrudierten Mischung betrug 800 kg pro Stunde. In der Vorrichtung wurde ein Zusammenkleben des Extrudats beobachtet. Auch waren die dabei erhaltenen Körnchen sehr brüchig (spröde).

Patentansprüche:

609846/1001

Claims

Patentansprüche

1. - Verfahren zur Herstellung von körnigem Kaliumsorbat,, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) pulverförmigem Kaliumsorbat Wasser in einer Menge von

2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kaliumsorbats, zugibt,

b) die dabei erhaltene Mischung bei einer Temperatur von 10 bis 45⁰C 10 Minuten bis 4 Stunden lang durchknetet bzw. durchmischt unter Bildung eines gleichmäßig benetzten (durchfeuchteten) Pulvers,

c) das benetzte (durchfeuchtete) Pulver in den Trichter eines Schnecken-Extruders einführt, der in der Nähe eines Endes einer Schnecke mit einer perforierten Zylinderform (die) ausgestattet ist, und es unter einem Extrusionsdruck an der Preßform von 10 bis 50 kg/cm und mit einer Extrusionsgeschwindigkeit an der Preßform von 1 bis 4 g/cm χ Sekunde extrudiert unter Bildung eines fadennudelförmigen Extrudats und

d) das Extrudat trocknet unter Bildung von Körnchen mit einem Gehalt an flüchtigem Material von nicht mehr als 0,1 Gew.-%.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem pulverformigen Kaliumsorbat zusätzlich ein organisches Lösungsmittel aus der Gruppe Methanol, Äthanol, Isopropanol und Aceton in einer Menge von nicht mehr als I5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kaliumsorbats, zusetzt.

609846/1001