ES2132595T5 - Metodo para preparar particulas de percarbonato sodico con estabilidad mejorada. - Google Patents
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Abstract
EL INVENTO SE REFIERE A UN METODO PARA PREPARAR PARTICULAS DE PERCARBONATO SODICO CON UNA ESTABILIDAD MEJORADA, CONTACTANDO LAS PARTICULAS DE PERCABONATO SODICO CON DIOXIDO DE CARBONO, O UN GAS RICO EN DIOXIDO DE CARBONO, EN PRESENCIA DE HUMEDAD, CON EL FIN DE FORMAR UNA CAPA QUE CONTENGA BICARBONATO SODICO EN LA SUPERFICIE DE LAS PARTICULAS DE PERCARBONATO SODICO.
Description
Método para preparar partículas de percarbonato
sódico con estabilidad mejorada.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para preparar partículas de percarbonato sódico
recubiertas de una capa que contiene bicarbonato sódico. Dichas
partículas de percarbonato sódico de elevada estabilidad son
utilizables especialmente en detergentes.
El percarbonato sódico (SPC) es un compuesto
cristalino hidrosoluble de peróxido de fórmula molecular
2Na_{2}CO_{3}\cdot
3H_{2}O_{2}. Su contenido teórico de oxígeno activo (AO) es del 15,28% en peso. El percarbonato sódico se disuelve en agua relativamente aprisa, liberando carbonato sódico y peróxido de hidrógeno en la disolución. Debido a esta propiedad, el percarbonato sódico se ha utilizado extensamente como agente blanqueante. Resulta especialmente adecuado para el blanqueado textil y para la eliminación de manchas de color en materiales textiles en la industria y en el hogar.
3H_{2}O_{2}. Su contenido teórico de oxígeno activo (AO) es del 15,28% en peso. El percarbonato sódico se disuelve en agua relativamente aprisa, liberando carbonato sódico y peróxido de hidrógeno en la disolución. Debido a esta propiedad, el percarbonato sódico se ha utilizado extensamente como agente blanqueante. Resulta especialmente adecuado para el blanqueado textil y para la eliminación de manchas de color en materiales textiles en la industria y en el hogar.
El perborato sódico es un segundo agente
blanqueante usado corrientemente. Sin embargo, este agente está
siendo abandonado por razones medioambientales. El percarbonato
sódico es ideal en el sentido de que no deja restos ni produce
eutroficación. Se descompone en oxígeno, agua y carbonato sódico.
El percarbonato sódico produce también un efecto blanqueador
ligeramente mejor y más rápido.
No obstante, el percarbonato sódico plantea el
problema de que, aunque como tal es un compuesto estable, tiende a
descomponerse en los detergentes durante su almacenamiento y por
ello pierde su oxígeno activo. Espacialmente cuando se almacena en
condiciones de calor y de humedad, el percarbonato sódico se
descompone espontáneamente. Un segundo problema del percarbonato
sódico afecta a los detergentes que contienen zeolita. Si el
detergente contiene zeolita, el percarbonato sódico sin protección
no es aplicable, dado que en aquel caso el percarbonato se
descompondría tan rápidamente que no produce efecto blanqueador,
después de un tiempo de almacenamiento relativamente corto.
La descomposición del percarbonato sódico se
puede impedir recubriendo las partículas del mismo. Se ha descrito
con anterioridad el revestimiento de los cristales de percarbonato
sódico con bicarbonato sódico u otro recubrimiento orgánico. Su
finalidad era obtener una capa de bicarbonato tan gruesa como
fuera posible, de modo que aislase mecánicamente el percarbonato
sódico de los otros componentes, en particular de las zeolitas.
La literatura describe asimismo un procedimiento
que produce percarbonato sódico estable en detergentes a base de
zeolitas, obtenido tamizando el percarbonato sódico comercial de
manera determinada. De este modo se obtiene un determinado tamaño
de partícula y un factor de forma dado para el percarbonato
sódico.
La descripción de patente
EP-0.546.815 A1 presenta un procedimiento en el
cual se rocían las partículas del percarbonato sódico con un
citrato de metal alcalino. De esta manera, la superficie es
revestida con un recubrimiento que mejora la estabilidad del
percarbonato sódico. Sin embargo, el problema con esta clase de
revestimiento es que éste ha de ser muy grueso para ser
suficientemente impermeable. El mismo problema se plantea con el
empleo de una disolución de bicarbonato sódico para el
recubrimiento.
Por los documentos
FR-A-2.226.460 o
EP-A-0.623.553 se conoce un
procedimiento para recubrir partículas de percarbonato sódico con
carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos.
El objeto de la presente invención es presentar
un procedimiento para preparar percarbonato sódico que permita
utilizarlo incluso en detergentes que contienen zeolitas y en
condiciones que lo expongan a una elevada humedad del aire. Las
zeolitas empleadas en los detergentes son normalmente
higroscópicas, y las zeolitas industriales contienen agua desde el
principio. El agua en la zeolita es muy inestable y la zeolita
puede incluso sustituir el agua por peróxido de hidrógeno y parte
del agua abandona la zeolita a medida que el peróxido de hidrógeno
penetra en ella. Como resultado de ello, existe la suficiente
cantidad de agua para descomponer el percarbonato sódico muy
rápidamente.
El citado objeto se alcanza con el procedimiento
de la invención, que se caracteriza por los aspectos expuestos en
la cláusula caracterizante de la reivindicación 1.
En las reivindicaciones 2 a 4 se describen
realizaciones preferidas de la invención.
La idea básica de la invención es poner en
contacto las partículas de percarbonato sódico con gas CO_{2} en
presencia de humedad, produciendo una reacción en la superficie de
las partículas de percarbonato sódico que origina bicarbonato
sódico. La capa de bicarbonato sódico así formada es muy delgada,
aunque muy impermeable. Así, pues, constituirá una capa protectora
para el percarbonato sódico.
El procedimiento de la invención puede ponerse
en práctica, por ejemplo, en un lecho fluidizado. Antes del
revestimiento real, las partículas de percarbonato sódico se habrán
rociado con agua en un lecho fluidizado, mientras que el aire de
fluidización se ha mezclado con dióxido de carbono. De esta manera,
la superficie de las partículas de percarbonato quedarán
recubiertas por una película muy fina de agua. El percarbonato
sódico se disolverá en esa película de agua y el dióxido de carbono
de la fase gaseosa lo neutralizará en bicarbonato sódico. Cuando
se seque la película de agua, quedará una delgada capa de
bicarbonato sódico. Como que, de acuerdo con esta invención, esa
capa se produce por el contacto de la fase gaseosa que contiene
dióxido de carbono con la superficie húmeda de la partícula de
percarbonato sódico, cubrirá todas las irregularidades, como las
protrusiones de cristales, si éstos son angulares o dobles. Estando
revestida toda fracción de cristal, el revestimiento será muy
denso.
Un procedimiento opcional es utilizar una
disolución de bicarbonato para el revestimiento, siendo el gas
atomizador el dióxido de carbono o cualquier otro gas rico en
dióxido de carbono. En tal caso, el bicarbonato sódico se puede
generar a partir del percarbonato sódico por efecto del óxido de
carbono, al tiempo que el percarbonato sódico es recubierto por el
bicarbonato sódico de la fase de la disolución aplicada por
aspersión. Este tipo de acción producirá un recubrimiento de
bicarbonato sódico con menos aberturas, al ser generado también
desde el interior.
Es esencial que por lo menos una parte del
bicarbonato sódico producido se haya generado a partir del
carbonato sódico del percarbonato sódico y del dióxido de carbono
en la fase gaseosa. De esta manera se ha obtenido un recubrimiento
denso que llena hasta los poros de la capa de revestimiento.
Un procedimiento facultativo de la invención es
efectuar un revestimiento adicional de las partículas de
percarbonato sódico después del tratamiento del dióxido de carbono,
adoptando métodos de recubrimiento convencionales. Un procedimiento
de esta clase utiliza asimismo bicarbonato sódico. Se puede
realizar un recubrimiento adicional usando aire para atomizar
mientras se impregnan por aspersión las partículas de percarbonato
con la disolución de bicarbonato sódico, que acabará de formar el
recubrimiento de bicarbonato sódico cuando se evapore de la
superficie. Para el re-cubrimiento adicional se
puede utilizar también el sulfato sódico.
El procedimiento de la invención ha dado lugar a
un producto que presenta estabilidad mejorada comparada con el
percarbonato sódico recubierto por los procedimientos
tradicionales. A continuación se describirán los ensayos.
Los ensayos se realizaron utilizando un aparato
Aeromatic (Aeromatic Strea I). El aire de fluidicación se
introducirá por la parte inferior. La placa de fondo perforada del
recipiente de fluidizacción tenía un orificio en el medio, en el
que se había colocado una boquilla de dos fases. El componente
líquido procedía del orificio interno y el brazo dispersador
procedía de alrededor del orificio. En vez de aire dispersante, en
los ensayos se empleó dióxido de carbono, y por el orificio central
se introdujo agua.
También hubo ensayos en los que se simuló un
recubrimiento de lecho fluidificado empleando un disco giratorio en
torno a un eje vertical. El percarbonato sódico a recubrir se
colocó sobre el citado disco, incluyendo un elemento que dispersaba
los granos, separándolos unos de otros al girar el disco. En esta
zona se aplicó por aspersión agua o una disolución de
recubrimiento.
En los ensayos en que se empleaba el dióxido de
carbono se roció agua sobre el percarbonato sódico situado sobre el
disco. Inmediatamente después se transfirió el producto a un secador
de lecho fluidificados de laboratorio en el cual el dióxido de
carbono se mezcló con aire de fluidificación procedente
directamente de una botella de gas. El proceso se repitió varias
veces, esto es que, una vez seco, el material a recubrir se
devolvió al disco y se humedeció, etc. Con este proceso se formó
una capa de revestimiento sobre la superficie del grano. Sin
embargo, este proceso es considerablemente más complicado que el
seguido utilizando un aparato Aeromatic como el descrito más
arriba. En los ensayos, el tamaño de las partículas de percarbonato
sódico estuvo normalmente algo por debajo de 1 mm.
La formación de la capa de revestimiento se
verificó en los ensayos en términos del contenido de oxígeno activo
del producto. El oxígeno activo se determina por el contenido de
peróxido de hidrógeno en el propio producto. Cuando se forma el
recubrimiento disminuye el contenido de oxígeno activo; en otras
palabras, el peróxido de hidrógeno se desprende a medida que se va
formando el recubrimiento. El producto contiene a menudo un 14,1%
de oxígeno activo, sin efectuar ningún tratamiento. Utilizando un
recubrimiento de dióxido de carbono se ha obtenido un producto que
contenía del 13,8 al 13,9% y hasta un 13,5% de oxígeno activo. Esto
significa que la capa formada sobre la superficie es muy fina. Y
ha sido confirmado analíticamente por la disminución del contenido
de oxígeno activo en el producto.
En los ensayos 13, 10, 15 y 12 se realizó el
recubrimiento empleando un aparato Aeromatic Strea 1. En los
ensayos de estabilidad marcados con una Z (tabla I) se formó una
mezcla mecánica de una muestra de percarbonato sódico recubierto y
zeolita, con una proporción del 50/50 en peso. El objeto de los
ensayos Z era averiguar el efecto de la zeolita en la estabilidad
de la muestra recubierta.
En el primer ensayo comparativo 13, el proceso
fue el siguiente. La cantidad de percarbonato sódico no recubierto
fue de 240 g. Para el recubrimiento se preparó una disolución (1440
ml) con 160 g de NaHCO_{3}. Se pulverizó la disolución empleando
aire. El producto final tenía un contenido de oxígeno activo del
10,52%.
El ensayo 10 se realizó según la invención como
sigue. La cantidad de percarbonato sódico no recubierto era de 340
g. Para el recubrimiento se prepararon 900 ml de una disolución que
contenía 60 g de NaHCO_{3}. Primero se efectuó la fuidificación
con CO_{2} utilizando 270 ml de la disolución. El resto de la
misma se utilizó para la fluidificación con aire. El oxígeno activo
del producto final fue del 12,23%.
El ensayo 15 se realizó según la invención como
sigue. La cantidad de percarbonato sódico no recubierto era de 300
g. Para el recubrimiento se utilizaron 100 g de Na_{2}SO_{4} y
375 g de H_{2}O. Se pulverizaron los primeros
70-80 mg de la disolución recubridora empleando
aire que contenía CO_{2}. El resto se roció empleando aire. El
contenido de oxígeno activo del producto final fue del 10,8%.
Calculado a partir de esa cifra, la proporción del recubrimiento
es del 23,4%, teniendo en cuenta el contenido del 14,1% de oxígeno
activo del percarbonato sódico no recubierto. La proporción teórica
de recubrimiento calculada a partir del peso inicial fue del
25%.
El ensayo 12 se realizó según la invención como
sigue. En este ensayo, la cantidad de percarbonato sódico no
recubierto era de 300 g. Se efectuó un primer recubrimiento
empleando agua y CO_{2}. Después de esto se continuó el
recubrimiento con una disolución de NaHCO_{3} (100 g de
NaHCO_{3} y 375 g de H_{2}O), que se pulverizó con aire. El
contenido de oxígeno activo del producto final fue del 11,1%.
En los ensayos 30, 40 y 43 se utilizó, para
realizar el recubrimiento, la humidificación y el recubrimiento, el
disco giratorio descrito anteriormente. Después de esto se
transfirió la substancia recubierta a un secador de lecho
fluidificado de laboratorio, en el cual se utilizó como gas secador
el aire y aire que contenía dióxido de carbono (12%). En los
ensayos de estabilidad señalados con una Z (tabla I) se formó una
mezcla mecánica de la muestra de percarbonato sódico no recubierto
y zeolita en una proporción del 50/50 en peso.
En el ensayo comparativo 30, se realizó el
recubrimiento con una disolución de NaHCO_{3} al 14%. En los
ensayos 40 y 43, representativos del procedimiento de la invención,
se realizó el recubrimiento utilizándo la disolución del 14% de
NaHCO_{3} y un gas que contenía CO_{2} para la fluidificación.
En el ensayo 40 se efectuó primero una humidificación con agua y
después se fluificó la muestra con un gas que contenía CO_{2}.
Esta operación se repitió cuatro veces. Después de esto se continuó
el recubrimiento con una disolución de NaHCO_{3} al 14% y el
secado. El ensayo 43 se realizó de la misma manera, pero con seis
repeticiones.
La estabilidad se determinó como sigue. Los
productos recubiertos,y las mezclas producto/zeolita (50/50) se
conservaron en recipientes abiertos en una cámara climática durante
190 h a una temperatura de 30° y una humedad del 70%. Después de
esto, se analizó su oxígeno activo y se determinó la humedad
acumulada en las muestras por pesado. Se calculó el tanto por
ciento de descomposición de las muestras, esto es, la cantidad de
percarbonato descompuesto. En la tabla I se exponen los resultados
del ensayo de estabilidad. En dicha tabla, la columna % de humedad
corresponde al aumento del contenido de humedad en el curso del
ensayo.
Cuando se consideran los resultados de los
ensayos, se ha de tener en cuenta que las condiciones de ensayo
aplicadas a las pruebas fueron mucho más exigentes que las
realizadas en recipientes cerrados y descritas en referencias del
anterior estado de la técnica. Así, pues, la humedad relativa del
aire en contacto con las partículas de SPC en los ensayos de la
tabla I fue muy superior.
Los resultados indican claramente que cuando se
utiliza un gas que contiene CO_{2} se obtiene un recubrimiento que
supone una menor descomposición y absorción de humedad que los
revestimientos de referencias análogas. Será bueno el resultado
cuando el revestimiento se realice con agua y CO_{2} en el
primer paso, y por ejemplo con una disolución de NaHCO_{3} o de
Na_{2}SO_{4} en el segundo pasó. De estos dos, el preferido es
el sulfato sódico, considerando que la cantidad de agua a evaporar
con el sulfato sódico es ligeramente inferior que con el
bicarbonato sódico. Esto se debe, por supuesto, al hecho de que el
sulfato sódico es ligeramente más soluble en agua.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (4)
1. Un procedimiento para preparar partículas de
percarbonato sódico recubiertas de una primera capa de bicarbonato
sódico y una segunda capa de revestimiento sobre la primera capa,
caracterizado porque comprende:
a) el paso de pulverizar una disolución de
agente de revestimiento acuoso en un lecho fluidificado sobre la
superficie las partículas de percarbonato sódico utilizando dióxido
de carbono o un gas rico en óxido de carbono como gas
fluidificante, produciendo una reacción en la superficie de las
partículas de percarbonato sódico para formar dicha primera capa
sobre la superficie de las partículas de percarbonato sódico y la
segunda capa de revestimiento sobre la primera capa, o
b) un primer paso de pulverizar agua o una
disolución acuosa de un agente de recubrimiento en un lecho
fluidificado sobre la superficie de las partículas de percarbonato
sódico utilizando dióxido de carbono o un gas rico en dióxido de
carbono como gas fluidificante, produciendo una reacción en la
superficie de las partículas de percarbonato sódico para formar
dicha primera capa sobre las partículas de percarbonato sódico, y
facultativamente una segunda capa de revestimiento sobre la primera
capa, y un segundo paso de pulverizar una disolución acuosa de un
agente de revestimiento en un lecho fluidificado sobre la
superficie del producto del primer paso, utilizando dióxido de
carbono o un gas rico en dióxido de carbono u otro gas como gas
fluidificante, para formar una capa de revestimiento adicional
sobre la superficie del producto del primer paso.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la segunda capa de revestimiento
contiene bicarbonato sódico o sulfato sódico, y porque la
disolución acuosa de agente de revestimiento es una disolución
acuosa de bicarbonato sódico o de sulfato sódico.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en el paso b) la capa adicional de
revestimiento comprende bicarbonato sódico o sulfato sódico, y
porque la disolución acuosa de agente de revestimiento en el
segundo paso de pulverización es una disolución acuosa de
bicarbonato sódico o de sulfato sódico.
4. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en el paso b) el otro gas es el
aire.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 681557 Country of ref document: ES |