EP0683814A1 - Verfahren zur herstellung von tensidgranulaten. - Google Patents
Verfahren zur herstellung von tensidgranulaten.Info
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- EP0683814A1 EP0683814A1 EP94906207A EP94906207A EP0683814A1 EP 0683814 A1 EP0683814 A1 EP 0683814A1 EP 94906207 A EP94906207 A EP 94906207A EP 94906207 A EP94906207 A EP 94906207A EP 0683814 A1 EP0683814 A1 EP 0683814A1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a method for converting liquid to pasty preparation forms of washable and cleaning-active surfactant compounds into storage-stable and dust-free granules with increased bulk density.
- Surfactant granules can be produced, for example, by conventional drying technology of surfactant-containing solutions and pastes, especially in the spray tower.
- European Patent Application 319 819 discloses a process for the production of surfactant granules by spray drying, a sulfonic acid and a highly concentrated aqueous sodium hydroxide solution being separately charged with a gaseous medium, then combined in stoichiometric amounts and neutralized in a multi-substance nozzle and is sprayed at a high propellant pressure in the drying tower.
- the products obtained are solid or pasty, solid products mostly being relatively dusty, having a relatively high water content and a low bulk density.
- Granulation is an alternative to spray drying of surfactant pastes.
- European patent application EP 403 148 describes a process for producing fatty alcohol sulfate granules which are dispersible in cold water.
- a highly concentrated aqueous fatty alcohol sulfate paste which contains less than 14% by weight of water and less than 20% by weight of further additives, is mechanically processed at temperatures between 10 and 45 ° C. until granules form.
- fatty alcohol sulfate granules are obtained which are already dispersed at washing temperatures between 4 and 30 ° C .;
- the process temperature to be observed and the relatively low maximum water content of the surfactant paste are critical process parameters.
- European patent application EP 402 112 discloses a process for producing fatty alcohol sulfate and / or alkylbenzenesulfonate granules, the neutralization of the anionic surfactants in acid form to give a paste with a maximum of 12% by weight of water with the addition of auxiliaries such as poly ethylene glycols, ethoxylated alcohols or alkylphenols, which have a melting point above 48 ° C, and the granulation in one high-speed mixer takes place. Again, the amount of water to be maintained represents a critical process parameter. It is also not disclosed what bulk densities the surfactant granules obtained by this process have.
- a process for the production of detergent-active and granular surfactants with a bulk density above 450 g / 1 and in particular between 500 and 1200 g / 1 is known, wherein a surfactant preparation form as Contains liquid component water and can additionally contain organic polymers and builder substances, mixed with a finely divided solid and granulated in a high-speed mixer.
- the water content of the surfactant paste is a critical process parameter. If the water content of the surfactant paste is too high, the solid is dispersed so that it can no longer act as a deagglomeration agent. On the other hand, if the solids content exceeds a certain value, the mass does not have the consistency necessary for the granulation.
- the surfactant preparation form used also contains a non-surfactant liquid component, which is preferably water or an aqueous solution.
- a non-surfactant liquid component in contrast to the prior art mentioned, the content of a non-surfactant liquid component in this process is not a critical process parameter.
- anionic surfactant preparation forms are usually prepared by neutralizing the anionic side in its acid form with concentrated aqueous alkaline solutions. So that such a form of preparation at 20 to 40 ° C. In liquid to pasty form, the mixture must generally be diluted with water. However, the high energy consumption required to remove the water is to be regarded as disadvantageous.
- the object of the invention was to further develop the mentioned method of granulation and simultaneous drying in such a way that the energy required for drying can be reduced.
- the invention accordingly relates to a process for the production of detergent-active granules with a bulk density above 450 g / l by granulation of a surfactant preparation form which has a non-surfactant liquid component, the anionic surfactant preparation form being produced in such a way that the anionic surfactant in its acid form or a mixture which contains one or more anionic surfactants in their acid form, and an aqueous alkaline solution is charged separately with a gaseous medium, then separated in almost stoichiometric amounts or combined into the granulation at a high propellant gas pressure and drying room are sprayed and the subsequent granulation is optionally carried out with the addition of one or more inorganic or organic solids and with simultaneous drying.
- the anionic surfactant preparation form can be prepared either directly after the introduction of the individual reactant streams into the granulation and drying room or even beforehand.
- the distance from the point at which the gas-charged reactant streams are brought together from the spray device depends on the process conditions and the material systems used, but is preferably kept as small as possible in order to clog the nozzle due to to avoid early onset of neutralization reactions.
- the anionic surfactant in its acid form or the mixture which contains one or more anionic surfactants in its acidic form is acted upon by a gaseous medium and is passed through a multi-component nozzle, for example via a 2-component nozzle sprayed the granulating and drying room.
- a gaseous medium acted upon and at the same time sprayed with the anionic surfactant in its acid form or the mixture which contains one or more anionic surfactants in their acid form in almost stoichiometric amounts via a further multi-substance nozzle into the granulation and drying room.
- almost stoichiometric amounts mean that the ratio of the number of acidic groups to alkaline groups is preferably in the range from 1.1: 1 to 0.8: 1 and in particular from 1: 1 to 0.9: 1.
- the invention provides that the acidic and alkaline reactant streams separately charged with a gaseous medium are brought together via a single multi-component nozzle, for example via a 3-component nozzle, and sprayed into the granulating and drying room become.
- the neutralization takes place essentially in the nozzle or directly when it emerges from the nozzle.
- the combined acidic and alkaline reactant streams to be sprayed into the granulating and drying room via a plurality of multi-component nozzles. This is particularly preferred when products are to be made from different types of anionic surfactants and thus different types of combined acidic and alkaline reactant streams are to be sprayed.
- the starting materials are introduced, for example using piston pumps, in almost stoichiometric metered amounts into one or two non-modified commercial nozzle (s) or one or two spray tube (s).
- the gaseous medium (propellant gas) is mixed in directly in front of the nozzle. In the case of spraying the combined reactant streams, this means that the gaseous medium is mixed into the reactant streams before they meet in front of or in the nozzle.
- Further technical details for carrying out the process for example with regard to the control of the reaction temperature, the flow rate of the reactant streams or the pressure at which the reaction mixture is sprayed into the granulating and drying room, can be found in European patent application 319819.
- the anionic surfactants in their acid form can be carboxylic acids, sulfuric acid half esters and sulfonic acids, preferably fatty acids, alkylarylsulfonic acids, sulfo fatty acid esters and the sulfuric acid semiesters of optionally alkoxylated, especially ethoxylated fatty alcohols and / or sulfosuccinic acid.
- fatty acid esters in particular fatty acid methyl esters, can also be used, in which case the ester group is not saponified, but instead is saponified.
- Suitable anionic surfactants in their acid form are therefore in particular either an anionic surfactant in its acid form or a mixture from the group of anionic surfactants in their acid form, if appropriate in combination with nonionic, amphoteric and / or cationic surfactants.
- Preferred anionic surfactants in their acid form are C8-C22 ⁇ alkyl sulfonic acids, Cg-Ci3-alkylbenzenesulfonic acids, usually called dodecylbenzenesulfonic acid, and methyl ⁇ -sulfofatty acid in their acid form.
- alkyl sulfonic acids are the sulfuric acid monoesters from primary alcohols of natural and synthetic origin, in particular from fatty alcohols, for example from coconut fatty alcohols, tallow fatty alcohols, oleyl alcohol, lauryl, myristyl, pal ityl or stearyl alcohol, or the C ⁇ o-C2 ⁇ _ 0xoalcohols, and those secondary alcohols this chain length.
- the sulfuric acid monoesters of the alcohols ethoxylated with 1 to 6 moles of ethylene oxide, such as 2-methyl-branched Cg-Cn alcohols with an average of 3.5 moles of ethylene oxide, are also suitable.
- esters of ⁇ -sulfofatty acids which, by sulfonation of the methyl esters of fatty acids of plant and / or animal origin with 10 to 20 C atoms in the fatty acid molecule, for example the sulfonated methyl esters of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids, and the ⁇ -sulfofatty acids (diacids) obtainable by ester cleavage.
- ester cleavage for example the sulfonated methyl esters of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids
- diacids obtainable by ester cleavage.
- alkanesulfonic acids which can be obtained from Ci2 _ Ci8 "" alkanes by sulfochlorination or sulfoxidation.
- Preferred nonionic surfactants are derived from liquid alkoxylated, advantageously ethoxylated, especially primary alcohols with preferably 9 to 18 carbon atoms and an average of 1 to 12 moles of ethylene oxide per mole of alcohol, in which the alcohol residue is linear or methyl in the 2-position may be branched, or may contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as are usually present in oxo alcohol radicals.
- linear residues of alcohols of native origin with 12 to 18 carbon atoms such as, for example, coconut oil, tallow fat or oleyl alcohol, are particularly preferred.
- the degrees of ethoxylation given represent statistical averages, which can be an integer or a fraction for a specific product.
- Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow range ethoxylates, nre).
- alcohol ethoxylates are preferred which have an average of 2 to 8 ethylene oxide groups.
- the preferred ethoxylated alcohols include, for example, Cg-Cn-oxo alcohol with 7 EO, Ci3-Ci5-0xo alcohol with 3 EO, 5 EO or 7 EO and in particular Ci2-Ci4 alcohol with 3 EO or 4 EO, Ci2-Ci8 alcohols 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures of these, such as mixtures of Ci2 ⁇ i4 alcohol with 3 EO and Ci2-Ci8 alcohol with 5 EO.
- G as a nonionic surfactant can be alkylglycosides of the general formula R-0- (G) x , in which R is a primary straight-chain or aliphatic radical with 8 to 22, preferably 12 to 18, carbon atoms branched in the 2-position Is symbol that stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, and the degree of oligo erization x is between 1 and 10, preferably between 1 and 2 and in particular is significantly less than 1.4.
- the surfactant preparation form can contain additives, which are preferably ingredients of detergents and cleaning agents, as further constituents.
- additives which are preferably ingredients of detergents and cleaning agents, as further constituents.
- surfactant preparations which contain additives in amounts of 0.001 to 15% by weight, based on the surfactant preparation form, are used in the process according to the invention.
- Particularly preferred additives are dyes, foam inhibitors, bleaches and / or constituents which improve solubility.
- Suitable dyes are temperature-stable dyes, preferably pigment dyes, which are advantageously used in amounts of 0.001 to 0.5% by weight, based on the surfactant preparation form.
- Suitable foam inhibitors are, for example, soaps of natural and synthetic origin, which have a high proportion of Ci8 "C24 fatty acids.
- Suitable non-surfactant-like foam inhibitors are organopolysiloxanes and their mixtures with microfine, optionally silanized silica, paraffins, waxes, microcrystalline waxes and their mixtures with silanized silica or bistearylethylenediamide.
- Bisacyla ide derived from Ci2-C20- A ⁇ - alkylamines and C2-C5-dicarboxylic acids are also usable.
- foam inhibitors are also advantageously used, for example those made of silicones and paraffins or
- the foam inhibitors are preferably bound to a granular, water-soluble or dispersible carrier substance, and the foam inhibitor content of the surfactant preparation form is preferably 0.01 to 0.5% by weight.
- bleaching agents that can be used are, for example, peroxy carbonate, peroxypyrophosphates, citrate perhydrates, peroxophthalates, diperazelaic acid or diperdodecanedioic acid.
- hydrogen peroxide as a bleaching agent in surfactant preparation forms which are used according to the invention.
- the content of bleach in the surfactant preparation form is preferably 0.5 to 15% by weight, in particular the content of hydrogen peroxide is 0.5 to 5% by weight.
- the constituents which improve the solubility include liquid, pasty and solid compounds which are soluble or dispersible in the other constituents of the Ten ⁇ preparation form.
- Preferred solubility-improving constituents are polyethylene glycols with a relative molecular weight between 200 and 20,000 and highly ethoxylated fatty alcohols with 14 to 80 ethylene oxide groups per mole of alcohol, in particular Ci2-Ci8 fatty alcohols with 20 to 60 ethylene oxide groups, for example Taig fatty alcohol with 30 EO or 40 EO used.
- the use of polyethylene glycols with a relative molecular weight between 200 and 600 is particularly preferred.
- These polyethylene glycols are advantageously used as a separate constituent of the non-surfactant liquid component.
- the content of the surfactant preparation form in these constituents which improve the solubility of the finished granules is preferably 1 to 15% by weight and in particular 2 to 10% by weight.
- the neutralization or saponification reaction is preferably carried out with concentrated aqueous alkaline solutions, for example solutions of hydroxides, carbonates or hypochlorites of sodium or potassium, in particular with a concentrated aqueous sodium hydroxide solution and / or potassium hydroxide solution, concentrations around 45 to 55% by weight are particularly preferred.
- concentrated aqueous alkaline solutions for example solutions of hydroxides, carbonates or hypochlorites of sodium or potassium
- concentrations around 45 to 55% by weight are particularly preferred.
- a further dilution of the reactant streams with water is not necessary, so that the process according to the invention has the advantage over the process described in the earlier German patent application P 41 27 323.0 that smaller amounts of water have to be removed in the granulating and drying room and thus the energy consumption can be reduced.
- Suitable gaseous media are, in particular, gases such as air or nitrogen which are inert to the starting and end materials.
- gases such as air or nitrogen which are inert to the starting and end materials.
- water vapor is also suitable here, in particular if one of the reactant streams or the reactant streams is to be heated before the merging.
- the sprayed reactant streams are now granulated and dried simultaneously.
- "Drying” is understood to mean the partial or complete removal of the non-surfactant liquid component. If desired, there may be residual values of free, ie unbound water and residual amounts of alcohol, as long as the finished granules are free-flowing and non-sticky. However, a free water content of 10% by weight and in particular 0.1 to 7% by weight, based in each case on the finished granules, is preferably not exceeded.
- the surfactant granules can be produced in all devices in which granulation can be carried out with simultaneous drying.
- the invention provides that the combination of these two process steps is carried out in a batch or continuous fluidized bed. It is particularly preferred to carry out the process continuously in the fluidized bed. It is also possible to add a component of the non-surfactant liquid component which has not been incorporated into the surfactant preparation form simultaneously and separately.
- the nozzle or the nozzles and the direction of spraying of the products to be sprayed can be arranged as desired.
- Fluidized bed apparatuses which are preferably used have base plates with dimensions of at least 0.4 m.
- fluidized bed apparatuses are preferred which have a base plate with a diameter between 0.4 and 5 m, for example 1.5 m or 2.6 m.
- fluidized bed apparatuses are also suitable which have a base plate with a diameter greater than 5 m.
- a perforated base plate or a Conidur plate (commercial product from Hein & Lehmann, Federal Republic of Germany) is preferably used as the base plate.
- the process according to the invention is preferably carried out at swirl air speeds between 0.5 and 8 m / s and in particular between 1 and 5.5 m / s.
- the granules are discharged from the fluidized bed advantageously by means of a size classification of the granules.
- This classification can take place, for example, by means of a sieve device or by means of an opposed air flow (classifier air) which is regulated in such a way that only particles of a certain particle size are removed from the fluidized bed and smaller particles are retained in the fluidized bed.
- the inflowing air is thus composed of the classifier air and the ground air, both of which can either be heated or unheated or one can be heated and the other unheated.
- cooled soil air can also be used.
- the soil air temperature is generally between - 20 and 400 ° C, preferably between 35 and 350 ° C and in particular between 35 and 120 ° C.
- the Temperature of the vortex air about 5 cm above the base plate 10 to 120 ° C, preferably 20 to 90 ° C and in particular 30 to 85 ° C.
- the air outlet temperature inevitably results from the reaction conditions.
- a starting mass is particularly suitable as starting mass, in particular those which can also be used as solids in the process according to the invention and which have a particle size distribution which corresponds approximately to the particle size distribution of the finished granules.
- surfactant granules as starting mass which have already been obtained in a previous process sequence.
- the components of the non-surfactant liquid component evaporate partially or completely in the fluidized bed. Dried to dried germs are formed, which are coated with further quantities of the surfactant preparation form, granulated and in turn dried at the same time.
- non-surfactant ingredients of detergents and cleaning agents preferably one or more constituents from the group of the alkali carbonates, alkali sulfates, crystalline and amorphous alkali silicates and sheet silicates, and zeolite, in particular zeolite NaA in detergent quality, salts of the solids Citric acid or other polycarboxylic acids, solid peroxy bleaching agents and optionally bleach activators and solid polyethylene glycols with a relative molecular weight greater than or equal to 2,000, in particular between 4,000 and 20,000, are used.
- Preferred solids have, for example, no more than 5% by weight of particles with a diameter above 2 mm and preferably no more than 5% by weight of particles with a diameter above 1.6 mm.
- solids are preferred which consist of at least 90% by weight of particles with a diameter below 1.0 mm. Examples of these are alkali carbonates with more than 90% by weight of particles with a diameter of less than or equal to 0.5 mm and zeolite NaA powder in detergent quality, which contains at least 90% by weight of particles with a diameter below 0 , 03 mm contains.
- the added solids are used with particular advantage in amounts of 10 to 50% by weight and in particular 20 to 45% by weight, based in each case on the sum of the surfactant preparation form and the solid.
- the surfactant granules which can be produced by the process according to the invention are claimed.
- Preferred surfactant granules have a surfactant content of from 10 to 100% by weight, in particular from 30 to 95% by weight and with particular advantage between 40 and 90% by weight, in each case based on the finished granules.
- Pure surfactant granules are obtained when the non-surfactant liquid component evaporates completely and the granules are thus completely dried and the optionally added solid consists of a pure surfactant material.
- surfactant granules which have been produced by the process according to the invention and now serve as a solid in the process according to the invention are optionally comminuted to the desired particle size distribution and recycled.
- the content of surfactants in the granules can be adjusted to any of the desired values.
- the surfactant granules obtained by the process according to the invention preferably have a bulk density of above 450 g / 1 to 1000 g / 1, in particular between 500 and 850 g / 1, and are dust-free, ie they contain in particular no particles with a particle size below 50 ⁇ m. Otherwise, the particle size distribution of the surfactant granules corresponds to the usual particle size distribution of a heavy detergent of the prior art.
- the surfactant granules have a particle size distribution in which a maximum of 5% by weight, preferably a maximum of 3% by weight of the particles have a diameter above 2.5 mm and a maximum of 5% by weight, with particular advantage a maximum of 3% by weight of the Particles have a diameter below 0.1 mm.
- the surfactant granules are characterized by their light color and their free-flowing properties. A further measure to prevent the surfactant granules produced according to the invention from sticking together is not necessary.
- surfactant granules being powdered in a known manner with finely divided materials, for example with zeolite NaA, soda, in order to further increase the bulk density.
- Preferred surfactant granules have such a regular, in particular approximately spherical, structure that a rounding step is generally not necessary and is therefore not preferred. Examples
- Examples 1 to 3 analogously to the disclosure of EP 319819 ABSS (Ci2 ⁇ alkylbenzenesulfonic acid; Example 1) and FASS (sulfuric acid half-ester of Ci2-Ci4 fatty alcohol; Examples 2 and 3) via a multi-component nozzle with NaOH (50 wt. % sodium hydroxide solution) spray-neutralized (propellant: nitrogen) and granulated together with a solid and dried simultaneously in a granulation drying plant (AGT) from Glatt, Federal Republic of Germany.
- a surfactant granulate which had been obtained in a previous batch (under the same process conditions) and had approximately the same composition as the finished granules of Examples 1 to 3 was used as the starting mass.
- the process conditions can be found in Table 1 become.
- Soda sodium carbonate with a bulk density of 620 g / l; commercial product from Matthes & Weber, Federal Republic of Germany was used as the solid.
- Example 4 describes the analogous preparation of surfactant granules without the addition of solids.
- Dust-free and non-sticky granules with high surfactant contents were obtained in all examples (see Table 2).
- the proportion of granules with a grain size above 2.5 mm was below 5% by weight in all examples.
- the content of the granules at 100% consists of unsulfonated components and salts that were contained in the raw material FASS.
- Examples 1-3 The content of the granules at 100% consists of soda and unsulfonated parts and salts, which were contained in the raw materials ABSS and FASS.
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Description
"Verfahren zur Herstelluno von Tensidαranulaten"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung flüssiger bis pastö- ser Zubereitungsformen wasch- und reinigungsaktiver Tensidverbindungen in lagerstabile und staubfreie Granulate mit erhöhtem Schüttgewicht.
Tensidgranulate können beispielsweise durch konventionelle Trocknungstech¬ nik von tensidhaltigen Lösungen und Pasten, insbesondere im Sprühturm, hergestellt werden. So wird beispielsweise in der europäischen Patentan¬ meldung 319 819 ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten durch Sprühtrocknung offenbart, wobei eine Sulfonsäure und eine hochkonzentrier¬ te wäßrige Natronlauge getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, anschließend in stöchiometrisehen Mengen zusammengeführt, in einer Mehr¬ stoffdüse neutralisiert und bei einem hohen Treibgasdruck im Trocknungs¬ turm versprüht wird. Die erhaltenen Produkte sind fest oder pastenförmig, wobei feste Produkte zumeist relativ staubig sind, einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt und ein geringes Schüttgewicht besitzen.
Eine Alternative zur Sprühtrocknung tensidischer Pasten stellt die Granu¬ lierung dar. So beschreibt die europäische Patentanmeldung EP 403 148 ein Verfahren zur Herstellung von Fettalkoholsulfat-Granulaten, die in kaltem Wasser dispergierbar sind. Dabei wird eine hochkonzentrierte wäßrige Fett¬ alkoholsulfat-Paste, die weniger als 14 Gew.-% Wasser und weniger als 20 Gew.-% weitere Zusätze enthält, bei Temperaturen zwischen 10 und 45 °C solange mechanisch bearbeitet, bis Granulate entstehen. Auf diese Weise werden zwar Fettalkoholsulfat-Granulate erhalten, die bereits bei Wasch¬ temperaturen zwischen 4 und 30 °C dispergiert werden; die einzuhaltende Verfahrenstemperatur und der relativ geringe maximale Wassergehalt der Tensidpaste stellen jedoch kritische Verfahrensparameter dar. Außerdem ist nicht offenbart, welche Schüttgewichte die nach diesem Verfahren herge¬ stellten Granulate aufweisen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 112 ist ein Verfahren zur Her¬ stellung von Fettalkoholsulfat- und/oder Alkylbenzolsulfonat-Granulaten bekannt, wobei die Neutralisierung der Aniontenside in Säureform zu einer Paste mit maximal 12 Gew.-% Wasser unter Zugabe von Hilfsstoffen wie Poly- ethylenglykolen, ethoxylierten Alkoholen oder Alkylphenolen, welche einen Schmelzpunkt oberhalb 48 °C aufweisen, und die Granulierung in einem
schnellaufenden Mischer erfolgt. Wiederum stellt die einzuhaltende Wasser¬ menge einen kritischen Verfahrensparameter dar. Außerdem ist nicht offen¬ bart, welche Schüttgewichte die nach diesem Verfahren erhaltenen Tensid- granulate aufweisen.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 111 ist ein Verfahren zur Her¬ stellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schütt¬ gewicht oberhalb 450 g/1 und insbesondere zwischen 500 und 1200 g/1 be¬ kannt, wobei eine Tensid-Zubereitungsform, die als Flüssigkomponente Was¬ ser enthält und zusätzlich organische Polymere und Buildersubstanzen ent¬ halten kann, mit einem feinteiligen Feststoff versetzt und in einem Hoch¬ geschwindigkeitsmischer granuliert wird. Auch hier stellt der Wassergehalt der Tensidpaste einen kritischen Verfahrensparameter dar. Wenn der Wasser¬ gehalt der Tensid-Paste zu hoch ist, wird der Feststoff dispergiert, so daß er nicht mehr als Deagglomerierungsagens wirken kann. Überschreitet der Feststoffgehalt andererseits einen bestimmten Wert, so besitzt die Masse nicht die für die Granulation notwendige Konsistenz.
In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung WO 93/04154 wird ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 450 g/1 durch Granulierung einer Tensid- Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, beschrieben, wobei eine Tensid-Zubereitungsform, die unter Normaldruck bei Temperaturen zwischen 20 und 40 °C in flüssiger bis pastöser Form vor¬ liegt, gewünschtenfaUs unter Zumischung eines anorganischen oder organischen Feststoffes granuliert und gleichzeitig getrocknet wird. Diese Granulierung und gleichzeitige Trocknung findet vorzugsweise in einer Wir¬ belschicht (Wirbelschichtgranulierung) statt. Die eingesetzte Tensid-Zube¬ reitungsform enthält außer den Tensiden auch eine nicht-tensidische Flüs- sigkomponente, die bevorzugterweise Wasser oder eine wäßrige Lösung dar¬ stellt. In diesem Verfahren stellt im Gegensatz zum genannten Stand der Technik der Gehalt an einer nicht-tensidischen Flüssigkomponente keinen kritischen Verfahrensparameter dar. Im Gegenteil, aniontensidhaltige Zu¬ bereitungsformen werden üblicherweise durch Neutralisation der Anionten- side in ihrer Säureform mit konzentrierten wäßrigen alkalischen Lösungen hergestellt. Damit eine derartige Zubereitungsform jedoch bei 20 bis 40 °C
in flüssiger bis pastöser Form vorliegt, muß die Mischung im allgemeinen mit Wasser verdünnt werden. Dabei ist der hohe Energieverbrauch, der zum Entfernen des Wassers benötigt wird, jedoch als nachteilig anzusehen.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, das genannte Verfahren der Granu¬ lierung und gleichzeitigen Trocknung dahingehend weiterzuentwickeln, daß der benötigte Energieaufwand zur Trocknung reduziert werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht ober¬ halb 450 g/1 durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, wobei die aniontensidische Tensid-Zubereitungsform derart hergestellt wird, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder eine Mischung, welche ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, sowie eine wäßrige alkalische Lösung getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, anschließend in nahezu stöchio- metrischen Mengen getrennt oder zusammengeführt bei einem hohen Treibgas¬ druck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die an¬ schließende Granulierung gewünschtenfaUs unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und unter gleichzei¬ tiger Trocknung durchgeführt wird.
Die Herstellung der aniontensidischen Tensid-Zubereitungsform kann erfin¬ dungsgemäß entweder direkt nach dem Einbringen der einzelnen Reaktanten- ströme in den Granulier- und Trocknungsraum oder bereits vorher erfolgen. Dabei ist im letzteren Fall zu beachten, daß der Abstand des Ortes der Zusammenführung der gasbeaufschlagten Reaktantenströme von der Sprühein¬ richtung zwar von den Verfahrensbedingungen und den eingesetzen Stoffsy¬ stemen abhängig ist, vorzugsweise aber möglichst klein gehalten wird, um ein Verstopfen der Düse aufgrund zu früh einsetzender Neutralisationsre¬ aktionen zu vermeiden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher das Aniontensid in seiner Säureform oder die Mischung, die ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, mit einem gasför¬ migen Medium beaufschlagt und über eine Mehrstoff-Düse, beispielsweise über eine 2-Stoff-Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht. Ebenso wird eine wäßrige alkalische Lösung mit einem gasförmigen Medium
beaufschlagt und gleichzeitig mit dem Aniontensid in seiner Säureform oder der Mischung, welche ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform ent¬ hält, in nahezu stöchiometrischen Mengen über eine weitere Mehrstoff-Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht. In diesem Fall findet die Neutralisation und damit die Herstellung der Aniontenside direkt in dem Granulier- und Trocknungsraum statt. Im Rahmen dieser Erfindung bedeuten "nahezu stöchiometrische Mengen", daß das Verhältnis der Anzahl saurer Gruppen zu alkalischen Gruppen vorzugsweise im Bereich von 1,1 : 1 bis 0,8 : 1 und insbesondere von 1 : 1 bis 0,9 : 1 liegt.
In einer weiteren und insbesondere bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung allerdings vor, daß die getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagten sauren und alkalischen Reaktantenströme über eine einzige Mehrstoff-Düse, beispielsweise über eine 3-Stoff-Düse, zusammengeführt und in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden. In diesem Fall er¬ folgt die Neutralisation im wesentlichen Umfang in der Düse bzw. direkt beim Austritt aus der Düse. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die zusammengeführten sauren und alkalischen Reaktantenströme über mehrere Mehrstoff-Düsen in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn Produkte aus verschiedenartigen Aniontensiden hergestellt und somit verschiedenartige, zusammengeführte saure und alkalische Reaktantenströme versprüht werden sollen.
In der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden die Ausgangsstoffe beispielsweise unter Verwendung von Kolbenpumpen nahezu stöchiometrisch dosiert in eine bzw. zwei nicht weiter modifizierte han¬ delsübliche Düse(n) bzw. ein oder zwei Sprührohr(e) eingebracht. Unmittel¬ bar vor der Düse erfolgt das Zumischen des gasförmigen Mediums (Treibgas). Im Falle des Versprühens der zusammengeführten Reaktantenströme bedeutet dies, daß das Zumischen des gasförmigen Mediums in die Reaktantenströme vor deren Zusammentreffen vor bzw. in der Düse erfolgt. Weitere technische Einzelheiten zur Durchführung des Verfahrens, beispielsweise bezüglich der Steuerung der Reaktionstemperatur, der Strömungsgeschwindigkeit der Re¬ aktantenströme oder des Drucks, bei dem das Reaktionsgemisch in den Gra¬ nulier- und Trocknungsraum versprüht wird, können der europäischen Patent¬ anmeldung 319819 entnommen werden.
Als Aniontenside in ihrer Säureform können Carbonsäuren, Schwefelsäure¬ halbester und Sulfonsäuren, vorzugsweise Fettsäuren, Alkylarylsulfonsäu- ren, -Sulfofettsäureester sowie die Schwefelsäurehalbester von ggf. alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen und/oder der Sul- fobernsteinsäure eingesetzt werden. Im weitesten Sinne können auch Fett¬ säureester, insbesondere Fettsäuremethylester, eingesetzt werden, wobei in diesem Fall keine Neutralisationsreaktion, sondern eine Verseifung der Estergruppe durchgeführt wird.
Als Aniontenside in ihrer Säureform eignet sich daher insbesondere ent¬ weder ein anionisches Tensid in seiner Säureform oder ein Gemisch aus der Gruppe der anionischen Tenside in ihrer Säureform, gegebenenfalls in Kom¬ bination mit nichtionischen, amphoteren und/oder kationischen Tensiden. Bevorzugte Aniontenside in ihrer Säureform sind C8-C22~Alkylsulfonsäuren, Cg-Ci3-Alkylbenzolsulfonsäuren, meist Dodecylbenzolsulfonsäure genannt, und α-Sulfofettsäuremethylester in ihrer Säureform. Besonders bevorzugte Alkylsulfonsäuren sind die Schwefelsäuremonoester aus primären Alkoholen natürlichen und synthetischen Ursprungs, insbesondere aus Fettalkoholen, z.B. aus Kokosfettalkoholen, Taigfettalkoholen, Oleylalkohol , Lauryl-, Myristyl-, Pal ityl- oder Stearylalkohol , oder den Cιo-C2θ_0xoalkoholen, und diejenigen sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge. Auch die Schwefel¬ säuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte Cg-Cn-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylen¬ oxid sind geeignet. Insbesondere werden nach dem erfindungsgemäßen Ver¬ fahren Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonsäuren) , die durch - Sulfonierung der Methylester von Fettsäuren pflanzlichen und/oder tie¬ rischen Ursprungs mit 10 bis 20 C-Atomen im Fettsäuremolekül, zum Beispiel die -sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Taig¬ fettsäuren, sowie die durch die Esterspaltung erhältlichen α-Sulfofettsäu- ren (Disäuren) eingesetzt. Auch der Einsatz von Mischungen der Mono-Säuren und Di-Säuren mit weiteren Aniontensiden in ihrer Säureform, beispiels¬ weise mit Alkylbenzolsulfonsäuren und/oder Fettalkylsulfonsäuren, ist be¬ vorzugt.
Geeignet sind auch Alkansulfonsäuren, die aus Ci2_Ci8""Alkanen durch Sulfo- chlorierung oder Sulfoxidation erhältlich sind.
Bevorzugt eingesetzte nichtionische Tenside leiten sich von flüssigen alkoxylierten, vorte hafterweise ethoxylierten, insbesondere primären Al¬ koholen mit vorzugsweise 9 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ab, in denen der Alkoholrest linear oder in 2-Stellung methyl erzweigt sein kann, bzw. lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkohol- resten vorliegen. Insbesondere sind jedoch lineare Reste aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen bevorzugt, wie z.B. aus Kokos-, Taigfett- oder Oleylalkohol. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung (narrow ränge ethoxylates, nre) auf. Insbesondere sind Alkoholethoxylate bevorzugt, die durchschnittlich 2 bis 8 Ethylenoxidgruppen aufweisen. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise Cg-Cn-Oxoalkohol mit 7 EO, Ci3-Ci5-0xoalkohol mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und insbesondere Ci2-Ci4-Alkohol mit 3 EO oder 4 EO, Ci2-Ci8-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus Ci2~ i4-Alkohol mit 3 EO und Ci2-Ci8-Alkohol mit 5 EO. Wei¬ terhin können als nichtionische Tenside Alkylglykoside der allgenmeinen Formel R-0-(G)x, in der R einen primären geradkettigen oder in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet, G ein Symbol ist, das für eine Glykose-Einheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht, und der Oligo erisierungsgrad x zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 2 liegt und insbesondere deutlich kleiner als 1,4 ist.
Als weitere Bestandteile kann die Tensid-Zubereitungsform Zusatzstoffe, die vorzugsweise Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln sind, ent¬ halten. Insbesondere werden im erfindungsgemäßen Verfahren Tensid-Zuberei- tungen eingesetzt, die Zusatzstoffe in Mengen von 0,001 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tensid-Zubereitungsform, enthalten. Besonders bevorzugte Zusatzstoffe sind Farbstoffe, Schauminhibitoren, Bleichmittel und/oder die Löslichkeit verbessernde Bestandteile.
Geeignete Farbstoffe sind temperaturstabile Farbstoffe, vorzugsweise Pig¬ mentfarbstoffe, die vorteilhafterweise in Mengen von 0,001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Tensid-Zubereitungsform, eingesetzt werden.
Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise Seifen natürlicher und synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an Ci8"C24-Fettsäuren auf¬ weisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind Organopolysil- oxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kie¬ selsäure, Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure oder Bistearylethylendiamid. Auch von Ci2-C20-A^- kylaminen und C2-C5-Dicarbonsäuren abgeleitete Bisacyla ide sind brauch¬ bar. Mit Vorteil werden auch Gemische verschiedener Schauminhibitoren ver¬ wendet, z.B. solche aus Silikonen und Paraffinen oder Wachsen. Vorzugs¬ weise sind die Schauminhibitoren an eine granuläre, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden. Der Gehalt der Tensid-Zube¬ reitungsform an Schauminhibitoren beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-%.
Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindun¬ gen haben das Natriumperborat-tetrahydrat und das Natriu perborat-mono- hydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beipiels- weise Peroxycarbonat, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate, Peroxophtha- late, Diperazelainsäure oder Diperdodecandisäure. Insbesondere ist es auch bevorzugt, in Tensid-Zubereitungsformen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, Wasserstoffperoxid als Bleichmittel einzusetzen. Der Gehalt der Tensid-Zubereitungsform an Bleichmittel beträgt vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-%, insbesondere beträgt der Gehalt an Wasserstoffperoxid 0,5 bis 5 Gew.-%.
Zu den Bestandteilen, welche die Löslichkeit verbessern, gehören flüssige, pastöse und feste Verbindungen, die in den übrigen Bestandteilen der Ten¬ sid-Zubereitungsform löslich oder dispergierbar sind. Vorzugsweise werden als die Löslichkeit verbessernde Bestandteile Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 20 000 und hochethoxylierte Fett¬ alkohole mit 14 bis 80 Ethylenoxidgruppen pro Mol Alkohol, insbesondere Ci2-Ci8-Fettalkohole mit 20 bis 60 Ethylenoxidgruppen, beispielsweise
Taigfettalkohol mit 30 EO oder 40 EO eingesetzt. Dabei ist der Einsatz von Polyethylenglykolen mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 600 besonders bevorzugt. Diese Polyethylenglykole werden vorteilhafterweise als separater Bestandteil der nicht-tensidischen Flüssigkomponente einge¬ setzt. Der Gehalt der Tensid-Zubereitungsform an diesen die Löslichkeit der fertigen Granulate verbessernden Bestandteilen beträgt vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 10 Gew.-%.
Die Neutralisations- bzw. Verseifungsreaktion wird vorzugsweise mit kon¬ zentrierten wäßrigen alkalischen Lösungen, beispielsweise Lösungen von Hy¬ droxiden, Carbonaten oder Hypochloriten des Natriums oder Kaliums, insbe¬ sondere mit einer konzentrierten wäßrigen Natronlauge und/oder Kalilauge durchgeführt, wobei Konzentrationen um 45 bis 55 Gew.-% besonders bevor¬ zugt sind. Ein weiteres Verdünnen der Reaktantenströme mit Wasser ist nicht erforderlich, so daß das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem in der älteren deutschen Patentanmeldung P 41 27 323.0 beschriebenen Verfah¬ ren den Vorteil besitzt, daß geringere Wassermengen im Granulier- und Trocknungsraum entfernt werden müssen und der Energieverbrauch somit redu¬ ziert werden kann.
Als gasförmiges Medium (Treibgas) eignen sich insbesondere gegenüber den Ausgangs- und Endstoffen inerte Gase wie Luft oder Stickstoff. Prinzipiell ist hierbei auch Wasserdampf geeignet, insbesondere wenn einer der Reak¬ tantenströme oder die Reaktantenströme vor der Zusammenführung erwärmt werden soll(en).
Die versprühten Reaktantenströme werden nun gleichzeitig granuliert und getrocknet. Dabei wird unter "Trocknung" das teilweise oder vollständige Entfernen der nicht-tensidischen Flüssigkomponente verstanden. Falls ge¬ wünscht, können Restwerte an freiem, das heißt nicht-gebundenem Wasser und Restmengen an Alkohol vorhanden sein, solange die fertigen Granulate rie¬ selfähig und nicht klebend sind. Vorzugsweise wird jedoch ein Gehalt an freiem Wasser von 10 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 7 Gew.-%, jeweils bezogen auf die fertigen Granulate, nicht überschritten.
Die Herstellung der Tensidgranulate kann - wie dies ausführlich in der älteren Patentanmeldung WO 93/04154 beschrieben ist - in allen Vorrichtun¬ gen erfolgen, in denen eine Granulierung unter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt werden kann. Beispiele hierfür sind beheizbare Mischer und Granulatoren, insbesondere Granulatoren vom Typ Turbo dryer (R) (Vorrich¬ tung der Firma Vomm, Italien). In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung jedoch vor, daß die Kombination dieser beiden Verfahrens¬ schritte in einer batchweise oder kontinuierlich laufenden Wirbelschicht durchgeführt wird. Es ist insbesondere bevorzugt, das Verfahren konti¬ nuierlich in der Wirbelschicht durchzuführen. Dabei ist es auch möglich, einen Bestandteil der nicht-tensidischen Flüssigkomponente, welcher nicht in die Tensid-Zubereitungsform eingearbeitet wurde, gleichzeitig und sepa¬ rat zuzusetzen. Die Düse bzw. die Düsen und die Sprührichtung der zu ver¬ sprühenden Produkte können beliebig angeordnet sein. Bevorzugt eingesetzte Wirbelschicht-Apparate besitzen Bodenplatten mit Abmessungen von min¬ destens 0,4 m. Insbesondere sind Wirbelschicht-Apparate bevorzugt, die eine Bodenplatte mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 5 m, beispiels¬ weise 1,5 m oder 2,6 m, besitzen. Es sind jedoch auch Wirbelschicht-Ap¬ parate geeignet, die eine Bodenplatte mit einem größeren Durchmesser als 5 m aufweisen. Als Bodenplatte wird vorzugsweise eine Lochbodenplatte oder eine Conidurplatte (Handelsprodukt der Firma Hein & Lehmann, Bundesrepu¬ blik Deutschland) eingesetzt. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Ver¬ fahren bei Wirbelluftgeschwindigkeiten zwischen 0,5 und 8 m/s und insbe¬ sondere zwischen 1 und 5,5 m/s durchgeführt. Der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht erfolgt vorteilhafterweise über eine Größenklassierung der Granulate. Diese Klassierung kann beispielsweise mittels einer Sieb¬ vorrichtung oder durch einen entgegengeführten Luftstrom (Sichterluft) erfolgen, der so reguliert wird, daß erst Teilchen ab einer bestimmten Teilchengröße aus der Wirbelschicht entfernt und kleinere Teilchen in der Wirbelschicht zurückgehalten werden. Somit setzt sich die einströmende Luft aus der Sichterluft und der Bodenluft zusammen, wobei beide entweder beheizt oder unbeheizt bzw. eine beheizt und die andere unbeheizt sein können. In Ausnahmefällen kann auch eine gekühlte Bodenluft eingesetzt werden. Die Bodenlufttemperatur liegt dabei im allgemeinen zwischen - 20 und 400 °C, vorzugsweise zwischen 35 und 350 °C und insbesondere zwischen 35 und 120 °C. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die
Temperatur der Wirbelluft etwa 5 cm oberhalb der Bodenplatte 10 bis 120 °C, vorzugsweise 20 bis 90 °C und insbesondere 30 bis 85 °C. Die Luftaus¬ trittstemperatur ergibt sich zwangsläufig aus den Reaktionsbedingungen. Bei dem bevorzugt durchgeführten Verfahren in der Wirbelschicht ist es notwendig, daß zu Beginn des Verfahrens eine Startmasse vorhanden ist, die als anfänglicher Träger für die eingesprühte Tensid-Zubereitungsform dient. Als Startmasse eignen sich vor allem Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere solche, die auch als Feststoffe in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können und die eine Korn¬ größenverteilung aufweisen, welche in etwa der Korngrößenverteilung der fertigen Granulate entspricht. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, als Startmasse Tensidgranulate einzusetzen, die bereits bei einem vorangegan¬ genen Verfahrensablauf erhalten wurden.
In der Wirbelschicht verdampfen die Bestandteile der nicht-tensidischen Flüssigkomponente teilweise oder vollständig. Es entstehen angetrocknete bis getrocknete Keime, die mit weiteren Mengen eingebrachter Tensid-Zube¬ reitungsform umhüllt, granuliert und wiederum gleichzeitig getrocknet werden.
Eine besonders wichtige Ausführungsform sieht dabei vor, daß die Tensid- Zubereitungsform unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe granuliert und gleichzeitig getrocknet wird, wobei der bzw. die Feststoff(e) pneumatisch über Blasleitungen eingestäubt wer¬ den kann bzw. können. Dieser Feststoff, der als Träger für die Tensid-Zu¬ bereitungsform dient, besteht dabei vorzugsweise aus Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln. Geeignete Feststoffe sind beispielsweise auch Tenside bzw. Tensid-Gemische, die durch Granulierung, durch Sprüh¬ trocknung oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und recyclisiert werden. Insbesondere ist der Einsatz von sprühgetrockneten und/oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Tensidgranulaten bevorzugt. Mit Vorteil können als Feststoffe - alternativ zur Einarbeitung in die Tensid-Zubereitungsform - auch hochethoxylierte Fettalkohole mit beispielsweise 20 bis 80 E0, vorzugsweise 20 bis 60 E0 und insbesondere Taigfettalkohol mit 30 oder 40 EO, eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden als Feststoffe nicht- tensidische Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, vorzugsweise ein oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der Alkalicarbonate, Alkali¬ sulfate, kristallinen und amorphen Alkalisilikate und Schichtsilikate sowie Zeolith, insbesondere Zeolith NaA in Waschmittelqualität, Salzen der Citronensäure oder anderer Polycarbonsäuren, festen Peroxybleichmittel und gegebenenfalls Bleichaktivatoren und festen Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse größer oder gleich 2 000, insbesondere zwischen 4000 und 20 000, eingesetzt.
Vorzugsweise werden als Feststoffe feinteilige Materialien eingesetzt, die entweder bereits in diesem Zustand direkt hergestellt werden, käuflich erwerblich sind oder durch übliche Zerkleinerungsmethoden, beispielsweise durch das Mahlen mit üblichen Mühlen, in diesen feinteiligen Zustand über¬ führt werden.
Bevorzugte Feststoffe besitzen beispielsweise nicht mehr als 5 Gew-% an Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb 2 mm und vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-% an Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb 1,6 mm. Insbeson¬ dere sind Feststoffe bevorzugt, die zu mindestens 90 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb von 1,0 mm bestehen. Beispiele hierfür sind Alkalicarbonate mit mehr als 90 Gew.-% an Teilchen mit einem Durch¬ messer kleiner oder gleich 0,5 mm und Zeolith NaA-Pulver in Waschmittel¬ qualität, welcher zu mindestens 90 Gew.-% Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb 0,03 mm enthält. Mit besonderem Vorteil werden die zugesetzten Feststoffe in Mengen von 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere von 20 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus Tensid-Zubereitungsform und Feststoff, eingesetzt.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Tensidgranulate beansprucht, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind. Bevorzugte Ten¬ sidgranulate weisen einen Gehalt von 10 bis 100 Gew.- , insbesondere von 30 bis 95 Gew.-% und mit besonderem Vorteil zwischen 40 und 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fertige Granulat, an Tensiden auf. Reine Tensid¬ granulate werden erhalten, wenn die nicht-tensidische Flüssigkomponente vollständig verdampft und das Granulat somit vollständig getrocknet wird
und der gegebenenfalls zugesetzte Feststoff aus einem reinen Tensidmate- rial besteht. In diesem Fall werden vorzugsweise Tensidgranulate, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und nun als Feststoff in dem erfindungsgemäßen Verfahren dienen, gegebenenfalls auf die ge¬ wünschte Korngrößenverteilung zerkleinert und recyclisiert. Der Gehalt der Granulate an Tensiden ist dabei auf jeden der gewünschten Werte einstell¬ bar.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Tensidgranulate weisen vorzugsweise ein Schüttgewicht von oberhalb 450 g/1 bis 1000 g/1, insbe¬ sondere zwischen 500 und 850 g/1, auf und sind staubfrei, d.h. sie enthal¬ ten insbesondere keine Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 50 μm. Ansonsten entspricht die Korngrößenverteilung der Tensidgranulate der üblichen Korngrößenverteilung eines schweren Wasch- und Reinigungsmittels des Standes der Technik. Insbesondere besitzen die Tensidgranulate eine Korngrößenverteilung, bei der maximal 5 Gew.-%, vorzugsweise maximal 3 Gew.-% der Teilchen einen Durchmesser oberhalb 2,5 mm und maximal 5 Gew.-%, mit besonderem Vorteil maximal 3 Gew.-% der Teilchen einen Durch¬ messer unterhalb 0,1 mm aufweisen. Die Tensidgranulate zeichnen sich durch ihre Hellfarbigkeit und durch ihre Rieselfähigkeit aus. Dabei ist eine weitere Maßnahme zur Verhinderung des Verklebens der erfindungsgemäß her¬ gestellten Tensidgranulate nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann je¬ doch ein Verfahrensschritt nachgeschaltet werden, wobei die Tensidgranula¬ te zwecks weiterer Erhöhung des Schüttgewichts in bekannter Weise mit feinteiligen Materialien, beispielsweise mit Zeolith NaA, Soda, abgepudert werden. Bevorzugte Tensidgranulate besitzen eine derart regelmäßige, ins¬ besondere angenähert kugelförmige Struktur, daß ein Verrundungsschritt in der Regel nicht notwendig und daher auch nicht bevorzugt ist.
B e i s p i e l e
In den Beispielen 1 bis 3 wurden analog zur Offenbarung der EP 319819 ABSS (Ci2~Alkylbenzolsulfonsäure; Beispiel 1) und FASS (Schwefelsäurehalb¬ ester von Ci2-Ci4-Fettalkohol; Beispiele 2 und 3) über eine Mehrstoffdüse mit NaOH (50 Gew.-%ige Natronlauge) sprühneutralisiert (Treibgas: Stick¬ stoff) und direkt in einer Anlage zur Granuliertrocknung (AGT) der Firma Glatt, Bundesrepublik Deutschland, zusammen mit einem Feststoff granuliert und gleichzeitig getrocknet. Als Startmasse wurde jeweils ein Tensidgra- nulat eingesetzt, das bei einem vorangegangenen Ansatz (unter denselben Verfahrensbedingungen) gewonnen worden war und in etwa dieselbe Zusammen¬ setzung besaß wie die fertigen Granulate der Beispiele 1 bis 3. Die Ver¬ fahrensbedingungen können der Tabelle 1 entnommen werden.
Als Feststoff wurde Soda (Natriumcarbonat mit einem Schüttgewicht von 620 g/1; Handelsprodukt der Firma Matthes & Weber, Bundesrepublik Deutschland) eingesetzt.
Beispiel 4 beschreibt die analoge Herstellung von Tensidgranulaten ohne Zumischung von Feststoffen.
In allen Beispielen wurden staubfreie und nicht klebende Granulate mit hohen Tensidanteilen erhalten (siehe Tabelle 2). Der Anteil der Granulate mit einer Korngröße oberhalb 2,5 mm lag in allen Beispielen unter 5 Gew.-%.
Tabelle 1: Verfahrensparameter
Beispiele
Wirbelschicht
- Durchmesser in mm 400 400 400 1200
- Fläche in m^ 0,13 0,13 0,13 1,13
Wirbelluftgeschwin- digkeit in m/s 2,35 2,35 1,92 1,1 (unter Betriebsbe¬ dingungen ohne Treibgas)
Temperaturen in °C
- Bodenluft 85 85 89 82
- Sichterluft 20 20 10 20
- Wirbel luft ca. 5 cm oberhalb der Bodenplatte 62 62 69 80
- Luftaustritt 60 60 60 76
Durchsatz in kg/h ABSS 30 FASS 30 50 250 NaOH 7,5 7,1 12,9 59,1 Soda 50 40 40
Startmasse in kg 20 20 20 120
Tabelle 2: Kenndaten der Produkte
Beispiele
1 2 3 4
Tensidgehalt in Gew.-% 39 45 53 92
Wassergehalt in Gew.-% < 1 < 1 6 2,2
Schüttgewicht in g/1 575 600 580 500
Siebanalyse in Gew.-%
2,5 mm — — — 1,8
1 ,6 mm 6,8 2,5 23,4 7,0
0,8 mm 32,8 28,6 34,9 36,3
0,6 mm 21,2 25,3 14,5 26,1
0,4 mm 21,8 24,7 12,7 19,9
0,2 mm 15,5 12,6 11,0 8,1
0,1 mm 1,9 6,3 3,5 0,8
0,05 mm — — — —
<' 0,05 mm
Zu Beispiel 4: Der Gehalt der Granulate zu 100 % besteht aus unsulfierten Anteilen und Salzen, die im Rohstoff FASS enthalten waren.
Zu den Beispielen 1-3 Der Gehalt der Granulate zu 100 % besteht aus Soda und unsulfierten Anteilen und Salzen, die in den Rohstoffen ABSS bzw. FASS enthalten waren.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 450 g/1 durch Granulierung einer Ten¬ sid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die aniontensidische Tensid-Zu¬ bereitungsform derart hergestellt wird, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder eine Mischung, welche ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, sowie eine wäßrige alkalische Lösung getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, anschließend in nahezu stöchiometrisehen Mengen getrennt oder zusammengeführt bei einem hohen Treibgasdruck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die anschließende Granulierung gewünschtenfaUs unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und un¬ ter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagten Reaktantenströme in nahezu stöchiometrischen Mengen zusammengeführt über eine oder mehrere Mehr¬ stoff-Düsen in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder die Mischung, die ein oder mehrere Anionten¬ side in ihrer Säureform enthält, mit einem gasförmigen Medium beauf¬ schlagt und über eine Mehrstoff-Düse in den Granulier- und Trocknungs¬ raum versprüht wird, während gleichzeitig eine wäßrige, mit einem gas¬ förmigen Medium beaufschlagte alkalische Lösung in nahezu stöchiome¬ trischen Mengen über eine weitere Mehrstoff-Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der sauren Gruppen zu den alkalischen Gruppen im Bereich von 1,1 : 1 bis 0,8 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 0,9 : 1 liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fettsäuren, Alkylarylsulfonsäuren wie Cg-Ci3-Alkylbenzolsulfonsäu- re, -Sulfofettsäureester sowie die Schwefelsäurehalbester von ggf. alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen und/oder der Sulfobernsteinsäure eingesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aniontensid in seiner Säureform oder ein Gemisch aus der Grup¬ pe der Aniontenside in ihrer Säureform in Kombination mit nicht¬ ionischen, amphoteren und/oder kationischen Tensiden eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibgas Luft, Stickstoff oder Wasserdampf eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung und gleichzeitige Trocknung in der Wirbelschicht batchweise oder kontinuierlich, vorzugsweise kontinuierlich durchge¬ führt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht über eine Größen¬ klassierung der Granulate erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenlufttemperatur zwischen - 20 und 400 °C, vorzugsweise zwischen 35 und 350 °C und insbesondere zwischen 35 und 120 °C, die Temperatur der Wirbelluft etwa 5 cm oberhalb der Bodenplatte zwischen 10 und 120 °C, vorzugsweise zwischen 20 und 90 °C und insbesondere zwischen 30 und 85 °C liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffe nicht-tensidische Inhaltsstoffe von Wasch- und Rei¬ nigungsmitteln, vorzugsweise ein oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der Alkalicarbonate, Alkalisulfate, kristallinen und amorphen Alkalisilikate und Schichtsilikate sowie Zeolith, Salzen der Citronen- säure oder anderer Polycarbonsäuren, festen Peroxybleichmittel und gegebenenfalls Bleichaktivatoren und festen Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse größer oder gleich 2 000, insbesondere zwischen 4 000 und 20000, eingesetzt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzen Feststoffe in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere von 20 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus Tensid-Zubereitungsform und Feststoff, eingesetzt werden.
13. Tensidgranulat, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 95 Gew.-% und insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fer¬ tige Granulat, an Tensiden enthält.
14. Tensidgranulat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Schüttgewicht oberhalb von 450 bis 1000 g/1, insbesondere zwischen 500 und 850 g/1 und keine Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 50 μm aufweist.
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