JPH07503891A - 湿潤剤,洗浄剤および/または清浄剤として適当な粒状物の製造法 - Google Patents
湿潤剤,洗浄剤および/または清浄剤として適当な粒状物の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
湿潤剤、洗浄剤および/または清浄剤として適当な粒状物の製造法本発明は、湿
潤剤(wetting agent) 、洗浄剤(detergent)および
/または清浄剤(cleaning product)としてならびに/あるい
はそのような製剤において使用するのに適当である有用な物質またはその混合物
の注ぐことが可能で易流動性の粒状物(pourable and free−
flowing granule)を水溶液および/または懸濁液から熱いガス
ストリームを使用して乾燥ベッセル(容器)において噴霧乾燥または流動床噴霧
粒状化などにより製造する、特に連続的に製造する、方法に関する。本発明のこ
の方法は、1またはそれ以上の乾燥工程を含み、過熱水蒸気を乾燥ガスとして使
用する。
上述の種類の有用な物質の水性配合物の噴霧乾燥は、何十年もの間、工業規模で
実施されているが、この有用物質は、例えば洗濯用洗浄剤として広(使用されて
いる。熱い空気または空気と熱い廃燃焼ガスとの混合物が乾燥ガスストリームと
して使用される。洗浄粉末ならびに注ぐことができる易流動性粉末形態の洗濯用
洗浄剤の製造に有用な物質および/またはその混合物は、並流またはしばしば向
流で一般的に周辺圧力にて適当な噴霧乾燥塔で製造される。
先のドイツ国特許出願公開(DE−A)第4030 688号では、出願人は、
湿潤剤、洗浄剤および/または清浄剤に有用な固体の微粒子状の注入性かつ易流
動性物質またはその混合物のそれらの水性配合物からの製造方法を開示し、過熱
水蒸気が乾燥ホットガスストリームとして使用され、粒状物質の乾燥は、物質が
熱により損傷を受ける前に終了する。必要な場合、そのように部分的に乾燥され
た物質の長期注入性(pourability)および易流動性は、所定量の水
を結合できる混合成分を加えることにより確保する。この方法に加えて、または
代えて、有用物質に影響を与えない条件下で、粒状物質を後乾燥するか、および
/または粒状物質を後処理してその残留水分を均質化してよい。以下に説明する
本発明の教示事項は、上述の先の出願のこの方法の特定の態様に関連する。本発
明の教示事項は、過熱水蒸気を乾燥ガスとして使用する場合、問題としている種
類の高品質の有用物質またはその有用物質の混合物を得ることができることであ
る。本発明が解決しようとする課題は、単に例により示す以下の考察により明ら
かになるであろう:
高品質の洗浄剤、特に洗濯用洗浄剤が今や実際に満足すべき要件は、性能の向上
に限られない。目視上の外観、例えば洗濯用洗浄剤の場合の淡い色、他の物理的
性質、例えば易流動性(サラサラした感じ)、大きい見掛は密度、迅速な水への
溶解性および良好な計量供給特性なども重要な要件である。
本発明が解決しようとする課題は、乾燥媒体としての過熱水蒸気を用いて有用物
質を乾燥する問題としている適用に最適な条件を提供して、高品質の有用物質ま
たは有用物質の混合物を乾燥状態で得ることができるようにすることである。′
これに関連して、乾燥ガスとして過熱水蒸気を使用する乾燥プロセスを実際に適
用したのはこれまで非常に限られているが、基本的には、この技術は今世紀の始
めから既知であり、文献でも繰り返し説明されているので既知であることに留意
することが重要である。先のドイツ国特許出願公開(DE−A)第403068
8号は、適当な従来技術文献を詳細に説明している。先の出願における対応する
知見および本主題に関連する多くの刊行物を引用する以下の刊行物を本明細書で
は参照できる:エイ・エム・トロメレン(A、 M、 Troya■elen)
らの「工ヴアボレイション・アンド・ドライ4ング・オブ・ド動ノブス・イン・
スーパーヒーテイッドーヴエイパーズ(Evaporation and Dr
ying of Drops in 5uperheated VaporS)
」(アメリカン・インスティチュート・オブ・ケミカル・エンジュャズ・ジャー
ナル(AIChE Journal) 16 (1970) 857−867頁
);コリン・ビーバイ(Colin beeby)らの「スチーム・ドライ4ン
グ(Steam Drying) J (本講演、第4回国際乾燥シンポジウム
(Int、 Drying Syg+、京都)会報(編者:アール・トーエイ(
RlToei)およびアラン・ニス・ムジャムダール(Arun S、 Muj
umdar)1984、第1巻、第51−68頁)ならびにヴイー・アー・シュ
タイン(w、 A、 5tein)の「ベレヒヌング・デル・フエルダンプフン
グ・フォノ・フリュッシヒカイト・アウス・フォイヒテン・プロドゥクテン・イ
ム・シュブルーツルム (Berechnung der Verda+Ipf
ung von Fluessjgkeit aus feuchten Pr
盾р浮汲狽■氏@i
m Spruehturm、Calculating tlle Evapor
ation of Liquid from Mo1st oroducts
in 5pray Drying 丁owers) J (フェルファーレンス
テヒニク(Verfahrenstechnik)7 (1973)、262−
267頁)。
従って、本発明は、湿潤剤、洗浄剤および/もしくは清浄剤としてならびに/ま
たはそのような製剤において使用するのに適当である高品質の有用物質またはそ
の混合物を得る場合の上述の問題点の解決方法に関する。より特に、本発明は、
蒸発させた水を取り出した後に乾燥段階にリサイクルする乾燥ガスとしての過熱
水蒸気を使用して、水性配合物として存在してもよい、水含有有価物質または有
価物質の混合物を乾燥するための方法に関する。
乾燥ガスとして過熱水蒸気を使用する場合、リサイクルするガス中に存在するダ
スト(微粉)を除去して、循環ファンおよび過熱器の操作の安全を確保し、バイ
ブ内で付着するのを避ける必要がある。これは、噴霧工程を含む造粒プロセスに
は特に当て嵌まるが、それは、形成される微細なダストが乾燥ガス回路に配置さ
れた装置を摩耗させるからである。
循環過熱水蒸気を使用して乾燥を実施する場合、サイクロン内でダストを除去す
ることが標準的に実施されている(ドライ4ング(Drying) 1980
(第1巻)−ディヴエ(ffブメント・イン・ドライ4ング(Develepm
ent in Drying) 、320〜331頁、特に第2図、ヘミスフイ
ア−・パブリッシング・コーポレイション(Beg+1sphere Publ
ishing Corporation) 、ニューヨーク(1980))およ
びゲールマン(Gehrmann、 Chem、−Ing、−Techn、 )
62 (1990) No、10゜A312〜A320頁、特に第5図)を参
照)。乾燥すべき物質が無機物である場合、そのようなサイクロンにおけるダス
トの除去は十分である。しかしながら、乾燥すべき物質が有機物である場合、熱
い水蒸気リサイクルガス中に存在するフィルターダストは、水蒸気ブロアー(送
風機)、熱交換器、パイプまたは他の機器上でケーク(eake)を形成する傾
向がある。この場合、サイクロンの清浄化効果はもはや十分ではない。
従って、本発明では、織り繊維製品および/またはフェルト、好ましくはニード
ルフェルトからなるフィルター、より特にチューブ状フィルターにより循環水蒸
気から出発物質の同伴粒子を除去する。サイクロンを使用する清浄化とは対照的
に、リサイクルガスのダスト含量を、フィルターにより10mg/m”、好まし
くは5m g/msまで減らすことができる。
乾燥ガスとして過熱水蒸気を使用する場合、湿った粒状物の部分を通過する時に
水蒸気は冷えて、その結果、粒状物の水分が上昇する。次に、乾燥ガスがフィル
ターを通過する場合、フィルター布またはフェルト上に、また、清浄なガスの領
域内で水が凝縮する危険性があり、これは明らかに避ける必要がある。この理由
のために、フィルターおよび/または清浄化ガス領域を追加的に加熱すれば有利
である。例えば、フィルターハウジングの内壁にあるチューブコイルにより、あ
るいは加熱可能な二重里によりフィルターを加熱してよい。
乾燥のためのリサイクルガスとして過熱水蒸気を使用する場合、これまで、ダ気
を用いて乾燥する場合、乾燥機出口は高温である必要があるが、この温度でフィ
ルター材料がダメになってはならない。他方、水蒸気雰囲気においてフィルター
媒体が加水分解する危険がある。とりわけこれらの理由のために、過熱水蒸気に
よる乾燥は、大量のダストを生成しない材料に適用されており、その結果、サイ
クロンがダストを除去するのに十分であった。しかしながら、本発明では、乾燥
ガスからダストを取り除(ために使用するフィルターは、加水分解に対して耐性
を有する必要があり、水蒸気雰囲気における高い温度においてもそうであり、ま
た、乾燥ガスの高い出口温度において耐熱性を有する必要がある。
フィルターの清掃(cleaning)が乾燥プロセスを阻害しないのを確保す
るために、チューブフィルターを介して内向きに循環水蒸気は流れることができ
、このフィルターは、内側からの加圧ガスの、特に周期的な、サージ(surg
e、大きな変化)にさらされ、その結果、フィルターに沈隆している出発物質の
粒子が除去される。加圧ガスの短時間の大きな変化により、チューブの全表面に
わたって伝わる圧力の波が形成される。結果として、フィルターチューブは延伸
されて、付着する微細なダストは下向きに除去される。1つの有用な態様におい
て、清掃のシーケンスを自動的にコントロールする。水蒸気雰囲気が外部のガス
、例えば空気により汚染されないのを確保するために、また、不活性条件を確実
に保持するために、フィルターを清掃するための加圧ガスとして過熱水蒸気を使
用するのが有利である。この場合のもう1つの利点は、フィルター材料は、耐酸
化性である必要はないということであり、さもなければ不活性雰囲気を保持する
。
乾燥する物質に対して向流で上方向に、また、乾燥ベッセルの上方部分に配置し
たフィルターを介して水蒸気を循環させる場合、独立したフィルターハウジング
およびフィルターダストをハウジングから排出するための追加の装置は必要でな
い。取り除かれる微細なダストは乾燥ベッセル内で直接蓄積する。特に好ましい
態様では、噴霧領域または流動床の上方で垂直方向に配置されたフィルターを通
って水蒸気は導かれる。この場合、フィルターエレメントから除去される微細な
ダストは、噴霧領域または流動床に落下して戻り、そこで、他の粒子と一緒に凝
集する。
フィルターチューブを水蒸気により清掃するもう1つの理由は、ダストの爆発の
危険性を排除するためである。清掃プロセスの間に酸素がリサイクルガスに入る
のを防止するなら、製品品質も向上する。
他の態様では、本発明は、易流動性界面活性剤固形分を、特に、天然物質を基剤
とするアニオン界面活性剤の領域のものを得るためにこの方法を使用すること、
また、特に洗濯用洗浄剤において使用できる乾燥したシリケート系有用物質を得
るためにその方法を使用すること、最後に、いわゆる洗濯用洗浄剤タワーパウダ
ー(tower powder)を得るために上述の方法を使用することに関し
、このタワーパウダーに温度鋭敏性および/または蒸気揮発性成分を引き続いて
加えて洗濯用洗浄剤を製造するか、あるいは洗濯用洗浄剤の配合を終了できる。
本発明の開示が関連する技術的教示事項は、既に繰り返し引用している先の出願
(ドイツ国特許出願公開第40 30688号)を更に発展させることである。
本発明の開示を完全にするために、本明細書では、この先の出願の開示事項を本
発明の開示事項の一部分として特に含める。更に、以下のプロセスの要素が重要
である:
本発明の操作条件の下、過熱水蒸気による乾燥を、一方では噴霧乾燥としておよ
び/または他方では流動床乾燥として実施してもよい。比較的高い水分の出発物
質は、乾燥すべき有用物質またはその混合物の、例えば、流動可能で噴霧可能な
水溶液、乳化物(エマルシヨン)および/または懸濁物として存在する。1つの
重要な態様では、この種の出発物質を、自体既知の噴霧乾燥技術に付す。噴霧乾
燥プロセスは、対応して備え付けられた噴霧乾燥塔において向流または並流で実
施してよい。一般的に向流原理も本発明の方法に好ましく適用される。他方、本
発明の乾燥原理を流動床乾燥で使用する場合、可能な粒子拡大の既知の操作原理
をこの場合にも適用できる。
一般的に、本発明の方法を通常圧力(常圧)で実施するが、本発明は穏やかな過
剰圧力または減圧も特に含む。
他の点に関連して、本発明の方法は、乾燥ガスとしての過熱水蒸気により問題と
している有用物質の混合物を乾燥するために、最初に引用した出願人の先の特許
出願に基づいて大部分実施できる。本発明の開示を完全にするために、必要な場
合、先の出願の適当な部分を本明細書において再現する:先の出願において、こ
のプロセスの最終生成物における熱い水蒸気の作用による最適な乾燥結果は本質
的ではないということは、過熱水蒸気を用いて問題としている種類の有用な物質
の混合物を乾燥することの教示事項を理解するためには重要であると考えられる
。基本的には、同じことが本発明の教示事項にも当て嵌まる。しかしながら、厄
介な要因、例えば空気または酸素を信頼性をもって排除できるなら、熱いガスを
用いる常套の乾燥条件下であっても、望ましくない反応、例えば変色、クラスト
化(incrustation)などを比較的早(起こす傾向がある混合物であ
っても温度に対して比較的耐性を有することが判った。過熱水蒸気を用いる乾燥
の場合、これは、最終生成物の品質に悪影響を与えることな(、比較的高い温度
における過熱水蒸気による安全な操作および最低限の残留水分までの乾燥度の双
方が可能であることを意味する。従って、乾燥物質において、明らかに1重量%
以下の残留水分、例えば約0.5重量%またはそれ以下まで下がった残留水分を
確保できる。同時に、100〜110℃以上、好ましくは150℃以上、より好
ましくは180℃以上で乾燥領域から出る使用済み水蒸気の操作温度を適用でき
る。
しかしながら、物質の組成によって乾燥物質の長期注入性および易流動性が保証
される程度に、残留水分が「内部乾燥(internal−drying) J
の形態により確実に結合されるのであれば、相当量の残留水分を許容できる。
先の出願に記載されているように、発明が教示する事項は、この補助的手段に加
えてまたは代えて最初に得られる部分的に乾燥した粒状物の後処理を提供する。
後処理は、相互に組み合わせてもよい2つの方法で実施してよい。
これらの方法の第1の方法は、問題とする特定の粒子の個々の乾燥の程度は、粒
子寸法により決まるということに基づく。本発明に従って、相当量の残留水分が
物質内にまだ存在する時に乾燥プロセスを終了する場合、残留水分を一体に(積
分的に)考察することは、実体を部分的に正しく評価しているに過ぎない。物質
の個々のフラクションについてこの残留水分の分布を別々に(微分的に)考察す
ることにより、微細または超微細なフラクションを非常に広範囲にかつ完全に乾
燥でき、他方、噴霧乾燥領域から除去される物質の長期注入性および易流動性が
確保されない程により粗いフラクションはまだ水分を非常に多く含むことが判っ
た。従って、本発明の方法の1つの重要な態様では、噴霧乾燥領域からの主物質
の「後乾燥(after−drying) Jを、追加の処理工程により実施し
、この処理工程は、粘稠性を発現する危険に粉末形態物質をさらすことなく、個
々の粒子寸法に関係なく全体として物質の水分を均質にする。このようにすると
、非常に多くの残留水分をまだ比較的湿っている粗い粒子物質から微細および超
微細物質に供給できるので、この均質化工程の後、バルク物質から更に水分を除
去する必要なく、乾燥物質の長期注入性および易流動性が保証される。
この後処理工程は、個々の粒子の水分を均質化し、同時に、粒子が相互に付着す
るのを防止するいずれの方法により実施してもよい。連続的もしくは不連続的な
初めに得られる物質の循環(circulatfon)または振盪(shaki
ng)をそのような方法の例として挙げることができる。噴霧乾燥と比べてはる
かに大きい固形分密度を有する流動床における物質の後処理が特に適当であるこ
とがある。この目的のために、いずれのガス、簡単なものとしては周辺空気を使
用してよい。酸化および廃空気の望ましくない汚染による物質への損傷は最小限
であるか、または起こらず、コントロールが容易である。乾燥すべき物質を高温
、典型的には100℃のオーダーにて噴霧乾燥領域から除去するので、例えば周
辺空気を使用する流動床におけるこの引き続く水分の均質化により残留水分の追
加の少量の減少を達成し得る。
しかしながら、この補助的な手段に加えて、またはその代わりに、本発明の方法
において、追加の乾燥を行うことにより、残留水分を更に減らすことも可能であ
る。この後乾燥工程は、乾燥すべき物質中の有用物質を相当損傷しない条件下で
実施することに特徴がある。後乾燥が望ましいと判明すれば、1つのそのような
追加の後乾燥工程で一般的に十分であろう。しかしながら、い(つかの工程のシ
ーケンスの後乾燥が本発明の教示事項から排除されるものではない。原理的には
、この危険を減らすためにはいくつかのプロセスパラメーターを使用でき、その
例には、ホットガス相の温度の低下、ホットガスとしての過熱水蒸気の省略およ
び異なるソースの乾燥ガス、例えば空気および/または不活性ガスによるホット
ガスの置換、ならびに別の乾燥技術への切替が含まれる。
本発明の方法の1つの好ましい態様では、そのような後乾燥工程を使用する場合
、ホットガスストリーム中で乾燥すべき物質の固形分密度を実質的に増やし、そ
の結果、この後乾燥工程において、流動床乾燥のプロセス原理が第1乾燥段階か
ら噴霧乾燥に続く。この引き続く流動床乾燥工程は、いずれの乾燥ガスを用いて
実施してもよい。本発明の好ましい態様では、過熱水蒸気をこの工程においても
ホットガスとして使用する。しかしながら、今や比較的密に充填された固形分粒
子との間の激しい熱交換により、乾燥すべき物質の望ましくない過熱、特にその
ような物質の微細粒子の過熱の危険性に有効に抗することができる。本発明の好
ましい態様において、乾燥すべき物質の組成によって、上述の「内部乾燥」の要
素を使用してまだ存在する残留水分を結合できることを確保することが可能であ
る。
100〜110℃の物質温度にて水または水蒸気に少しさらされることにより、
たとえあるとしても、それほど損傷を受けない湿潤剤、洗浄剤および/または清
浄剤の分野からの有用物質またはその組み合わせの水性配合物が、本発明の方法
において使用するのに特に適当である。操作条件下、上述の範囲の温度に少なく
とも約0.5秒〜1分間さらしても損傷を受けないこの種の成分は、特に適当な
有用物質である。噴霧乾燥領域の設計に加えて、プロセスパラメーター(本発明
に基づいて使用する操作温度範囲および噴霧物質の液滴または粒子の寸法を例示
できる)をコントロールすることにより、過熱水蒸気の条件下、秒単位の特定の
粒子の滞留時間を選択することができる。本発明の方法においてこの範囲の温度
にさらす時間が非常に短いので、選択された操作条件下では乾燥すべき物質に対
する実質的な損傷は起こらないことが重要である。例えば、基本的には加水分解
し易い界面活性剤化合物であっても、数分の間これらの操作条件にさらすことに
よっても大部分は損傷を受けない。従って、例えば以下の種類のように分類でき
る湿潤剤、洗浄剤および/もしくは清浄剤からの水溶性ならびに/または非水溶
性有機ならびに/または無機有用物質の水性配合物は、本発明の乾燥方法の乾燥
に付してもよい:界面活性剤または乳化剤成分、無機および/もしくは有機ビル
ダーまたはビルダー成分、洗浄アルカリ(washing alkali) 、
増量剤または中性塩、繊維製品柔軟剤、漂白活性化剤、液体の汚れ懸濁化能を改
善する助剤、例えば再沈着防止剤または研磨剤。
主乾燥プロセスに付された生成物中の水の相当量を保持し、従って、この残留水
分を結合して乾燥物質の長期注入性および易流動性を確保することが必要である
場合、水を固定できる、好ましくは粒状固体の形態において固定できる助剤を本
発明に基づいて使用する。この場合、残留水分を、例えば結晶水として結合する
ことにより固定してよい。しかしながら、ここで問題としている種類の固形粒状
物中の所定量の水を、望ましくない粒状物の相互の粘着または付着を生じること
なく、純粋に吸収により結合することもできる。物質中に存在する残留水分に拘
わらず、少な(とも貯蔵における注入性および安定性を保証するのに十分な量で
助剤を使用する。
本発明の1つの態様では、残留水を結合するために使用する助剤を、乾燥したで
の物質に加えてよく、最も好ましくは、プロセスから取り出された直後に加えて
よく、激しく混合する。しかしながら、好ましい態様では、乾燥する前に、残留
水を結合する助剤を少なくとも部分的に、好ましくは大部分または一般的に全部
を有用物質の水性配合物に加えてよい。この特別な態様は、乾燥すべき物質の特
別の温度鋭敏性が、製品中に残る残留水分が使用する助剤により適当に吸収され
て結合され得る程度まで乾燥を実施することを許容する場合に常に適用してよい
。
この点に関して特に有利な本発明の方法の1つの態様では、自体温度に対して温
度に十分に耐性を有する湿潤剤、洗浄剤および/または清浄剤の分野の適当な有
用な物質を残留水分を結合できる助剤として使用する。そのような物質の典型的
な例は、ビルダー成分、洗浄アルカリ(washing alkali)および
/またはいわゆる増量剤(filler)の種類からの結晶水を結合できる無機
物質である。有用物質のサブクラスの典型的な例は、結晶水を結合できるシリケ
ート化合物、特にゼオライト類である。洗濯用洗浄剤の場合に特に特徴的な1つ
の例は、洗浄剤グレードのゼオライトNaAであり、これは、100〜200m
g−CaO/gのカルシウム結合能力を有する(ドイツ国特許第24 1283
7号参照)。結晶水を結合する洗浄アルカリの典型例は、ソーダまたは重炭酸ナ
トリウムであり、他方、中性塩としての硫酸ナトリウムまたは充填剤は、相当量
の結晶水を結合できる大きい容量を有する。しかしながら、結晶水を結合できる
上述の助剤の代わりに、あるいはそれに加えて、残留水は、吸収により水を結合
できる助剤または適当な有用物質により結合してもよい。既知の澱粉またはセル
ロース系再沈着防止剤、繊維柔軟剤、特に無機膨潤性シリケート系のものおよび
通常の条件下で固体である種々の有機界面活性剤化合物が、望ましくない表面粘
着性を発現することによる相互作用をすることなく、相当量の水を吸収できるこ
とが知られている。
一方では使用する有用物質またはその混合物の温度敏感性ならびに他方では使用
する助剤の性質および量に応じて、長期注入性(pourability)およ
び易流動性(サラサラした感じ、free−flowability)の問題を
生じることな(相当量の水分が乾燥物質中に残留することができる。従って、本
発明では、過熱水蒸気による乾燥は 約0.5〜20重量%の範囲で噴霧乾燥領
域から取り出される物質の残留水分で終了するが、約5〜12重量%の範囲の残
留水が好ましい。この重量%の範囲は、水蒸気領域から取り出される微粒子状物
質の重量に関連付けられる。
しかしながら、本発明のもう1つの態様では、結晶水として結合されない残留水
分の量は限られている。従って、この水分量を約10重量%を越えない、好まし
くは約5〜7重量%を越えない量に限るのが有用なことがあり、更に良(は約1
〜3重量%を越えない量に限ってよい。再度、上述の記述は、この重量%に関す
る場合にも当て嵌まる。問題としている分野の当業者の知識を考慮すると、所望
の特性の組合せは、高い操作温度における過熱水蒸気:穏やかな温度における適
当な乾燥、相当量の残留水分が物質中にまだ存在する場合であっても乾燥反応を
停止することを使用することにより信頼性をもって達成され、その結果、望まし
くない温度の影響が排除され、実用的な要件に基づいて長期注入性および易流動
性が確立される。
既に説明したように、本発明の方法は、先に説明した内部乾燥の原理に加えて、
あるいはその代わりに適用してよい必要な特定の残留水分を確立する追加の可能
性を提供する。これらの別の可能性には、乾燥すべき物質の水分の均質化(ho
m。
genjzation)および/または段階的減少(step−by−step
reduction)が含まれ、噴霧乾燥工程の後に比較的穏やかな操作条件
の下における厄介な水分を排出する1またはそれ以上の後乾燥工程を実施する。
基本的には、ホットガスとの直接的または間接的な接触において当業者に知られ
ている後乾燥技術のいずれもがこの目的のために適当である。本発明の方法の好
ましい別法では、最も好ましくは追加の工程において後乾燥のためにも過熱水蒸
気を使用する。温度鋭敏性物質を危険にさらさないようにするために、過熱水蒸
気を使用する温度は、噴霧乾燥工程における場合より低くてよい。しかしながら
、以下の別法か特にうまく行くことが判った:
まだ過剰に高い水分を含む微細粒状物質を噴霧乾燥領域から取り出して、後の流
動床乾燥工程に移す。噴霧乾燥領域からのまだ十分に湿っている物質の比較的粗
い凝集物への部分的凝集は、本発明の教示事項の好ましい態様において全く許容
できるか、あるいは望ましい場合さえある。特に、噴霧乾燥領域から取り出した
物質の微細成分を結合するために、また、それを、例えば主乾燥生成物のより湿
った粗い粒子と組み合わせるために、部分凝集工程を使用してよい。次の流動床
乾燥工程は、乾燥領域において固形分密度が大きく増加する既知の方法で実施し
、それにより、流動床の全ての固形分粒子との間で激しい熱交換がもたらされ、
そのようにして、比較的高い温度まで加熱された水蒸気を乾燥ガスとして再度使
用する場合であっても、乾燥すべき粒状物質の部分内における望ましくない温度
上昇が防止される。
流動床内における後乾燥工程においては、所定量の残留水分を除去して、粒状物
質の長期易流動性を確保する必要があるだけであり、その結果、この流動床後処
理における物質の滞留時間も短く維持することができ、例えば僅か数分とできる
。噴霧乾燥領域における主乾燥および流動床における後乾燥を連続プロセスで一
緒に、または別のプロセスの工程として相互に別々に実施してよい。この点に関
して、一般的な当業者の知識を使用できる。
第2乾燥段階において、まだ存在している残留水分を部分的にあるいは実質的に
完全に除去してよい。実際的な態様において、プロセスのこの修正を適用する場
合、噴霧乾燥領域から取り出された物質に存在している残留水分の(残留水分基
準で)少なくとも約10〜80%、好ましくは約20〜70%が除去される。
物質中に残る痕跡量の水分は、内部乾燥により無害なものとされる。
1つの重要な態様において、本発明の方法は、洗濯用洗浄剤の製造のために有用
な物質の混合物を乾燥するために使用する。乾燥すべき水性出発物質は、洗浄活
性界面活性剤をビルグーならびに場合により洗浄アルカリおよび/または中性塩
と共に含む。使用する複数成分混合物の少な(とも一部分は、残留水を結合およ
び/または固定でき、特に結晶水の形態でそのようにできる。洗濯用洗浄剤の噴
霧乾燥の場合と同様に、問題としている種類の混合物の洗濯用洗浄剤成分は、一
般的に流動床噴霧造粒化にその全部がさらされるわけではない。これは、過酸化
物含有漂白剤成分、例えば過ホウ酸塩−水和物または四水和物および同様の池の
特に温度鋭敏性の成分の顕著な温度鋭敏性のために除外される。酵素、芳香剤、
漂白活性剤および他の少量の成分を更に例として挙げることができる。従って、
本発明の教示事項は、相互の混合物の形態で最終的な洗浄剤を構成する成分の大
部分を含み、引き続いて他の液体および/または固体活性成分により処理される
か、あるいはそれらと混合されるいわゆる多成分タワーパウダー(multic
omponent tower powder)の製造も特に提供する。そのよ
うな液体成分の既知の例は、特に、易揮発性のノニオン界面活性剤成分であり、
これは、本発明の方法ではもはや廃ガスと共に環境に排出されないが、本発明に
基づいて調製された吸収剤タワーパウダーに引き続いて噴霧することにより全体
として洗浄剤に容易に加えることができる。
本発明の方法の操作条件により、噴霧乾燥プロセスの乾燥工程において循環水蒸
気相に高温を使用できる。過熱(再加熱)後の操作温度は、ガス相において一般
的に150℃以上、好ましくは少なくとも約200℃である。250℃およびそ
れ以上の操作温度は、特に重要であり、少なくとも300℃およびそれ以上、特
に300〜380℃の範囲の温度であっても適用できる。多くの場合、水蒸気相
において約270〜350℃範囲の操作温度が特に適当である。これらの温度の
全ては、並流または向流で噴霧乾燥領域に送られる、最適温度に加熱された水蒸
気の温度に関連する。水蒸気の温度は、湿ったまたは水分を含む物質との接触の
間の既知のように低下する。主としてエネルギー的要因(回路から取り出す水蒸
気の意図する後の用途を含む)に基づく考察により、蒸発すべき水の量と供給す
べき過熱水蒸気の量との間の量比が決まる。この点に関して、約190〜250
℃の範囲内の値への噴霧乾燥領域を出た後の水蒸気温度の所定の減少をもたらす
態様が可能であり、他方、他の態様では、水蒸気からの熱エネルギーを更に有効
に利用して、プロセス条件下における凝縮温度付近まで水蒸気温度を減少させる
ことができる。より特に、これらの詳細は、特に全体としてのリサイクルプロセ
スの設計により決められる。流動床プロセスにおけるオプションとしての後乾燥
段階においてホットガスとして過熱水蒸気を使用する場合に、同様の考察を適用
する。上述の数値は、この場合にも当て嵌まる。
基本的には、これらの考察に関して、蒸気回路(circuit)を有する閉鎖
ループ系でこの方法を実施でき、出発物質から蒸発させる水をこの回路から除去
し、他方、特に乾燥工程の間に放出されるエネルギーを直接的に回路に戻すこと
ができると言える。1つの重要な態様では、望ましい場合には、水蒸気の圧力お
よび温度を必要な条件に合わせた後で、水蒸気から同伴する物質の粒子を除去し
てプロセス水蒸気として別の用途に用いる。本発明のもう1つの態様では、取り
出す水蒸気を少なくとも部分的に凝縮させて同伴する物質の粒子を除去する。蓄
積する液体相を、その中に存在する有用物質と共に乾燥プロセスにリサイクルし
てよい。これに関連して、例えば、回路から取り出された気体ストリームの蒸気
フラクションを使用して、水性液体相を濃縮することができる。中に存在する有
用物質と共にリサイクルされる液体を噴霧乾燥領域に直接送ってよく、あるいは
最初に新しい水性配合剤と混合し、その形態で噴霧乾燥領域に送って乾燥してよ
い。
本発明の1つの特に重要な態様では、回路から取り出される水蒸気の凝縮熱を回
収して利用する。適当な手段を採用することにより、生水蒸気回路から取り出さ
れる過熱水蒸気を用いてその回路から出た少量の有用物質をリサイクルすること
も可能である。この目的のために、例えば、回路から取り出される水蒸気の凝線
熱を使用して、以下の手順を採用できる:回路から取り出される主成分として水
蒸気を含む混合ガスの凝縮熱を使用して、水蒸気凝縮物を好ましくは多段蒸発装
置で濃縮する。蓄積する残留濃縮物を主プロセス回路に戻す。より特に、この残
留濃縮物を有用物質のスラリーに添加して過熱水蒸気により乾燥してよい。
必要であるなら、主回路から取り出される過熱水蒸気の凝縮の間に蓄積する非凝
縮性残留ガス相(即ち、存在する場合の、加熱のために使用する燃焼ガスからの
非凝縮性成分、特に、水蒸気を熱い廃ガスにより直接的に加熱する場合の窒素お
よび/または二酸化炭素)は、存在する場合、凝縮プロセスの間に更に処理に付
してよい。このようなガスから乾燥される物質の同伴残留物を除去する。追加の
仕上げには、燃焼としての処理工程またはバイオフィルターおよび/もしくは洗
浄装置における処理が含まれる。水蒸気を主成分とするストリームの実質的に完
全なリサイクルおよび比較的限定された量の非凝縮性ガス内に最終的に残留する
痕跡量の物質を信頼性をもって破壊することを組み合わせることにより、本発明
の方法は、本発明が関連する分野において、廃空気を、また、汚染された廃水を
実質的にまたは少な(ともその非常に大部分を無(して洗浄剤および清浄剤の領
域からの有用物質およびその混合物を回収することを初めて可能にする。
これとは関係なく、また、これらの考察に加えて、本発明の方法は、従来のホッ
トガス乾燥と比較して、エネルギーを相当節約することを提供する。従って、比
較的高い温度レベルにて水蒸気を循環することにより、蒸発させる水1kg当た
りにリサイクルプロセスに供給すべき熱量は、熱い乾燥ガスを一回だけ通過させ
る従来の乾燥プロセスと比較して、相当減少する。従って、汚染物質が存在しな
いことに加えて、本発明の方法は、工業規模で実施するプロセスに対する近年の
技術の追加の要件を満足する。
本発明に基づく原理を使用する湿潤剤、洗浄剤および/または清浄剤の製造に直
接または間接的に使用する有用物質の一般的な詳細を、最近の洗濯用洗浄剤の代
表的な成分を引用して以下に説明する。
適当なアニオン界面活性剤は、例えば、天然または合成産の、好ましくは飽和の
、脂肪酸のセッケンである。天然脂肪酸、例えばヤシ油脂肪酸、パーム核油脂肪
酸または獣脂(牛脂)脂肪酸から誘導されるセッケン混合物が特に適当である。
50〜100%の飽和C+Z−+S脂肪酸セッケンおよび0〜50%オレイン酸
セッケンのセッケン混合物が好ましい。
他の適当な合成アニオン界面活性剤は、スルホネートおよびスルフェート類のも
のである。本発明の方法は、植物および/動物由来の対応する化合物には特に重
要である場合がある。
スルホネート類の適当な界面活性剤は、アルキルベンゼンスルホネート(Co−
+sアルキル)、オレフィンスルホネート、即ち、アルケンおよびヒドロキシア
ルカンスルホネートの混合物ならびに例えば気体状二酸化硫黄によるスルホン化
および引き続いて行うスルホン化生成物のアルカリまたは酸加水分解による末端
または中間二重結合を有するC12−Illモノオレフィンから得られるような
種類のスルホネートである。また、スルホクロル化またはスルホキシ化および引
き続く加水分解または中和により、あるいはオレフィンへの重亜硫酸塩の添加に
より、C+Z−+Sアルカンから得られるアルカンスルホネート、α−スルホ脂
肪酸のエステル(エステルスルホネート)、例えば、水素化ヤシ油、パーム核油
または獣脂脂肪酸のα−スルホン化メチルエステルが適当である。
この点に関して他の重要な界面活性剤および乳化剤成分は、上述のα−スルホン
化脂肪酸メチルエステルのケン化により、あるいは脂肪酸、特に飽和CI!−I
8脂肪酸の直接スルホン化により得ることができるいわゆるジ塩(disalt
、二環)である。従って、本発明の方法は、ここで説明した種類の、また、天然
物質系の以下の界面活性剤を本質的に限られていない貯蔵寿命を有する乾燥した
易流動性濃厚物の形態で難なく工業規模で入手できることを初めて可能にし、従
って、一般的に望まれているABSの代替に相当寄与できる。
スルフェート類の適当な界面活性剤は、天然および合成由来の第1級アルコール
、即ち、脂肪アルコール、例えばヤシ油脂肪アルコール、獣脂脂肪アルコール、
オレイルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチル
アルコールもしくはステアリルアルコールまたはC1゜−2゜オキソアルコール
の硫酸モノエステルならびに同じ鎖長の第2級アルコールのそのようなものであ
る。
特に1〜6モルの、エチレンオキシドによりエトキシル化した天然および/また
は合成由来のアルコールの硫酸モノエステルも適当な成分である。平均で3.5
モルのエチレンオキシドを含む2−メチル分枝C1−、アルコールのような化合
物を合成アルコールの例として挙げることができる。スルフェート化脂肪酸モノ
グリセリドも適当である。
アニオン界面活性剤も、そのナトリウム、カリウムおよびアンモニウム塩の形態
で、また、有機塩基の溶解性塩として存在してよい。
適当なノニオン界面活性剤は、アルコール、カルボン酸、脂肪アミン、カルボン
酸アミドまたはアルカンスルホンアミドから成る群からの本質的に10〜20個
の炭素原子を含む1モルの脂肪族化合物との1〜40モル、好ましくは2〜20
モルのエチレンオキシドの付加物である。特に重要であるものは、第1級アルコ
ール、例えばヤシ油または獣脂脂肪アルコールとの、オレイルアルコールとの、
オキソアルコールとのあるいは8〜18個、好ましくは12〜18個の炭素原子
を含む第2級アルコールとの8〜20モルのエチレンオキシドの付加物である。
しかしながら、水溶性ノニオン界面活性剤に加えて、分子中に2〜7個のエチレ
ングリコールエーテル単位を含む水不溶性または実質的に水不溶性のポリグリコ
ールエーテルも重要であり、特に水溶性ノニオンまたはアニオン界面活性剤と共
に使用する場合に重要である。本発明の方法では、噴霧乾燥の完了時の対応する
予備形成タワーパウダーにこの種類の成分を完全にまたは部分的に適用すること
により、これらのようなノニオン界面活性剤が持ち去られる(キャリーオーバー
する)性質を考慮することができることは既に指摘した。同じことが、特に室温
にて液体のノニオン界面活性剤にも当て嵌まる。
他の適当なノニオン界面活性剤は、一般式R−0−(G)x[式中、Rは8〜2
2個、好ましくは12〜18個の炭素原子を含む第1級線状または分枝脂肪族基
であり、Gは5または6個の炭素原子を含むグリコース単位を示し、オリゴマー
化度Xは1〜10である。]に対応するアルキルグリコシドである。
適当な有機および無機ビルダーは、カルシウムイオンを析出させるか、錯化でき
る弱酸性、中性またはアルカリ性反応を示す溶解性および/または非溶解性成分
である。適当であり、かつ、特に生態学的に安全なビルダーは、既に説明した種
類の微細結晶合成ゼオライトである。特にゼオライトと共に使用することができ
る他のビルダー成分には、(コ)ポリマー性ポリカルボキシレート、例えばポリ
アクリレート、ポリメタクリレートおよび特にマレイン酸とのアクリル酸のコポ
リマー、好ましくは50〜10%のマレイン酸とのものが含まれる。遊離酸基準
で、ホモポリマーの分子量は、一般的に1000〜100000であり、コポリ
マーの分子量は、2000〜200000の範囲、好ましくは50000〜12
0000の範囲である。特に好ましいアクリル酸/マレイン酸コポリマーは50
000〜100000の分子量を有する。この種の適当ではあるが、好ましさが
相対的に小さい化合物は、ビニルエーテル、例えばビニルメチルエーテルとのア
クリル酸またはメタクリル酸とのコポリマーであり、酸が少な(とも50%のも
のである。他の適当なビルダーは、ポリアセタールカルボン酸、例えば米国特許
第4.144,226号および第4,146,495号に記載されている種類の
もの、アクロレインの重合およびその後のアルカリとの不均化により得られ、ア
クリル酸単位およびビニルアルコール単位またはアクロレイン単位から成るポリ
マー酸である。
適当な有機ビルダーは、使用に際して生態学的な問題が存在しない限り、例えば
、ナトリウム塩の形態で使用するのが好ましいポリカルボン酸、例えばクエン酸
およびニトリロトリアセテート(NTA)である。
ホスフェート分が許容できる場合では、ホスフェート、特に三燐酸五ナトリウム
および主として石灰塩(lime 5alt)の沈澱剤として作用するピロ燐酸
塩およびオルト燐酸塩を使用することも可能である。
適当な無機非錆化塩は、「洗浄アルカ1月として知られるアルカリ金属のケイ酸
塩、ホウ酸塩、炭酸塩または重炭酸塩である。アルカリ金属ケイ酸塩の中で、N
anoのSin、に対する割合が1=1〜t:3.Sであるケイ酸ナトリウムが
特に適当である。典型的な洗浄剤成分の残りのグループから、再沈着防止剤の種
類の成分(汚れ懸濁化剤)、中性塩および繊維製品柔軟剤が本発明の噴霧乾燥方
法で使用するのに特に適当である。
適当な再沈着防止剤は、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース
、メチルヒドロキシエチルセルロースおよびこれらの混合物である。上述の硫酸
ナトリウムを、中性塩の適当な代表例として挙げることができる。適当な柔軟剤
は、例えばモンモリロナイトの種類、例えばベントナイトの膨潤性層状リシケー
トである。
上述のように、高温に敏感であり、および/または室温で液体である洗浄剤なら
びに清浄剤の典型的な成分、例えば液体ノニオン界面活性剤成分、退化合物系漂
白剤、プロテアーゼ、リパーゼおよびアミラーゼの種類からの酵素、細菌株また
は菌類、安定剤、芳香剤、温度感知性染料などを予め得られた乾燥粉末と混合す
るのが最もよい。
本発明の態様のもう1つの例を添付図面を参照して詳細に以下に説明する。
第1図および第2図は、塔式噴霧乾燥機の上方部分の長手方向断面図であり、明
らかにするために最も重要な要素だけを模式的に示している。
微粉末含有水蒸気1は微細化および乾燥領域から塔の頂部内に上向きに流れ、フ
ィルターエレメント4を通過した後、清浄化された水蒸気2として塔を出る。
塔の頂部に配置されたフィルターチューブ4をワイヤーにより支持されたバスケ
ット上に描いている。微粉末は、チューブの外側表面に付着し、清浄な水蒸気が
フィルター媒体4を通過して流れてチューブの内部に入り、清浄ガス領域7およ
び出口を通って乾燥ベッセルを出る。約5バールで操作される水蒸気パイプ3が
フィルターチューブを洗浄するために設けられている。
乾燥ベッセルの頂部は、洗浄ガス領域7において凝縮が起こらないように加熱可
能になっている。例えば、水蒸気により約140℃まで加熱できる二重ジャケッ
ト5(第1図)および/またはこの場合も水蒸気により加熱できるのが好ましい
加熱コイル6(第2図)を乾燥機の頂部の周囲に設けてよい。また、第2図は、
塔の頂部の断熱材8を示す。塔の頂部の加熱要素5.6および断熱材8もフィル
ター領域上に、あるいは少なくともその上方部分上に延び、フィルターチューブ
およびこの領域の内側塔壁における凝縮を排除している。
引用番号のリスト
1 粉末含有水蒸気
2 清浄化水蒸気
3 フィルターチューブ清掃用水蒸気
4 フィルターチューブ
5 二重ジャケット
6 内部加熱用チューブ状コイル
7 清浄ガス領域
8 断熱材
■
国際調査報告
国際調査報告
・ に
一一−−−−−−−−−−−−−−−・階−一−−絢−−:―−一細−−−−一
鵬階11zノロントベージの続き
(31)優先権主張番号 P4206050.8(32)優先臼 1992年2
月27日(33)優先権主張国 ドイツ(DE)(31)優先権主張番号 P4
206495.3(32)優先臼 1992年3月2日
(33)優先権主張国 ドイツ(DE)(81)指定国 EP(AT、BE、C
H,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE)
、0A(BF、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN
、TD。
TG)、AU、BB、BG、BR,CA、CZ、FI。
HU、JP、KP、KR,LK、MG、MN、MW、NO,PL、RO,RU、
SD、SK、US(72)発明者 ユング、ディーター
ドイツ連邦共和国 デー−4010ヒルデン、アム・アイヒエルカムプ 199
番(72)発明者 ゾンネマン、ディータードイツ連邦共和国 デー−4000
デュッセルドルフ 31、コツペルスカムプ 2幡
Claims (6)
- 1.湿潤剤、洗浄剤および/もしくは清浄剤においてならびに/またはそのよう な製剤として使用するのに適当である有用物質または有用物質の混合物の注入可 能な易流動性粒状物を、水性溶液および/または懸濁液からb)過熱水蒸気の a)熱いガスストリームを使用して乾燥容器において噴霧乾燥または流動床噴霧 造粒などによって 製造する、より特に連続的に製造する方法であって、c)生成物が熱により損傷 を受け得る前に乾燥を終了し、d)そのように部分的に乾燥した生成物の長期注 入性および易流動性を、必要に応じて、所定量の水を結合できる混合成分を加え ることにより、および/または後処理により確保し、 e)この方法は、水蒸気回路を有する閉鎖ループ系にて実施し、この系から出発 物質から蒸発した水を除去し、また、この系に放出された熱エネルギーを戻し、 f)循環する水蒸気から同伴する出発物質の粒状物を、織り繊維製品および/ま たはフェルト、好ましくはニードルドフェルトからできたフィルター、特にチュ ーブ状フィルターにより除去する ことを特徴とする方法。
- 2.フィルターおよび/または清浄ガス領域を更に加熱する請求の範囲第1項記 載の方法。
- 3.循環する水蒸気は、チューブ状フィルターを通って内向きに流れることがで き、チューブ状フィルターは、内側からの加圧ガスの、より好ましくは周期的な 、変化にさらされ、その結果、フィルターに留まっている出発物質の粒状物が除 去される請求の範囲第1項または第2項記載の方法。
- 4.フィルターを清掃するための加圧ガスとして過熱水蒸気を使用する請求の範 囲第3項記載の方法。
- 5.乾燥する物質に対して向流で、乾燥容器の上方部分に配置されたフィルター を介して水蒸気を循環する請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。
- 6.噴霧領域または流動床の上方で垂直に配置されたフィルターを通って水蒸気 を導く請求の範囲第5項記載の方法。
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