PL186896B1 - Sposób wytwarzania granulowanego produktu detergentowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania granulowanego produktu detergentowego, obejmujacy kon- taktowanie rozdrobnionego materialu stalego z natryskiwanym cieklym srodkiem wiaza- cym w granulatorze z fluidyzacja gazowa, przy czym fluidyzowanie ciala stalego w gra- nulatorze prowadzi sie za pomoca co najmniej jednego strumienia gazu, znam ienny tym, ze reguluje sie temperature gazu zwiekszajac ja i/lub zmniejszajac podczas co najmniej jednego etapu procesu gdy prowadzi sie fluidyzacje i natryskiwanie. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego produktu detergentowego obejmujący kontaktowanie rozdrobnionego materiału stałego z natryskiwanym ciekłym środkiem wiążącym w granulatorze z fluidyzacją gazową przy czym fluidyzowanie ciała stałego w granulatorze prowadzi się za pomocą co najmniej jednego strumienia gazu, charakte4

186 896 ryzujący się tym, że reguluje się temperaturę gazu zwiększając ją i/lub zmniejszając podczas co najmniej jednego etapu procesu gdy prowadzi się fluidyzację i natryskiwanie.

Korzystnie reguluje się temperaturę gazu tak, że zwiększa i/lub zmniejsza się temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego podczas co najmniej jednego etapu procesu.

Korzystnie obniża się temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego do poniżej lub do temperatury otoczenia podczas przynajmniej jednego etapu.

Korzystnie temperatura fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego jest wyższa podczas pierwszego etapu procesu niż podczas drugiego etapu procesu, następującego po pierwszym etapie.

Korzystnie proces prowadzi się okresowo, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się w czasie.

Korzystnie proces prowadzi się w sposób ciągły, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się wzdłuż drogi granulowania.

Korzystnie proces prowadzi się w tłokowym granulatorze przepływowym.

Korzystnie w sposobie według wynalazku temperaturę w pierwszym etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 200°C, korzystnie do 80°C.

Korzystnie temperaturę w drugim etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 30°C lub poniżej, korzystnie do 25°C lub poniżej, albo 5°C lub poniżej albo -10°C lub poniżej.

Korzystnie temperaturę gazu zmniejsza się do poniżej lub do temperatury otoczenia podczas przynajmniej jednego etapu.

Korzystnie temperatura gazu jest wyższa podczas pierwszego etapu aniżeli podczas drugiego etapu procesu, następującego przed lub po pierwszym etapie.

Korzystnie proces prowadzi się okresowo, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się w czasie.

Korzystnie proces prowadzi się w sposób ciągły, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się wzdłuż drogi granulowania.

Korzystnie proces prowadzi się w tłokowym granulatorze przepływowym.

Korzystnie temperaturę w pierwszym etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 200°C, korzystnie do 80°C.

Korzystnie temperaturę w drugim etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 30°C lub poniżej, korzystnie 25°C lub poniżej, lub 5°C lub poniżej albo -10°C lub poniżej.

Korzystnie ciekły środek wiążący zawiera kwasowy prekursor anionowego środka powierzchniowo czynnego, a rozdrobnione ciało stałe zawiera nieorganiczny materiał alkaliczny.

Korzystnie pierwszą porcję ciekłego środka wiążącego miesza się z wyjściowym rozdrobnionym materiałem stałym w mieszalniku wstępnym do postaci częściowo zgranulowanego materiału stałego, a następnie natryskuje się drugą porcję ciekłego środka wiążącego, kontaktując ją z częściowo zgranulowanym materiałem stałym w granulatorze z gazową fluidyzacjądo zakończenia granulowania.

Korzystnie regulacja temperatury gazu według niniejszego wynalazku prowadzi do zwiększenia i/lub zmniejszenia temperatury fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego podczas przynajmniej jednego etapu sposobu. Innymi słowy, temperaturę gazu kontroluje się nie tak, aby utrzymać po prostu stalą temperaturę „złoża”, na przykład poprzez odprowadzanie ciepła reakcji, lecz tak aby zwiększyć i/lub zmniejszyć aktualną temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego ciała stałego.

Aparatura do granulowania za pomocą fluidyzacji gazowej zasadniczo obejmuje komorę, w której strumień gazu, zwykle powietrza, stosuje się do spowodowania burzliwego przepływu cząstek stałych do postaci „mgły” ciała stałego, a ciekły środek wiążący natryskuje się na lub do mgły w celu kontaktowania z poszczególnymi cząsteczkami. W trakcie postępowania procesu poszczególne cząstki wyjściowego ciała stałego ulegają aglomeracji, spowodowanej działaniem ciekłego środka wiążącego tworząc granulki.

Sposób według wynalazku rozwiązuje problem kleistości granulek w trakcie ich tworzenia. W wielu przypadkach, uważa się, że może to zachodzić w wyniku przekształcania

186 896 składników ciekłych do stanu bardziej stałego lub stanu o wyższej lepkości ze względu na zmiany temperatury w procesie.

Zwiększanie i/lub zmniejszanie temperatury musi zachodzić podczas przynajmniej jednego etapu procesu, tzn. podczas przynajmniej jednego etapu, gdy prowadzi się fluidyzację i natryskiwanie.

Sposób może być prowadzony z gazem o temperaturze poniżej temperatury otoczenia podczas przynajmniej jednego (lub wszystkich) etapu procesu. Korzystnie prowadzi się go z gazem o temperaturze wyższej podczas pierwszego etapu, aniżeli podczas drugiego etapu następującego przed lub po pierwszym etapie.

Granulator fluidyzacji gazowej zazwyczaj pracuje przy powierzchniowych szybkościach powietrza około 0,1-1,2 ms, albo pod względnym ciśnieniem dodatnim lub ujemnym. Temperatura gazu, a zatem korzystnie i temperatura złoża, może być dla pierwszego okresu podwyższona, np. do 80°C lub nawet do 200°C, a następnie w jednym lub więcej innych etapów (przed lub po), może być zmniejszona do nieco powyżej lub poniżej temperatury otoczenia, tj. do 30°C lub poniżej, korzystnie 25°C lub poniżej, takiej nawet jak 5°C lub poniżej lub -10°C lub poniżej.

W korzystnym wykonaniu, temperatura gazu i korzystnie także temperatura złoża, jest podwyższona w pierwszym okresie a następnie obniżona w drugim okresie.

Jeśli sposób prowadzony jest okresowo, to zmiany temperatury realizuje się w czasie. Jeśli jest to sposób ciągły, zmiany następują wzdłuz „drogi” złoża granulatora. W tym ostatnim przypadku korzystnie realizuje się to z zastosowaniem granulatora typu „z przepływem tłokowym”, tzn., w którym materiał przechodzi przez reaktor od początku do końca.

W sposobie okresowym, temperatura gazu może być obniżona w ciągu stosunkowo krótkiego czasu, na przykład w ciągu 10 do 50% czasu obróbki. Zazwyczaj, temperaturę gazu można zmniejszyć na 0,5 do 15 minut. W sposobie ciągłym, temperaturę gazu można obniżać wzdłuż stosunkowo krótkiego odcinka drogi złoża granulatora, na przykład wzdłuż 10 do 50% drogi. W obu przypadkach gaz może być wstępnie ochłodzony.

Korzystnie, temperatura gazu a korzystnie także temperatura złoża, nie jest obniżana aż granulacja sfluidyzowanego materiału cząstek stałych nie jest całkowicie zakończona.

W niniejszym wynalazku, określenie „temperatura złoża” odnosi się do temperatury fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego. Temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego można mierzyć, na przykład, stosując sondę termoelektryczną. Niezależnie czy istnieje rozróżnialne czy nierozróżnialne złoże proszku (tzn. ze względu na to, że mieszalnik pracuje z szybkościami przepływu gazu tak wysokimi, że nie tworzy się klasyczne „bąbelkujące” złoże), za temperaturę złoża przyjmuje się temperaturę mierzoną wewnątrz komory fluidyzacyjnej w punkcie znajdującym się około 15 cm od płyty rozprowadzającej gaz.

W kontekście niniejszego wynalazku, określenie „granulowany produkt detergentowy” obejmuje granulowany produkt końcowy przeznaczony do sprzedaży oraz składniki granulowane lub środki pomocnicze do wytwarzania produktu końcowego, np. na drodze mieszania z lub wmieszania lub dowolnej innej postaci mieszaniny z dalszymi składnikami lub środkami pomocniczymi. Zatem określony tu granulowany produkt detergentowy może też nie zawierać materiału detergentowego, takiego jak syntetyczny środek powierzchniowo czynny i/lub mydło. Minimalne wymaganie polega na tym, że powinien zawierać przynajmniej jeden materiał z ogólnego typu konwencjonalnych składników granulowanych produktów detergentowych, takich jak środek powierzchniowo czynny (z mydłem włącznie), wypełniacz aktywny, środek bielący lub składnik zestawu środków bielących, enzym, stabilizator enzymu lub składnik zestawu stabilizatorów enzymu, składnik zapobiegający ponownemu osadzaniu zanieczyszczeń, rozjaśniacz lub wybielacz optyczny, środek przeciwkorozyjny, środek przeciwpienny, środek zapachowy lub środek barwiący.

Jak się to tu stosuje, określenie „proszek” odnosi się do materiału zasadniczo składającego się z ziaren indywidualnych materiałów i mieszanin takich ziaren. Określenie „granulka” odnosi się do małej cząsteczki zaglomerowanych materiałów proszkowych. Końcowy produkt wytworzony sposobem według wynalazku składa się z lub ma wysoki udział procentowy gra6

186 896 nulek. Jednak dodatkowe granulowane lub sproszkowane materiały mogą być ewentualnie dodawane do produktu w późniejszym czasie. Ponadto, jak to zostanie wyjaśnione bardziej szczegółowo poniżej, stałe materiały wyjściowe według wynalazku są rozdrobnione i mogą być sproszkowane i/lub granulowane.

Niezależnie od tego czy sposób granulowania w fazie gazowej według wynalazku jest procesem okresowym czy ciągłym, rozdrobniony stały materiał wyjściowy może być wprowadzany w dowolnym czasie podczas gdy natryskuje się ciekły środek wiążący. W najprostszej postaci wykonania sposobu, najpierw do granulatora z fluidyzacją gazową wprowadza się wyjściowy materiał stały, a następnie spryskuje się go ciekłym środkiem wiążącym. Jednak, do aparatury do fluidyzacji w fazie gazowej może być wprowadzone na początku obróbki tylko część rozdrobnionego wyjściowego materiału stałego, a pozostałą część można wprowadzać jednorazowo lub więcej razy w późniejszym czasie albo w postaci jednej lub wielu mniejszych szarż lub w sposób ciągły.

Odpowiednio, stały(e) materiał(y) wyjściowy(e) posiada rozkład wielkości ziaren taki, że nie więcej niż 5% wagowych cząstek ma średnicę cząstek większą niż 250 pm. Jest także korzystne, aby przynajmniej 30% wagowych cząstek miało średnicę ziaren poniżej 100 pm, bardziej korzystnie poniżej 75 jam. Jednak wynalazek daje się także realizować z większymi frakcjami stałego materiału wyjściowego (tzn. > 5% większych niż 250 pm, ewentualnie także < 30% poniżej 100 pm lub 75 pm) lecz zwiększa to możliwość, że kryształy niezaglomerowanych wyjściowych materiałów stałych mogą znaleźć się w produkcie końcowym. Stanowi to oszczędność kosztów, gdyż można stosować tańsze materiały wyjściowe. W każdym przypadku, rozdrobniony stały(e) materiał(y) wyjściowy(e) posiada przeciętną średnicę cząstek poniżej 500 pm, w celu wytworzenia proszków detergentowych o szczególnie pożądanej małej gęstości nasypowej. W kontekście stałych materiałów wyjściowych, odniesienie do średniego rozmiaru cząstek oznacza średnią średnicę cząstek d3,2Granulator z fluidyzacją gazową może być przystosowany do zawracania „drobnego” tzn. proszkowego lub częściowo zgranulowanego materiału o bardzo małych wymiarach cząstek tak, że mogą być one zawrócone do wlotu do aparatury do fluidyzacji gazowej i/lub do wlotu mieszalnika wstępnego. Korzystnie drobne cząsteczki stanowią materiał odsiany, tzn. są one obecne w powietrzu opuszczającym gazową komorę fluidyzacyjną.

Granulator z fluidyzacją gazową może być ewentualnie typu aparatu ze złożem wibracyjnym, szczególnie w przypadku stosowania ciągłego sposobu.

W korzystnym typie sposobów według wynalazku, ciekły środek wiążący zawiera kwasowy prekursor amonowego środka powierzchniowo czynnego a rozdrobniony stały materiał wyjściowy zawiera nieorganiczny materiał alkaliczny. Sposób według wynalazku nadaje się szczególnie do tego rodzaju granulowania, szczególnie gdy podwyższa się temperaturę podczas pierwszego etapu procesu. W ten sposób reakcja neutralizacji może przebiegać w sposób bardziej kompletny, przed zakończeniem operacji granulowania, niż byłoby to w innych przypadkach.

Jest zatem zalecane, aby temperaturę złoża zwiększać przez podwyższanie temperatury gazu podczas każdej reakcji neutralizacji, korzystnie dla zasadniczej części reakcji neutralizacji.

Kwasowy prekursor może stanowić na przykład kwasowy prekursor anionowego środka powierzchniowo czynnego w postaci liniowego alkilobenzenosulfonianu (LAS) lub pierwszorzędowego siarczanu alkilowego (PAS) lub dowolnego innego rodzaju anionowego środka powierzchniowo czynnego.

Materiały odpowiednie do stosowania jako nieorganiczne materiały alkaliczne obejmują węglany i kwaśne węglany metali alkalicznych, na przykład ich sole sodowe.

Środek neutralizujący jest obecny korzystnie w ilości wystarczającej do zupełnego zneutralizowania składnika kwasowego. Jeśli jest to pożądane, może być stosowany stechiometryczny nadmiar środka neutralizującego, dla zapewnienia całkowitej neutralizacji lub do zapewnienia dodatkowej funkcji, na przykład aktywnego wypełniacza, np. jeśli czynnik neutralizujący zawiera węglan sodu.

186 896

Ciekły środek wiążący może ewentualnie lub dodatkowo zawierać jeden lub więcej innych ciekłych materiałów, takich jak ciekłe niejonowe środki powierzchniowo czynne i/lub rozpuszczalniki organiczne. Całkowita ilość kwasowego prekursora jest zwykle tak duża jak to możliwe, z uwzględnieniem zawartości innych dowolnych składników w cieczy i z uwzględnieniem innych ustaleń podanych niżej. Zatem kwasowy prekursor może stanowić co najwyżej 98% (np. co najwyżej 95%) wagowych ciekłego środka wiążącego, lecz może też stanowić co najwyżej 75%, najwięcej 50% lub co najwyżej 25% wagowych środka wiążącego. Może on stanowić nawet 5% lub mniej środka wiążącego w stosunku wagowym. Oczywiście kwasowy prekursor może być nawet pominięty, jeśli jest to wymagane.

Gdy w ciekłym środku wiążącym występuje ciekły środek powierzchniowo czynny wraz z kwasowym prekursorem anionowego środka powierzchniowo czynnego, to stosunek wagowy całego kwasowego prekursora(ów) do niejonowego środka powierzchniowo czynnego wynosi zwykle od 20:1 do 1:20. Proporcja ta może wynosić jednak na przykład 15:1 lub mniej (anionowego) 10:1 lub mniej lub 5:1 lub mniej. Z drugiej strony składnik niejonowy może być głównym składnikiem, tak że może występować stosunek 1:5 (niejonowego) lub więcej, 1:10 łub więcej lub 1:15 lub więcej. Możliwe są także proporcje w zakresie od 5:1 do 1:5.

W celu wytworzenia granulek zawierających anionowy środek powierzchniowo czynny czasem pożądane jest aby nie wprowadzać całej ilości środka anionowego metodą neutralizacji kwasowego prekursora. Część tego środka może być ewentualnie wprowadzona w postaci soli metalu alkalicznego rozpuszczonego w ciekłym środku wiążącym lub też jako część ciała stałego. W tym przypadku maksymalna ilość anionowego środka wprowadzanego w postaci soli (wyrażana jako procentowy udział wagowy całkowitej ilości soli anionowego środka powierzchniowo czynnego w produkcie końcowym z granulatora fluidyzacyjnego gazowego) wynosi korzystnie nie więcej niż 70%, bardziej korzystnie nie więcej niż 50%, a najbardziej korzystnie nie więcej niż 40%.

Jeśli pożądane jest wprowadzanie do granulek mydła, to można to zrealizować przez wprowadzenie kwasów tłuszczowych, albo w roztworze w ciekłym środku wiążącym lub jako część ciała stałego. Ciało stałe w tym przypadku musi także zawierać nieorganiczny alkaliczny środek neutralizujący dla reakcji z kwasem tłuszczowym, w celu wytworzenia mydła.

Ciekły środek wiążący jest często całkowicie lub zasadniczo niewodny, to znaczy, zawartość wody nie przekracza 25% wagowych ciekłego środka wiążącego, lecz korzystnie nie jest jej więcej niż 10% wagowych. Jednak, jeśli jest to pożądane, można dodawać kontrolowane ilości wody w celu ułatwienia neutralizacji. Zazwyczaj wodę można dodawać w ilościach 0,5 do 2% wagowych w stosunku do końcowego produktu detergentowego. Każda taka woda dodawana jest korzystnie przed lub razem z, lub naprzemiennie z dodatkiem kwasowego prekursora.

Alternatywnie można dodawać wodny środek wiążący. Korzystne jest to szczególnie do wytwarzania produktów, stanowiących środki pomocnicze do dalszego następczego mieszania z innymi składnikami do postaci produktu detergentowego o skompletowanym składzie. Takie środki pomocnicze składają się zwykle, niezależnie od składników uzyskanych ze środka wiążącego, głównie z jednego, lub niewielkiej liczby składników normalnie występujących w kompozycjach detergentowych, np. ze środka powierzchniowo czynnego lub wypełniacza aktywnego takiego jak zeolit lub tripolifosforan sodu. Jednak nie jest wykluczone zastosowanie ciekłego wodnego środka wiążącego do granulowania produktu o pełnym składzie. W każdym przypadku, typowe ciekłe środki wiążące zawierają wodny roztwór krzemianów metali alkalicznych, polimery akrylowo-maleinowe rozpuszczalne w wodzie (np. Sokalan CP5) i podobne.

W szczególnej postaci sposobu według wynalazku, rozdrobniony stały materiał wyjściowy może być kontaktowany i zmieszany z pierwszą porcją środka wiążącego, np. w mieszalniku o małych, średnich lub wysokich siłach ścinających (tzn. mieszalniku wstępnym) do postaci materiału częściowo zgranulowanego. Następnie może on być potem spryskiwany drugą porcją ciekłego środka wiążącego w granulatorze z fluidyzacją gazową do postaci granulowanego produktu detergentowego.

W takim dwuetapowym procesie granulacji, zalecane jest, lecz nie jest to absolutnie konieczne, aby całkowita ilość ciekłego środka wiążącego dodawana była tylko w etapie czę8

186 896 ściowej granulacji wstępnej i etapie fluidyzacji. Można sobie wyobrazić, że część jego może być dodana podczas lub przed wstępnym częściowym granulowaniem i/lub fluidyzacją. Także zawartość ciekłego środka wiążącego może być różna dla pierwszego i drugiego etapu.

Zakres granulacji w mieszalniku wstępnym (tj. częściowej granulacji) i wielkość granulacji w granulatorze fluidyzacyjnym z gazem jest korzystnie określana zgodnie z pożądaną gęstością produktu końcowego. Korzystne ilości ciekłego środka wiążącego do dodozowania na każdym z tych dwu etapów mogą zatem być różne, i tak:

(i) Jeśli pożądana jest mniejsza gęstość proszku, tzn. 350-650 g/l to (a) 5-75% wagowych całkowitej ilości środka wiążącego dodawane jest korzystnie w mieszalniku wstępnym; i (b) pozostałe 95-25% wagowych całkowitej ilości środka wiążącego dodawane jest korzystnie w granulatorze fluidyzacyjnym z gazem.

(i) Jeśli pożądana jest większa gęstość proszku, tzn. 550-1300 g/l (a) 75-95% wagowych całkowitej ilości środka wiążącego dodawane jest korzystnie w mieszalniku wstępnym; i (b) pozostałe 25-5% wagowych całkowitej ilości środka wiążącego dodawane jest korzystnie w granulatorze fluidyzacyjnym z gazem.

Jeśli do częściowej granulacji stosowany jest początkowy mieszalnik wstępny, to odpowiedni mieszalnik dla tego etapu stanowi aparat Lodige® CB z wysokim ścinaniem lub mieszalnik o umiarkowanej szybkości, taki jak aparat Lodige® KM. Inne odpowiednie aparaty obejmują aparaty serii Drais® T160 wytwarzane przez firmę Drais Werke GmbH, Niemcy; mieszalnik Lit-tleford z wewnętrznymi łopatkami siekającymi i mieszalnikiem mielącym typu turbinowego, posiadający szereg łopatek na obracającej się osi. Granulator mieszający o niskim lub wysokim ścinaniu wykazuje działanie mieszające i/lub tnące działające niezależnie od siebie. Zalecane typy mieszalników/granulatorów o niskich lub wysokich siłach ścinania to mieszalniki Fukae® serii FS-G; Diosna® serii V firmy Dierks & Sohne, Niemcy; Pharma Matrix® firmy T. K. Fielder Ltd. Anglia. Inne mieszalniki uważane za odpowiednie do stosowania w sposobie według wynalazku stanowią Fuji® serii VG-C firmy Fuji Sangyo Co, Japonia; Roto® firmy Zanchetta & Co srl, Włochy i granulator Schugi® Flexomix.

Jeszcze inny mieszalnik nadający się do stosowania w etapie granulacji wstępnej to Lodige (nazwa handlowa) serii FM (mieszalnik lemieszowy), mieszalnik okresowy z firmy Morton Machine Co. Ltd., Szkocja.

W dowolnym odpowiednim etapie może być ewentualnie wprowadzony także „środek powlekający” lub „środek poprawiający sypkość”. Stosowane jest to w celu polepszenia własności granulowanego produktu, np. dla zapobiegania zbrylaniu i/lub sklejaniu się granulek. Dowolny środek powlekający poprawiający sypkość dogodnie występuje w ilości 0,1 do 15% wagowych w granulowanym produkcie, a bardziej korzystnie w ilości 0,5 do 5%.

Odpowiednie środki powlekające/poprawiające sypkość obejmują krystaliczne lub bezpostaciowe krzemiany metali alkalicznych, glinokrzemiany obejmujące zeolity, Dicamol, kalcyt, ziemię okrzemkową, krzemionkę, na przykład krzemionkę strącaną, chlorki, takie jak chlorek sodu, siarczany, takie jak siarczan magnezu, węglany, takie jak węglan wapnia i fosforany, takie jak tripolifosforan sodowy. Jeśli to pożądane, mogą być stosowane mieszaniny tych materiałów.

Ogólnie, dodatkowe składniki mogą być zawarte w ciekłym środku wiążącym lub wymieszane ze stałym środkiem neutralizującym na odpowiednim etapie sposobu. Jednak stałe składniki mogą być dodozowywane później do zgranulowanego produktu detergentowego.

Dodatkowo do dowolnego anionowego środka powierzchniowo czynnego, który ewentualnie może być wytwarzany przez neutralizację, mogą być dodawane w odpowiednim czasie dalsze anionowe środki powierzchniowo czynne lub niejonowe środki powierzchniowo czynne, jak to wspomniano wyżej, a także kationowe, obójniaczojonowe, amfoteryczne lub semipolame środki powierzchniowo czynne i ich mieszaniny. Ogólnie odpowiednie środki powierzchniowo czynne obejmują środki generalnie opisane w publikacji Schwartz'a i Perry'ego „Surface active agents and detergents”.tom I. Jak to wyżej wspomniano, jeśli jest to pożądane

186 896 mogą być także obecne mydła, pochodne nasyconych lub nienasyconych kwasów tłuszczowych, na przykład posiadające średnio C10 do Cis atomów węgla.

Aktywny detergent, jeśli występuje, to dogodnie w ilości 5 do 40%, korzystnie 10-30% wagowych granulowanego detergentowego produktu końcowego.

Całkowita kompozycja detergentów zawiera często detergentowy wypełniacz aktywny. Taki wypełniacz może być wprowadzany z materiałem stałym i/lub dodawany później, jeśli to pożądane. Wypełniacz może stanowić także środek neutralizujący, na przykład węglan sodu, w którym to przypadku materiał może być stosowany do spełniania obu funkcji.

Ogólnie mówiąc, całkowita ilość detergentowego wypełniacza aktywnego w granulowanym produkcie wynosi odpowiednio od 5 do 95%, na przykład od 10 do 80%, korzystnie od 15 do 65%, a najbardziej korzystnie od 15 do 50% wagowych.

Nieorganiczne wypełniacze aktywne, które mogą być obecne, obejmują węglan sodu, jeśli to pożądane w kombinacji z zarodkami krystalizacji dla węglanu sodu, jak to ujawniono w publikacji patentowej GB-A-1437950. Węglan sodu powinien być stosowany w nadmiarze w stosunku do ilości potrzebnej do neutralizacji anionowego prekursora, jeśli ten jest później dodawany w trakcie procesu.

Inne odpowiednie wypełniacze aktywne obejmują krystaliczne i bezpostaciowe glinokrzemiany, na przykład zeolity, jak to ujawniono w publikacji patentowej GB-A-1473201; bezpostaciowe glinokrzemiany, ujawnione w publikacji patentowej GB-A-1473202 i mieszane krystaliczno/bezpostaciowe glinokrzemiany ujawnione w publikacji patentowej GB1470250 oraz warstwowe glinokrzemiany ujawnione w publikacji patentowej EP-B-164514. Nieorganiczne wypełniacze fosforanowe, na przykład ortofosforan, pirofosforan i tripolifosforan sodu mogą być obecne również, lecz ze względu na ochronę środowiska nie są one zalecane.

Glinokrzemiany, gdy stosowane są jako środki powlekające i/lub gdy włączane są do masy cząsteczek mogą być obecne w całkowitej ilości od 10 do 60% a korzystnie w ilości 15 do 50%. Zeolitem stosowanym w najbardziej popularnych rozdrobnionych kompozycjach detergentowych jest zeolit A. Korzystnie jednak może być stosowany zeolit P mający największą zawartość glinu (zeolit MAP) opisany i zastrzeżony w publikacji patentowej EP-A384070. Zeolit MAP stanowi metal alkaliczny glinokrzemianowany typu P, posiadający stosunek krzemu do glinu nie przekraczający 1,33, korzystnie nie przekraczający 1,15 a najbardziej korzystnie nie przekraczający 1,07.

Organiczne wypełniacze aktywne, które mogą być obecne obejmują polimery polikarboksylanowe, takie jak poliakrylany, kopolimery akrylowo/maleinowe i akrylowo fosfinowe; monomeryczne polikarboksylany, takie jak cytryniany, glukoniany oksy-di-bursztyniany, mono-, di- i tribursztyniany gliceryny, karboksymetyloksybursztyniany, karboksymetyloksymaloniany, dipikoliniany, hydroksyetyloiminodioctany, maloniany i szczawiany alkilowe i alkenylowe; oraz siarczanowane sole kwasów tłuszczowych. Szczególnie zalecany jest kopolimer kwasu maleinowego, kwasu akrylowego i octanu winylu, ponieważ ulega biodegradacji a zatem jest pożądany ze względu na ochronę środowiska. Lista ta nie jest pomyślana jako wyczerpująca.

Szczególnie zalecane wypełniacze aktywne staiiowiią cytryniany, stosowane odpowiednio w ilościach od 5 do 30%, korzystnie od 10 do 25% wagowych; i polimery akrylowe, a bardziej korzystnie kopolimery akrylowo/maleinowe, stosowane odpowiednio w ilościach od 0,5 do 15%, korzystnie od 1 do 10% wagowych. Cytryniany mogą być stosowane także w niższych dawkach (np. 0,1 do 5%) wagowych w innym celu. Wypełniacz aktywny korzystnie występuje w postaci soli metalu alkalicznego, szczególnie w postaci soli sodowej.

Odpowiednio, układ wypełniacza aktywnego może zawierać także krystaliczny krzemian warstwowy, na przykład SKS-6 firmy Hoechst, zeolit, na przykład zeolit A i ewentualnie cytrynian metalu alkalicznego.

Granulowana kompozycja detergentowa wytworzona sposobem według wynalazku może także zawierać rozdrobniony napełniacz (lub dowolny inny składnik, który nie przyczynia się do procesu prania), który zawiera sól nieorganiczną, na przykład siarczan sodu i chlorek sodu. Napełniacz może występować w ilości 5 do 70% wagowych granulowanego produktu.

186 896

Sposobem według wynalazku wytwarza się granulowany produkt detergentowy (przed dozowaniem dodatkowym lub podobnym działaniem), a produkt ten wykazuje ciężar nasypowy wynikający z natury procesu. Jeśli sposób nie angażuje wstępnego mieszalnika do realizacji granulacji częściowej, to oczekiwana jest końcowa gęstość nasypowa 350-750 g/l. Jak wspomniano wyżej, zastosowanie mieszalnika wstępnego umożliwia uzyskanie końcowej gęstości nasypowej 350-650 g/l lub 550-1300 g/l, stosownie do tego, którą opcję (i) czy (ii) się wykorzystuje. Jednak, granulowane produkty detergentowe wytworzone sposobem według wynalazku odznaczają się także zakresem rozmiarów cząstek. Korzystnie nie więcej niż 10% wagowych posiada średnicę > 1,4 mm, a bardziej korzystnie, nie więcej niż 5% wagowych granulek wychodzi poza tę granicę. Korzystne jest także, aby nie więcej niż 20% wagowych granulek posiadało średnicę > 1 mm. Na koniec, granulki mogą być rozróżniane od granulek produkowanych innymi sposobami na drodze porozymetrii rtęciowej. Ta ostatnia technika nie może w sposób realny określać porowatości poszczególnych niezaglomerowanych cząstek, lecz jest idealna do scharakteryzowania granulek.

W pełni zestawiona kompozycja detergentowa wytwarzana sposobem według wynalazku może na przykład zawierać aktywny detergent i wypełniacz aktywny oraz ewentualnie jeden lub więcej środków polepszających sypkość, napełniacz i inne pomniejsze składniki, takie jak środki barwiące, zapachowe, rozjaśniacze, środki bielące i enzymy.

Wynalazek zostanie teraz przedstawiony przez następujące nieograniczające przykłady.

Przykłady

Wytworzono następującą kompozycję:

LAS sodowy 24% wagowych

Węglan sodu 32% wagowych

STPP 32% wagowych

Zeolit 4A 10% wagowych

Woda 2% wagowych

W przykładach I do IV, temperatura powietrza do fluidyzacji zmieniała się od 20°C do 80°C w pierwszym etapie, po czym następował drugi etap z temperaturą 20°C. Stosowano układ natryskowy dysz SUE25 pracujący pod ciśnieniem powietrza rozpylającego 5 barów.

W doświadczeniach prowadzonych szarżowo obserwowano wpływ poniższych parametrów na wytwarzany proszek:

Przykład		I	II	III	IV
szybkość dodawania LAS	gmin'1	1280	1600	1320	1600
pierwszy etap	s	139	112	135	112
temperatura pierwszego etapu	[°C]	20	20	80	80
drugi etap	[s]	60	60	60	60
temperatura drugiego etapu	[°C]	20	20	20	20
UCT*	[g]	7200	7100	4350	4700

* UCT stanowi miarę sklejalności, przy czym im wyższa jest ta wartość tym bardziej kleisty jest produkt. Przykłady I i II stanowią przykłady kontrolne, gdy nie stosowano zmian temperatury.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania granulowanego produktu detergentowego, obejmujący kontaktowanie rozdrobnionego materiału stałego z natryskiwanym ciekłym środkiem wiążącym w granulatorze z fluidyzacją gazową, przy czym fluidyzowanie ciała stałego w granulatorze prowadzi się za pomocą co najmniej jednego strumienia gazu, znamienny tym, że reguluje się temperaturę gazu zwiększając ją i/lub zmniejszając podczas co najmniej jednego etapu procesu gdy prowadzi się fluidyzację i natryskiwanie.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reguluje się temperaturę gazu tak, że zwiększa i/lub zmniejsza się temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego podczas co najmniej jednego etapu procesu.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że obniża się temperaturę fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego do poniżej lub do temperatury otoczenia podczas przynajmniej jednego etapu.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że temperatura fluidyzowanego rozdrobnionego materiału stałego jest wyższa podczas pierwszego etapu procesu niż podczas drugiego etapu procesu, następującego po pierwszym etapie.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że proces prowadzi się okresowo, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się w czasie.
6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że proces prowadzi się w sposób ciągły, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się wzdłuż drogi granulowania.
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że proces prowadzi się w tłokowym granulatorze przepływowym.
8. 8. Sposób według zastrz. 4 albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że temperaturę w pierwszym etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 200°C, korzystnie do 80°C.
9. 9. Sposób według zastrz. 4 albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że temperaturę w drugim etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 30°C lub poniżej, korzystnie do 25°C lub poniżej, albo 5°C lub poniżej albo -10°C lub poniżej.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperaturę gazu zmniejsza się do poniżej lub do temperatury otoczenia podczas przynajmniej jednego etapu.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura gazu jest wyższa podczas pierwszego etapu aniżeli podczas drugiego etapu procesu, następującego przed lub po pierwszym etapie.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że proces prowadzi się okresowo, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się w czasie.
13. 13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że proces prowadzi się w sposób ciągły, a zmiany temperatury między pierwszym a drugim etapem dokonuje się wzdłuż drogi granulowania.
14. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że proces prowadzi się w tłokowym granulatorze przepływowym.
15. 15. Sposób według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, znamienny tym, że temperaturę w pierwszym etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 200°C, korzystnie do 80°C.
16. 16. Sposób według zastrz. 10 albo 11, albo 12, albo 13, albo 14, znamienny tym, ze temperaturę w drugim etapie reguluje się tak, aby wynosiła do 30°C lub poniżej, korzystnie 25°C lub poniżej, lub 5°C lub poniżej albo -10°C lub poniżej.
17. 17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciekły środek wiążący zawiera kwasowy prekursor anionowego środka powierzchniowo czynnego a rozdrobnione ciało stałe zawiera nieorganiczny materiał alkaliczny.

    186 896
18. 18. Sposób wedhig zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą porcję ciekłego środka wiążącego miesza eię e wyjściowym rozdrobnionym materiałem stałym w mieszalniku wstępnym do postaci częściowo zgranulowanego materiału stałego, a następnie natryskuje się drugą porcję ciekłego środka wiążącego, kontaktując ją z częściowo zgranulowanym materiałem stałym w granulatorze z gazową fluidyzacją do zakończenia procesu granulowania.

    Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania granulowanego produktu detergentowego.

    Od dawna znane jest wytwarzanie proszków detergentowych metodą suszenia rozpyiOwego. Jednak proces suszenia rozpyłowego jest zarówno kosztowny jak i energochłonny a w konsekwencji uzyskany produkt jest drogi.

    Ostatnio istnieje większe zainteresowanie wytwarzaniem granulowanych produktów detergentowych sposobami, wykorzystującymi głównie mieszanie, bez stosowania suszenia rozpyłowego. Te techniki mieszania mogą oferować większą elastyczność procesu pozwalającą na wytwarzanie proszków o różnych składach w jednej instalacji, poprzez późniejsze dodawanie różnych składników po początkowym etapie granulowania.

    Znany typ sposobu mieszania, nie angażującego suszenia rozpyłowzdo, wykorzystuje granulator o umiarkowanej szybkości (typowy przykład jest często potocznie nazywany „ploughsharz” (lemieszowy), ewentualnie poprzedzany mieszalnikizy o dużej szybkości (typowy przykład jest często potocznie nazywany „recycler” (kazyskiwacz), ze względu na system chłodzenia z odzyskiem). Typowe przykłady takich sposobów opisane zostały w naszych publikacjach patentowych EP-A-367339, EP-A-390251 i EP-A-420317. Te mieszalniki o średniej i dużej szybkości wywierają stosunkowo duże siły ścinające na przetwarzany materiał.

    Aż do chwili obecnej dokładano mniej starań w rozwój technik stosowania granulatorów lub mieszalników o małych siłach ścinania. Jeden z typów sposobu, który nie angażuje suszenia rozpyłowego, wykorzystuje stosowanie granulatora o małych siłach ścinania typu granulatom z fluidyzacją gazową. W tym typie aparatury, gaz (zwykle powietrze) przedmuchuje się przez masę stałych cząstek, na które natryskuje się składnik ciekły. Granulator z fluidyzacją gazową zwany jest czasem granulatorem lub mieszalnikiem „ze złożem fluidalnym”. Nie jest to jednak ściśle dokładne określenie, ponieważ takie mieszalniki mogą pracować z tak dużą szybkością przepływu gazu, że nie tworzy się klasyczne „bąbelkujące” złoże.

    Chociaż granulatory z fluidyzacją gazowa mogą dawać dobrą kontrolę gęstości nasypowej, istnieje wciąż potrzeba zapewnienia większej elastyczności, w szczególności przy wytwarzaniu proszków o mniejszej gęstości nasypowej. Sposoby wykorzystujące granulowanie z małymi siłami ścinania są trochę inne.

    Na przykład, w publikacji patentowej WO 96/04359 (Unilever) ujawniono sposób, w którym wytwarza się proszki o małej gęstości nasypowej poprzez kontaktowanie środka neutralizującego, takiego jak alkaliczny wypełniacz aktywny i ciekłego, kwasowego prekursora anionowego środka powierzchniowo czynnego w strefie fluidyzacji dla utworzenia granulek detergentu.

    Niezaleznie od tego, jak zaznaczono w publikacji indyjskiego opisu patentowego Nr 166307 (Unilever), zastosowanie konwencjonalnego sposobu fluidyzacji w fazie gazowej może prowadzić do tworzenia zbryleń i klejących się granulek. Późniejsze dokumenty starają się obejść ten problem poprzez zastosowanie granulatora z fluidyzacją gazową z wewnętrzną recyrkulacją. Jednakże niniejszy wynalazek przezwycięża ten problem prościej i bardziej skutecznie poprzez kontrolę temperatury gazu.