ES2239074T3 - Procedimiento para la obtencion de derivados de celulosa solubles en agua, pulverulentos, con empleo de una mezcla de vapor de agua/gas inerte o de vapor de agua/aire como transportador y caloportador. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de derivados de celulosa solubles en agua, pulverulentos, con empleo de una mezcla de vapor de agua/gas inerte o de vapor de agua/aire como transportador y caloportador.Info
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Abstract
Procedimiento para la obtención de derivados de celulosa solubles en agua, pulverulentos, caracterizado porque a) se hincha o se disuelve un derivado de celulosa en cantidad suficiente de un 50 hasta un 80 % en peso de agua, referido al peso total y a continuación b) se transfiere, en un molino de impacto de corriente gaseosa, con elevado número de revoluciones, por medio de la corriente gaseosa de una mezcla de vapor de agua recalentado/gas inerte o de una mezcla de vapor de agua/aire con una proporción en vapor de agua del 40 hasta el 99 % en peso referido a la mezcla de vapor de agua/gas inerte o a la mezcla de vapor de agua/aire, el agua procedente del derivado de celulosa hinchado o disuelto, hasta la fase vapor y se convierte el derivado de celulosa disuelto o hinchado al estado de cuerpo sólido en forma de partículas sólidas finamente divididas, c) las partículas sólidas obtenidas se separan de la corriente gaseosa y a continuación d) en caso dado se secan.
Description
Procedimiento para la obtención de derivados de
celulosa solubles en agua, pulverulentos, con empleo de una mezcla
de vapor de agua/gas inerte o de vapor de agua/aire como
transportador y caloportador.
La invención se refiere a un nuevo procedimiento,
especialmente económico, para la obtención de derivados de celulosa
solubles en agua, pulverulentos, preferentemente aquellos con punto
de floculación térmico.
Los derivados de celulosa, especialmente los
éteres de celulosa, se presentan tras la reacción, en caso dado,
tras la purificación de los productos secundarios que se forman
durante la reacción, en forma de bloques, de trozos o de guata. En
esta forma los derivados de celulosa mantienen todavía las
estructuras predeterminadas por los materiales en bruto. De este
modo los éteres de celulosa muestran la mayoría de las veces
todavía la estructura fibrosa de la celulosa de partida. Estos
derivados de celulosa no son adecuados para su aplicación, por
ejemplo a modo de productos solubles en medios orgánicos y/o
acuosos.
También es necesario ajustar, para los diversos
campos de aplicación, determinadas distribuciones del tamaño de
grano, pesos a granel, grados de secado y grados de viscosidad.
Por lo tanto deben compactarse básicamente casi
todos los derivados de celulosa, molerse y secarse para que puedan
ser utilizables.
A los derivados de celulosa técnicamente
significativos pertenecen, especialmente, los éteres de celulosa.
Su obtención, sus propiedades y aplicaciones se describen, por
ejemplo, en las publicaciones:
- -
- Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 th Edition (1986), volumen A5, páginas 461-488, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim.
- -
- Methoden der organischen Chemie, 4ª edición (1987), tomo E20, Makromolekulare Stoffe, tomo parcial 3, páginas 2048-2076, Georg Thieme Verlag Stuttgart.
En la publicación EP-A 0 049 815
se describe un procedimiento en dos etapas para la obtención de
micropolvos de éteres de celulosa o de celulosa, transformándose los
productos, que presentan una estructura finamente fibrosa o de
guata, en primer lugar en una forma compactada, quebradiza y el
material, obtenido de este modo, se somete a una molienda hasta que
se alcance una distribución del tamaño de grano de al menos 90% por
debajo de 0,125 mm. En la etapa de fragilización se emplean molinos
vibratorios o de bolas, preferentemente en la realización
refrigerada o prensas para pellets y en la etapa de molienda se
emplean molinos de chorro, de clavijas o de platos de rebote.
La publicación
EP-A-0 370 447 describe un
procedimiento para la molienda, respetuosa para con el producto, y
al mismo tiempo para el secado de los éteres de celulosa húmedos,
transportándose un éter de celulosa con una humedad inicial del 20
hasta el 70% en peso por medio de un gas transportador y al mismo
tiempo se desmenuza por rozamiento para producir un desmenuzado por
choque y se seca hasta una humedad residual del 1 hasta el 10% en
peso por medio de la energía de molienda.
En la publicación
EP-A-0 384 046 se describe un
procedimiento para la obtención de partículas de éteres de
celulosa, que comprende el desmenuzado en un molino giratorio por
impacto con corriente de aire de elevado número de revoluciones,
hasta un tamaño de las partículas desde 0,4 hasta 0,035 mm de
éteres de celulosa con una viscosidad mayor que 100 Pa*s,
determinada como solución acuosa al 2% a 20ºC con empleo de un tubo
de Ubbelodhe.
La publicación
EP-A-0 835 881 describe un
procedimiento para la obtención de polvo de metilcelulosa con curva
granulométrica especial mediante el ajuste de un granulado de
metilhidroxialquilcelulosa hasta un contenido en humedad del 30
hasta el 70% en peso con agua y a continuación molienda en un
molino giratorio, secándose simultáneamente por medio de la energía
de molienda introducida. Se ajusta una curva granulométrica
especial mediante clasificación.
Los procedimientos conocidos por el estado de la
técnica contienen, en su mayor parte, varias etapas con presecadero
o con prefragilizado o bien precompactado. Además en todos estos
procedimientos la carga química y/o térmica de las macromoléculas,
especialmente en el caso de la elaboración de productos altamente
viscosos, altamente substituidos, todavía tan elevada que, durante
la molienda, las macromoléculas se degradan en el sentido de una
reducción de las cadenas, lo cual se pone de manifiesto por medio
de la disminución mas o menos pronunciada de la viscosidad frente a
la de los productos empleados. Además se queratinizan las
superficies de los productos tratados mediante las etapas de
prefragilizado o bien de presecado. Además todos estos
procedimientos tienen en común el elevado coste energético para la
molienda de los derivados de celulosa, tras el presecado, el
prefragilizado o el precompactado.
Se conocen ya procedimientos que evitan algunos
de los inconvenientes anteriormente citados, de este modo por
ejemplo la publicación GB-A-2 262
527 describe un procedimiento para el desmenuzado derivados de
celulosa mediante gelificado de un éter de celulosa con un
contenido en agua del 30 hasta el 80% en peso mediante refrigeración
hasta una temperatura de -10 hasta 60ºC y a continuación secado por
molienda del gel (preferentemente en un molino por impacto). Sin
embargo en este procedimiento se utiliza aire o nitrógeno para el
secado y el transporte, que a continuación no es reciclado. El
coste energético para la realización del procedimiento por lo tanto
es claramente mayor que el teóricamente necesario para la
evaporación del agua, que se encuentra en el producto de la
molienda. Del mismo modo la GB-A-2
262 527 tampoco da ninguna indicación del modo en que debe
procederse con éteres mixtos hidroxietilados de la metilcelulosa
(tal como por ejemplo la metilhidroxietilcelulosa o la
metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa), para obtener un producto con
un peso a granel mayor que 300 g/l. Tampoco es satisfactorio el
resultado del secado por molienda de la metilcelulosa (ejemplo 3)
con un peso a granel de 270 g/l.
La publicación WO 98/31710 describe un
procedimiento para la obtención de derivados finamente divididos de
polisacáridos mediante gelificado o bien disolución de un éter de
celulosa con 35 hasta 99% en peso (preferentemente 60 hasta 80% en
peso) de agua referido al peso total y a continuación secado por
molienda, empleándose para el transporte y el secado del producto de
molienda vapor de agua recalentado. Este procedimiento evita
igualmente muchos de los inconvenientes anteriormente citados. Sin
embargo el desmenuzado en este procedimiento de secado por molienda
no es todavía suficiente de modo que únicamente un 57% en peso de
la metilhidroxietilcelulosa desmenuzada pasa a través de un tamiz
de 0,063 mm (ejemplo 3). Solo mediante una clasificación por medio
de un tamiz de chorro de aire se consigue la finura deseada. Además
el empleo de vapor de agua, a modo de gas transportador y
caloportador, conlleva inconvenientes en lo que se refiere a la
seguridad en el trabajo de la instalación de molienda, puesto que
se forman rápidamente películas y encostrados mediante condensación
del agua junto con el derivado finamente dividido del polisacárido.
De este modo se aumenta el coste para las medidas de mantenimiento.
Los productos finamente divididos, que pasan en una proporción mayor
que el 95% en peso a través de un tamiz de 0,1 mm o que incluso
pasa en una proporción mayor que el 90% en peso a través de un
tamiz de 0,063 mm, se obtienen, únicamente, según esta solicitud,
mediante dispersión de derivados polisacáridos disueltos en un
medio ambiente no disolvente y subsiguiente etapa de desmenuzado, de
filtración y de secado (ejemplos 1 y 2).
La tarea de la presente invención consiste por lo
tanto en desarrollar un procedimiento para la obtención de
derivados de celulosa, solubles en agua, pulverulentos, en el
cual
- \bullet
- puedan ajustarse grados de molienda específicos
- \bullet
- no se presente un queratinizado de los productos
- \bullet
- se aumente el peso a granel de los productos.
Esta tarea pudo resolverse porque
- a)
- se hincha o se disuelve un derivado de celulosa en cantidad suficiente de un 50 hasta un 80% en peso, preferentemente de un 65 hasta un 78% en peso de agua, referido al peso total y a continuación
- b)
- se transfiere, en un molino de impacto de corriente gaseosa, con elevado número de revoluciones, por medio de la corriente gaseosa de una mezcla de vapor de agua recalentado/gas inerte o de una mezcla de vapor de agua/aire con una proporción en vapor de agua del 40 hasta el 99% en peso referido a la mezcla de vapor de agua/gas inerte o a la mezcla de vapor de agua/aire, el agua procedente del derivado de celulosa hinchado o disuelto, hasta la fase vapor y se convierte el derivado de celulosa disuelto o hinchado al estado de cuerpo sólido en forma de partículas sólidas finamente divididas,
- c)
- las partículas sólidas obtenidas se separan de la corriente gaseosa y a continuación
- d)
- en caso dado se secan.
Se ha encontrado que las partículas sólidas de
los derivados de celulosa, preparadas con este procedimiento,
tienen un elevado peso a granel con una buena capacidad de
esparcido y la proporción en polvo fino en el producto es muy
pequeña. No tiene lugar una disminución de la viscosidad o
únicamente tiene lugar una disminución de la viscosidad mínima
frente a los productos de partida. Además pudo encontrarse que las
necesidades energéticas tales del procedimiento se reducen o bien
permanecen inalteradas frente a las de los procedimientos del estado
de la técnica y, puesto que el gas caloportador está constituido
por la mezcla de vapor de agua recalentado/gas inerte o por la
mezcla de vapor de agua/aire, la energía aportada para la molienda
se recupera, transformada en energía calorífica, en el gas
caloportador y por lo tanto puede aprovecharse o transformarse
ventajosamente en otras formas de energía. Sorprendentemente pudo
encontrarse que no se formaban películas ni encostrados en la
instalación de molienda y, por lo tanto, es reducido el coste de
mantenimiento.
El procedimiento según la invención es un
procedimiento nuevo especialmente económico, para la obtención de
derivados de celulosa solubles en agua, pulverulentos. El
procedimiento abarca el hinchamiento o la disolución de los
derivados de celulosa en agua y el secado por molienda subsiguiente
del derivado de celulosa hinchado o disuelto en un molino por
impacto de corriente gaseosa, con un número elevado de
revoluciones, preferentemente exento de tamiz, empleándose una
mezcla de vapor de agua/gas inerte o una mezcla de vapor de
agua/aire como transportador y caloportador.
Los derivados de celulosa, que se utilizan en
este procedimiento, son solubles en agua o al menos hinchables en
agua. Estos pueden portar uno o varios substituyentes del tipo:
hidroxietilo, hidroxipropilo, hidroxibutilo,
metilo, etilo, propilo, diisopropilo, carboximetilo, sulfoetilo,
restos alquilo hidrófobos de cadena larga, ramificados y no
ramificados, restos alquilarilo o restos arilalquilo hidrófobos, de
cadena larga, ramificados o no ramificados, restos catiónicos,
acetato, propionato, butirato, lactato, nitrato, sulfato, siendo
capaces algunos restos, tales como por ejemplo hidroxietilo,
hidroxipropilo, hidroxibutilo, dihidroxipropilo, lactato de formar
injertos y los substituyentes de los derivados polisacáridos según
la invención no están limitados a estos restos.
Ejemplos de derivados de celulosa son
hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxipropilcelulosa (HPC),
etilhidroxietilcelulosa (EHEC), carboximetilhidroxietilcelulosa
(CMHEC), hidroxipropilhidroxietilcelulosa (HPHEC), metilcelulosa
(MC), metilhidroxipropilcelulosa (MHPC),
metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa (MHPHEC),
metilhidroxietilcelulosa (MHEC), carboximetilcelulosa (CMC),
hidroxietilcelulosa modificada de manera hidrófoba (hmHEC),
hidroxipropilcelulosa modificada de manera hidrófoba (hmHPC),
etilhidroxietilcelulosa modificada de manera hidrófoba (hmEHEC),
carboximetilhidroxietilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmCMHEC), hidroxipropilhidroxietilcelulosa modificada de manera
hidrófoba (hmHPHEC), metilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmMC), metilhidroxipropilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmMHPC), metilhidroxietilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmMHEC), carboximetilmetilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmCMMC), sulfoetilcelulosa (SEC), hidroxietilsulfoetilcelulosa
(HESEC), hidroxipropilsulfoetilcelulosa (HPSEC),
metilhidroxietilsulfoetilcelulosa (MHESEC),
metilhidroxipropilsulfoetilcelulosa (MHPSEC),
hidroxietilhidroxipropilsulfoetilcelulosa (HEHPSEC),
carboximetilsulfoetilcelulosa (CMSEC), sulfoetilcelulosa modificada
de manera hidrófoba (hmSEC), hidroxietilsulfoetilcelulosa
modificada de manera hidrófoba (hmHESEC),
hidroxipropilsulfoetilcelulosa modificada de manera hidrófoba
(hmHPSEC), hidroxietilhidroxipropilsulfoetilcelulosa modificada de
manera hidrófoba (hmHEHPSEC).
La alquil-substitución se
describe en la química de los éteres de la celulosa en general por
medio del DS. El DS es el número medio de grupos OH substituidos por
unidad de anhidroglucosa. La metilsubstitución se indica, por
ejemplo, a modo de DS (metilo) o de DS (M). Usualmente se describe
la hidroxialquilsubstitución por medio del MS. El MS es el número
medio de moles del reactivo de eterificación que se enlazan en
forma de éter por mol de unidad de anhidro glucosa. El eterificado
con el reactivo de eterificado formado por el óxido de etileno se
indica por ejemplo como MS (hidroxietilo) o MS (HE). La
eterificación con el reactivo de eterificación formado por el óxido
de propileno se indica, de manera correspondiente, a modo de MS
(hidroxipropilo) o MS (HP). La determinación de los grupos
laterales se lleva a cabo por medio del método de Zeisel
(literatura: G. Bartelmus und R. Ketterer, Z. Anal. Chem. 286
(1977) 161-190).
Los derivados de celulosa especialmente
preferentes son éteres de celulosa con un punto de floculación
térmico en agua tales como la metilcelulosa,
metilhidroxietilcelulosa, metilhidroxipropilcelulosa,
metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa e hidropropilcelulosa. Son
preferentes fundamentalmente las metilhidroxicelulosas con un DS
(M) de 1 hasta 2,6 y con un MS (HE) de 0,05 hasta 0,9,
especialmente aquellos con un DS (M) de 1,3 hasta 1,9 y con MS (HE)
de 0,15 hasta 0,55 y las metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa con
un DS (M) de 1 hasta 2,6 y con un MS (HP) de 0,05 hasta 1,2 y con
un MS (HE) de 0,05 hasta 0,9, especialmente aquellas con un DS (M)
de 1,3 hasta 1,9 y con MS (HP) de 0,05 hasta 0,6 y con un MS (HE)
de 0,15 hasta 0,55.
La solubilidad en agua de los derivados de la
celulosa que presentan un punto de floculación térmico en agua,
depende fuertemente de la temperatura. Por debajo del punto de
floculación térmico estos derivados de la celulosa forman
soluciones o bien geles. El punto de floculación térmico en agua
describe la temperatura a la cual se produce la coagulación por
calentamiento del derivado de celulosa.
Mediante el proceso de hinchamiento o de
disolución se eliminan las estructuras superiores, como las que
resultan a partir del material de partida de la celulosa. De este
modo por ejemplo, en el caso de los éteres de celulosa se pierde
prácticamente por completo la estructura en forma de fibras,
hinchándose o disolviéndose únicamente la proporción del éter de
celulosa cuya derivatización es suficiente. Los derivados de la
celulosa hinchados o disueltos, obtenidos de este modo, contienen en
una proporción menor que el 25 hasta el 50% en peso, referido a la
parte sólida, material soluble o hinchable en estado inicial.
Los derivados de celulosa hinchados o disueltos,
resultantes, representan sistemas viscoelásticos cuyo cuadro de
propiedades corresponde, según la cantidad de disolvente y del
derivado de celulosa, a una solución fluible bajo su propio peso, a
un gel flexible o a un producto sólido blando pero quebradizo.
La proporción de agua se elige de tal manera que
se alcance un hinchamiento o bien una disolución suficiente para
eliminar las estructuras fibrosas del derivado de la celulosa. El
una forma de proceder preferente esta proporción es del 50 hasta el
80% en peso, preferentemente del 65 hasta el 78% en peso,
especialmente del 68 hasta el 76% en peso de agua referido al peso
total. Sorprendentemente se ha encontrado que, para alcanzar un
peso a granel deseado del producto molido se necesita un contenido
en agua específico mínimo. Este valor varía, entre otras cosas, con
el tipo de los substituyentes, con el grado de eterificación y con
el peso molecular del derivado de la celulosa. En general una mayor
eterificación exige un menor contenido en agua. Del mismo modo, en
general, un menor peso molecular exige un menor contenido en agua.
Sin embargo se han encontrado también excepciones. Es recomendable
determinar mediante ensayos el contenido en agua óptimo para el
derivado de la celulosa a ser elaborado.
En una realización del procedimiento se hinchan,
en la etapa a) éteres de celulosa con punto de floculación térmico
en agua, preferentemente metilcelulosa, metilhidroxietilcelulosa,
metilhidroxipropilcelulosa, metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa,
hidroxipropilcelulosa, mediante refrigeración hasta una temperatura
situada por debajo del punto de floculación, o se disuelven de tal
manera que se pierdan ampliamente las estructuras superiores, por
ejemplo estructuras fibrosas. Preferentemente se emplearán los
éteres de celulosa en forma de una torta de filtración humedecida
con agua. De forma especialmente preferente se emplearán tortas de
filtración humedecidas con agua de la metilhidroxietilcelulosa,
metilhidroxipropilcelulosa, metilhidroxipropilhidroxietilcelulosa o
de la metilcelulosa usualmente con, aproximadamente 40 hasta 65% en
peso de agua, que se combinan y se refrigeran además con agua.
Preferentemente se mezclará agua fría y a continuación se
homogeneizará de manera conocida. De este modo se incorporará por
mezclado agua de manera continua, por ejemplo en un amasador con
dos árboles, y la mezcla se homogeneiza a continuación mediante
cizallado y amasado. Son adecuadas tanto las máquinas con sentido
idéntico como también máquinas con sentidos opuestos, siendo
preferentes las máquinas con sentidos idénticos debidos a la
apertura axial. La configuración de los husillos tiene que
adaptarse a las condiciones exigidas de tal manera que, por un lado,
se consiga un efecto de amasado suficiente y, que por otro lado, se
dosifique la carga por cizallado de tal manera que no se presente
una solicitación inaceptable del material, que, en caso dado, podría
conducir a la reducción de la longitud de las cadenas moleculares.
Las máquinas amasadoras denominadas de doble cubeta con dos paletas
amasadoras dispuestas horizontalmente, que engranan profundamente
entre sí -como en el caso de los amasadores de doble husillo- y que
se barren entre sí, se caracterizan por una caída por cizallado
comparativamente pequeña [Fa, IKA, Fa. List]. Se genera la fricción
necesaria en el producto amasado del derivado de celulosa y, de
este modo, una buena dispersión y homogeneizado de la metilcelulosa
en agua mediante un número de revoluciones variable de los
árboles.
A los amasadores continuos, de un solo árbol,
adecuados para el homogeneizado, pertenecen los denominados
Reflectoren®, que son mezcladores de alto rendimiento con una
construcción en forma de módulos, que están constituidos por un
cilindro mezclador, calentable y refrigerable, constituido por
varias partes, y por un dispositivo mezclador de paletas alojado por
uno de sus lados [Fa. Lipp]. Del mismo modo son adecuadas también
las denominadas extrusoras con cilindro de espigas o extrusoras
Stiftconvert® [Fa. Berstorff], como las que se utilizan para la
fabricación de mezclas de caucho y de goma. Las espigas empotradas
en la carcasa sirven a modo de contrasoportes para impedir la
rotación simultánea del producto amasado con el árbol. Las máquinas
de husillo con un solo árbol sin barreras de transporte no son
adecuadas para la tarea anteriormente citada.
Para ajustar de manera exacta el tiempo de
residencia y/o para controlar reacciones paralelas, que dependen de
la difusión, son preferentes los dispositivos por tandas frente a
los aparatos continuos. Los mezcladores amasadores con agitadores
denominados sigma con doble brazo [Fa. Fima] en posición de montaje
horizontal son adecuados de manera especial para la tarea descrita.
Los brazos trabajan con velocidades diferentes y puede invertirse
el sentido de rotación. Para la descarga del amasador se ha
dispuesto en la zona del vértice un husillo de descarga. También es
adecuado un recipiente con agitador con árbol mezclador dispuesto
verticalmente, cuando se apliquen rompedores adecuados del flujo,
sobre la pared del recipiente, para impedir la rotación concomitante
de la masa amasada con el árbol agitador y, de este modo, se
transfiere un efecto mezclador intenso hasta el producto amasado
[Fa. Bayer]. Los brazos del agitador están dispuestos de tal manera
que además del removido del conjunto del contenido del recipiente
provocan también un efecto de presión hacia debajo de manera que se
alimente permanentemente con material a los husillos de descarga
insertados en el fondo del recipiente. Del mismo modo son adecuados
recipientes mezcladores de doble pared para el homogeneizado por
tandas de los derivados de la celulosa con agua, con dispositivo
agitador planetario y con homogeneizador en línea. El dispositivo
agitador planetario se encarga de un mezclado intensivo del
contenido del recipiente y garantiza un limpiado casi exento de
depósitos de la pared interna calentable del recipiente. Un sistema
rotor/estator, conectado en bypass, se encarga de un homogeneizado
adicional.
El derivado de celulosa hinchado o disuelto se
transfiere a continuación en la etapa b) en un molino de impacto de
corriente gaseosa, con elevado número de revoluciones,
preferentemente sin tamiz, al estado sólido de tal manera que, por
un lado, se transfiera, por medio de una mezcla de vapor de agua
recalentado/gas inerte o de una mezcla de vapor de agua/aire con una
proporción en vapor de agua del 40 hasta el 99% en peso referido a
la mezcla de vapor de agua/gas inerte o a la mezcla de vapor de
agua/aire, el gas, que se encuentra en el derivado de la celulosa
hinchado o disuelto, hasta la fase vapor y, por otro lado, de tal
manera que se transfiera el derivado de la celulosa disuelto o
hinchado al estado sólido mediante transición de fase,
verificándose durante este proceso la modificación de la forma del
derivado de la celulosa mediante superposición de fuerzas externas
(impacto, cizallado).
La alimentación del derivado de la celulosa en el
molino de impacto puede verificarse en función de la consistencia
del material a ser alimentado por medio de órganos alimentadores en
sí conocidos. Puede llevarse a cabo un desmenuzado de la barra a ser
alimentada en barras individuales, que en caso dado pueden
desmenuzarse adicionalmente en el sentido transversal, debiendo
presentar las barras individuales preferentemente superficies en
sección transversal mayores que 1 mm^{2}. Ventajosamente se hace
pasar el producto alimentado para ello a presión a través de un
tamiz picador y, en este caso, se transforma en barras
individuales. De manera similar pueden emplearse máquinas de husillo
con uno o dos árboles con cabezal de disco perforado
(pica-carnes). Las barras sin fin pueden trocearse
en caso dado a continuación del disco perforado en segmentos más
pequeños con ayuda de un dispositivo de corte. Es posible la
alimentación de las barras extruídas directamente sobre la zona de
molienda del molino con dosificadores de husillo.
El secado por molienda se lleva a cabo en un
molino de impacto con corriente gaseosa, de elevado número de
revoluciones, preferentemente molino de impacto con corriente
gaseosa, de elevado número de revoluciones sin tamiz, en el cual se
somete al derivado de la celulosa a una solicitación por impacto
y/o por cizallado. Tales molinos son conocidos y se han descrito por
ejemplo en las publicaciones US-A-4
747 550, o DE-A-3 811 910 o en la
publicación EP-A-0 775 526.
A modo de gas caloportador y de transporte para
el secado por molienda se emplea una mezcla constituida por vapor
de agua y por un gas inerte o aire, estando constituida
preferentemente la proporción de vapor de agua por la evaporación
del agua empleada como disolvente para el derivado de la celulosa.
En otra variante preferente puede alimentarse al molino, en la etapa
b), además agua o vapor de agua, lo cual puede utilizarse por
ejemplo en el proceso de puesta en marcha para la formación de una
atmósfera de vapor de agua en la instalación de molienda.
Como gases inertes pueden emplearse gases o
mezclas de gases arbitrarios con una temperatura de rocío<
temperatura ambiente. Preferentemente se emplearán nitrógeno,
dióxido de carbono, aire, gases de combustión o mezclas de estos
gases. La temperatura del gas inerte alimentado o bien del aire
puede elegirse arbitrariamente, preferentemente la temperatura se
encontrará en el intervalo de 0 a 300ºC, especialmente se toma el
gas inerte o bien el aire en el intervalo de temperaturas de 5 hasta
50ºC, preferentemente a la temperatura ambiente. Puede someterse al
gas, o a la mezcla de gases, a un calentamiento previo por medio de
intercambiadores de calor o, como en el caso de los gases de
combustión, pueden presentarse ya en estado caliente. El gas inerte
o bien el aire puede alimentarse en cualquier punto de la
instalación de molienda. De este modo puede llevarse a cabo de
manera neumática por ejemplo el reciclado de los granos groseros
hasta la zona de molienda y puede elegirse la corriente
transportadora de manera que se incorpore la cantidad deseada de
gas inerte o bien de aire. La adición de gas inerte o de aire puede
llevarse a cabo por ejemplo en el lado aspirante del ventilador o
conjuntamente con el producto de molienda. La adición del gas
inerte o bien del aire puede llevarse a cabo también, de manera
preferente, simultáneamente en diversos puntos de la instalación de
molienda. La adición de gas inerte o de aire se lleva a cabo en una
proporción, con respecto al agua evaporada incorporada, de 1:99
partes en peso hasta 60:40 partes en peso, preferentemente en una
proporción de 3:97 partes en peso hasta 40:60 partes en peso, de
forma especialmente preferente en una proporción de 5:95 partes en
peso hasta 30:70 partes en peso. El agua incorporada se introduce
en este caso a través del derivado de celulosa disuelto o hinchado y
se evapora en el proceso de secado por molienda o se alimenta en el
molino directamente en forma de agua o de vapor de agua. La
cantidad evaporada de agua se calcula de la manera
siguiente:
siguiente:
Cantidad de vapor de agua [kg/h] = cantidad
alimentada de agua o de vapor de agua [kg/h] + cantidad incorporada
de gel [kg/h]* % en peso de agua en el gel/100% en peso - caudal de
polvo de MC [kg/h]* % en peso de humedad/100% en peso.
Puesto que el último término es muy pequeño, en
general, en comparación con el primero y el segundo de los
términos, puede calcularse aproximadamente la cantidad de vapor de
agua:
Cantidad de vapor de agua [kg/h] = cantidad
alimentada de agua o de vapor de agua [kg/h] + cantidad alimentada
de gel [kg/h]* % en peso de agua en el gel/100% de peso.
Si no se alimenta al molino adicionalmente agua o
vapor de agua, se calcula la cantidad de vapor de agua
aproximadamente como:
Cantidad de vapor de agua [Kg/h] = cantidad
alimentada de gel [kg/h]* % en peso de agua en el gel/100% en
peso.
La cantidad en circulación de gas en el circuito
relativamente elevada con relación al agua alimentada y a la
cantidad de gas inerte o bien de agua, se garantiza el mezclado del
vapor de agua con el gas inerte o bien con el aire.
El derivado de celulosa disuelto o hinchado se
desmenuza mediante solicitación múltiple por impacto y/o por
cizallado entre útiles de molienda giratorios y fijos o giratorios
en sentidos opuestos y/o mediante impacto de varias partículas.
Simultáneamente se evapora el disolvente que se encuentra en el
producto sólido. La energía térmica necesaria para ello se
introduce, en parte, a través del gas caloportador. La energía
eléctrica transformada en calor por rozamiento del mecanismo de
molienda contribuye al mismo tiempo al secado.
Las partículas sólidas finamente divididas,
obtenidas, se separan de la corriente gaseosa, por ejemplo en un
separador conectado aguas abajo del dispositivo de secado por
molienda. Este puede ser un separador por inercia tal como por
ejemplo un ciclón o también un separador con filtro.
Según el tipo del molino puede llevarse a cabo
internamente una clasificación mediante aventado. Una parte en
gravilla, presente en caso dado, se separa del producto molido
debido a la fuerza centrífuga que sobrepasa a la fuerza de arrastre
del gas transportador. El producto de la molienda se descarga a
modo de producto adecuado a partir de la cámara de molienda con el
gas transportador. Las gravillas se reciclan de nuevo a la zona de
molienda con un reciclo para gravilla interno o externo. El secado
por molienda se lleva a cabo de tal manera que no es necesaria una
etapa ulterior de clasificación mediante aventado o tamizado. Sin
embargo es ventajoso separar los granos groseros por medio de un
tamizado de protección. En este caso se emplean tamices con una
anchura de malla de 0,125 mm hasta 1 mm. La parte de grano grosero
separada supone <15% en peso, preferentemente <7% en peso, de
forma especialmente preferente <3% en peso referido a la masa
total del derivado de celulosa secado por molienda. Esta proporción
grosera separada puede reciclarse en caso dado al molino o puede
mezclarse con el producto de
alimentación.
alimentación.
El gas caloportador y de transporte (gas de
molienda) se conduce en circuito cerrado y la parte en exceso se
descarga como corriente lateral. La cantidad de gas en circulación
[kg/h] en el circuito cerrado se encuentra con respecto al agua
incorporada [kg/h] y a la cantidad de gas inerte o bien a la
cantidad de aire [kg/h] preferentemente en la proporción de 5 hasta
15, especialmente en la proporción de 8 hasta 12. Delante del
dispositivo de secado por molienda se conecta un intercambiador de
calor que calienta de nuevo al gas de molienda refrigerado por la
evaporación del agua, que contiene el derivado de celulosa, y por
las pérdidas de calor. Las temperatura de la mezcla de vapor de
agua/gas inerte empleada para el secado por molienda o de la mezcla
vapor de agua/aire se elige como mínimo de tal manera que no se
descienda en ninguna zona por debajo del punto de rocío, en función
del caudal elegido del producto y/o de la cantidad de disolvente o
bien de mezcla de disolventes en el derivado de celulosa.
Mediante el empleo de mezclas de vapor de
agua/gas inerte o de mezclas de vapor de agua/aire se alcanza una
atmósfera pobre en oxígeno en el dispositivo de secado por
molienda.
La proporción de vapor de agua de la corriente
parcial descargada del gas de molienda puede condensarse, en caso
dado tras una filtración de gas caliente, con recuperación de
calor.
Las partículas sólidas finamente divididas pueden
separarse, en caso dado en la etapa d) en dispositivos de secado,
en sí conocidos, hasta la humedad deseada. El secado se lleva a
cabo convenientemente con secaderos de convección, preferentemente
con secaderos de corriente, secaderos anulares o dispositivos
similares. Preferentemente se llevará a cabo el secado por molienda
de tal manera que no se requiera una etapa ulterior de secado.
Para una modificación del perfil de propiedades
del producto final pueden añadirse en caso dado antes, durante o
después de una o varias de las etapas del procedimiento según la
invención, modificadores, aditivos y/o productos activos.
Deben entenderse por modificadores aquellas
substancias que ejerzan un influjo químico sobre el derivado
polisacárido. Los modificadores típicos son agentes oxidantes, por
ejemplo peróxido de hidrógeno, ozono, hipohalogenuros, perboratos o
percarbonatos así como agentes reticulantes, como por ejemplo
agentes reticulantes, por ejemplo dialdehídos, tales como glioxal o
glutarodialdehido, epóxidos polifuncionales, isocianatos
polifuncionales, ácidos orgánicos, ácidos minerales, sales orgánicas
e inorgánicas, sin embargo no están limitados a éstos.
Deben entenderse por aditivos aquellas
substancias que no ejerzan un influjo químico sobre el derivado
polisacárido. Los aditivos típicos son conservantes, dispersantes,
desespumantes, formadores de poros de aire, pigmentos, polímeros no
iónicos, aniónicos y catiónicos, sintéticos y naturales y sus
derivados, por ejemplo éteres de almidón tales como hidroxietil o
hidroxipropilalmidones, sales orgánicas e inorgánicas, sin embargo
no están limitados a éstos.
Se entenderán por productos activos aquellas
substancias que no ejerzan un influjo químico sobre el derivado de
la celulosa y que aprovechan al derivado de la celulosa como
aglutinante. Productos activos típicos son agentes protectores de
las plantas y productos activos farmacéuticos, sin embargo no están
limitados a éstos.
Los derivados de la celulosa de esta invención
pueden emplearse en una pluralidad de aplicaciones. De manera
ejemplificativa se utilizan a modo de espesantes solubles en agua o
en disolventes o a modo de aglutinantes en pinturas, productos
farmacéuticos, productos cosméticos o productos comestibles.
También pueden emplearse a modo de agentes de recubrimiento, por
ejemplo en productos farmacéuticos. Otra aplicación consiste en la
de coloide protector por ejemplo en la polimerización en
suspensión.
Los productos de este procedimiento están
constituidos por derivados de celulosa finamente dividida, estando
ampliamente eliminadas las estructuras superiores procedentes del
material de partida, por ejemplo estructuras fibrosas.
Los derivados de celulosa finamente divididos,
fabricados según el procedimiento de la invención, se analizan
independientemente en caso dado por medio de procedimientos de
difracción de láser para la determinación del tamaño de las
partículas (por ejemplo Sympatec HELOS (H1007)&RODOS). La
evaluación del cuadro de difracción se lleva a cabo en este caso en
primer lugar suponiéndose que las partículas tienen forma esférica
y necesidades reales constantes a través de todo el espectro del
tamaño de las partículas. En este caso se encuentran
sorprendentemente diferencias significativas en comparación con los
productos que se han fabricado según los procedimientos del estado
de la técnica. De este modo pueden fabricarse, según el
procedimiento de la invención, productos con menos de un 5% en
peso, preferentemente menos de un 2% en peso, referido al peso total
de las partículas con un tamaño de las partículas menor que 15
\mum. Pueden fabricarse productos con menos de un 2% en peso,
preferentemente menos de un 1% en peso referido al peso total de las
partículas menores que 10 \mum y menos de un 1% en peso,
preferentemente menos de un 0,5% en peso, en el caso mas preferente
menos de un 0,1% en peso, referido al peso total de las partículas,
menor que 5 \mum. Alternativamente puede ajustarse también la
curva granulométrica de tal manera que se fabrique, respectivamente
referido al peso total, un 20% en peso de las partículas con un
tamaño de las partículas menor que 15 \mum, menos de un 10% en
peso menor que 10 \mum y menos de un 2% en peso menor que 5
\mum. De esta manera resulta una proporción en polvo fino
claramente menor en comparación con la de los productos según el
estado de la técnica y con una distribución del tamaño de las
partículas
estrecha.
estrecha.
Mediante la variación del número de revoluciones
del rotor y, por lo tanto, de la velocidad periférica del rotor del
molino giratorio de impacto con corriente gaseosa, con elevado
número de revoluciones, puede ajustarse específicamente el grado del
desmenuzado y por lo tanto, la curva granulométrica. Para el
control del molino se descarga por lo tanto convenientemente una
parte de la corriente del producto por detrás del separador del
producto (ciclón separador por filtro) y se analiza por medio de un
procedimiento para la determinación del tamaño de las partículas.
Alternativamente puede integrarse directamente en una tubería de
conducción un sistema de toma de muestras y de medida.
Preferentemente se emplearán para ello procedimientos de difracción
de láser.
Por medio de esta forma de proceder pueden
mantenerse intervalos estrechos en lo que se refiere a la curva
granulométrica deseada. De este modo es posible ajustar grados de
molienda específicos, alcanzándose una exactitud de +/-5% en peso
en lo que se refiere al caudal acumulado del tamiz a través de un
tamiz de 0,063 mm. A continuación se han enumerado las curvas
granulométricas que se alcanzan para los tamaños finales 40, 50,
60, 70, 80, 90% en peso <0,063 mm.
Los tamices para el análisis corresponden a los
de la norma DIN ISO 3310. Las anchuras de malla indicadas a
continuación corresponden al patrón USA ASTM E11-61
de la manera siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
| ASTM E 11-61 | |
| 0,25 mm | 60 mesh |
| 0,125 mm | 120 mesh |
| 0,063 mm | 230 mesh |
| Curva granulométrica A | 40% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 98,5 - 100 |
| <0,2 mm | 95 - 100 |
| <0,16 mm | 89 - 98 |
| <0,125 mm | 79 - 92 |
| <0,1 mm | 65 - 80 |
| <0,063 mm | 35 – 45 |
| Curva granulométrica B | 50% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 99 - 100 |
| <0,2 mm | 98 - 100 |
| <0,16 mm | 93 - 99 |
| <0,125 mm | 85 - 94,5 |
| <0,1 mm | 75 - 88 |
| <0,063 mm | 45 – 55 |
| Curva granulométrica C | 60% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 99 - 100 |
| <0,2 mm | 98,5 - 100 |
| <0,16 mm | 95,5 - 100 |
| <0,125 mm | 89 - 96-5 |
| <0,1 mm | 81 - 91,5 |
| <0,063 mm | 55 – 65 |
| Curva granulométrica D | 70% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 99,5 - 100 |
| <0,2 mm | 99,0 - 100 |
| <0,16 mm | 97,0 - 100 |
| <0,125 mm | 93 - 98 |
| <0,1 mm | 86 - 94,5 |
| <0,063 mm | 65 – 75 |
(Continuación)
| Curva granulométrica E | 80% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 99,9 - 100 |
| <0,2 mm | 99,5 - 100 |
| <0,16 mm | 97,5 - 100 |
| <0,125 mm | 95,5 - 99,5 |
| <0,1 mm | 91 - 97 |
| <0,063 mm | 75 – 85 |
| Curva granulométrica F | 90% <0,063 mm |
| caudal acumulado a través del tamiz en % en peso | |
| <0,25 mm | 99,9 - 100 |
| <0,2 mm | 99,5 - 100 |
| <0,16 mm | 98,5 - 100 |
| <0,125 mm | 96,5 - 99,9 |
| <0,1 mm | 94 - 99,5 |
| <0,063 mm | 85 - 95. |
Pueden obtenerse distribuciones mas anchas del
tamaño de las partículas mediante mezclado de los polvos con
diferentes curvas granulométricas.
Los pesos a granel de los derivados de celulosa
finamente divididos pueden ajustarse en el procedimiento según la
invención desde mayor/igual 0,15 kg/l hasta mayor/igual 0,5 kg/l.
Preferentemente se generarán productos con un peso a granel
mayor/igual que 0,3 kg/l y menor/igual que 0,5 kg/l.
Se mezcló, de manera continua, con agua, en un
recipiente con agitador con árbol agitador dispuesto verticalmente,
sobre el cual se había dispuesto el útil mezclador de tal manera
que quedase abarcado todo el recinto de mezclado, torta de
filtración humedecida con agua de una metilhidroxietilcelulosa con
un contenido en agua del 55% en peso referido al peso total (formado
por la metilhidroxietilcelulosa con un DS (metilo) = 1,51 y con un
MS (hidroxietilo) = 0,28), de tal manera que se formó un gel de
metilhidroximetilcelulosa con un contenido en materia sólida del 25%
referido al peso total. Con el fin de impedir la rotación
concomitante del material, se han dispuesto rompedores de la
corriente sobre la pared del recipiente. Las paletas de agitación se
han dispuesto sobre el árbol mezclador de tal manera que provocan,
además del mezclado, también un efecto de compresión hacia debajo de
manera que se alimente permanentemente con material el husillo de
descarga insertado en el fondo del recipiente. El gel se recogió y
a continuación se elaboró ulteriormente para dar productos finamente
divididos de metilhidroxietilcelulosa (ejemplo MT
1-3).
La instalación de molienda está constituida por
un molino giratorio con corriente gaseosa, de elevado número de
revoluciones, sin tamiz (tipo Ultra Rotor II, Altenburger Maschinen
Jäckering GmbH) con árbol de accionamiento dispuesto verticalmente y
siete bandas de molienda con un diámetro de 0,5 m respectivamente
con 16 placas de rebote, que trabajan contra una banda perfilada de
contramolienda. La velocidad periférica del rotor se determina por
el número de revoluciones del rotor y se calcula según la ecuación
U=\pi*n*d siendo n=número de revoluciones del rotor y d= 0,5 m. El
número de revoluciones del rotor se regula a través del control del
molino. Aguas abajo del molino se ha conectado un ciclón con un
diámetro de 0,6 m, en el que se separa la parte fundamental del
producto finamente molido, así como dos filtros de mangueras
conectados en paralelo, respectivamente de 12 m^{2}. Aguas abajo
del ciclón recicla a presión hasta el molino un ventilador radial al
gas de molienda a través de un generador de gas caliente con
quemador de gas natural.
El producto alimentado se dosifica, por medio de
un husillo de dosificado (derivado de celulosa humedecido con agua)
en el molino a la altura de la primera y de la segunda banda de
molienda. Mediante una placa perforada, conectada aguas arriba del
husillo dosificador, se subdivide el producto de alimentación en
barras individuales con un diámetro aproximado de 10 mm.
Adicionalmente se dosifica en diversos puntos de la instalación
(ventilador, molino de impacto, ciclón) una cantidad definida de
nitrógeno.
La parte en exceso de vapor de agua/nitrógeno se
descarga y la parte de vapor de agua se precipita en un ventilador
de chorro de agua.
Se molió y se secó un gel de
metilhidroxietilcelulosa (procedente de metilhidroxietilcelulosa
con un DS (metilo) = 1,51 y con un MS (hidroxietilo) = 0,28) con un
contenido en materia sólida del 25%, con relación al peso total,
según la forma de proceder anteriormente descrita, con un caudal de
114 kg por hora. La mezcla entrante de vapor de agua/nitrógeno tenía
una temperatura de 230 hasta 250ºC a presión normal. Aguas debajo
de la cámara de molienda la temperatura de la mezcla de vapor de
agua/nitrógeno era de 130ºC. La cantidad reciclada de gas fue de
1.800 m^{3} industriales (medidos a 125ºC) por hora. La
proporción del vapor de agua en la mezcla de vapor de agua/nitrógeno
era del 73% en peso.
Se obtuvo, con un número de revoluciones del
rotor del molino de impacto de 3.550 s^{-1}, una MHEC finamente
dividida con un peso a granel de 403 g/l y con una viscosidad medida
como solución acuosa al 2%, de 87.500 MPa*s a 20ºC 2,55 l/s (Haake
Rotovisko). El polvo obtenido pasó en una proporción del 75,6% en
peso a través de un tamiz de 0,063 mm. La determinación del tamaño
de las partículas mediante la difracción de láser dio los valores
siguientes: 4,7% en peso <15,5 \mum; 21,1% en peso <11
\mum 0,7% en peso <5,5 \mum. La humedad del producto fue
<2% en peso referido al peso total.
Se molió y se secó el mismo gel de MHEC según la
forma de proceder anteriormente descrita con un caudal de 106 kg
por hora. La mezcla entrante de vapor de agua/nitrógeno tenía una
temperatura de 230 hasta 245ºC a presión normal. La temperatura del
vapor, aguas debajo de la cámara de molienda, era de 130ºC. La
cantidad de gas recirculada fue de 1.800 metros cúbicos industriales
(medidos a 125ºC) por hora. La proporción del vapor de agua en la
mezcla de vapor de agua/nitrógeno era del 71% en peso.
Se obtuvo, con un número de revoluciones del
rotor del molino por impacto, de 3.175 s^{-1}, una MHEC finamente
dividida con un peso a granel de 397 g/l y con una viscosidad,
medida como solución acuosa al 2% de 90.200 MPa*s a 20ºC y 2,55 l/s
(Haake Rotovisko). El polvo obtenido pasaba en un 66,1% en peso a
través de un tamiz de 0,063 mm. La determinación del tamaño de las
partículas por medio de la difracción de láser dio los valores
siguientes: 2,3% en peso <15,5 \mum; 0,9% en peso <11
\mum y 0,0% en peso <5,5 \mum. La humedad del producto era
<2% en peso referido al peso total.
Se molió y se secó el mismo gel de MHEC según la
forma de proceder anteriormente descrita con un caudal de 130 kg
por hora. La mezcla entrante de vapor de agua/nitrógeno tenía una
temperatura de 250 hasta 270ºC a presión normal. La temperatura del
vapor, aguas debajo de la cámara de molienda, era de 130ºC. La
cantidad de gas recirculada fue de 1700 metros cúbicos industriales
(medidos a 125ºC) por hora. Las proporción de vapor de agua en la
mezcla vapor de agua/nitrógeno era del 75% en peso.
Se obtuvo, con un número de revoluciones del
rotor, del molino de impacto, de 2.470 s^{-1}, una MHEC finamente
dividida con un peso a granel de 395 g/l y con una viscosidad medida
como solución acuosa al 2% de 93.700 MPa*s a 20ºC y 2,55 l/s (Haake
Rotovisko). El polvo obtenido pasaba en un 55,9% en peso a través
de un tamiz de 0,063 mm. La determinación del tamaño de las
partículas mediante la difracción de láser dio los valores
siguientes: 1,7% en peso <15,5 \mum; 0,6% en peso <11
\mum y 0,0% en peso <5,5 \mum. La humedad del producto fue de
<2% en peso referido al peso total. La viscosidad del producto,
medida como solución acuosa al 2% a 20ºC y 2,25 l/s (Haake
Rotovisko) en [MPa*s] se ha indicado abreviadamente como V2 en las
tablas siguientes. En los análisis por tamizado se indican en % en
peso los pasos acumulados a través del tamiz. Los valores de
difracción de láser se indican también en % en peso.
| Ejemplo | 4 | 5 | 6 |
| DS (M) | 1,53 | 1,53 | 1,53 |
| MS (HE) | 0,28 | 0,28 | 0,28 |
| MS (HP) | 0,29 | 0,29 | 0,29 |
| Contenido en materia sólida del gel, [%] | 25 | 25 | 25 |
| Caudal del gel, [kg/h] | 107 | 115 | 112 |
| Número de revoluciones del rotor, [l/s] | 3.550 | 3.175 | 2.820 |
| T delante del molino, [ºC] | 210-230 | 220-240 | 230-250 |
| T después del molino, [ºC] | 130 | 130 | 130 |
| Cantidad de gas recirculada _{125^{o}C} [m^{3}/h] | 1.750 | 1.700 | 1.700 |
| Proporción de agua en la mezcla | |||
| de vapor de agua/nitrógeno [% en peso] | 71 | 73 | 72 |
| Análisis por tamizado | |||
| <0,25 mm | 99,9 | 99,7 | 98,6 |
| <0,2 mm | 99,7 | 99,2 | 95,2 |
| <0,16 mm | 99,3 | 96,8 | 89,6 |
| <0,125 mm | 96,8 | 91,0 | 79,1 |
| < 0,1 mm | 91,9 | 81,2 | 65,6 |
| < 0,063 mm | 71,8 | 55,1 | 37,9 |
| V2 | 8.200 | 8.200 | 8.000 |
| Humedad del producto [% en peso] | 1,7 | 1,3 | 2,0 |
| Peso a granel, [g/l] | 408 | 393 | 341 |
| Valores de difracción de láser | |||
| <15,5 \mum | 4,5 | 2,0 | 1,0 |
| <11 \mum | 2,0 | 0,8 | 0,4 |
| <5,5 \mum | 0,6 | 0,1 | 0,0 |
| Ejemplo | 7 | 8 |
| DS (M) | 1,54 | 1,54 |
| MS (HE) | 0,1 | 0,1 |
| MS (HP) | 0,24 | 0,24 |
| Contenido en materia sólida del gel, [%] | 22 | 22 |
| Caudal del gel, [kg/h] | 142 | 140 |
| Número de revoluciones del rotor, [l/s] | 3.550 | 2.470 |
| T delante del molino, [ºC] | 250-270 | 270-290 |
| T después del molino, [ºC] | 130 | 130 |
| Cantidad de gas recirculada _{125^{o}C} [m^{3}/h] | 1.750 | 1.650 |
| Proporción de agua en la mezcla de vapor | ||
| de agua/nitrógeno [% en peso] | 78 | 77 |
| Análisis por tamizado | ||
| <0,25 mm | 99,9 | 99,6 |
| <0,2 mm | 99,8 | 99,1 |
| <0,16 mm | 99,5 | 96,9 |
| <0,125 mm | 98,0 | 89,8 |
| < 0,1 mm | 94,4 | 79,8 |
| < 0,063 mm | 78,8 | 49,9 |
| V2 | 4.9800 | 5.1000 |
| Humedad del producto [% en peso] | 1,8 | 1,5 |
| Peso a granel, [g/l] | 409 | 414 |
| Ejemplo | 9 | 10 | 11 | 12 |
| DS (M) | 1,56 | 1,56 | 1,56 | 1,56 |
| MS (HE) | 0,27 | 0,27 | 0,27 | 0,27 |
| Contenido en materia sólida del gel, [%] | 25 | 25 | 25 | 25 |
| Caudal del gel, [kg/h] | 117 | 114 | 113 | 120 |
| Número de revoluciones del rotor, [l/s] | 3.550 | 3.175 | 2.820 | 2.470 |
| T delante del molino, [ºC] | 240-250 | 230-250 | 240-260 | 250-270 |
| T después del molino, [ºC] | 130 | 130 | 130 | 130 |
| Cantidad de gas recirculada _{125^{o}C} [m^{3}/h] | 1.800 | 1.800 | 1.750 | 1.750 |
| Proporción de agua en la mezcla | ||||
| de vapor de agua/nitrógeno [% en peso] | 73 | 73 | 73 | 74 |
| Análisis por tamizado | ||||
| <0,25 mm | 100,0 | 99,9 | 99,9 | 99,7 |
| <0,2 mm | 99,9 | 99,8 | 99,4 | 98,8 |
| <0,16 mm | 99,8 | 99,1 | 97,4 | 95,2 |
| <0,125 mm | 99,1 | 95,5 | 92,0 | 88,1 |
| <0,1 mm | 95,9 | 89,5 | 83,7 | 78,8 |
| <0,063 mm | 80,9 | 68,2 | 58,7 | 52,0 |
| V2 | 37.100 | 39.500 | 39.600 | 39.800 |
| Humedad del producto [% en peso] | 1,5 | 1,7 | 1,6 | 1,3 |
| Peso a granel, [g/l] | 431 | 424 | 414 | 414 |
| Valores de difracción de láser | ||||
| <15,5 \mum | 3,4 | 2,2 | 1,2 | 1,0 |
| <11 \mum | 1,2 | 0,8 | 0,4 | 0,3 |
| <5,5 \mum | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
Se elaboró la misma MHEC que la de los ejemplos
10-13, tras la separación de la solución de lavado,
en primer lugar para formar una gravilla y a continuación se molió
por medio de un molino vibratorio. Se obtuvieron productos con los
parámetros del producto siguientes:
| Análisis por tamizado | ||
| <0,25 mm | 100,0 | 100,0 |
| <0,2 mm | 100,0 | 100,0 |
| <0,16 mm | 100,0 | 100,0 |
| <0,125 mm | 92,7 | 93,9 |
| <0,1 mm | 80,9 | 83,5 |
| <0,063 mm | 53,0 | 54,9 |
| V2 | 35.900 | 34.500 |
| Humedad del producto [% en peso] | 2,3 | 2,3 |
| Peso a granel, [g/l] | 382 | 376 |
| Valores de difracción de láser | ||
| <15,5 \mum | 5,4 | 7,8 |
| <11 \mum | 4,1 | 6,0 |
| <5,5 \mum | 2,9 | 3,9. |
| Ejemplo | 13 | 14 | 15 | 16 |
| DS (M) | 1,45 | 1,45 | 1,45 | 1,45 |
| MS (HE) | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,21 |
| Contenido en materia sólida del gel, [%] | 22,5 | 26 | 26 | 30 |
| Caudal del gel [kg/h] | 53 | 103 | 107 | 110 |
| Número de revoluciones del rotor, [l/s] | 4.420 | 4.420 | 3.540 | 4.420 |
| T delante del molino [ºC] | 150-160 | 180-200 | 210-230 | 190-200 |
| T después del molino[ºC] | 120 | 120 | 120 | 120 |
| Cantidad de gas recirculada _{115^{o}C} [m^{3}/h] | 1.850 | 1.850 | 1.800 | 1.850 |
| Proporción de agua en la mezcla de | ||||
| vapor de agua/nitrógeno [% en peso] | 56 | 70 | 71 | 71 |
| Análisis por tamizado | ||||
| <0,25 mm | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
| <0,2 mm | 99,9 | 99,9 | 100,0 | 100,0 |
| <0,16 mm | 99,8 | 99,9 | 99,9 | 100,0 |
| <0,125 mm | 98,9 | 99,8 | 99,6 | 99,8 |
| <0,1 mm | 96,8 | 98,8 | 98,1 | 98,0 |
| <0,063 mm | 86,6 | 92,9 | 88,1 | 85,9 |
| V2 | 13.300 | 15.000 | 15.900 | 16.100 |
| Humedad del producto [% en peso] | 1,4 | 2,1 | 1,6 | 2,1 |
| Peso a granel, [g/l] | 360 | 324 | 334 | 247 |
| Valores de difracción de láser | ||||
| <15,5 \mum | 8,9 | 19,1 | 9,6 | 10,7 |
| <11 \mum | 3,9 | 8,8 | 4,4 | 5,3 |
| <5,5 \mum | 0,6 | 0,5 | 0,9 | 1,0. |
La instalación de secado por molienda se sometió
a doce procesos de puesta en marcha y de detención con fines de
ensayo durante un tiempo total de funcionamiento de 30 horas de
acuerdo con la forma de proceder descrita en los ejemplos MT
1-16. En este caso no se observó condensación de
vapor de agua o formación de costras en la instalación de secado por
molienda.
Con fines comparativos se hizo funcionar la
instalación de secado por molienda con vapor de agua sin proporción
de nitrógeno. En este caso se observó condensación de vapor de
agua, formación de costras del producto de molienda en el molino así
como formación de costras sobre las esclusas de rueda celular.
Claims (7)
1. Procedimiento para la obtención de derivados
de celulosa solubles en agua, pulverulentos, caracterizado
porque
- a)
- se hincha o se disuelve un derivado de celulosa en cantidad suficiente de un 50 hasta un 80% en peso de agua, referido al peso total y a continuación
- b)
- se transfiere, en un molino de impacto de corriente gaseosa, con elevado número de revoluciones, por medio de la corriente gaseosa de una mezcla de vapor de agua recalentado/gas inerte o de una mezcla de vapor de agua/aire con una proporción en vapor de agua del 40 hasta el 99% en peso referido a la mezcla de vapor de agua/gas inerte o a la mezcla de vapor de agua/aire, el agua procedente del derivado de celulosa hinchado o disuelto, hasta la fase vapor y se convierte el derivado de celulosa disuelto o hinchado al estado de cuerpo sólido en forma de partículas sólidas finamente divididas,
- c)
- las partículas sólidas obtenidas se separan de la corriente gaseosa y a continuación
- d)
- en caso dado se secan.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se mezclan o se añaden modificadores,
aditivos y/o productos activos con el derivado de celulosa antes,
durante o después de una o varias de las etapas parciales a) hasta
c) del procedimiento.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el derivado de
celulosa está constituido por un derivado de celulosa con un punto
de floculación térmico.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el derivado de
celulosa se hincha o se disuelve en forma de una torta de filtración
humedecida con agua en la etapa a) con agua fría en el intervalo de
temperaturas de 0 hasta 60ºC.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el derivado de
celulosa está constituido por un éter de celulosa.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa b)
se emplea un molino de impacto de corriente gaseosa de elevado
número de revoluciones sin tamiz.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la curva
granulométrica de las partículas sólidas finamente divididas del
derivado de celulosa en la etapa b) se ajusta mediante la variación
del número de revoluciones del molino por impacto con corriente
gaseosa, de elevado número de revoluciones.
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