-
Percarbonat-Bleichmittel-Pulver und Verfahren zu seiner
-
Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Peroxid-Bleichmittelzusammensetzung
in Pulverform und ein Verfahren zu deren Herstellung und betrifft insbesondere Percarbonat-Bleichmittelzusammensetzungen,
die sich durch eine besonders
gute Langzeit-Stabilität auszeichnen
und die, nachdem sie in eine Packung eingefüllt worden sind, in der Masse von unten
nach oben in der Packung ihre Zusammensetzung unverändert beibehalten.
-
Blei chmittelzusarnrnensetzungen in Pulverform sind an sich gut bekannt.
Es ist auch schon versucht worden, handelsiibliche Qualitäten von Percarbonat, die
einen Aktivsauerstoffgehalt von etwa 10 bis 15% haben, in solchen Zusammensetzungen
zu verwenden und dabei zu erreichen, daß wenigstens ein Teil des Aktivsauerstoffs
in dem fertigen Produkt noch vorhanden ist. Da jedoch die Percarbonatverbindungen
in der Form, in der sie bisher eingesetzt worden sind, nur eine relativ geringe
Stabilität haben, ist es bisher ganz generell erforderlich geworden, andere Peroxidverbindungen,
beispielsweise Natriumperborat oder dergleichen, in pulverförmigen Bleichmittelzusammensetzungen
einzusetzen, um sicher zustellen, daß auch nach längerer Lagerzeit ein wenigstens
einigermaßen adäquater Gehalt an Aktivsauerstoff darin noch vorhanden war. Jedoch
bringt die Benutzung von Natriumperborat in einer Bleichmittelzusammensetzung dann,
wenn gleichzeitig eine zur Aufrechterhaltung der gewünschten Alk ali ni tät des
Mittels ausreichende Menge an Soda darin vorhanden ist, ein Problem.
-
Natriumperborat löst sich, verglichen mit Natriumpercarbonat, relativ
langsam sowohl in warmem als auch in kaltem Wasser. Auch haben Bleichmittelzusammensetzungen
auf Basis von Perborat eine starke Neigung, beim Stehen zusammenzubacken, so daß
die Freifließ-Eigenschaften nicht für eine ausreichend lange Zeit aufrecht erhalten
bleiben. Darüber hinaus haben solche Zusammensetzungen die Tendenz, bei der Handhabung
und Lagerung zu separieren. Es kann vorkommen, daß das Natriumperborat und die Soda,
die ursprünglich in
trockenen Blei chmittelzusammensetzung gleichmäßig
verteilt waren, gegeneinander absondern und ein SonzentrationsgefSlle bilden, wobei
in diesen Produkten einer der Bestandteile zum Boden hin und der andere Bestandteil
zum oberen Raum in der Packung hin konzentrieren. Diese Separierung ist durch unterschiedliche
Dichte, verschiedene Partikelgröße und verschiedene Partikelform und dergleichen
bedingt. Eine solche Separierung kann auch in einer mit Natriumpercarbonat und Soda
gebildeten Bleichmittelzusammensetzung auftreten, wenn die Zusammensetzung, wie
üblich, durch Vermischen der beiden Einzelkomponenten hergestellt worden ist. Eine
Zusammensetzung aus Natriumpercarbonat und Soda, die durch Vermischen der beiden
Bestandteilen gebildet worden ist, hat darüber hinaus, wie zuvor erwähnt, eine relativ
niedrige Lagerstabilität und es tritt während der Lagerzeit eine unerwünscht hohe
Abnahme des Aktivsauerstoff-Gehalts ein.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pulverförmige Bleichmittelzusammensetzung
zu schaffen, die als Lieferant für den Aktivsauerstoff Natriumpercarbonat enthält,
jedoch die bisher damit verbundenen Nachteile nicht aufweist, bei der Lagerung keine
Separlerungseffekte zeigt, verbesserte Lagerstabilität aufweist.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Bleichmittelzusammensetzung, die
in Form von Einzelteilchen vorliegt, und die erfindungsgemß dadurch gekennzeichnet
ist, daß jedes der Einzelteilchen Soda und eine so ausreichende Menge an Natriumpercarbonat
enthält, daß der Aktivsauerstoffgehalt 1 bis 6 Gew.-% eines jeden Partikel ausmacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Bleichmittelzusammensetzung
ist dadurch gekennzeichnet, daß
Soda-Partikel, bei denen es sich
entweder um wasserfreies Natriumcarbonat oder um Natriumcarbonat-Monohydrat handelt,
bei einer Temperatur von etwa 35 bis 700C mit einer den Aktivsauerstoffgehalt von
etwa 1 bis 6 Gew.-% sichernden ausreichenden Menge einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung
besprüht werden. Nachdem die durch das In-Kontakt-Bringen der Komponenten eintretende
Reaktion stattgefunden und soviel Natriumpercarbonat gebildet worden ist, daß die
Blei chmittelzusammensetzung den angegebenen Gehalt von etwa 1 bis 6 Gew.-% Aktivsauerstoff
aufweist, wird das Produkt aus der Reaktionsstufe abgezogen. Man erhält das Bleichmittel-Pulver,
das neben dem gebildeten Natriumpercarbonat auch Soda enthält und sonstige Additive
in geringer Menge aufweisen kann.
-
Bei der erfi ndungsgemäßen Bleichmittelzusammensetzung handelt es
sich infolgedessen um ein Produkt, das aus einzelnen Partikeln besteht, deren jedes
sowohl Soda als auch Natriumpercarbonat enthält, so daß eine Auftrennung bzw. Separierung
der Zusammensetzung bei der Handhabung und/oder Lagerung nicht mehr erfolgt. Erfindungsgemäße
Produkte haben infolgedessen hervorragende Lagerstabilitat und zeichnen sich darüber
hinaus dadurch aus, daß der Aktivsauerstoffgehalt ti vsauerstof fgehalt beim Auflösen
sehr viel rascher wirksam wird als bei bisher bekannten Bleichmittelzusammensetzungen
dieser Art.
-
Beim erfindungsgemäßen Produkt enthält, wie gesagt, jedes einzelne
Pulver-Partikel neben Soda eine so ausreichende Menge an Natriumpercarbonat, daß
darin etwa 1 bis 6 Gew.-% an Aktivsauerstoff vorhanden sind. Besonders vorteilhaft
sind solche erfindungsgemäßen Produkte, die als Soda Natriumcarbonat-Monohydrat
enthalten, so daß die Einzelteilchen
aus Natriumpercarbonat und
Natri umcarbonat-Monohydrat bestehen, und die etwa 2 bis 4 Gew.-% an Aktivsauerstoff
enthalten. Die einzelnen Pulverteilchen haben dabei vorteilhaft eine Größe, die,
bezogen auf U.S.Standard-Maschensiebreihe, einer Siebgröße von 10 bis 200 Maschen,
besonders zweckmäßig etwa 20 bis 100 Maschen entspricht.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren besprüht man, wie gesagt, die als
Ausgangsmaterial eingesetzte Soda bei Temperaturen von etwa 35 bis 700C mit einer
so ausreichenden Menge an wässriger Wasserstoffperoxid-Lösung, daß sich die den
angegebenen Aktivsauerstoffgehalt von etwa 1 bis 6 Gew.-% gebende Menge an Natriumpercarbonat
bildet. Beim Besprühen behandelt man zweckmäßig das Reaktionsgemisch im Fließbett-Zustand
und setzt als Fluidisierungsmittel vorteilhaft vorerwärmte Luft ein. Diese Behandlung
kann auch zweistufig vorgenommen werden, wobei eine erste Fließbett-Behandlung mit
auf etwa 60 bis 140°C vorgewärmter Luft einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa
1 m/Sek. bis 2,5 m/Sek. und eine zweite Fließbett-Behandlung mit auf etwa 60 bis
1200C vergewärmter Luft einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 0,5 m/Sek. bis l,5m/Sek.
durchgeführt werden.
-
Nachfolgend werden Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnung noch näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, Fig. 2 einige trockene Bleichmittel-Einzelteilchen der erfindungsgemäßen
Blei chmittelzusammensetzung, Figt 3 eine andere Ausfihrungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens im Fließbild, und
Fig. 4 eine für das in Fig. 3 veranschaulichte
Verfahren benutzte Einzel-Vorrichtung.
-
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird erfindungsgemäße Bleichmittelzusammensetzung in Pulverform, deren
Einzelteilchen 10 in Fig. 2 veranschaulicht sind, gewonnen. Die Einzelteilchen 10
bestehen aus Soda-Monohydrat 12 und Natriumpercarbonat 14, und eine Mehrzahl der
Teilchen enthält außerdem noch wenigstens etwas wasserfreie Soda 15. In Fig. 2 ist
eines der Pulverteilchen 10 gezeigt, das nur aus Natriumcarbonat-Monohydrat 12 und
Percarbonat 14 besteht, während die drei anderen veranschaulichten Einzelteilchen
10 neben dem Soda-Monohydrat 12 und dem Natriumpercarbonat 14 auch noch wasserfreie
Soda 15 enthalten.
-
Die Soda, die entweder in Form von wasserfreiem Natriumcarbonat oder
als Natriumcarbonat-Monohydrat, vorzugsweise in Form von wasserfreiem Natriumcarbonat
eingesetzt wird, bringt man in das Einfüllgefäß 16 ein. Von dort wird die Soda,
wie durch den Pfeil 18 gezeigt, einer kontinuierlich arbeitenden Einspeisevorrichtung
20 zugeführt, die die Soda längs des durch den Pfeil 22 veranschaulichten Wegs einem
Fließbett-Reaktor 24 zuführt. In dem Reaktor 24 wird das eingebrachte Soda-Gut mittels
durch ein Gebläse 26 in Richtung des Pfeiles 28 angeströmter Luft fluidisiert. Die
Luft kann, nachdem sie aus dem Gebläse 26 ausgetreten ist, auch noch zwecks Einregulierung
ihrer Temperatur durch einen Wärmeaustauscher 30 und zwecks Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit
durch einen Durchflußmesser bzw. Durchflußregler 32 geführt werden.
-
Mit einem ersten Temperaturfühler 34 wird die Temperatur der aus dem
Gebläse austretenden Luft überprüft, während ein zweiter Temperaturregler 36 zur
Einstellung des Wärmeaustauschers
30 vorhanden ist, mit dem die
Temperatur der aus dem Wärmeaustauscher 30 austretenden Luft auf den gewünschten
Wert, beispielsweise 800C, eingestellt wird.
-
Im allgemeinen wird die Luft dem Fließbett-Reaktor 24 mit einer Temperatur
im Bereich von etwa 60 bis 140°C, vorzugsweise im Berei ch von etwa 80 bis 120°C
zugeführt.
-
Durch sorgfältige Einstellung der Luft-Temperatur, Luft-Strömungsgeschwindigkeit
und der zugeführten und abgezogenen Mengen an festen und flüssigen Reaktionskomponenten
wird die Temperatur, bei der die Reaktionskomponenten mit einander in Kontakt gebracht
werden (Reaktionsmasse) im Bereich von etwa 35 bis 700C, vorzugsweise zwischen 38
und 500C gehalten.
-
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird Wasserstoffperoxid durch eine Einspeiseleitung 38 in den Fließbett-Reaktor
24 eingebracht. Man führt das Wasserstoffperoxid dem Fließbett-Reaktor 24 über eine
übliche Sprüheinrichtung, wie sie schematisch durch den Sprühkopf 40 veranschaulicht
ist, zu.
-
Das Wasserstoffperoxid bringt man in Form einer Lösung von Wasserstoffperoxid
in Wasser ein, im allgemeinen in einer Yonzentration von etwa 20 bis 70 Gew.-% Wasserstoffperoxid
in Wasser. Vorzugsweise liegt die Ycnzentration der Wasserstoffperoxid-Lösung im
Bereich von etwa 20 bis 50 Gew-%, und ganz besonders zweckmäßig arbeitet man beim
erfindungsgemäßen Verfahren mit Wasserstoffperoxid-Lösungen, die etwa 25 bis 35
Gew.-% Wasserstoffperoxid enthalten. Grundsätzlich kann man die Wasserstoffperoxidlösung
in beliebiger Weise der Vorrichtung zuführen. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten
Ausführungsform wird handelsübliches hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid mittels
einer Pumpe 42 in einen Tank 44
eingepumpt, in den durch die mittels
des Pfeiles 46 veranschaulichte Leitung zusätzliches Wasser eingegeben wird.
-
Aus dem Tank 44 wird die Wasserstoffperoxid-Lösung dann über eine
Leitung 8 und eine Förderpumpe 50 einem Zwischenbehälter 52 zugeführt, und von dort
pumpt man die Lösung mittels einer Pumpe 54 durch eine Leitung 56 und einen Durchflußregler
58 in die zuvor erwähnte Einspeiseleitung 38 und von dort in die Sprüheinrichtung
40.
-
Grundsätzlich kann man für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens beliebige Fließbett-Reaktoren verwenden.
-
In Fig. 1 ist ein vorzugsweise brauchbarer Fließbett-Reaktor 24 veranschaulicht.
Darin ist am Boden 61 des Reaktors ein Luftanströmraum 60 vorhanden, der mit einer
perforierten Platte 62 zim allgemeinen mit 2 bis 7% Perforation in Form von Löchern
mit Durchmessern von 0,1 bis 0,5 mm) abgedeckt ist. Die Luft verläßt den Fließbett-Reaktor
durch eine Leitung 64 und strömt dann übereinen Pufferbehälter 66 in einen Staubsammelbehälter
68, in dem in der Abluft noch vorhandene Teilchen abgeschieden und nach unten, wie
mittels des Pfeiles 70 veranschaulicht, abgezogen werden. Die Luft wird mit eiinem
Gebläse 74 der eine Leitung 72 aus dem Staubsammelbehälter 68 abgesaugt und in die
Atmosphäre abgegeben. Dabei wird die Hauptmenge des Wassers, das zusammen mit dem
Wasserstoffperoxid in das Verfahren eingebracht worden ist, zusammen mit der in
das Verfahren eingeströmten Luft aus dem Fließbett-Reaktor 24 abgezogen und in die
Umgebungsatmosphäre verdampft.
-
Es muß, was verfahrenswesentlich ist, die Luftströmungsgeschwindigkeit
zum Fluidisieren der Partikel in dem Fließbett-Reaktor 24 geeignet eingestellt werden.
Wenn die Strömungsgeschwindigkeit zu niedrig liegt, backt das Gut zusammen, was
unerwünscht und unvorteilhaft ist, da dann
ein Produkt geringerer
Qualität und im Extremfall sogar ein unbrauchbares Produkt entsteht. Die Luft muß,
wie gefunden wurde, zweckmäßig mit einer Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens
etwa 1 m/Sek. durch die perforierte Platte 62 eingeströmt werden. Andererseits ist
es auch unzweckmäßig, wenn die Luftströmungsges chwi ndi gk ei t zu hoch ist, da
dies eine unerwünscht hohe Staubbildung und Partikel-Erosion zur Folge hat, wodurch
wiederum das Percarbonat 14 von den Teilchen abgerieben wird. Es sollten daher Strömungsgeschwindigkeiten
von mehr als etwa 2,5 m/ Sek. vermieden werden. Vorteilhaft arbeitet man mit Strömungsgeschwindigkeiten
im Bereich von etwa 1,2 m/Sek. bis 1,7 m/Sek., und bevorzugt mit Luftströmungsgeschwindigkeiten
im Bereich von etwa 1,4 m/Sek. bis 1,6 m/Sek. Wenn man das erfindungsgemäße Verfahren
in gegenüber der Darstellung in Fig. 1 abgeänderter Ausführungsform durchführt,
wie dies beispielsweise nachstehend noch näher erläutert wird, ist es nicht immer
notwendig, daß die zuvor angegebene untere Grenze der Luftströmungsgeschwindigkeit
von wenigstens etwa 1 m/Sek. über den gesamten Bereich der perforierten Anström-Platte
62 eingehalten wird; jedoch sollte dieser Wert als niedrigste Luftgeschwindigkeit
wenigstens über einen Teil der perforierten Platte 62 beibehalten werden.
-
Die Aufenthaltszeit der Reaktionskomponenten in dem Reaktor 2 sollte
so kurz wie für die Bildung des erwünschten Produkts eben möglich gehalten werden.
Es wurde überraschend gefunden, daß eine so geringe Residenz-Zeit wie etwa 1 Minute,
schon genügt, um einen Gehalt von 1 bis 2% an Aktivsauerstoff bei einer etwa 95%igen
effektiven Ausnutzung des zugegebenen Wasserstoffperoxids zu erreichen. Im allgemeinen
sollte die Residenz-Zeit jedoch bei wenigstens etwa 2,5 Minuten, und zweckmäßig
bei wenigstens etwa 3,5 Minuten liegen, wenn man einen Gehalt an Aktivsauerstoff
im Bereich von 2 bis 6% erzielen will. Man kann die Reaktionskomponenten
und
das resultierende Produkt beliebig lange in dem Reaktor 24 belassen, jedoch hat
dies zur Folge, daß die Ausbeute geringer wird und darüber hinaus nutzlos Energie
verbraucht wird. Als bevorzugte Aufenthaltszeit wurde der Bereich von 3,5 bis 20
Minuten ermittelt, und wiederholt wurden vorteilhafte Produkte mit hohen Ausbeuten
bei Aufenthaltszeiten von 4 bis 10 Minuten erzielt.
-
Das Wasserstoffperoxid wird mit einer so ausreichenden Geschwindigkeit
zugegeben, daß in Abhängigkeit von der Reaktorkapazität und der gewählten Aufenthaltsdauer
der zerkleinerten Reaktionskomponenten bzw. des Reaktionsprodukts der gewünschte
Sauerstoffgehalt eingebracht wird.
-
Das in dem Fließbett-Reaktor 24 hergestellte Bleichmittel-Produkt
wird daraus in Richtung des Pfeiles 76 abgezogen und einem kontinuierlichen Trommelmischer
78 zugeführt.
-
Daraus wird es wie durch den Pfeil 80 angezeigt, in eine Siebeinrichtung
82 geleitet und von dort wie durch den Pfeil 84 veranschaulicht, einem Aufbewahrungssilo
86 zugeführt. Daraus kann es durch eine Leitung 88 abgenommen bzw. einer Verpackungsmaschine
oder dergleichen zugeführt werden. Grobstücke, Verklumpungen oder ausgesiebtes Feinmateri
al werden aus der Si ebei nri chtung 82 durch ei ne Lei -tung 90 in einen Behälter
92 oder dergleichen abgezogen.
-
Man kann der trockenen Bleichmittelzusammensetzung zur Verbesserung
bestimmter Eigenschaften oder Anpassung an bestimmte Endverbraucher-Bedürfnisse
weitere Zusätze beigeben, beispielsweise kann man Parfüm 9ber ein Parfüm-Behältnis
94 in Richtung des Pfeils 96 und Tensid aus einem Behälter 98 über eine Leitung
100 zuleiten. Gewünschtenfalls kann man das Parfüm und das Tensid in einem Mischer
102 vormischen und dann das Gemisch mittels einer Pumpe 10 durch einen Durchflußregler
106 über den durch den Pfeil 108 angezeigten Weg dem kontinuierlichen Trommelmischer
78 zuführen.
-
Färbemittel, Aufhellungsmittel, Wasserweichmachmittel und dergleichen
können, wie durch die Leitungen 110, 112 und 114 und den Pfeil 116 veranschaulicht,
ebenfalls dem kontinuierlichen Trommelmischer 78 zugeleitet werden. Es sei darauf
hingewiesen, daß, obzwar man diese und beliebige sonstige Ingredientien dem aus
dem Fließbett-Reaktor 24 gewonnenen Produkt zugeben kann, solche Zusätze möglichst
nicht dem Natriumcarbonat vor dessen Eintritt in den Fließbett-Reaktor 24 zugesetzt
werden sollen, da sie andernfalls möglicherweise in die Reaktion, die in dem Fließbett-Reaktor
24 stattfindet, eingreifen und diese unerwünscht beeinflussen könnten. In an sich
bekannter Weise können sonstige dem Fachmann bekannte und gebräuchliche Additive
dem kontinuierlichen Trommelmischer 78 zugeleitet werden. Ein Beispiel dafür ist
NatrLumtripolyphosphat, das als komplexbildendes Mittel zu dienen vermag.
-
Weitere Beispiele für Zusätze, die dem kontinuierlichen Trommelmischer
78 eingespeist werden können, sind die Stabilität erhöhende Additive oder in anderer
Weise das Produkt modifizierende Zusätze. So kann beispielsweise Natriumsilikat
gewünschtenfalls als die Stabilität des Produktes erhöhender Zusatz beigegeben-werden.
-
Damit das erfindungsgemße Verfahren in der gewünschten Weise durchgeführt
werden kann, sind bestimmte Verfahrensmaßnahmen zwedcmäßig und vorteilhaft. Wenn
diese Verfahrensmaßnahmen nicht beachtet werden, hat das resultierende Produkt nicht
die optimalen Bleicheigenschaften, wie sie das erfindungsgemäße Bleichmittel-Pulver
aufweisen. Dazu ist als erstes wichtig, daß die Temperatur in dem angegebenen Bereich
gehalten wird. Wenn man bei niedrigeren Temperaturen arbeitet, besteht eine gewisse
Tendenz, daß sich Natri umcarbonat-Heptahydrat oder/und Decahydrat bi 1-den. Das
kann dazu führen, daß das Produkt backt, wenn es später auf Temperaturen erwrrmt
wird, die oberhalb denjenigen Temperaturen liegen, bei denen diese höheren Hydrate
stabil
sind. Wenn man bei höheren Temperaturen arbeitet, dann besteht die Gefahr, daß sich
etwas von dem Wasserstoffperoxid zersetzt, bevor es für die gewünschte Reaktion
in Anspruch genommen worden ist. Weiterhin ist es wichtig, daß die Luft mit der
zum Fluidisieren der eingespeisten Soda erforderlichen, zuvor angegebenen, Strömungs
geschwindigkeit ei ngeströmt wird, andernfalls das Gut zum Zusammenbacken neigt
und ein Produkt unerwünschter Qualität anfällt, sofern die Luft mit unvorteilhaft
niedriger Geschwindigkeit eingeströmt wird, oder ein unerwünscht hoher Abrieb und
Produktverlust entsteht, wenn die Luft mit unvorteilhaft hoher Geschwindigkeit eingeströmt
wird.
-
Zusätzlich zu den zuvor erläuterten Maßnahmen, die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutsam sind, ist es für eine erfolgreiche Durchführung
des Verfahrens ebenfalls wichtig, daß das Natriumcarbonat, das durch die Leitung
22 in den Fließbett-Reaktor 24 eingespeist wird, bereits zerkleinert ist und in
der für das Endprodukt gewünschten Teilchengröße vorliegt. Es ist zweckmäßig, daß
das Natriumcarbonat in relativ kleiner Partikelgröße in den Fließbett-Reaktor 24
eingespeist wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Partikel 10, die aus dem
Fließbett-Reaktor 24 abgezogen werden, alle in dieser relativ kleinen Partikelgröße
und infolge dessen in dem für das Endprodukt gewünschten Größenbereich vorliegen.
Das Endprodukt sollte möglichst aus Partikeln eines relativ engen Teilchengrößen-Bereichs
bestehen, damit sichergestellt ist, daß das Produkt, wenn man die trockenen Teilchen
volumetrisch abmißt, fur jede Volumenmessung das gleiche Gewicht an trockener Bleichmittelzus
ammensetzung ergibt. In allgemeinen sollte die Teilchengröße des in den Reaktor
24 eingespeisten Natriumcarbonats ebenso wie die Teilchengröße des Endprodukts so
beschaffen sein, daß die Partikel 10 eine Größe im Bereich von etwa 10 bis 200 Maschen
(u.S. Standard-Maschensiebe),
und vorzugsweise im Bereich von etwa
20 bis 100 Maschen haben.
-
Es ist weiterhin für das erfindungsgemäße Verfahren von Bedeutung,
daß die relativen Mengen an Wasserstoffperoxid und Natriumcarbonat, die dem Fließbett-Reaktor
24 zugeführt werden, so eingestellt werden, daß in der fertigen trockenen Bleichmittelzusammensetzung
eine so ausreichende Menge an Natriumpercarbonat vorhanden ist, daß der gewünschte
Gehalt an Aktivsauerstoff, vorzugsweise etwa 1 bis 6 Gew.-%, vorliegt. Bevorzugt
enthält jedes der Einzelteilchen 10 etwa 1 bis 5 Gew.-%, und besonders zweckmäßig
etwa 2 bis 4 Gew.-% an Aktivsauerstoff. Wenn der Gehalt an Aktivsauerstoff zu hoch
liegt, das heißt wesentlich iiber etwa 6 Gew.-%, dann hat, wie gefunden wurde, das
Reaktionsgemisch in dem Fließbett-Reaktor 24 die Tendenz zusammenzubacken. Weiterhin
besteht, wenn der Gehalt an Aktivsauerstoff über 6 Gew.-% in der Bleichmittelzusammensetzung
ausmacht, die Gefahr, daß ein für den vorgesehenen Endverbrauch unerwünscht hohes
Verhältnis von Natriumpercarbonat zu Soda vorliegt, und es dann notwendig wird,
zusätzlich Soda bei zugeben. Wenn man dies tut, dann besteht die Gefahr, daß eine
Auftrennung bzw. Separierung zwischen den reinen Soda-Partikeln und den erfindungsgemäßen
Partikeln 10 eintritt. Es ist daher zweckmäßig, den Gehalt an Aktivsauerstoff als
Funktion der Partikelgröße im allgemeinen im + + Bereich von - 1 Gew.-%, und vorzugsweise
- 0,5 Gew.-% des nominalen Gehalts der Zusamntensetzung an Aktivsauerstoff zu halten,
um Absetz- und Separierungs-Effekte auszuschalten.
-
In den Figuren 3 und 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform des .erfindungsgemäßen
Verfahrens veranschaulicht. Es wird dabei eine im Handel erhältli che Mischer-Trocken-Fließbett-Apparatur
eingesetzt, deren Mischer- Konstruk ti on eine von
der Firma Shugi
zu beziehende und unter der Handelsbezeichnung "Flexomix" bekannte Vorrichtung ist.
Diejenigen Vorrichtungsteile, die beim Verfahren gemäß Figur 3 die gleichen sind
wie die beim Verfahren gemäß Figur 1, sind in Figur 3 nicht eigens dargestellt.
Desgleichen werden die verschiedenen Temperaturen, Fluidisierungs-Ges -Geschwindigkeiten
und dergleichen, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Figur 1 erläutert
und beim Verfahren der Figuren 3 und 4 unverändert übernommen sind, nicht erneut
beschrieben.
-
Das gemäß dem in den Figuren 3 und 4 veranschaulichten Verfahren gewonnene
Produkt hat die gleichen vorteilhaften Eigenschaften wie das gemäß dem Verfahren
nach Figur 1 erhaltene, und darüber hinaus ist die Verteilung des Aktivsauerstoffs
sogar noch gleichmäßiger bzw. gleichförmiger.
-
Der Unterschied bei dem Verfahren gemäß Figuren 3 und 4 gegenüber
dem Verfahren gemäß Figur 1 besteht darin, daß die Soda durch die Einspeiseleitung
22 einer Vormischkammer 118 (der Vorrichtung "Flexomix") zugeführt und auch das
Wasserstoffperoxid über eine Sprüheinrichtung 40' in die Vormischkammer 118 eingeleitet
werden. In der Vormischkammer 118 wird die Temperatur im allgemeinen auf Zimmertemperatur
eingestellt und die Aufenthaltszeit der Soda-Wasserstoffperoxid-Vormischung, die
darin gebildet wird, liegt bei weniger als 5 Sekungen, und gewöhnlich bei weniger
als 1 Sekunde. Die Soda aus der Einspeiseleitung 22 wird der Vormischkammer 118
silber periphere Einlässe 120 eingespeist, und das gesamte Gemisch wird mittels
rotierender Mischerschaufeln 122 gerührt. Die Schaufeln 122 drücken die Vormischung
nach außen gegen einen elastischen Hülsenmantel 124. Mehrere Walzen 126 laufen in
Kontakt mit der Außenseite des Hülsenmantels 124 aufwärts und abwärts, und dadurch
wird die Vormischung nach unten und in den Reaktor 24' gefördert, worin die Vormischung
unter den zuvor besprochenen
Bedingungen von Temperatur, Strömungsgeschwindi
gk ei t und dergleichen in die Bleichmittel-Puiverpartikel 10 umgewandelt wird.
-
Wenn man mit der zuvor erläuterten Apparatur arbeitet, so kann man,
wie gefunden wurde, den Reaktor 24' vorteilhaft so modifizieren, wie dies in Figur
3 veranschaulicht ist. Speziell das Luft-Anströmsystem kann so abgeändert werden,
daß der Luftanströmraum 60 in zwei unterschiedliche Abteilungen 60A und 60B unterteilt
wird. In die Abteilung 60A des Luftanströmraums wird die Luft, wie durch einen Pfeil
28A veranschaulicht, über einen Wärmeaustauscher 30A geleitet, und für die Abteilung
60B des Luftanströmraums ist parallel ein gesondertes Luftzuführsystem vorgesehen.
Man hat damit die Mögli ch1xeit, im linksgelegenen Teil des Reaktors 24', in den
die Vormischung eingespeist wird, eine höhere Temperatur und eine höhere Fluidisierungsgeschwindigkeit
einzustellen als in dem rechtsgelegenen Teil (l?roduktaustritt) des Reaktors 24',
in dem eine niedrigere Temperatur und eine niedrigere Fluidisierungsgeschwindigkeit
eingestellt werden können. Besonders gute Ergebnisse konnten erreicht werden, wenn
in dem Teil 60A des Luftanströmraums eine Temperatur von etwa 96°C und eine Fluidisierungsgeschwindigkeit
von etwa 1,3 m/Sek.
-
durch die perforierte Platte 62 und in dem Teil 60B des Luftanströmraums
eine Temperatur von etwa 81°C und eine Fluidisierungsgeschwindigkeit von etwa 0,84
m/Sek. eingestellt wurden. Auf diese Weise wurde eine zusätzliche Fluidisierungsstufe
bei verminderter Gasströmungsgeschwindigkeit, die im Bereich von etwa 0,5 bis 1,5
m/Sek. liegt, und bei einer Temperatur im Bereich von etwa 60 bis 1200C beim erfindungsgemäßen
Verfahren benutzt. Nachdem das Gut in dem Reaktor oberhalb des Teils 60A des Lufteinströmraums
mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit von wenigstens etwa 1 m/Sek. (1,3 m/Sek.)
fluidisiert worden war, konnten für die weitere FluP disierung im Raum oberhalb
des TEils 60B des Lufteinströmraums
mildere Temperaturen und niedrigere
Strömungsgeschwindigkeiten für die weitere Fluidisierungs-Behandlung benutzt werden,
was den Vorteil hat, daß die Staubbildung und die Partikel-Erosion noch geringer
werden.
-
Bei spiel 1 In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Bleichmittel-Pulvers
gemäß der in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutert.
-
Mit einer Zuführgeschwindigkeit von 266 kg/Std. wurde wasserfreie
Soda in einen Fließbett-Reaktor eingespeist.
-
Mit einer Luftströmungsgeschwindiceit von 1,17 m/Sek. wurde heiße
Luft (930C) durch das Bett geleitet, und die Reaktionsmasse wurde fluidisiert und
dabei auf einer Temperatur von 42 1 70C gehalten. 35%iges H202 wurde in einer Menge
von 84,5 kg/Std. auf das fluidisierte Bett aus Soda aufgesprüht. Die Residenzzeit
in dem Reaktor betrug 10 Minuten. Das Produkt wurde mit einer Geschwindigkeit von
318 kg/Std. abgezogen. Das Verfahren wurde 80 Minuten lang kontinuierlich ablaufen
gelassen. Das Endprodukt enthielt 3,81% Aktivsauerstoff.
-
Beispiel 2 In diesem Beispiel wird die Bildung eines weiteren erfindungsgemäßen
Produkts gemäß dem in Figur 1 veranschaulichten Verfahren beschrieben; dabei wurde
unter folgenden Bedingungen gearbeitet: Einspeisegeschwindigkeit der Soda 629 kg/Std.
-
35%iges Wasserstoffperoxid 192 kg/Std.
-
Luftströmungsgeschwindigkeit 1,5 m/Sek.
-
Resi denzzeit 4,6 Minuten Lufttemperatur 88,7°C Temperatur der Reaktionsmasse
47,80C Abzugsgeschwindigkeit des Produkts 775 kg/Std.
-
Aktivsauerstoff 3,95% laufzeit der Production 3 Stunden
Beispiel
3 Es wurde ein Produkt gemäß der in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt und dessen Lagerstabilität geprüft. Außerdem
wurde ein bekanntes Produkt durch Vermischen von handelsüblichem (15% Aktivsauerstoff)
Natriumpercarbonat mit wasserfreier Soda hergestellt. Die Lagerstabilität dieses
Produkts wurde zu Vergleichszwecken unter den gleichen Bedingungen untersucht. Die
anfänglichen Gehalte an Aktivsauerstoff waren gleich. Die beiden unterschiedlichen
Produkte wurden nebeneinander 2 Monate lang unter drei verschiedenen Bedingungen
von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit gelagert.
-
Im ersten Versuch wurden Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit
nicht auf einen bestimmten Wert geregelt. Die Bedingungen wurden zweimal täglich
gemessen. Der zweite und dritte Versuch wurde unter eingestellten Bedingungen bei
konstanter Temperatur und konstanter relativer Luftfeuchtiglceit durchgeführt. Nachfolgend
sind die Ergebnisse dieser Stabilitätsprüfung angegeben: % des anfänglich vorhandenen
Aktivsauerstoffs nach 2 Monaten 13-32°C/36-92%R.L. 32°C/85%R.L. 49°C/20%R.L.
-
Trockengemischtes 74,1 68,5 55,8 Produkt E rfi ndungs -gemäßes 80,7
78,3 57,1 Produkt a. Natriumpercarbonat, hergestellt von der Firma Food Machinery
Corporation, U.S.A.
-
anfänglicher Aktivsauerstoffgehalt des Gemischs = 3,94% b. Erfindungsgemäßes
Produkt anfänglicher Aktivsauerstoffgehalt des Gemischs = 4,29%.
-
Beispiel 4 Es wurde eine Versuchsreihe durchgeführt zur Ermittlung
der relativen Mengen an Aktivsauerstoff in Lösung, und zwar von einem nach der in
Figurlveranschauli chten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten
Produkt und von einem aus handelsüblichem Natriumpercarbonat (13,5% bis 14% Aktivsauerstoff)
und Natriumcarbonat bestehenden Gemsich. Die Versuche wurden wie folgt ausgeführt:
Alle Komponenten wurden so abgesiebt, daß eine 30 bis 40 Maschen (U.S.Standard Maschensieb)
- Fraktion verblieb. Auf diese Weise wurde der Gesamtoberflächenbereich der Partikel
standardisiert. Es wurden 90 ml entionisiertes Wasser von 25°C mit mäßiger Geschwindigkeit
gerührt, und dabei wurden 10 g der jeweiligen Probe rasch zugegeben.
-
Nach 0,5, 1, 5 und 12 Minuten wurden 5,0 ml Teilmengen abgenommen
und sogleich in 20 ml 5%ige Schwefelsäure eingegeben. Jede der resultierenden Lösungen
wurde mit einer standardisierten Permanganatlösung titriert. Die Sauerstoffgehalte
der Teilmengen wurden dann entsprechend der vorhandenen Gesamtmenge unter Anwendung
geeigneter Korrekturfaktoren für die Fonzentrationsänderungen während der Versuchsdurchführung
umgerechnet.
-
Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt: Teilmenge Probenahme
% Relativer Aktivsauerstoff No. Zeit, Min. Handelsübliches Erfindungsgemäßes Gemis
~~~~~~~~~ Gemisch (a) n produkt (b) 1 0,5 53 100 2 1,0 88 101 3 5,0 98 99 4 12,0
92 94 Entspricht 100 unter Berücksichtigung der Versuchsfehler a. Peroxid Chemi
GMBH, Werk Honningen, BRD Gehalt an Aktivsauerstoff in dem Gemisch = 3,19% b. Erfindungsgemäßes
Produkt Gehalt an Aktivsauerstoff = 3,37%
Dieses Beispiel zeigt,
daß der Aktivsauerstoff bei einem erfindungsgemäß hergestellten Produkt in Lösung
rascher verfügbar ist; dies hat zur Folge, daß die effektive Zeit, in der das Bleichmittel
wirksam ist, während eines Waschzyklus potentiell länger ist.
-
Beispiel 5 Es wurde eine Versuchsreihe durchgeflhrt, die dazu diente,
die Verteilung des Aktivsauerstoffs als Funktion der Partikelgröße bei einem erfindungsgemäßen
Produkt, das gemäß dem in Figur 1 veranschaulichten Verfahren hergestellt wordne
war, einem erfindungsgemäßen Produkt, das gemäß dem in den Figuren 3 und 4 veranschaulichten
Verfahren hergestellt worden war, und einem Gemisch aus handelsüblichem (13,5 bis
14% Aktivsauerstoff) Natriumpercarbonat und Natriumcarbonat bestehenden Produkt
zu ermitteln. Die Proben wurdne abgesiebt, und es wurde der Gehalt an Aktivsauerstoff
jeder einzelnen Fraktion analysiert. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:
U.S.Standard
Handelsproduktgemisch (a) Erfindungsgemäßes Produkt (b) Erfindungsgemäßes Produkt
(c) Mas chensieb Gew.-% %Aktivsauerstoff Gew.-% %Aktivsauerstoff Gew.-% % Aktivsauerstoff
20 0,20 - 0,07 - 2,01 3,78 30 5,95 11,84 1,63 1,91 8,16 3,65 40 14,9 8,97 16,65
2,72 28,6 3,60 50 27,9 2,97 40,0 3,79 35,8 3,49 70 31,4 0,79 23,9 3,70 18,6 3,60
100 15,2 0,53 10,6 3,67 5,7 3,68 140 3,05 0,46 3,44 3,71 1,03 3,96 200 0,64 0,54
1,63 5,57 0,11 -Durch 200 0,76 0,93 2,08 10,05 - -hindurch 100,0% 100,0% 100,0%
a. Peroxid GMBH, Werk Honningen, BRD Gehalt an Aktivsauerstoff des Gemisches = 3,23%
b. Erfindungsgemäßes Produkt nach Verfahren gemäß Figur 1 Gehalt an Aktivsauerstoff
= 3,69% c. Erfindungsgemäßes Produkt nach Verfahren gemäß Figuren 3 und 4 Gehalt
an Aktivsauerstoff = 3,58% .
-
Dieses Beispiel veranschaulicht die besonders gute Gleichförmieeit
des Aktivsauerstoffs Watriumsercarbonat) über einen breiten Partikelgrößen-Bereich
bei erfindungsgemäßen Produkten, und zwar unabhängig davon, ob sie gemäß der in
Figur 1 oder gemäßder in den Figuren 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen worden waren. Dieses Beispiel illustriert
auch die relativ schlechte Gleichförmigkeit des Aktivsauerstoffs in Abhängigkeit
von der Partikelgröße bei einem einfachen Natri umpercarbonat-Natri umcarbonat-Gemis
ch. Besonders bemerkenswert ist dabei, daß etwa 50% des handelsüblichen Produktes
(30 bis 50 Maschen) zu hohe Gehalte an Aktivsauerstoff haben, die dazu führen können,
daß ein zu starkes Ausbleichen erfolgt, während die restlichen 50% des Produkts
(die Anteile, die durch 50 Maschen-Siebe hindurchgehen) einen zu geringen Gehalt
an Aktivsauerstoff haben, so daß die Bleichwirkung ineffektiv oder bestenfalls nur
gering ist. Wenn die Partikel während des Verschiffens und der Lagerung entsprechend
ihrer Größenabmessung separieren, führt dies dazu, daß in den ersten Mengen, die
man nach öffnen einer Packung entnimmt, die großen Teilchen überwiegen und die Gefahr
des zu starken Ausbleichens (überblei cheffekt) auftritt, während man zum Boden
der Packung hin das Produkt in Form von überwiegend kleinen (ineffektiven) Teilchen
entnimmt und dann eine zu geringe oder überhaupt keine Bleichwirkung mehr feststellt.
-
Beispiel el 6 Es wurde eine Versuchsreihe durchgeführt zur Bestimmung
der Schütteigenschaften, der Klumpenbildung und des Zusammenbackens nach der Lagerung.
Dazu wurde einerseits ein erfindungsgemäßes Produkt, das gemäß dem in Figur 1 veranschaulichten
Verfahrens hergestellt worden war, und andererseits ein Gemisch aus handelsüblichem
Natriumpercarbonat
(15% Aktivsauerstoff) mit wasserfreier Soda
untersucht. Es wurde unter den drei verschiedenen Aufbewahrungsbedingungen, wie
sie in Beispiel 3 beschrieben sind, geprüft; die Produkte wurden jeweils 2 Monate
lang gelagert. Die nachstehend zusammengestellten Werte sind Durchschnittswerte
einer SchUttqualität, einer Verklumpungsqualität und einer Zusammenbackqualität.
-
Die Schtt-, Verklumpungs- und Zusammenback-Qualitäten wurden anhand
einer Bewertungsskala mit den Wertangaben 1 - 10 eingestuft; dabei geben höhere
Wertnumr.iern die stärker bevorzugten Eigenschaften (leichteres Ausschütten, weniger
Verklumpung, weniger Zusammenbacken) an.
-
Jede Graduierung mit dem Bewertungswert 7 oder einem höheren Wert
weist für den Verbraucher annehmbare Benutzungseigenschaften aus.
-
In der Schüttprüfung besagt der Wert 10 in der Skala, daß das Produkt
beim Ausgießen gleichmäßig und kontinuierlich rieselt; der Wert 8 auf der Bewertungsskala
besagt, daß die Schüttöffnung an der Packung zwar zu einem Teil verstopft war, das
Produkt aber kontinuierlich ausri eselte.
-
Bei der Verklum-ungsprüfung besagt die Bewertungsziffer 10, daß in
dem aus der Packung ausgeschütteten Produkt keine sichtbaren Klumpen oder Grobkörner
vorhanden waren; eine Bewertung mit dem Skalenwert 8 besagt, daß nach dem Ausschütten
zwar sichtbare Klümpchen vorhanden waren, die jedoch mit den Fingarn nicht herausgenommen
werden konnten.
-
Der Ausgießvorgang wurde stets so vorgenommen, daß mit einem Winkel
von 45° ca. 10 cm über einem ca. 0,375 m2 großen Stück Pappe ausgeschüttet wurde.
-
Bei der Bewertung des Zusammenback-Versuchs bedeutete die Ziffer 10
der Bewertungsskala ein freifließendes Produkt ohne Grobstücke, das zu 100% ohne
Behinderung durch ein 12,7 mm große Maschendurchgänge aufweisendes Sieb hindurchzugehen
vermochte; ein Skalenwert 8 bedeutete kompaktiertes, jedoch leicht zerteilbares
Material, das zu 100% frei durch ein 12,7 mm Sieb hindurchzugehen vermochte.
-
Die Zusammenback-Prüfung wurde so durchgeführt, daß gleiche Teilmengen
des zu untersuchenden Materials auf ein 12,7 mm Sieb ausgeschüttet wurden.
-
Ausgieß-/Verk lumpungs-/Zusammenback -/Durchschnittswerte Temp./R.L.-Bedingungen
1 2 3 Troclenvermis chtes Produkt (a) 10 10 10 2 rfi ndungsgemäßes Produkt (b) 8,3
9,9 10 Handelsübliches Perborat-P rodukt (c) 7,8 9,0 1 a. Food Machinery Corporation,
U.S.A.
-
Anfänglicher Acti vs auerstoffgehalt des Gemisches = 3,94% b. Erfindungsgemäßes
Produkt nach dem Verfahren gemäß Figur 1 hergestellt, Anfänglicher Aktivsauerstoffgehalt
= 4,29% c. Gemisch aus nominell 36% Natriumserborat-Tetrahydrat, 63,5% Natriumcarbonat
(wasserfrei) plus geringen Mengen an Aufheller, Bläuungsmittel, Duftstoff und Entstaubungsmittel;
Anfänglicher Aktivsauerstoffgehalt des Gemisches = 3,88% Dieses Beispiel zeigt die
hervorragenden Ausgieß- bzw.
-
Rieseleigenschaften und den geringen Grad der Verklumpung und des
Zusammenbadcens, die ein erfindungsgemäßes Proedukt unter relativ ungünstigen Lagerbedingungen
besitzt.
-
Nur das trocken-gemischte ?rodukt, das jedoch aus anderen Gründen
den Qualitätsanforderungen nicht genügt, hat bei dieser Prüfung etwa bessere Werte;
gegenüber dem normalen
und gebräuchlichen Handelsprodukt ( Perborat),
das in anderer Hinsicht den Qualitätsanforderungen genügt und ein anerkanntes ?rodukt
auf dem Markt ist, hat das erfindungsgemäße Produkt bezüglich der in diesem Beispiel
untersuchten sigenschaften ganz erhebliche Vorteile.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren und den erfindungsgemäßen Produkten
können die dem Fachmann bekannten und für diese Zwecke üblichen Abänderungen und
E rganzungen, insbesondere die den jeweiligen Verbrauchszwecken angepaßten Zusätze
und Additive in an sich bek-annter Weise mitverwendet bzw. eingebaut werden, ohne
daß der erfindungsgemäß erreichte Vorteil beeinträchtigt ist.
-
L e e r s e i t e