WO1991009043A1 - Process for continuously bleaching liquids with ozone - Google Patents

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WO1991009043A1
WO1991009043A1 PCT/EP1990/002080 EP9002080W WO9109043A1 WO 1991009043 A1 WO1991009043 A1 WO 1991009043A1 EP 9002080 W EP9002080 W EP 9002080W WO 9109043 A1 WO9109043 A1 WO 9109043A1
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bleached
ozone
bleaching
reaction chamber
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PCT/EP1990/002080
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Paul Schulz
Stefanie MÜLLER
Stefan Hammelstein
Keith Neary
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H15/00Compounds containing hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals directly attached to hetero atoms of saccharide radicals
    • C07H15/02Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures
    • C07H15/04Acyclic radicals, not substituted by cyclic structures attached to an oxygen atom of the saccharide radical
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/147Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
    • D21C9/153Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications with ozone

Definitions

  • the present invention relates to a continuous process for bleaching viscous liquid products with gaseous ozone.
  • Chemical-technical products are often more or less strongly colored due to production, although the corresponding substances are colorless in their purest form.
  • the colored impurities often interfere with the application or further processing of the technical products, so that they are generally cleaned, or at least optically brightened, by a bleaching process, often directly after their production.
  • Such bleaching processes are normally based on chemical changes, which should preferably be irreversible.
  • the bleaching reagent should not only attack the colored by-products themselves, but also the precursors of these substances, which are usually also present in the technical products and can form colored contaminants again during storage and thus the Influence color stability of the bleached product.
  • oxidation and reduction reactions can be considered as chemical reactions which can usually be used for bleaching.
  • the usual reductive bleaching agents are sulfites, hydrogen sulfites and SO2 . Dithionites, boranates and hydrogen in the presence of hydrogenation catalysts. Bleaches which have an oxidative effect are usually used which release active oxygen or active chlorine. Examples of such bleaching agents are hydrogen peroxide, alkali peroxides, perborates, persulfates, percarbonates, and hypochlorites, which are normally used in the form of aqueous solutions, and chlorine dioxide, elemental chlorine, elemental oxygen and ozone, which are used either as aqueous solutions or in gaseous form.
  • the products to be bleached are usually in a more or less easily mobile form in order to facilitate the reaction with the bleaching agent.
  • Liquids to be bleached are used either as such or diluted as solutions.
  • Solids to be bleached, for example cellulose are usually reacted as slurries or pastes with the bleaching agents present in liquid or gaseous form.
  • Gaseous bleaching agents for example chlorine, oxygen or ozone
  • the surface of suspended solids with sufficiently fast kinetics must adsorb, which can only be facilitated by " more or less complex mixing techniques, for example using packed columns or bubble columns, only in the case of relatively low-viscosity liquids, which should not or only slightly foam can.
  • a preferred embodiment of the process according to the invention consists in conveying or allowing the liquid to be bleached to flow continuously or, where appropriate, using gravity, in the form of a thin film on the inner wall of a preferably vertically arranged tubular reaction chamber, and in the meantime with the gaseous ozone, which preferably moves in countercurrent to the liquid.
  • the low layer thickness of the liquid phase which is preferably 0.05 mm to 2 mm, promotes both the ozone uptake and its distribution in the liquid.
  • rollers, blades or wipers rotating around the central axis of the chamber can be useful to use rollers, blades or wipers rotating around the central axis of the chamber, as are customary in thin-film evaporators.
  • Such rotor elements can consist, for example, of elastically pressed blades or rigid elements with constant wall distances.
  • the layer thickness and the flow speed of the liquid phase can be regulated as required by the type and arrangement of the rotor elements used and their speed of rotation.
  • ozone is preferably in, for example, a carrier gas which is largely inert under the reaction conditions Oxygen, nitrogen or air, diluted form used, the concentration of the ozone in the mixture with the carrier gas is preferably 1-10 vol .-%.
  • the process according to the invention preferably works with a gaseous phase under normal pressure, slight overpressures being able to occur in the reaction chamber, for example due to the fact that the gaseous phase is passed through a downstream ozone destruction system after flowing through the reaction chamber.
  • the linear gas flow rates in the reaction chamber are preferably 0.1 m / s or less.
  • the contact time of the gaseous ozone with the liquid to be bleached can be influenced by the flow rate of both the liquid phase and the gaseous phase. It is preferably between 0.1 and 10 minutes.
  • the desired reaction temperature which in the bleaching process according to the invention is preferably between 10 ° C. and 60 ° C., but depending on the product to be bleached, this range may also lie outside the heating chamber on the outside of the reaction chamber Cooling facilities are located; the outside of the reaction chamber is preferably wholly or partially shaped as a hollow body through which a heatable and / or coolable liquid medium is passed.
  • the bleached product can be subjected again to the bleaching process according to the invention. This can be done either by recycling the bleached liquid product several times into the reaction chamber that has already passed through, or by using one or more further reaction chambers connected downstream, so that the total contact time with the ozone increases accordingly.
  • the bleaching process according to the invention is in principle suitable for all flowable or pumpable liquid products. It is irrelevant whether the products themselves are highly viscous liquids or from solutions, emulsions or suspensions of chemical-technical products in an inert Solvents, especially water, exist. If they do not already arise during the manufacture of the chemical-technical product to be bleached, such solutions can be produced, for example, by the process described in the ' European patent application EP 365 831.
  • the process according to the invention can preferably be used for bleaching those products which have viscosities between 100 mPa-s and 1 000 000 mPa-s at 20 ° C.
  • the pH of the liquid products to be bleached should preferably be neutral or acidic before entering the reaction chamber, so that the spontaneous ozone decomposition accelerated under alkaline conditions and thus the ozone consumption is minimized. If the product to be bleached has an alkaline pH, this can be reduced by adding acids that are compatible with the product, which may include, for example, acetic acid or hydrochloric acid.
  • the relatively highly viscous liquid products which can be bleached by the process according to the invention include, in particular, aqueous solutions of alkylglycosides of the formula (I),
  • n is a number between 1 and 10, which can also be broken as an analytically determined arithmetic size
  • R is an aliphatic radical with 1 to 30 carbon atoms.
  • the preparation of such alkyl glycosides is described, for example, in US Pat. Nos. 3,219,656, 3,547,828, 3,839,318, European Patent Applications EP 92355, EP 165721, EP 301 298 and EP 377 883.
  • the alkyl glycosides are normally obtained in the form of more or less strongly colored aqueous solutions and, as described in the documents mentioned, have hitherto been bleached in a batch process, for example by adding aqueous H2 O 2 solutions and heating to, for example, 100 ° C., which has the disadvantages of the additional dilution , the occurrence of by-products resulting from oxidative product degradation, for example aliphatic carboxylic acids, and the compulsion to destroy excess oxidizing agent present in the product.
  • These disadvantages are overcome by the bleaching process according to the invention, which provides practically oxidizer-free products which are largely free from impurities caused by oxidative product degradation and which have hook and loop numbers of about 5 to about 50.
  • a 50 weight percent aqueous crude alkyl glycoside solution made from glucose and essentially according to the method described in European patent application EP 301 298, which has a viscosity at 20 ° C. of 5000 mPa-s (Brookfield, spindle No. 5, 10 revolutions per minute), a pH of 5.5 and had a Velcro number of 200, would be by a thin-film system (Buss-SMS T 100, ratio height ' to diameter 7: 1, inner surface 0.3 m ⁇ ) with centrifugal ' pressed wiper blades (linear wiper speed 3.75 m / s) directed.
  • Buss-SMS T 100 ratio height ' to diameter 7: 1, inner surface 0.3 m ⁇
  • the throughput of the liquid phase through the reaction chamber was 60 kg / m ⁇ • h, the residence time of the liquid phase in the reaction chamber was about 2 minutes.
  • a gas stream consisting of air containing 2.5% by volume of ozone was directed against the liquid in such an amount that about 1.5 g of ozone accounted for 1 kg of liquid phase.
  • the reaction temperature was kept at about 40 ° C. by heating the reaction chamber over the double tube jacket (heating liquid water with a temperature of approximately 50 ° C.). After bleaching and vacuum degassing, the product had a color number according to Klett a ) of 30.

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Abstract

In a process for continuously bleaching viscous liquids, a thin film of the liquid is brought into contact with gaseous ozone. The process is particularly suitable for bleaching alkylglycosides.

Description

"Verfahren zum kontinuierlichen Bleichen von Flüssigkeiten mit Ozon""Process for the continuous bleaching of liquids with ozone"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Bleichen viskoser Flüssigprodukte mit gasförmigem Ozon.The present invention relates to a continuous process for bleaching viscous liquid products with gaseous ozone.
Chemisch-technische Produkte fallen herstellungsbedingt oft mehr oder we¬ niger stark gefärbt an, obwohl die entsprechenden Substanzen in ihrer Reinstform farblos sind. Die gefärbten Verunreinigungen stören oft in der Anwendung oder Weiterverarbeitung der technischen Produkte, so daß diese in der Regel, oft direkt nach ihrer Herstellung, durch ein Bleichverfahren gereinigt oder zumindest optisch aufgehellt werden. Solche Bleichverfahren beruhen normalerweise auf chemischen Veränderungen, die 'vorzugsweise ir¬ reversibel sein sollten. Um das Bleichergebnis dauerhaft zu machen, sollte das Bleichreagenz nicht nur die gefärbten Nebenprodukte selbst, sondern auch die Vorstufen dieser Substanzen angreifen, die in aller Regel eben¬ falls in den technischen Produkten vorhanden sind und während der Lagerung erneut gefärbte Verunreinigungen ausbilden können und somit die Farbsta¬ bilität des gebleichten Produktes beeinflussen. Als chemische Reaktionen, die üblicherweise zum Bleichen verwendet werden können, kommen insbeson¬ dere Oxidations- und Reduktionsreaktionen in Frage.Chemical-technical products are often more or less strongly colored due to production, although the corresponding substances are colorless in their purest form. The colored impurities often interfere with the application or further processing of the technical products, so that they are generally cleaned, or at least optically brightened, by a bleaching process, often directly after their production. Such bleaching processes are normally based on chemical changes, which should preferably be irreversible. In order to make the bleaching result permanent, the bleaching reagent should not only attack the colored by-products themselves, but also the precursors of these substances, which are usually also present in the technical products and can form colored contaminants again during storage and thus the Influence color stability of the bleached product. In particular, oxidation and reduction reactions can be considered as chemical reactions which can usually be used for bleaching.
Übliche reduktiv wirkende Bleichmittel sind Sulfite, Hydrogensulfite, SO2. Dithionite, Boranate und Wasserstoff in Gegenwart von Hydrierkatalysato¬ ren. Als oxidativ wirkende Bleichmittel werden üblicherweise solche ver¬ wendet, die aktiven Sauerstoff oder Aktivchlor freisetzen. Beispiele für derartige Bleichmittel sind Wasserstoffperoxid, Alkaliperoxide, Perborate, Persulfate, Percarbonate, und Hypochlorite, die normalerweise in Form wäßriger Lösungen eingesetzt werden, und Chlordioxid, elementares Chlor, elementarer Sauerstoff und Ozon, die entweder als wäßrige Lösungen oder gasförmig eingesetzt werden. Die Einsetzbarkeit chemischer Bleichverfahren wird in der Praxis durch die relativen Empfindlichkeiten des Produkts und des zu entfernenden Neben¬ produkts gegen das verwendete Bleichmittel und durch die Bildung ökotoxikologisch bedenklicher Nebenprodukte limitiert, so daß ein Ziel bei der Entwicklung neuer Bleichverfahren die Minimierung des Nebenproduktan¬ teils durch möglichst milde und produktschonende Reaktionsbedingungen, das heißt niedrige Temperaturen und kurzen Kontakt mit dem Bleichmittel, sein sollte.The usual reductive bleaching agents are sulfites, hydrogen sulfites and SO2 . Dithionites, boranates and hydrogen in the presence of hydrogenation catalysts. Bleaches which have an oxidative effect are usually used which release active oxygen or active chlorine. Examples of such bleaching agents are hydrogen peroxide, alkali peroxides, perborates, persulfates, percarbonates, and hypochlorites, which are normally used in the form of aqueous solutions, and chlorine dioxide, elemental chlorine, elemental oxygen and ozone, which are used either as aqueous solutions or in gaseous form. The applicability of chemical bleaching processes is limited in practice by the relative sensitivity of the product and the by-product to be removed to the bleaching agent used and by the formation of ecotoxicologically questionable by-products, so that one goal in the development of new bleaching processes is to minimize the by-product proportion reaction conditions that are as mild and gentle as possible on the product, that is, low temperatures and short contact with the bleach, should be.
Die zu bleichenden Produkte liegen normalerweise in mehr oder weniger leicht beweglicher Form vor, um die Reaktion mit dem Bleichmittel zu er¬ leichtern. Zu bleichende Flüssigkeiten werden entweder als solche oder verdünnt als Lösungen eingesetzt, zu bleichende Feststoffe, zum Beispiel Zellstoff, setzt man üblicherweise als Aufschlämmungen oder Pasten mit den in flüssiger oder gasförmiger Form vorliegenden Bleichmitteln um. Gasför¬ mig eingesetzte Bleichmittel, zum Beispiel Chlor, Sauerstoff oder Ozon, haben gegenüber flüssigen Bleichmitteln, die sich leicht mit dem zu blei¬ chenden Produkt vermischen lassen, den inhärenten Nachteil, daß sie vor der eigentlichen Bleichreaktion in das flüssige Produkt eindringen oder an der Oberfläche suspendierter Feststoffe mit ausreichend schneller Kinetik adsorbieren müssen, was nur bei relativ niedrigviskosen Flüssigkeiten, die darüberhinaus nicht oder nur wenig schäumen sollten, durch"mehr oder we¬ niger aufwendige Mischtechniken, zum Beispiel unter Verwendung von Füll¬ körper- oder Blasenkolonnen, erleichtert werden kann.The products to be bleached are usually in a more or less easily mobile form in order to facilitate the reaction with the bleaching agent. Liquids to be bleached are used either as such or diluted as solutions. Solids to be bleached, for example cellulose, are usually reacted as slurries or pastes with the bleaching agents present in liquid or gaseous form. Gaseous bleaching agents, for example chlorine, oxygen or ozone, have the inherent disadvantage compared to liquid bleaching agents which can easily be mixed with the product to be bleached, that they penetrate into the liquid product before the actual bleaching reaction or on the The surface of suspended solids with sufficiently fast kinetics must adsorb, which can only be facilitated by " more or less complex mixing techniques, for example using packed columns or bubble columns, only in the case of relatively low-viscosity liquids, which should not or only slightly foam can.
Die Forderung nach niedrigen Reaktionstemperaturen und kurzen Kontaktzei¬ ten mit dem Bleichmittel ist bei der Bleiche hochviskoser Flüssigkeiten besonders schwer zu erfüllen, da hier der Transport des Bleichmittels in die Flüssigkeit und innerhalb der Flüssigkeit zu den zu bleichenden Farb¬ körpern nur langsam vor sich geht. Bisher wurde diesen Schwierigkeiten durch Erniedrigung der Viskosität des zu bleichenden Flüssigproduktes, zum Beispiel durch Verdünnen mit einem inerten Lösungsmittel, durch Verwendung eines relativ großen Überschusses an Bleichmittel oder Aktivitätssteige¬ rung des Bleichmittels, zum Beispiel durch Erhöhung der Reaktionstempera¬ tur, begegnet. Diese Lösungen werfen allerdings neue Probleme auf, da sie das anschließende Entfernen von Lösungsmitteln, zum Beispiel durch Destillation, nötig machen, durch die hohe Reaktionstemperatur den Zerfall des Bleichmittels begünstigen oder durch einen Überschuß an Bleichmittel Nebenreaktionen und daher Nebenprodukte beziehungsweiese Verunreinigungen, zum Beispiel durch den Angriff auf das Produkt, in merklichem Ausmaß auf¬ treten lassen.The requirement for low reaction temperatures and short contact times with the bleaching agent is particularly difficult to meet in the bleaching of highly viscous liquids, since the bleaching agent is transported slowly into the liquid and within the liquid to the colored bodies to be bleached. So far, these difficulties have been countered by lowering the viscosity of the liquid product to be bleached, for example by diluting with an inert solvent, by using a relatively large excess of bleach or by increasing the activity of the bleach, for example by increasing the reaction temperature. However, these solutions pose new problems because they remove solvents subsequently, for example by Make distillation necessary, favor the decomposition of the bleaching agent due to the high reaction temperature or cause side reactions and therefore by-products or impurities, for example due to attack on the product, to occur to a significant extent by an excess of bleaching agent.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß hochviskose chemisch-tech¬ nische Flüssigprodukte unter Ausschaltung der genannten Schwierigkeiten effektiv durch Ozon gebleicht werden können, wenn man gasförmiges Ozon kontinuierlich an einer fließenden dünnen Schicht der zu bleichenden Flüssigkeit entlangführt. Da sich die dünne Flüssigkeitsschicht dabei vorzugsweise auf einer glatten Oberfläche befindet, können so auch Flüs¬ sigkeiten mit ausgeprägtem Schäumvermögen gebleicht werden.Surprisingly, it has now been found that highly viscous chemical-technical liquid products can be effectively bleached by ozone by eliminating the aforementioned difficulties if gaseous ozone is continuously passed along a flowing thin layer of the liquid to be bleached. Since the thin layer of liquid is preferably on a smooth surface, liquids with a pronounced foaming power can also be bleached.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die zu bleichende Flüssigkeit kontinuierlich, gegebenenfalls unter Ausnutzung der Schwerkraft, in Form eines dünnen Films an der Innenwand einer vorzugsweise senkrecht angeordneten röhrenförmigen Reaktionskammer zu befördern oder herablaufen zu lassen und währenddessen mit dem gasför¬ migen Ozon, das sich bevorzugt im Gegenstrom zur Flüssigkeit bewegt, in Kontakt zu bringen. Durch die geringe Schichtdicke der flüssigen Phase, die vorzugsweise 0,05 mm bis 2 mm beträgt, wird sowohl die Ozonaufnahme als auch dessen Verteilung in der Flüssigkeit begünstigt.A preferred embodiment of the process according to the invention consists in conveying or allowing the liquid to be bleached to flow continuously or, where appropriate, using gravity, in the form of a thin film on the inner wall of a preferably vertically arranged tubular reaction chamber, and in the meantime with the gaseous ozone, which preferably moves in countercurrent to the liquid. The low layer thickness of the liquid phase, which is preferably 0.05 mm to 2 mm, promotes both the ozone uptake and its distribution in the liquid.
Zur Erzeugung eines weitgehend gleichmäßigen Flüssigkeitsfilms an der Re¬ aktionskammerinnenseite kann es sinnvoll sein, um die Mittelachse der Kammer rotierende Rollen, Schaufeln oder Wischer, wie sie in Dünnschicht¬ verdampfern üblich sind, zu verwenden. Derartige Rotorelemente können zum Beispiel aus elastisch angepreßten Blättern oder starren Elementen mit konstanten Wandabständen bestehen. Die Schichtdicke und die Fließge¬ schwindigkeit der flüssigen Phase lassen sich durch die Art und Anordnung der verwendeten Rotorelemente und deren Umdrehungsgeschwindigkeit nach Bedarf regeln.To generate a largely uniform liquid film on the inside of the reaction chamber, it can be useful to use rollers, blades or wipers rotating around the central axis of the chamber, as are customary in thin-film evaporators. Such rotor elements can consist, for example, of elastically pressed blades or rigid elements with constant wall distances. The layer thickness and the flow speed of the liquid phase can be regulated as required by the type and arrangement of the rotor elements used and their speed of rotation.
Ozon wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise in mit einem unter den Reaktionsbedingungen weitgehend inerten Trägergas, zum Beispiel Sauerstoff, Stickstoff oder Luft, verdünnter Form eingesetzt, wobei die Konzentration des Ozons in der Mischung mit dem Trägergas vorzugsweise 1 - 10 Vol.-% beträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet bevorzugt mit einer gasförmigen Phase unter Normaldruck, wobei geringe Überdrücke in der Reaktionskammer, zum Beispiel dadurch, daß die gasförmige Phase nach Durchströmen der Reaktionskammer durch eine nachgeschaltete Ozonvernich¬ tungsanlage geführt wird, auftreten können. Die linearen Gasströmungsge¬ schwindigkeiten in der Reaktionskammer liegen vorzugsweise bei Werten von 0,1 m/s oder darunter.In the process according to the invention, ozone is preferably in, for example, a carrier gas which is largely inert under the reaction conditions Oxygen, nitrogen or air, diluted form used, the concentration of the ozone in the mixture with the carrier gas is preferably 1-10 vol .-%. The process according to the invention preferably works with a gaseous phase under normal pressure, slight overpressures being able to occur in the reaction chamber, for example due to the fact that the gaseous phase is passed through a downstream ozone destruction system after flowing through the reaction chamber. The linear gas flow rates in the reaction chamber are preferably 0.1 m / s or less.
Die Kontaktzeit des gasförmigen Ozons mit der zu bleichenden Flüssigkeit kann durch die Fließgeschwindigkeit sowohl der flüssigen Phase als auch der gasförmigen Phase beeinflußt werden. Sie liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 10 Minuten.The contact time of the gaseous ozone with the liquid to be bleached can be influenced by the flow rate of both the liquid phase and the gaseous phase. It is preferably between 0.1 and 10 minutes.
Zürn Einstellen der gewünschten Reaktionstemperatur, .die bei dem erfin¬ dungsgemäßen Bleichverfahren vorzugsweise zwischen 10 °C und 60 °C liegt, je nach dem zu bleichenden Produkt aber auch außerhalb diese Bereichs liegen kann, sollte sich an der Außenseite der Reaktionskammer eine Heiz¬ oder Kühlmöglichkeit befinden; bevorzugt ist die Außenseite der Reakti¬ onskammer ganz oder teilweise als Hohlkörper geformt, durch den ein heiz- und/oder kühlbares flüssiges Medium geführt wird.In order to set the desired reaction temperature, which in the bleaching process according to the invention is preferably between 10 ° C. and 60 ° C., but depending on the product to be bleached, this range may also lie outside the heating chamber on the outside of the reaction chamber Cooling facilities are located; the outside of the reaction chamber is preferably wholly or partially shaped as a hollow body through which a heatable and / or coolable liquid medium is passed.
Falls das Bleichergebnis nach Durchführung des bisher beschriebenen Bleichverfahrens nicht zufriedenstellend ist, kann das gebleichte Produkt nochmals dem erfindungsgemäßen Bleichverfahren unterworfen werden. Dies kann entweder durch gegebenenfalls mehrfache Rückführung des gebleichten Flüssigproduktes in die bereits durchlaufene Reaktionskammer oder die Verwendung einer oder mehrerer weiterer nachgeschalteter Reaktionskammern geschehen, so daß sich die Gesamtkontaktzeit mit dem Ozon entsprechend erhöht.If the bleaching result is not satisfactory after the bleaching process described so far, the bleached product can be subjected again to the bleaching process according to the invention. This can be done either by recycling the bleached liquid product several times into the reaction chamber that has already passed through, or by using one or more further reaction chambers connected downstream, so that the total contact time with the ozone increases accordingly.
Das erfindungsgemäße Bleichverfahren ist im Prinzip für alle fließ- oder pumpfähigen Flüssigprodukte geeignet. Dabei ist es unerheblich, ob die Produkte an sich hochviskose Flüssigkeiten sind oder aus Lösungen, Emul¬ sionen oder Suspensionen chemisch-technischer Produkte in einem inerten Lösungsmittel, insbesondere Wasser, bestehen. Derartige Lösungen können, falls sie nicht schon bei der Herstellung des zu bleichenden chemisch¬ technischen Produkts anfallen, zum Beispiel nach dem in der' europäischen Patentanmeldung EP 365 831 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Bleiche solcher Produkte angewendet werden, die bei 20 °C Viskositäten zwischen 100 mPa-s und 1 000000 mPa-s aufweisen.The bleaching process according to the invention is in principle suitable for all flowable or pumpable liquid products. It is irrelevant whether the products themselves are highly viscous liquids or from solutions, emulsions or suspensions of chemical-technical products in an inert Solvents, especially water, exist. If they do not already arise during the manufacture of the chemical-technical product to be bleached, such solutions can be produced, for example, by the process described in the ' European patent application EP 365 831. The process according to the invention can preferably be used for bleaching those products which have viscosities between 100 mPa-s and 1 000 000 mPa-s at 20 ° C.
Der pH-Wert der zu bleichenden Flüssigprodukte sollte vor Eintritt in die Reaktionskammer vorzugsweise neutral oder sauer sein, so daß der unter alkalischen Bedingungen beschleunigte spontane Ozonzerfall und damit der Ozonverbrauch minimiert wird. Falls das zu bleichende Produkt einen alka¬ lischen pH-Wert aufweist, kann dieser durch Zugabe produktverträglicher Säuren, zu denen zum Beispiel Essigsäure oder Salzsäure gehören können, gesenkt werden.The pH of the liquid products to be bleached should preferably be neutral or acidic before entering the reaction chamber, so that the spontaneous ozone decomposition accelerated under alkaline conditions and thus the ozone consumption is minimized. If the product to be bleached has an alkaline pH, this can be reduced by adding acids that are compatible with the product, which may include, for example, acetic acid or hydrochloric acid.
Zu den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bleichbaren relativ hochvis¬ kosen Flüssigprodukten gehören insbesondere wäßrige Lösungen von Alkyl¬ glykosiden der Formel (I),The relatively highly viscous liquid products which can be bleached by the process according to the invention include, in particular, aqueous solutions of alkylglycosides of the formula (I),
H-(Glyk)n-0R (I)H- (Glyk) n -0R (I)
in der Glyk eine Glykoseeinheit, n eine Zahl zwischen 1 und 10, die als analytisch ermittelte rechnerische Größe auch gebrochen sein kann, und R einen aliphatischen Rest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, bedeutet. Die. Herstellung derartiger Alkylglykoside wird beispielsweise in den US-ame¬ rikanischen Patentschriften US 3219656, US 3547828, US 3839 318, den europäischen Patentanmeldungen EP 92355, EP 165721, EP 301 298 und EP 377 883 beschrieben. Die Alkylglykoside fallen normalerweise in Form mehr oder weniger stark gefärbter wäßriger Lösungen an und werden bisher, wie in den erwähnten Dokumenten beschrieben, im Batchverfahren zum Beispiel durch Zugabe wäßriger H2θ2~Lösungen und Erwärmen auf beispielsweise 100°C gebleicht, was die Nachteile der zusätzlichen Verdünnung, des Auftretens durch oxidativen Produktabbau entstandener Nebenprodukte, zum Beispiel aliphatischer Carbonsäuren, und des Zwangs zur Vernichtung überschüssigen, im Produkt befindlichen Oxidationsmittels beinhalten kann. Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Bleichverfahren, das praktisch oxida- tionsmittelfreie Produkte liefert, die weitestgehend frei von durch oxida- tiven Produktabbau entstandenen Verunreinigungen sind und Klettzahlen von etwa 5 bis etwa 50 aufweisen, überwunden.in the glyc is a glycose unit, n is a number between 1 and 10, which can also be broken as an analytically determined arithmetic size, and R is an aliphatic radical with 1 to 30 carbon atoms. The. The preparation of such alkyl glycosides is described, for example, in US Pat. Nos. 3,219,656, 3,547,828, 3,839,318, European Patent Applications EP 92355, EP 165721, EP 301 298 and EP 377 883. The alkyl glycosides are normally obtained in the form of more or less strongly colored aqueous solutions and, as described in the documents mentioned, have hitherto been bleached in a batch process, for example by adding aqueous H2 O 2 solutions and heating to, for example, 100 ° C., which has the disadvantages of the additional dilution , the occurrence of by-products resulting from oxidative product degradation, for example aliphatic carboxylic acids, and the compulsion to destroy excess oxidizing agent present in the product. These disadvantages are overcome by the bleaching process according to the invention, which provides practically oxidizer-free products which are largely free from impurities caused by oxidative product degradation and which have hook and loop numbers of about 5 to about 50.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Eine 50 Gew.-prozentige wäßrige rohe Alkylglykosidlösung, hergestellt aus Glukose und im wesentlichen
Figure imgf000008_0001
nach dem in der europäischen Pa¬ tentanmeldung EP 301 298 beschriebenen Verfahren, die eine Viskosität bei 20 °C von 5000 mPa-s (Brookfield, Spindel Nr. 5, 10 Umdrehungen pro Mi¬ nute), einen pH-Wert von 5,5 und eine Klettzahl von 200 aufwies, würde durch eine Dünnschichtanlage (Buss-SMS T 100, Verhältnis Höhe' zu Durch¬ messer 7 : 1, Innenoberfläche 0,3 m^) mit zentrifugal ' angepreßten Wi¬ scherblättern (lineare Wischergeschwindigkeit 3,75 m/s) geleitet. Der Durchsatz der flüssigen Phase durch die Reaktionskammer lag bei 60 kg/m^ • h, die Verweilzeit der Flüssigphase in der Reaktionskammer betrug circa 2 Minuten. Der Flüssigkeit wurde ein Gasstrom, bestehend aus Luft, die 2,5 Vol.-% Ozon enthielt, in der Menge entgegengeleitet, daß etwa 1,5 g Ozon auf 1 Kg Flüssigphase entfielen. Die Reaktionstemperatur wurde durch Beheizen der Reaktionskammer über den Doppelrohrmantel (Heiz¬ flüssigkeit Wasser mit einer Temperatur von circa 50 °C) auf etwa 40 °C gehalten. Das Produkt besaß nach der Bleiche und Vakuumentgasung eine Farbzahl nach Kletta) von 30.
A 50 weight percent aqueous crude alkyl glycoside solution made from glucose and essentially
Figure imgf000008_0001
According to the method described in European patent application EP 301 298, which has a viscosity at 20 ° C. of 5000 mPa-s (Brookfield, spindle No. 5, 10 revolutions per minute), a pH of 5.5 and had a Velcro number of 200, would be by a thin-film system (Buss-SMS T 100, ratio height ' to diameter 7: 1, inner surface 0.3 m ^) with centrifugal ' pressed wiper blades (linear wiper speed 3.75 m / s) directed. The throughput of the liquid phase through the reaction chamber was 60 kg / m ^ • h, the residence time of the liquid phase in the reaction chamber was about 2 minutes. A gas stream consisting of air containing 2.5% by volume of ozone was directed against the liquid in such an amount that about 1.5 g of ozone accounted for 1 kg of liquid phase. The reaction temperature was kept at about 40 ° C. by heating the reaction chamber over the double tube jacket (heating liquid water with a temperature of approximately 50 ° C.). After bleaching and vacuum degassing, the product had a color number according to Klett a ) of 30.
Beispiel 2Example 2
Analog Beispiel 1 wurde unter Verwendung der gleichen Apparatur eine gleiche Alkylglykosidlösung gebleicht. Bei ansonsten gleichen Verfahrens-Analogous to Example 1, the same alkylglycoside solution was bleached using the same apparatus. With otherwise identical procedural
a) bestimmt in 5 gew.-prozentiger Lösung in Wasser/iso-Propanol (1:1), Schichtdicke 1 cm, unter Verwendung eines Blaufilters (Spektralbereich 400 bis 465 nm) Parametern betrug der Durchsatz der flüssigen Phase durch die Reaktions¬ kammer 33 kg/m2 • h, die Verweilzeit des Flüssigprodukts in der Reak¬ tionskammer lag bei 4 Minuten. Die Reaktionstemperatur wurde auf 30 °C gehalten, das gebleichte Produkt besaß eine Klettzahl3) von unter 20. a ) determined in 5% by weight solution in water / isopropanol (1: 1), layer thickness 1 cm, using a blue filter (spectral range 400 to 465 nm) The throughput of the liquid phase through the reaction chamber was 33 kg / m 2 • h, the residence time of the liquid product in the reaction chamber was 4 minutes. The reaction temperature was kept at 30 ° C., the bleached product had a Velcro 3 ) below 20.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum kontinuierlichen Bleichen pumpfähiger Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in Form eines Dünnfilms mit gasförmigem Ozon in Kontakt gebracht wird.1. A process for the continuous bleaching of pumpable liquids, characterized in that the liquid is brought into contact with gaseous ozone in the form of a thin film.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktions¬ temperatur 10 °C - 60 °C beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the reaction temperature is 10 ° C - 60 ° C.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor der Bleiche bei 20 °C eine Viskosität von' 100 mPa-s bis 1 000000 mPa-s besitzt.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the liquid before bleaching at 20 ° C has a viscosity of ' 100 mPa-s to 1 000 000 mPa-s.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Dünnfilms der zu bleichenden Flüssigkeit 0,05 mm bis 2 mm beträgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the layer thickness of the thin film of the liquid to be bleached is 0.05 mm to 2 mm.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ozon im Gemisch mit einem unter den Reaktionsbedingungen weitge¬ hend inerten Gas, insbesondere Luft, Stickstoff oder Sauerstoff, ein¬ gesetzt wird und das Gasgemisch zu 1 Vol.-% bis 10 Vol.-% aus Ozon besteht.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that ozone in a mixture with a gas which is largely inert under the reaction conditions, in particular air, nitrogen or oxygen, is used and the gas mixture is 1% by volume to 10 vol .-% consists of ozone.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bleichende Flüssigkeit in der Reaktionskammer 0,1 bis 10 Minuten mit dem gasförmigen Ozon in Kontakt steht.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid to be bleached is in contact with the gaseous ozone in the reaction chamber for 0.1 to 10 minutes.
7. Verfahren nach einem der. Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bleichende Flüssigkeit kontinuierlich, gegebenenfalls unter Ausnutzung der Schwerkraft, in Form eines dünnen Films an der Innen¬ wand einer vorzugsweise senkrecht angeordneten röhrenförmigen Reak- tionskammer befördert wird und währenddessen mit dem gasförmigen Ozon, das sich bevorzugt im Gegenstrom zur Flüssigkeit bewegt, in Kontakt gebracht wird. 7. Procedure according to one of the. Claims 1 to 6, characterized in that the liquid to be bleached is conveyed continuously, possibly using gravity, in the form of a thin film on the inner wall of a preferably vertically arranged tubular reaction chamber and in the meantime with the gaseous ozone which is present preferably moved in countercurrent to the liquid, is brought into contact.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bleichende Flüssigkeit im wesentlichen aus Alkylglykosiden der allgemeinen Formel (I),8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid to be bleached essentially from alkyl glycosides of the general formula (I),
H-(Glyk)n-0R (I)H- (Glyk) n -0R (I)
in der Glyk eine Glykoseeinheit, n eine Zahl aus dem Bereich von 1 bisin the glyc a glycose unit, n a number from the range from 1 to
10, und R einen aliphatischen Rest mit 1 bis 30 C-Atomen bedeutet, und gegebenenfalls einem inerten Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, be¬ steht.10, and R is an aliphatic radical having 1 to 30 carbon atoms, and optionally an inert solvent, preferably water.
9. Alkylglykoside der allgemeinen Formel (I),9. alkyl glycosides of the general formula (I),
H-(Glyk)n-0R (I)H- (Glyk) n -0R (I)
in der Glyk eine Glykoseeinheit, n eine Zahl aus dem Bereich von 1 bis 10, und R einen aliphatischen Rest mit 1 bis 30 C-Atomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch ein Verfahren nach Anspruch 8 gebleicht worden sind und eine Farbzahl nach Klett von 5 bis 50 auf¬ weisen. in the glyc is a glycose unit, n is a number from the range from 1 to 10, and R is an aliphatic radical having 1 to 30 C atoms, characterized in that they have been bleached by a process according to claim 8 and a color number according to Velcro from 5 to 50.
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