EP0683814B1 - Verfahren zur herstellung von tensidgranulaten - Google Patents

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EP0683814B1
EP0683814B1 EP94906207A EP94906207A EP0683814B1 EP 0683814 B1 EP0683814 B1 EP 0683814B1 EP 94906207 A EP94906207 A EP 94906207A EP 94906207 A EP94906207 A EP 94906207A EP 0683814 B1 EP0683814 B1 EP 0683814B1
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EP
European Patent Office
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surfactant
granulation
weight
granules
acid
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94906207A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0683814A1 (de
Inventor
Volker Bauer
Jochen Jacobs
Bernhard Gutsche
Thomas LÜDER
Christoph Breucker
Günter PANTHEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cognis IP Management GmbH
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
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Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP0683814A1 publication Critical patent/EP0683814A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0683814B1 publication Critical patent/EP0683814B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/0082—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents one or more of the detergent ingredients being in a liquefied state, e.g. slurry, paste or melt, and the process resulting in solid detergent particles such as granules, powders or beads
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/06—Powder; Flakes; Free-flowing mixtures; Sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D11/00—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents
    • C11D11/04—Special methods for preparing compositions containing mixtures of detergents by chemical means, e.g. by sulfonating in the presence of other compounding ingredients followed by neutralising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/06—Powder; Flakes; Free-flowing mixtures; Sheets
    • C11D17/065—High-density particulate detergent compositions

Definitions

  • the invention relates to a method for converting liquid to pasty preparation forms of detergent active in washing and cleaning 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, neutralized in a multi-component nozzle and at a high propellant pressure in the Drying tower is sprayed.
  • 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 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 .; however, the process temperature to be observed and the relatively low maximum water content of the surfactant paste are critical process parameters.
  • a surfactant preparation containing water as a liquid component and additionally organic May contain 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 deagglomerating 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 preferably water or an aqueous solution.
  • preparation forms containing anionic surfactants are usually prepared by neutralizing the anionic surfactants in their 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 preparation 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 prepared in such a way that the anionic surfactant is produced in its acid form or a mixture which contains one or more anionic surfactants in their acid form, and an aqueous alkaline solution is separately charged with a gaseous medium, then separated or combined in almost stoichiometric amounts or sprayed into the granulation and drying room at a high propellant pressure and the subsequent granulation is carried out, if desired, 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 individual reactant streams have been introduced into the granulation and drying room or even beforehand.
  • the distance from the location of the junction of the gas-charged reactant streams to the spray device depends on the process conditions and the material systems used, but is preferably kept as small as possible in order to prevent the nozzle from becoming blocked due to neutralization reactions that start too early avoid.
  • the anionic surfactant in its acid form or the mixture which contains one or more anionic surfactants in its acid form is acted upon by a gaseous medium and is introduced into the pelletizer via a multi-component nozzle, for example via a 2-component nozzle - and drying room sprayed.
  • a gaseous medium for example via a 2-component nozzle - and drying room sprayed.
  • an aqueous alkaline solution with 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 will.
  • 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 an almost stoichiometric dosage into one or two commercially modified nozzle (s) or one or two spray tube (s).
  • the gaseous medium (propellant) is mixed in directly in front of the nozzle.
  • 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 granulation and drying room, can be found in European patent application 319 819.
  • the anionic surfactants in their acid form can be carboxylic acids, sulfuric acid half-esters and sulfonic acids, preferably fatty acids, alkylarylsulfonic acids, ⁇ -sulfofatty acid esters and the sulfuric acid half-esters of optionally alkoxylated, in particular 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 of the group of anionic surfactants in their acid form, optionally in combination with nonionic, amphoteric and / or cationic surfactants.
  • Preferred anionic surfactants in their acid form are C 8 -C 22 alkylsulfonic acids, C 9 -C 13 alkylbenzenesulfonic acids, usually called dodecylbenzenesulfonic acid, and methyl ⁇ -sulfofatty acid in their acid form.
  • alkylsulfonic acids are the sulfuric acid monoesters from primary alcohols of natural and synthetic origin, in particular from fatty alcohols, for example from coconut oil alcohols, tallow fatty alcohols, oleyl alcohol, lauryl, myristyl, palmityl or stearyl alcohol, or the C 10 -C 20 oxo alcohols, and those secondary Alcohols of this chain length.
  • the sulfuric acid monoesters of the alcohols ethoxylated with 1 to 6 mol of ethylene oxide, such as 2-methyl-branched C 9 -C 11 alcohols with an average of 3.5 mol 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, are, for example, the ⁇ -sulfonated methyl esters of the hydrogenated coconut -, Palm kernel or tallow fatty acids, and the ⁇ -sulfofatty acids (diacids) obtainable by ester cleavage are used.
  • alkanesulfonic acids which can be obtained from C 12 -C 18 alkanes by sulfochlorination or sulfoxidation.
  • Preferred nonionic surfactants are derived from liquid alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular 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 can be linear or methyl-branched in the 2-position, 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 oil 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, C 9 -C 11 oxo alcohol with 7 EO, C 13 -C 15 oxo alcohol with 3 EO, 5 EO or 7 EO and in particular C 12 -C 14 alcohol with 3 EO or 4 EO, C 12 -C 18 alcohols with 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures thereof, such as mixtures of C 12 -C 14 alcohol with 3 EO and C 12 -C 18 alcohol with 5 EO.
  • nonionic surfactants which can be used are alkyl glycosides of the general formula RO- (G) x , in which R is a primary straight-chain or aliphatic radical with 8 to 22, preferably 12 to 18, C-atoms methyl-branched, G is a symbol which represents a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, and the degree of oligomerization x is between 1 and 10, preferably between 1 and 2 and in particular is significantly less than 1.4.
  • R is a primary straight-chain or aliphatic radical with 8 to 22, preferably 12 to 18, C-atoms methyl-branched
  • G is a symbol which represents a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms
  • the degree of oligomerization 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 C 18 -C 24 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.
  • Bisacylamides derived from C 12 -C 20 alkylamines and C 2 -C 6 dicarboxylic acids can also be used.
  • Mixtures of different foam inhibitors are also advantageously used, for example those made from silicone and paraffins or waxes.
  • the foam inhibitors are preferably bound to a granular, water-soluble or dispersible carrier substance.
  • the foam inhibitor content of the surfactant preparation form is preferably 0.01 to 0.5% by weight.
  • sodium perborate tetrahydrate and sodium perborate monohydrate are of particular importance.
  • Other useful bleaching agents are, for example, peroxy carbonate, peroxypyrophosphate, citrate perhydrate, peroxophthalate, 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 surfactant 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 C 12 -C 18 fatty alcohols with 20 to 60 ethylene oxide groups, for example Tallow 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 component 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 in particular around 45 to 55% by weight are preferred.
  • concentrated aqueous alkaline solutions for example solutions of hydroxides, carbonates or hypochlorites of sodium or potassium
  • concentrations in particular around 45 to 55% by weight are 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 older German patent application P 41 27 323.0 that smaller amounts of water have to be removed in the granulation and drying room and the energy consumption is thus reduced can.
  • 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.
  • residual values of free, i.e. unbound water and residual amounts of alcohol can be present as long as the finished granules are free-flowing and non-sticky.
  • 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 - as described in detail in the earlier patent application WO 93/04154 - be carried out in all devices in which granulation can be carried out with simultaneous drying. Examples of this are heatable mixers and granulators, in particular granulators of the Turbo dryer (R) type (device from Vomm, Italy).
  • 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.
  • 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 fluidizing 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 sieving 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. In the process preferably carried out in the fluidized bed, it is necessary that a starting mass is present at the start of the process, which serves as an initial carrier for the sprayed-in surfactant preparation form.
  • Ingredients of detergents and cleaning agents are 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.
  • 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.
  • the surfactant preparation form is granulated with the addition of one or more inorganic or organic solids and dried at the same time, it being possible for the solid (s) to be dusted pneumatically via blow lines.
  • This solid which serves as a carrier for the surfactant preparation form, preferably consists of ingredients from washing and cleaning agents.
  • Suitable solids are, for example, also surfactants or surfactant mixtures which have been produced by granulation, by spray drying or by the process according to the invention and are recycled.
  • the use of spray-dried and / or surfactant granules obtained by the process according to the invention is preferred.
  • Highly ethoxylated fatty alcohols with, for example, 20 to 80 EO, preferably 20 to 60 EO and in particular tallow fatty alcohol with 30 or 40 EO can also advantageously be used as solids - as an alternative to incorporation into the surfactant preparation form.
  • 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 layered silicates, and zeolite, in particular zeolite NaA in detergent quality, salts of 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 .
  • 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 10 to 100% by weight, in particular 30 to 95% by weight and particularly advantageously 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 set to any of the desired values.
  • 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 1 to 3 analogously to the disclosure of EP-A-319 819 ABSS (C 12 -alkylbenzenesulfonic acid; Example 1) and FASS (sulfuric acid semiesters of C 12 -C 14 -fatty alcohol; Examples 2 and 3) were passed through a multi-component nozzle with NaOH (50% by weight sodium hydroxide solution) spray-neutralized (propellant gas: 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.
  • 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.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung flüssiger bis pastöser Zubereitungsformen wasch- und reinigungsaktiver Tensidverbindungen in lagerstabile und staubfreie Granulate mit erhöhtem Schüttgewicht.
  • Tensidgranulate können beispielsweise durch konventionelle Trocknungstechnik von tensidhaltigen Lösungen und Pasten, insbesondere im Sprühturm, hergestellt werden. So wird beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung 319 819 ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten durch Sprühtrocknung offenbart, wobei eine Sulfonsäure und eine hochkonzentrierte wäßrige Natronlauge getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, anschließend in stöchiometrischen Mengen zusammengeführt, in einer Mehrstoffdüse neutralisiert und bei einem hohen Treibgasdruck im Trocknungsturm 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 Granulierung 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 Fettalkoholsulfat-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 Waschtemperaturen 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 hergestellten Granulate aufweisen.
  • Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 112 ist ein Verfahren zur Herstellung 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 Polyethylenglykolen, ethoxylierten Alkoholen oder Alkylphenolen, welche einen Schmelzpunkt oberhalb 48 °C aufweisen, und die Granulierung in einem schnellaufenden Mischer erfolgt. Wiederum stellt die einzuhaltende Wassermenge einen kritischen Verfahrensparameter dar. Außerdem ist nicht offenbart, welche Schüttgewichte die nach diesem Verfahren erhaltenen Tensidgranulate aufweisen.
  • Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 111 ist ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 450 g/l und insbesondere zwischen 500 und 1200 g/l bekannt, wobei eine Tensid-Zubereitungsform, die als Flüssigkomponente Wasser enthält und zusätzlich organische Polymere und Buildersubstanzen enthalten kann, mit einem feinteiligen Feststoff versetzt und in einem Hochgeschwindigkeitsmischer granuliert wird. Auch hier stellt der Wassergehalt der Tensidpaste einen kritischen Verfahrensparameter dar. Wenn der Wassergehalt 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/l 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 vorliegt, gewünschtenfalls unter Zumischung eines anorganischen oder organischen Feststoffes granuliert und gleichzeitig getrocknet wird. Diese Granulierung und gleichzeitige Trocknung findet vorzugsweise in einer Wirbelschicht (Wirbelschichtgranulierung) statt. Die eingesetzte Tensid-Zubereitungsform enthält außer den Tensiden auch eine nicht-tensidische Flüssigkomponente, die bevorzugterweise Wasser oder eine wäßrige Lösung darstellt. 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 Zubereitungsformen werden üblicherweise durch Neutralisation der Aniontenside 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 Granulierung 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 oberhalb 450 g/l 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 stöchiometrischen Mengen getrennt oder zusammengeführt bei einem hohen Treibgasdruck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die anschließende Granulierung gewünschtenfalls unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und unter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt wird.
  • Die Herstellung der aniontensidischen Tensid-Zubereitungsform kann erfindungsgemäß entweder direkt nach dem Einbringen der einzelnen Reaktantenströme 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 Sprüheinrichtung zwar von den Verfahrensbedingungen und den eingesetzen Stoffsystemen abhängig ist, vorzugsweise aber möglichst klein gehalten wird, um ein Verstopfen der Düse aufgrund zu früh einsetzender Neutralisationsreaktionen 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 gasförmigen 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 enthält, 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 erfolgt 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 handelsübliche Düse(n) bzw. ein oder zwei Sprührohr(e) eingebracht. Unmittelbar 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 Reaktantenströme oder des Drucks, bei dem das Reaktionsgemisch in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht wird, können der europäischen Patentanmeldung 319 819 entnommen werden.
  • Als Aniontenside in ihrer Säureform können Carbonsäuren, Schwefelsäurehalbester und Sulfonsäuren, vorzugsweise Fettsäuren, Alkylarylsulfonsäuren, α-Sulfofettsäureester sowie die Schwefelsäurehalbester von ggf. alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen und/oder der Sulfobernsteinsäure eingesetzt werden. Im weitesten Sinne können auch Fettsäureester, 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 entweder ein anionisches Tensid in seiner Säureform oder ein Gemisch aus der Gruppe der anionischen Tenside in ihrer Säureform, gegebenenfalls in Kombination mit nichtionischen, amphoteren und/oder kationischen Tensiden. Bevorzugte Aniontenside in ihrer Säureform sind C8-C22-Alkylsulfonsäuren, C9-C13-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, Talgfettalkoholen, Oleylalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl- oder Stearylalkohol, oder den C10-C20-Oxoalkoholen, und diejenigen sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge. Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-C11-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid sind geeignet. Insbesondere werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonsäuren), die durch α-Sulfonierung der Methylester von Fettsäuren pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs mit 10 bis 20 C-Atomen im Fettsäuremolekül, zum Beispiel die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, sowie die durch die Esterspaltung erhältlichen α-Sulfofettsäuren (Disäuren) eingesetzt. Auch der Einsatz von Mischungen der Mono-Säuren und Di-Säuren mit weiteren Aniontensiden in ihrer Säureform, beispielsweise mit Alkylbenzolsulfonsäuren und/oder Fettalkylsulfonsäuren, ist bevorzugt.
  • Geeignet sind auch Alkansulfonsäuren, die aus C12-C18-Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation erhältlich sind.
  • Bevorzugt eingesetzte nichtionische Tenside leiten sich von flüssigen alkoxylierten, vorteihafterweise ethoxylierten, insbesondere primären Alkoholen 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 methylverzweigt sein kann, bzw. lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch lineare Reste aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen bevorzugt, wie z.B. aus Kokos-, Talgfett- 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 range ethoxylates, nre) auf. Insbesondere sind Alkoholethoxylate bevorzugt, die durchschnittlich 2 bis 8 Ethylenoxidgruppen aufweisen. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C9-C11-Oxoalkohol mit 7 EO, C13-C15-Oxoalkohol mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und insbesondere C12-C14-Alkohol mit 3 EO oder 4 EO, C12-C18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-C14-Alkohol mit 3 EO und C12-C18-Alkohol mit 5 EO. Weiterhin können als nichtionische Tenside Alkylglykoside der allgenmeinen Formel R-O-(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 Oligomerisierungsgrad 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, enthalten. Insbesondere werden im erfindungsgemäßen Verfahren Tensid-Zubereitungen 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 Pigmentfarbstoffe, 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 C18-C24-Fettsäuren aufweisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kieselsäure, Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure oder Bistearylethylendiamid. Auch von C12-C20-Alkylaminen und C2-C6-Dicarbonsäuren abgeleitete Bisacylamide sind brauchbar. Mit Vorteil werden auch Gemische verschiedener Schauminhibitoren verwendet, z.B. solche aus Silikonen und Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren an eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden. Der Gehalt der Tensid-Zubereitungsform an Schauminhibitoren beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew.-%.
  • Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das Natriumperborat-tetrahydrat und das Natriumperborat-monohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beipielsweise Peroxycarbonat, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate, Peroxophthalate, 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 Tensid-Zubereitungsform löslich oder dispergierbar sind. Vorzugsweise werden als die Löslichkeit verbessernde Bestandteile Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 20 000 und hochethoxylierte Fettalkohole mit 14 bis 80 Ethylenoxidgruppen pro Mol Alkohol, insbesondere C12-C18-Fettalkohole mit 20 bis 60 Ethylenoxidgruppen, beispielsweise Talgfettalkohol 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 eingesetzt. 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 konzentrierten wäßrigen alkalischen Lösungen, beispielsweise Lösungen von Hydroxiden, Carbonaten oder Hypochloriten des Natriums oder Kaliums, insbesondere mit einer konzentrierten wäßrigen Natronlauge und/oder Kalilauge durchgeführt, wobei Konzentrationen um 45 bis 55 Gew.-% besonders bevorzugt 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 Verfahren den Vorteil besitzt, daß geringere Wassermengen im Granulier- und Trocknungsraum entfernt werden müssen und der Energieverbrauch somit reduziert 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 Reaktantenströme 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 gewünscht, können Restwerte an freiem, das heißt nicht-gebundenem Wasser und Restmengen an Alkohol vorhanden sein, solange die fertigen Granulate rieselfähig 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 Vorrichtungen 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) (Vorrichtung der Firma Vomm, Italien). In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung jedoch vor, daß die Kombination dieser beiden Verfahrensschritte in einer batchweise oder kontinuierlich laufenden Wirbelschicht durchgeführt wird. Es ist insbesondere bevorzugt, das Verfahren kontinuierlich 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 separat zuzusetzen. Die Düse bzw. die Düsen und die Sprührichtung der zu versprühenden Produkte können beliebig angeordnet sein. Bevorzugt eingesetzte Wirbelschicht-Apparate besitzen Bodenplatten mit Abmessungen von mindestens 0,4 m. Insbesondere sind Wirbelschicht-Apparate bevorzugt, die eine Bodenplatte mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 5 m, beispielsweise 1,5 m oder 2,6 m, besitzen. Es sind jedoch auch Wirbelschicht-Apparate 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, Bundesrepublik Deutschland) eingesetzt. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Wirbelluftgeschwindigkeiten zwischen 0,5 und 8 m/s und insbesondere 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 Siebvorrichtung 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 Luftaustrittstemperatur 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 Korngrößenverteilung aufweisen, welche in etwa der Korngrößenverteilung der fertigen Granulate entspricht. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, als Startmasse Tensidgranulate einzusetzen, die bereits bei einem vorangegangenen 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-Zubereitungsform 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 werden kann bzw. können. Dieser Feststoff, der als Träger für die Tensid-Zubereitungsform dient, besteht dabei vorzugsweise aus Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln. Geeignete Feststoffe sind beispielsweise auch Tenside bzw. Tensid-Gemische, die durch Granulierung, durch Sprühtrocknung 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 EO, vorzugsweise 20 bis 60 EO und insbesondere Talgfettalkohol 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, Alkalisulfate, 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 überführt 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. Insbesondere 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 Durchmesser kleiner oder gleich 0,5 mm und Zeolith NaA-Pulver in Waschmittelqualität, 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 Tensidgranulate 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 Tensidgranulate werden erhalten, wenn die nicht-tensidische Flüssigkomponente vollständig verdampft und das Granulat somit vollständig getrocknet wird und der gegebenenfalls zugesetzte Feststoff aus einem reinen Tensidmaterial 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 gewünschte Korngrößenverteilung zerkleinert und recyclisiert. Der Gehalt der Granulate an Tensiden ist dabei auf jeden der gewünschten Werte einstellbar.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Tensidgranulate weisen vorzugsweise ein Schüttgewicht von oberhalb 450 g/l bis 1000 g/l, insbesondere zwischen 500 und 850 g/l, auf und sind staubfrei, d.h. sie enthalten 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 Durchmesser 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 hergestellten Tensidgranulate nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann jedoch ein Verfahrensschritt nachgeschaltet werden, wobei die Tensidgranulate zwecks weiterer Erhöhung des Schüttgewichts in bekannter Weise mit feinteiligen Materialien, beispielsweise mit Zeolith NaA, Soda, abgepudert werden. Bevorzugte Tensidgranulate besitzen eine derart regelmäßige, insbesondere angenähert kugelförmige Struktur, daß ein Verrundungsschritt in der Regel nicht notwendig und daher auch nicht bevorzugt ist.
    • Beispiele
  • In den Beispielen 1 bis 3 wurden analog zur Offenbarung der EP-A-319 819 ABSS (C12-Alkylbenzolsulfonsäure; Beispiel 1) und FASS (Schwefelsäurehalbester von C12-C14-Fettalkohol; Beispiele 2 und 3) über eine Mehrstoffdüse mit NaOH (50 Gew.-%ige Natronlauge) sprühneutralisiert (Treibgas: Stickstoff) 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 Tensidgranulat eingesetzt, das bei einem vorangegangenen Ansatz (unter denselben Verfahrensbedingungen) gewonnen worden war und in etwa dieselbe Zusammensetzung besaß wie die fertigen Granulate der Beispiele 1 bis 3. Die Verfahrensbedingungen können der Tabelle 1 entnommen werden.
  • Als Feststoff wurde Soda (Natriumcarbonat mit einem Schüttgewicht von 620 g/l; 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
    1 2 3 4
    Wirbelschicht
    - Durchmesser in mm 400 400 400 1200
    - Fläche in m2 0,13 0,13 0,13 1,13
    Wirbelluftgeschwindigkeit in m/s (unter Betriebsbedingungen ohne Treibgas) 2,35 2,35 1,92 1,1
    Temperaturen in °C
    - Bodenluft 85 85 89 82
    - Sichterluft 20 20 10 20
    - Wirbelluft 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/l 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 (14)

  1. Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 450 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß 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 stöchiometrischen Mengen getrennt oder zusammengeführt bei einem hohen Treibgasdruck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die anschließende Granulierung gewünschtenfalls unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und unter 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 Mehrstoff-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 Aniontenside in ihrer Säureform enthält, mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt und über eine Mehrstoff-Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht wird, während gleichzeitig eine wäßrige, mit einem gasförmigen Medium beaufschlagte alkalische Lösung in nahezu stöchiometrischen 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 C9-C13-Alkylbenzolsulfonsäure, α-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 Gruppe der Aniontenside in ihrer Säureform in Kombination mit nichtionischen, 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 durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht über eine Größenklassierung 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 Reinigungsmitteln, vorzugsweise ein oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der Alkalicarbonate, Alkalisulfate, kristallinen und amorphen Alkalisilikate und Schichtsilikate sowie Zeolith, 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 4 000 und 20 000, 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 fertige Granulat, an Tensiden enthält.
  14. Tensidgranulat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Schüttgewicht oberhalb von 450 bis 1000 g/l, insbesondere zwischen 500 und 850 g/l und keine Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 50 µm aufweist.
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