JP2002507957A - Soluble acidic polyphosphate and apparatus for producing the same - Google Patents

Soluble acidic polyphosphate and apparatus for producing the same

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、Na/P比が0.3〜0.6であり、P25含量が77質量%より多く、Na2O含量が20%より少なく、残留水含量が3〜10%である可溶性の酸性ポリ燐酸塩を製造する方法に関し、平均鎖長10〜30を有する鎖状ポリ燐酸塩を形成するために、燐酸塩の水溶液を乾燥し、400〜600℃の温度で30〜180分溶融し、溶融物をガラス状生成物を形成しながら冷却し、その際溶融中に溶融物と接触する雰囲気の水蒸気圧を0.1〜0.5バールに維持することを特徴とする。本発明は更にこの方法により製造されるポリ燐酸塩およびその使用に関する。 (57) [Summary] The present invention relates to the present invention, wherein the Na / P ratio is 0.3 to 0.6, the P 2 O 5 content is more than 77% by mass, the Na 2 O content is less than 20%, and the residual water content is less than 20%. Is a method for producing a soluble acidic polyphosphate having a mean chain length of 3 to 10%, wherein an aqueous solution of the phosphate is dried at 400 to 600 ° C. to form a linear polyphosphate having an average chain length of 10 to 30. At a temperature of between 30 and 180 minutes, cooling the melt while forming a glassy product, while maintaining the water vapor pressure of the atmosphere in contact with the melt during melting at 0.1-0.5 bar. It is characterized by the following. The invention further relates to the polyphosphates produced by this method and their use.

Description

【発明の詳細な説明】 可溶性の酸性ポリ燐酸塩およびこれを製造する装置 本発明は高いP25含量を有する溶解性のよい酸性ポリ燐酸塩およびその製造 方法に関し、更に連続的作業法を可能にする適当な装置を記載する。 酸性のポリ燐酸塩は当業者には30質量%未満のNa2O含量に相当して1未 満、特に0.9未満のナトリウム/燐モル比を有し、固体の状態で一般に更に2 〜10質量%の水を含有するポリ燐酸塩であると理解される。含水量は主に遊離 燐酸ヒドロキシル基の存在にもとづく。鎖状および環状構造により特徴づけられ るこの燐酸塩を特性化するために、更に重合度が用いられる。遊離ヒドロキシル 基の高い含量によりこの燐酸塩の溶液はきわめて強い酸性である。この酸性基は 基本的に水を放出して更になお重合することができ、その際引き続きPO4正四 面体を介して架橋し、空間的に架橋した、著しく水の少ない構造を生じる。この 場合に少ないNa2Oおよび含水量を有するこの構造はウルトラ燐酸塩とよばれ る。重要な特徴は著しく少ない水中の溶解度であり、それというのも加水分解に よりはじめてより小さい単位に溶解するからである。 Na/P比が0.9より少ないポリ燐酸ナトリウムにおいて架橋およびこれと ともにウルトラ燐酸塩の結 合が生じる条件は、a)高い溶融温度およびb)低い水蒸気圧である(A.Wi nkler und E.Thilo、Z.anorg.allg.Chemie2 98S.302−315(1959)参照)。 化学的分析に依存する酸性燐酸ナトリウムガラスの構成および製造条件の関連 は更にWestman et al.Canadian Journal of Chemistry Vol.27、1959、1764〜1775に示され る。 更に酸性ポリ燐酸塩の特定の組成物がその溶融物の長い熱処理の際に結晶質の 生成物に変換することが判明した。従ってNaH(PO32の水溶液は400℃ の温度で乾燥および溶融し、約300℃で長く熱処理後、結晶質の固体に変換し 、これからこの固体が環状トリメタ燐酸塩であることが理解される。この生成物 はきわめて緩慢に水に溶解する。Na2H(PO33の組成に相当する混合物は 300℃で繊維状結晶に変換し、この結晶は水に溶けにくく、エックス線スペク トルにより長鎖ポリ燐酸塩を含有する(Griffith、ACS1954、S 5892参照)。 他の結晶の形は式Na3H(PO34に相当し、これは600℃に加熱し、3 50℃で12時間熱処理することにより得られる。この生成物も水に溶解しない (Griffith、ACS1956、3867−3870および米国特許第2 774672号明細書)。 ドイツ特許第4128124号明細書にはチーズの調製のための添加物または 溶融塩として酸性ポリ燐酸塩が記載される。このポリ燐酸塩は適当な混合比の燐 酸モノナトリウムおよび燐酸または水酸化ナトリウム溶液および燐酸から直接4 00〜500℃で、滞留時間20分〜2時間で溶融することにより製造し、その 際最終生成物の組成は溶融温度、滞留時間およびNa/P比により決定される。 一般的な製造条件に関しては上記の米国特許第2774672号明細書に示され る。このポリ燐酸塩は安定性および保存性を有するべきである。P25含量は7 3〜77質量%であり、Na2O含量は20〜25質量%であり、残留水含量は 2〜3質量%である。従ってNa/P比は0.6〜0.8である。これらの生成物 の溶解度は約90分であり、これは特にチーズ工業で溶融塩および安定剤として 意図して使用するためには長すぎる。必要な加工時間のために30分より少ない 、有利には20分より少ない溶解時間が好ましい。 食品として燐酸塩を使用するために、特にメルトチーズを製造するために、こ れらのポリ燐酸塩は以下の多くの特性または機能を有していなければならない。 a)ポリ燐酸塩は取り扱いが良好な固体の粉末でなければならない。該粉末は、 b)高い溶解度、特に30分より少ない、有利には20分より少ない水に溶解す るまでの時間を有し、 c)アルカリ土類金属、特にカルシウムおよびマグネシウムに関する良好な錯体 形成能力を有し、 d)特に、例えばサラダドレッシングおよびマヨネーズに使用するために、酸性 範囲で良好な緩衝作用を示し、 e)完成したチーズの貯蔵時間中に保存作用(容積および量当たりの細菌の数の 減少で表される)を示し、 f)他の添加物、特にビタミンCに対する安定作用を示す。 ドイツ特許第4128124号明細書により、この目的のために従来は0.8 〜0.6のNa/P比を有する弱酸性ポリ燐酸塩を使用したが、これは十分な溶 解特性を示さなかった。従来の説明により、ウルトラ燐酸塩の分量は急速な溶解 のために多すぎると考えられた。 従って、架橋構造(ウルトラ燐酸塩)の分量が少ない固体の、溶解性であり、 酸性のポリ燐酸塩を見い出し、その製造方法を見い出すという課題が存在する。 意想外にも、Na/P比が0.3〜0.6である強い酸性のポリ燐酸塩(pH2 未満の1%溶液)を適当な条件下に約10〜30、有利には20〜30個のPO3 単位を有する平均的長さの鎖の形に変換できることが判明し、これは少ない程 度で文献公知の架橋を有し、文献にすでに記載される(Na22PO34の環構 造またはメタ燐酸塩構造を有しない。 この平均的長さの鎖は、意想外にも、きわめて高い溶解速度を有し、その際有 利な場合に約10分の10質量%に関する溶解時間が達成される。鎖状構造によ り酸性基の大部分が閉鎖され、従ってこれらのポリマーは燐酸の分析含量に相当 するよりかなり酸性が少ない。しかしながらこの化合物は徐々に加水分解するこ とができ、この限りで強い緩衝作用を行使することができる。他方でポリマー構 造は二価のイオン、特にマグネシウムイオンおよびカルシウムイオンと錯体を形 成することができ、従って溶解しにくい燐酸塩としてのその沈殿を阻止すること ができる。更にこのポリ燐酸塩は驚くほどよい安定剤であることが示される。こ れは細菌および特に菌類に対して容易な殺菌作用を示す。 ポリ燐酸塩の鎖長を面倒な作業で末端基滴定により決定しなければならなかっ た以前の方法と異なり、現代の31P−NMR法を用いてポリ燐酸塩の鎖長および 架橋度を、ポリ燐酸塩を酸化ジュウテリウムに溶解し、溶解工程中にまたはその 直後に、すなわち顕著な加水分解が開始し、結果を変更する前に、種々の燐酸塩 基の共鳴信号を記録することにより、きわめて簡単に決定することができる。末 端位の燐酸塩基は−6ppm〜−12ppmで共鳴を有し、鎖中の中央の燐酸塩 基は−18ppm〜−24ppmの共鳴周波数を有し、環状燐酸塩は−23pp m(トリメタ燐酸塩)また は−21ppm(テトラメタ燐酸塩)を有する。遊離オルト燐酸塩の信号はこの 状況下で酸性度に応じて0±2ppmであることが見い出される。 この場合に大部分の結合した水を決定する生成物の含水量は一般に600〜8 00℃で灼熱減量の決定により決定し、その際決定する際にそれぞれ酸化亜鉛を 添加し、酸性ポリ燐酸塩の場合にP25損失を避ける。 溶解速度を決定するために、濁度光度計Dr.Lange社、モデルLTP5 およびGlaswerke Wertheim No.3855の50mlフラ スコ用KPGブレード撹拌機を有する撹拌装置Heidolph社、モデルRZ R2000(回転数測定器を有する)を使用した。 試験を実施するために、光度計の測定キュベット中のポリ燐酸塩それぞれ5g を水45mlと混合し、500分-1の回転速度で撹拌する。予定した測定時間( 5分、10分、15分、20分、30分、40分、50分および60分)後、撹 拌機を取り出し、濁りを測定し、その際燐酸塩の沈殿を十分に避けるために、こ の工程をできるだけ速く実施すべきである。 TE/Fで測定した濁りを以下の式により視覚により評価する。 TE/F1〜2=清澄 TE/F2〜10=オパール TE/F10〜15=弱い濁り TE/F15〜20=濁り TE/F>20=強い濁り 本発明による生成物を、ナトリウム/燐比0.3〜0.6および約20%までの 含水量を有する燐酸および燐酸ナトリウムまたは水酸化ナトリウム溶液からなる 水溶液を予め乾燥し、この混合物を適当な炉中で60分〜120分の時間400 〜600℃の温度に徐々に加熱することにより溶融して製造する。連続的工程の 場合に相当する湿った空気を通過することにより、または例えばマッフル炉で、 蒸発すべき水量を炉の容積に適合することにより、他のパラメーターとして溶融 物上の水蒸気圧を0.1〜0.5バールに調節する。 溶融物を短い冷却段階後に水不含の雰囲気中で室温に冷却し、粉末の微細度に 粉砕する。0.3未満のNa/P比を有する生成物はもはや粉砕できないかまた はもはや室温で硬化できない。 以下の試験から、20分までの溶解速度を有する平均して10〜30個の鎖長 を有する所望の鎖状生成物が溶融温度400〜550℃および滞留時間60〜1 20分で達成されることが理解できる。550℃より高い温度および180分よ り長い反応時間の場合に、鎖長は30より多く増加し、これとともに溶解速度お よび環状の燐酸塩分量が著しく増加し、従ってこの生成物は本発明の目的にあま り適していない。約20〜 25の範囲の鎖長の最適の調節は溶融物の上方の水蒸気圧を0.2〜0.3バール に調節することにより達成することができる。 例1 反応温度の測定 400〜800℃の温度に加熱することができるマッフル炉(Heraeus MR70E)中で、白金シェル中で溶液としてNaH2PO4(1.1モル)、 H3PO4(工業的82.2% 約0.96モル)114.4gおよび水39.5g( 2.2モル)からなるそれぞれ1種の溶液を使用し、徐々に温め、これにより溶 液の飛散を回避する。試験の結果を以下の表に記載する。 表1に示されるように、溶融温度400〜500℃で20分後の溶解度が優れ ている。同時に、予想されるように、吸湿力が増加する。同じ水蒸気圧で温度が 上昇するとともに灼熱減量が減少し、平均縮合度および環状の燐酸塩分量が表2 に相当して増加し、溶解度が相当して減少する結果を生じる。その際P1〜P5 0の表示は分析により決定した相当する鎖長の分量を示す。 表3には500℃の温度できわめて長い滞留時間においてまたは更に高い温度 で短い滞留時間において平均的鎖長が著しく増加することが示され、これは灼熱 減量の減少により示される。相当する強く架橋した生成物は、本発明により使用 するためにもはや十分に溶解性でない。 例2 他の試験において、組成式NaHP25・H2Oに相当してNa2O/P25モ ル比0.5を生じるように供給量を変動する。表4に示されるように、この生成 物は例1による生成物とその組成が著しく異なっていない。酸性度の上昇により 吸湿力のみが高まり、溶解度が明らかに架橋の増加によりいくらか減少する。 例3 管状炉中の連続的製造 85%工業的H3PO4溶液13.8kgを撹拌機および冷却器を有する石英反 応器に予め入れ、49.2%水酸化ナトリウム溶液5.9kgを沸点より低い温度 を維持するために撹拌しながら徐々に添加する。Na2O/P25比0.533お よび密度1.61を有する燐酸塩溶液19kgが得られる。 前記の燐酸塩溶液を、ピストン作動容積およびサイクル周期が調節可能である 膜配量ポンプを介して連続的に図1による溶融炉に充填する。図面から理解でき るように、管状炉1(この場合に全長750cmおよび加熱帯域500cmを有 するF500 Gero社を使用する)中に反応容器として長さ880cmおよ び直径55cmの石英管3が存在する。グラファイト丸棒からフライス盤で削り 取られ、面積256cm2および容積1024cm3を有し、容積を場合によりは め込みくさびを挿入することにより256cm3に減少することができるわずか に傾いた溶融槽2が石英 管にはめ込まれて存在する(外部のグラファイトは材料として炭化珪素を使用す ることもでき、他方のセラミック材料は燐酸塩溶融物により部分的に腐食する) 。燐酸塩溶液を毎時300gの供給速度で導管4を介して供給し、製造した溶融 物を溶融槽2の端部で勾配により導管5を介して連続的に流出し、冷却したロー ラー6を介してガラス状に凝固する。得られた燐酸塩ガラスを空気湿分を排除し てスクレーパー7で破砕し、容器8に中間貯蔵後、粉末に粉砕する。石英管1a の導入帯域を100℃に予熱し、本来の反応帯域1bを650〜675℃に調節 し、その際溶融物温度は515〜560℃になる。水蒸気圧を調節するために、 装置に毎分10リットルの窒素流を導管9を介して連続的に貫流し、窒素流は洗 浄装置10中の60℃の温かい水を導入することにより150ミリバールの水蒸 気圧に調節される。この試験の結果を以下の表5に示す。530℃までの溶融物 温度で約20〜30の鎖長に相当して最適な溶解度が達成できることが示される 。 The present invention relates to a soluble acidic polyphosphate having a high P 2 O 5 content and a method for producing the same. A suitable device to enable this is described. Polyphosphates acidic than 1 corresponds to the Na 2 O content of less than 30% by weight to the skilled person, in particular a sodium / phosphorus molar ratio of less than 0.9, further 2-10 generally in the solid state It is understood to be a polyphosphate containing water by weight. The water content is mainly based on the presence of free phosphate hydroxyl groups. A further degree of polymerization is used to characterize this phosphate which is characterized by a linear and a cyclic structure. Due to the high content of free hydroxyl groups, this phosphate solution is very strongly acidic. These acidic groups can essentially be further polymerized by releasing water, which subsequently crosslinks via the PO 4 tetrahedron, resulting in a spatially crosslinked, significantly less water-free structure. This structure with low Na 2 O and water content in this case is called ultraphosphate. An important feature is the remarkably low solubility in water, since it dissolves in smaller units only by hydrolysis. The conditions under which cross-linking and concomitant ultraphosphate binding occur in sodium polyphosphates with a Na / P ratio of less than 0.9 are: a) high melting temperatures and b) low water vapor pressure (A. Winkler und E. Thilo). , Z. anorg. Allg. Chemie2 98S. 302-315 (1959)). The relevance of the construction of sodium acid phosphate glass and the manufacturing conditions that depend on chemical analysis is further shown in Westman et al., Canadian Journal of Chemistry Vol. 27, 1959, 1764-1775. Furthermore, it has been found that certain compositions of acidic polyphosphates convert to crystalline products upon prolonged heat treatment of the melt. Thus, an aqueous solution of NaH (PO 3 ) 2 dries and melts at a temperature of 400 ° C., converts to a crystalline solid after a long heat treatment at about 300 ° C., from which it is understood that this solid is a cyclic trimetaphosphate. You. This product dissolves very slowly in water. The mixture corresponding to the composition of Na 2 H (PO 3 ) 3 is converted at 300 ° C. into fibrous crystals which are poorly soluble in water and contain long-chain polyphosphates by X-ray spectrum (Griffith, ACS 1954, S 5892). Another crystal form corresponds to the formula Na 3 H (PO 3 ) 4 , which is obtained by heating to 600 ° C. and heat treating at 350 ° C. for 12 hours. This product is also not soluble in water (Griffith, ACS 1956, 3867-3870 and U.S. Pat. No. 2,774,672). German Patent No. 4,128,124 describes acidic polyphosphates as additives or molten salts for the preparation of cheese. The polyphosphate is prepared by melting from monosodium phosphate and phosphoric acid or sodium hydroxide solution and phosphoric acid in a suitable mixing ratio directly at 400-500 ° C. with a residence time of 20 minutes to 2 hours, the final product being formed. The composition of the product is determined by the melting temperature, residence time and Na / P ratio. General manufacturing conditions are set forth in the aforementioned U.S. Pat. No. 2,774,672. The polyphosphate should have stability and storage properties. P 2 O 5 content is 7 3-77 wt%, Na 2 O content is 20 to 25 mass%, residual water content is 2 to 3 wt%. Therefore, the Na / P ratio is 0.6 to 0.8. The solubility of these products is about 90 minutes, which is too long for intended use as molten salts and stabilizers, especially in the cheese industry. Dissolution times of less than 30 minutes, advantageously less than 20 minutes, are preferred for the required processing time. In order to use phosphates as foods, especially to produce melt cheese, these polyphosphates must have a number of properties or functions: a) The polyphosphate must be a solid powder that is easy to handle. The powder has b) a high solubility, in particular less than 30 minutes, preferably less than 20 minutes, to dissolve in water; c) a good complexing capacity for alkaline earth metals, especially calcium and magnesium. D) exhibits good buffering action in the acidic range, especially for use, for example, in salad dressings and mayonnaise; e) preservative action (number of bacteria per volume and quantity) during the storage time of the finished cheese F) shows a stabilizing effect on other additives, especially vitamin C. According to DE 4128124, weakly acidic polyphosphates having a Na / P ratio of from 0.8 to 0.6 were conventionally used for this purpose, but they did not show satisfactory dissolution properties. . According to conventional explanations, the amount of ultraphosphate was considered to be too high due to rapid dissolution. Therefore, there is a problem of finding a solid, soluble and acidic polyphosphate having a small amount of a crosslinked structure (ultraphosphate) and finding a production method thereof. Surprisingly, a strongly acidic polyphosphate (1% solution below pH 2) with a Na / P ratio of 0.3 to 0.6 is applied under suitable conditions to about 10 to 30, preferably 20 to 30, It has been found that it can be converted into the form of an average length chain with 3 PO 3 units, which has, to a lesser extent, crosslinks known from the literature and is already described in the literature (Na 2 H 2 PO 3 ) 4 Has no ring structure or metaphosphate structure. The chains of this average length surprisingly have a very high dissolution rate, with a dissolution time of about 10/10% by weight being achieved in an advantageous manner. The chain structure closes off most of the acidic groups, so that these polymers are significantly less acidic than the analyzed content of phosphoric acid. However, this compound can be slowly hydrolyzed and, to this extent, exert a strong buffering action. On the other hand, the polymer structure can form complexes with divalent ions, in particular magnesium and calcium ions, thus preventing their precipitation as sparingly soluble phosphates. Furthermore, this polyphosphate is shown to be a surprisingly good stabilizer. It has an easy bactericidal action against bacteria and especially fungi. Unlike previous methods had to be determined by end group titration chain length polyphosphates a tedious task, the chain length of polyphosphates and degree of crosslinking by using a modern 31 P-NMR method, poly By dissolving the phosphates in deuterium oxide and recording the resonance signals of the various phosphate groups during or shortly after the dissolution step, i.e. before significant hydrolysis has begun and before changing the results, it is very easy to do so. Can be determined. The terminal phosphate group has a resonance at -6 ppm to -12 ppm, the central phosphate group in the chain has a resonance frequency of -18 ppm to -24 ppm, and the cyclic phosphate is -23 ppm (trimethaphosphate) or -21 ppm (tetrametaphosphate). The signal for free orthophosphate is found to be 0 ± 2 ppm depending on the acidity in this situation. The water content of the product, which in this case determines the majority of the bound water, is generally determined by determination of the loss on ignition at 600-800 ° C., with zinc oxide being added in each case and acid polyphosphate being determined. Avoid loss of P 2 O 5 in case. To determine the dissolution rate, a turbidity photometer Dr. Lange, model LTP5 and a stirrer Heidolph with a KPG blade stirrer for a 50 ml flask of Glaswerke Wertheim No. 3855, model RZ R2000 (with a tachometer )It was used. To carry out the test, 5 g each of the polyphosphates in the measuring cuvette of the photometer are mixed with 45 ml of water and stirred at a speed of 500 min -1 . After the scheduled measurement time (5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 20 minutes, 30 minutes, 40 minutes, 50 minutes and 60 minutes), the stirrer was taken out and the turbidity was measured. To avoid this step should be performed as fast as possible. The turbidity measured by TE / F is visually evaluated by the following equation. TE / F1-2 = clear TE / F2-10 = opal TE / F10-15 = low turbidity TE / F15-20 = turbidity TE / F> 20 = strong turbidity An aqueous solution consisting of phosphoric acid and a sodium phosphate or sodium hydroxide solution having a water content of 3-0.6 and up to about 20% is pre-dried and the mixture is placed in a suitable oven for a period of 60-120 minutes 400-600. It is manufactured by melting gradually by heating to a temperature of ° C. As another parameter, the steam pressure over the melt is reduced to 0.1 by passing moist air corresponding to the case of a continuous process or by adapting the amount of water to be evaporated to the furnace volume, for example in a muffle furnace. Adjust to 1-0.5 bar. After a short cooling step, the melt is cooled to room temperature in a water-free atmosphere and ground to a fineness of powder. Products with a Na / P ratio of less than 0.3 can no longer be ground or hardened at room temperature. From the following tests, the desired chain product with an average chain length of 10 to 30 having a dissolution rate of up to 20 minutes is achieved at a melting temperature of 400 to 550 ° C. and a residence time of 60 to 120 minutes. I can understand that. At temperatures higher than 550 ° C. and reaction times longer than 180 minutes, the chain length increases by more than 30, with a corresponding increase in the dissolution rate and the cyclic phosphate content, and thus the product is useful for the purposes of the present invention. Not very suitable. Optimal adjustment of the chain length in the range of about 20 to 25 can be achieved by adjusting the water vapor pressure above the melt to 0.2 to 0.3 bar. Example 1 In a muffle furnace which can be heated to a temperature of the measurement 400 to 800 ° C. reaction temperature (Heraeus MR70E), NaH 2 PO 4 as a solution in a platinum shell (1.1 mol), H 3 PO 4 (industrial One solution, each consisting of 114.4 g and about 29.5 g (2.2 mol) of water, is gradually warmed up, thereby avoiding splashing of the solution. The results of the test are listed in the table below. As shown in Table 1, the solubility after 20 minutes at a melting temperature of 400 to 500 ° C is excellent. At the same time, as expected, the hygroscopicity increases. At the same water vapor pressure, as the temperature increases, the loss on ignition decreases, the average degree of condensation and the amount of cyclic phosphate increase corresponding to Table 2, resulting in a corresponding decrease in solubility. The designations P1 to P50 indicate the corresponding chain lengths determined by analysis. Table 3 shows that the average chain length is significantly increased at a temperature of 500 ° C. at very long residence times or at higher temperatures at short residence times, which is indicated by a reduced ignition loss. The corresponding strongly crosslinked products are no longer sufficiently soluble for use according to the invention. Example In 2 other studies, varying the feed rate to produce a Na 2 O / P 2 O 5 molar ratio of 0.5 corresponds to the formula NaHP 2 O 5 · H 2 O . As shown in Table 4, this product is not significantly different from the product according to Example 1 in its composition. The increase in acidity increases only the hygroscopicity, and the solubility obviously decreases somewhat due to the increase in crosslinking. Example 3 Continuous production in a tube furnace 13.8 kg of an 85% industrial H 3 PO 4 solution are previously charged in a quartz reactor with stirrer and cooler, and 5.9 kg of a 49.2% sodium hydroxide solution are taken from the boiling point. Add slowly with stirring to maintain low temperature. 19 kg of a phosphate solution having a Na 2 O / P 2 O 5 ratio of 0.533 and a density of 1.61 are obtained. Said phosphate solution is continuously charged into the melting furnace according to FIG. 1 via a membrane metering pump whose piston working volume and cycle cycle are adjustable. As can be seen from the drawing, a quartz tube 3 of 880 cm in length and 55 cm in diameter is present as a reaction vessel in the tubular furnace 1 (in this case an F500 Gero company with a total length of 750 cm and a heating zone of 500 cm is used). Scraped by milling of graphite rod, has an area 256 cm 2 and volume 1024Cm 3, the melting tank 2 is a quartz tube which is inclined slightly, which can be reduced to 256 cm 3 by inserting the fitting wedge optionally the volume It is embedded (external graphite can use silicon carbide as material, while the other ceramic material is partially corroded by the phosphate melt). Phosphate solution is fed in at a feed rate of 300 g / h via conduit 4, and the produced melt exits continuously via conduit 5 at the end of the melting tank 2 by means of a gradient and via cooled rollers 6 Solidifies into a glass. The obtained phosphate glass is crushed by a scraper 7 while excluding air and moisture, and is intermediately stored in a container 8 and then crushed into powder. The inlet zone of the quartz tube 1a is preheated to 100 ° C and the original reaction zone 1b is adjusted to 650-675 ° C, with a melt temperature of 515-560 ° C. To adjust the steam pressure, a stream of 10 liters per minute of nitrogen is passed through the apparatus continuously via conduit 9, the nitrogen stream being introduced at 150 mbar by introducing warm water at 60 ° C. in the washing apparatus 10. Adjusted to steam pressure. The results of this test are shown in Table 5 below. It is shown that at melt temperatures up to 530 ° C., an optimum solubility can be achieved, corresponding to a chain length of about 20-30.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,HU,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 アレクサンダー マウラー ドイツ連邦共和国 マンハイム コッヘル ゼーヴェーク 1 (72)発明者 フリードリッヒ ヴァール ドイツ連邦共和国 マンハイム イム ヴ ィルベル 61────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, L S, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ) , BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL , AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, E E, ES, FI, GB, GE, HU, IL, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN (72) Inventor Alexander Maurer             Germany Mannheim Kochel             Seeweg 1 (72) Inventor Friedrich Var             Germany Mannheim im Wo             Filbell 61

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.Na/P比が0.3〜0.6であり、P25含量が77質量%より多く、Na2 O含量が20%より少なく、残留水含量が3〜10%である可溶性の酸性ポリ 燐酸塩を製造する方法において、平均鎖長10〜30を有する鎖状ポリ燐酸塩を 形成するために、燐酸塩の水溶液を乾燥し、400〜600℃の温度で30〜1 80分溶融し、溶融物をガラス状生成物を形成しながら冷却し、その際溶融中に 溶融物と接触する雰囲気の水蒸気圧を0.1〜0.5バールに維持することを特徴 とする可溶性の酸性ポリ燐酸塩を製造する方法。 2.Na/P比が0.5より大きく0.6より小さい請求項1記載の方法。 3.水性燐酸を燐酸ナトリウムまたは水酸化ナトリウム溶液と混合することによ り燐酸塩溶液を形成する請求項1または2記載の方法。 4.処理工程を連続的に管状炉中で実施し、その際溶融溝中の燐酸塩溶液が炉を 通過し、相当する水蒸気量を含有する不活性ガスを導入することにより水蒸気圧 を調節する請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 5.溶融温度が450〜550℃であり、燐酸塩鎖が20〜30個のPO3単位 の長さを有する請求項1 から4までのいずれか1項記載の方法。 6.請求項1から5までのいずれか1項記載の方法により製造されるポリ燐酸塩 。 7.メルトチーズ中の溶融塩および安定剤としての請求項6記載のポリ燐酸塩の 使用。 8.a)管状炉(1)からなり、該炉は b)石英管(3)からなる内張りを有し、石英管中に c)燐酸塩のための供給管(4)および燐酸塩の溶融物のための排出管(5) を有する溶融槽(2)が溶融物の流動を可能にするためにわずかに傾いて取り付 けられており、および d)水蒸気供給管(9)が備えられている請求項1から6までのいずれか1項 記載の酸性ポリ燐酸塩を連続的に製造する装置。 9.流出するポリ燐酸塩溶融物のために冷却ローラー(6)が存在し、形成され る燐酸塩ガラスをスクレーパー(7)を介して破砕し、貯蔵容器(8)に搬送す る請求項8記載の装置。[Claims] 1. An Na / P ratio of 0.3 to 0.6, P 2 O 5 content of more than 77 wt% Na 2 O content is less than 20%, the acid soluble residual water content of 3-10% In the method for producing a polyphosphate, an aqueous solution of the phosphate is dried and melted at a temperature of 400 to 600 ° C. for 30 to 180 minutes to form a chain polyphosphate having an average chain length of 10 to 30. Cooling the melt while forming a glassy product, while maintaining the steam pressure of the atmosphere in contact with the melt during melting at 0.1 to 0.5 bar. A method for producing phosphate. 2. The method of claim 1 wherein the Na / P ratio is greater than 0.5 and less than 0.6. 3. 3. The method of claim 1 wherein the phosphate solution is formed by mixing aqueous phosphoric acid with a sodium phosphate or sodium hydroxide solution. 4. The treatment step is carried out continuously in a tube furnace, wherein the phosphate solution in the melt channel passes through the furnace and the steam pressure is adjusted by introducing an inert gas containing a corresponding amount of steam. 4. The method according to any one of 1 to 3. 5. Melting temperature is 450 to 550 ° C., the method of any one of claims 1 to 4, phosphate chain has a length of 20-30 PO 3 units. 6. A polyphosphate produced by the method according to any one of claims 1 to 5. 7. Use of the polyphosphate according to claim 6 as a molten salt and a stabilizer in melt cheese. 8. a) a tubular furnace (1), which b) has a lining consisting of a quartz tube (3) in the quartz tube c) a feed tube (4) for phosphate and a melt of phosphate A melting vessel (2) having a discharge pipe (5) for mounting the melt at a slight angle to allow the flow of the melt, and d) a steam supply pipe (9). An apparatus for continuously producing the acidic polyphosphate according to any one of 1 to 6. 9. 9. Apparatus according to claim 8, wherein cooling rollers (6) are present for the outgoing polyphosphate melt and the phosphate glass formed is crushed via a scraper (7) and conveyed to a storage vessel (8). .
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