WO1998014548A2 - Method for producing a detergent, specially a powder detergent for dish washing machines - Google Patents

Method for producing a detergent, specially a powder detergent for dish washing machines Download PDF

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WO1998014548A2
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cleaning agent, in particular a machine dish cleaner in powder form.
  • the method is also suitable, for example, for the production of a water softener, a stain remover or a detergent.
  • Dishwashers are now available in powder or tablet form as so-called "tabs". Modern machine dishwashers are low alkaline, chlorine-free and contain enzymes. To date, both phosphate-containing machine dish cleaners and phosphate-free machine dish cleaners are offered. Due to the risk of eutrophication of natural waters, there is a tendency towards phosphate-free machine dishwashers. Usual phosphate-free dishwashers contain 20 - 40% sodium citrate dihydrate, 10 - 30% soda, 0 - 40% bicarbonate, 0 - 20% silicate and 4 - 6% polymers. This
  • Components are also known as builders and represent about 85% of the detergent mass.
  • machine dishwashers contain 7-10% bleach, 1-2% TAED, 1-3% amylase, 1-3% protease, 1-3% nio-surfactants and 0-2% paraffin adducts.
  • the invention is based on the object of proposing a simple method for producing a cleaning agent, in particular a dishes cleaner.
  • This object is achieved with a process in which soda and citric acid are mixed intensively while removing heat in order to produce sodium hydrogen carbonate, sodium citrate and a portion of residual soda.
  • the reaction of the starting products with one another leads to a dust-dry product with a bulk density of about 700-900 g / 1, which is ideally processed with granulating aids to form a citrate compound granulate.
  • An advantageous procedure provides that the proportion of residual soda is kept below 20% GG, preferably below 15% GG.
  • the high conversion rate achieved thereby has a particularly advantageous effect on the cleaning agent produced.
  • Such a raw material compound can be classified as “non-irritating” since the sum of the "irritating" substances is less than 20%.
  • the batch process has the advantage that the combined quantities can be dosed precisely and the required quality aspect can thus be better taken into account.
  • citric acid When mixing soda and citric acid, it is suggested to add soda and spray in citric acid. It is advantageous if the citric acid is possibly injected through a nozzle on a moving mixing element, because this means that the mixing and addition of material take place at the optimum moment, both locally and in time.
  • a particularly good implementation is achieved when soda and citric acid are mixed with high shear forces, such as in a ploughshare mixer.
  • a ploughshare mixer with special cutter head inserts is particularly suitable.
  • the combination of batch process and ploughshare mixer makes it easier to maintain constant mixing ratios and defined bulk densities, since the components can be weighed precisely before mixing and the dwell time in the mixer has to be set according to the desired degree of conversion. The necessary parameters can therefore be varied slightly in order to achieve constant quality.
  • An advantageous way of temperature control in the reactor is that the heat is regulated or at least controlled by spraying in citric acid and / or cooling the reactor vessel.
  • the reaction be carried out in a container and the pressure in the container should be regulated. It has proven to be advantageous to apply a negative pressure in the container at the beginning of the reaction, which changes to an excess pressure during the reaction.
  • the resulting overpressure results from the resulting C0 2 .
  • the resulting C0 2 reacts with further mixing of the substances with the excess soda to bicarbonate, so that the pressure generated again decreases.
  • polymer is added when carrying out the process.
  • the polymer is preferably added in liquid form after the reaction between sodium carbonate and citric acid in order to agglomerate the resulting particles. If liquid polymer solutions are used during the process, a grain-stable, homogeneous detergent compound is created.
  • the polymer acts as a co-builder for the citrate-bicarbonate-soda builder system and bonds the dusting reaction product to particles of a defined particle size. These particles are so stable that separation of the cleaning agent produced is avoided even during transfer and transport processes.
  • Low molecular weight polymer is preferably used in a concentration which leads to 4-6% active polymer in the finished compound.
  • silicate is added after the reaction of soda with citric acid.
  • the silicate leads to a desired protective layer for sensitive decorations.
  • high silicate levels e.g. B. over 15% can, especially on glass, lead to an undesirable formation of deposits.
  • Silicate can be added dry after the reaction of soda with citric acid and, if necessary, after adding the polymer. This prevents a reaction between silicate and citric acid.
  • water glass ie a sodium silicate solution to the reaction mixture of citrate, bicarbonate and soda during the granulation, so that a granulate containing silicate is formed.
  • the builder system produced in this way is advantageously mixed with various other substances, such as bleach, TAED, amylase, protease, nonionic surfactants and paraffin adducts, and is marketed as a free-flowing powder or pressed into tabs.
  • the procedure for producing the builder system and a homogeneous mixture with the other substances leads to an easy-to-press product which is easy to tablet on the one hand and also easily soluble on the other.
  • the builder system is composed of a citrate compound and a silicate compound.
  • composition is suitable as a citrate compound (Citracomp plus):
  • Citracomp plus (copolymer) is created by granulating the base powder with a copolymer solution in a granulator.
  • a Lödige ploughshare mixer FKM 130 with knife head serves as the granulator.
  • 50 kg are introduced and 7.9 kg of copolymer H 40 (Stockhausen GmbH), 40%, are metered in over about 10 minutes.
  • the resulting product is dried in the fluidized bed at an air inlet temperature of 90 ° C for 13 minutes, taking care of a maximum product temperature of 60 ° C.
  • the resulting product has a sieve fraction of 5.9% above 1.7 mm, 93.5% between 0.2 and 1.7 mm and 0.6% below 0.2 mm.
  • a variant with disilicate is suitable as a silicate compound:
  • layered silicate e.g. SKS 6 from Hoechst AG
  • hydrogen carbonate bicarbonate
  • a polymer-free and silicate-free variant is particularly environmentally friendly.
  • the granulation is carried out, as in the other exemplary embodiments, in a Lödige ploughshare mixer FKM 130 with a knife head.
  • FKM 130 Lödige ploughshare mixer
  • 50 kg of base powder are introduced and then 8.65 kg of 20% aqueous solution of the base powder are metered in over about 10 minutes.
  • the resulting granulate is dried in the fluidized bed in a batch dryer at an air inlet temperature of 90 ° C for 20 minutes, taking care to ensure a maximum product temperature of 60 ° C.
  • a sieve fraction carried out resulted in 34% over 1.7 mm, 64% between 0.2 and 1.7 mm and 2% under 0.2 mm.
  • the granulation of the base powder with sodium silicate is carried out in a granulator.
  • a color protection polymer PVP polyvinyl pyrrolidone
  • PVP polyvinyl pyrrolidone
  • This PVP is added during granulation.
  • 15.7 kg of 30% PVP solution are added to 73.7 kg of base powder.
  • the granules are dried in the fluidized bed at an air inlet temperature of 90 ° C for 25 minutes, again ensuring a maximum product temperature of 60 ° C.
  • the resulting product has a composition of 52% sodium citrate dihydrate, 20% bicarbonate, 20% soda, 6% PVP and 2% residual moisture.
  • This special citrate compound with the color protection polymer PVP can be used 10 - 20% in color detergents.
  • Figure 1 schematically shows a mixer
  • FIG. 1 is a schematic of the method according to the invention.
  • the mixer 1 shown in FIG. 1 essentially consists of a mixer tank 2 with a tank 3 in which a ploughshare mixer 4 and special knife head inserts 5 are arranged (Lödige mixing reactor DVT 130).
  • Cutter head inserts 5 have nozzles 6 through which liquid can be sprayed into the mixer container 2 in the direction of the arrows 7, 8.
  • An air discharge 9 is arranged in the container wall 3, via which air 10 can be extracted from the mixing container 2.
  • the basic compound described is formed by the reactions in the reactor. This basic compound is removed from the reactor and in a granulator with granulating aids such. B. mixed liquid polymer without pressure and then dried on a fluidized bed. The dried granulate can be sold and transported.
  • the user can then mix this granulated compound with other additional ingredients such as bleach 15, enzymes 16, nonionic surfactants 17, TAED 18, etc., in order to ultimately press the product into so-called tabs 20 in a press 19.
  • additional ingredients such as bleach 15, enzymes 16, nonionic surfactants 17, TAED 18, etc.
  • the same machine dishwashing detergent can contain 10-17% disilicate bicarbonate polymer compound instead of the silicate and the compacted bicarbonate.
  • the described method is particularly inexpensive, since a large part of the cleaning agent is created directly from the particularly inexpensive raw materials, soda and citric acid, and the described method also offers the possibility of compiling different cleaning agent recipes according to individual requirements.

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Abstract

Soda and citric acid are mixed intensively by extracting the heat in a batch method in order to produce sodium hydrogen carbonate, sodium nitrate and a residual soda, which is further treated afterwards with a polymer. Thus, a detergent compound is reasonably produced, which can be further processed at will.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsmittels, insbesondere eines Maschinengeschirreinigers in PulverformProcess for producing a cleaning agent, in particular a machine dish cleaner in powder form
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsmittels, insbesondere eines Maschinengeschirreinigers in Pulverform. Das Verfahren ist aber auch bspw. für die Herstellung eines Wasserenthärters, eines Fleckensalzes oder eines Waschmittels geeignet.The invention relates to a method for producing a cleaning agent, in particular a machine dish cleaner in powder form. However, the method is also suitable, for example, for the production of a water softener, a stain remover or a detergent.
Geschirreiniger werden heute pulverförmig oder in Tablettenform als sogenannte "Tabs" angeboten. Moderne Maschinengeschirreiniger sind niedrig alkalisch, chlorfrei und enzymhaltig. Bis heute werden sowohl phosphathaltige Maschinengeschirreiniger als auch phosphatfreie Maschinengeschirreiniger angeboten. Aufgrund der Gefahr der Eutrophierung der natürlichen Gewässer besteht eine Tendenz zu phosphatfreien Maschinengeschirreinigern. Übliche phosphatfreie Geschirreiniger enthalten 20 - 40 % Natriumcitratdihydrat, 10 - 30 % Soda, 0 - 40 % Bicarbonat, 0 - 20 % Silikat und 4 - 6 % Polymere. DieseDishwashers are now available in powder or tablet form as so-called "tabs". Modern machine dishwashers are low alkaline, chlorine-free and contain enzymes. To date, both phosphate-containing machine dish cleaners and phosphate-free machine dish cleaners are offered. Due to the risk of eutrophication of natural waters, there is a tendency towards phosphate-free machine dishwashers. Usual phosphate-free dishwashers contain 20 - 40% sodium citrate dihydrate, 10 - 30% soda, 0 - 40% bicarbonate, 0 - 20% silicate and 4 - 6% polymers. This
Bestandteile werden auch als Buildersystem bezeichnet und stellen etwa 85 % der Waschmittelmasse dar . Darüberhinaus enthalten derartige Maschinengeschirreiniger 7 - 10 % Bleichmittel, 1 - 2 % TAED, 1 - 3 % Amylase, 1 - 3 % Protease, 1 - 3 % Nio-Tenside und 0 - 2 % Paraffinaddukte.Components are also known as builders and represent about 85% of the detergent mass. In addition, such machine dishwashers contain 7-10% bleach, 1-2% TAED, 1-3% amylase, 1-3% protease, 1-3% nio-surfactants and 0-2% paraffin adducts.
Bei der Herstellung eines Maschinengeschirreinigers wird diese Vielzahl der einzelnen Substanzen genau dosiert miteinander gemischt. Durch die Mischung soll einerseits ein homogenes Produkt und andererseits eine möglichst hohe Schüttdichte erreicht werden. Übliche Schüttdichten von Maschinengeschirreinigern liegen bei etwa 900 g/1 - 1.000 g/1. Um eine homogene Mischung der einzelnen Substanzen zu erzielen, müssen die Einzelsubstanzen zunächst getrocknet und als mischfähige Verbindung vorliegen. Als trockne, pulverförmige und möglichst nicht staubende Substanzen werden daher Polymergranulat, granuliertes Bicarbonat, Sodagranulat und ein spezielles Natriumcitratdihydrat miteinander gemischt. Diese Rohstoffe sind nicht kornstabil und durch mechanische Behandlung kommt es leicht zu Abrieb und damit zu Feinstaub.When producing a machine dishwashing machine, this large number of individual substances is mixed with one another in precisely metered amounts. The mixture is intended on the one hand to achieve a homogeneous product and on the other hand to achieve the highest possible bulk density. Usual bulk densities of machine dishwashers are around 900 g / 1 - 1,000 g / 1. In order to achieve a homogeneous mixture of the individual substances, the individual substances must first be dried and present as a mixable compound. Polymer granules, granulated bicarbonate, soda granules and a special sodium citrate dihydrate are therefore mixed together as dry, powdery and non-dusting substances. These raw materials are not grain-stable and mechanical treatment easily leads to abrasion and thus to fine dust.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsmittels, insbesondere eines Geschirreinigers, vorzuschlagen.The invention is based on the object of proposing a simple method for producing a cleaning agent, in particular a dishes cleaner.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, bei dem Soda und Zitronensäure unter Abführung von Wärme intensiv gemischt werden, um Natrium- hydrogencarbonat, Natriumeitrat und einen Anteil Restsoda zu erzeugen.This object is achieved with a process in which soda and citric acid are mixed intensively while removing heat in order to produce sodium hydrogen carbonate, sodium citrate and a portion of residual soda.
Hierbei reagieren drei Anteile Soda mit einem Anteil Zitronensäure zu drei Anteilen Natriumhydrogencarbonat und einem Anteil Natriumeitrat. Bei Verwendung eines Überschusses an Soda oder einer unvollständigen Umsetzung verbleibt ein Anteil an Restsoda, der im allgemeinen gewünscht ist. Der Anteil an Natriumhydrogencarbonat hängt stark von der Verfahrensführung ab. Neben der gewünschten Umsetzung zu Bicarbonat läuft auch die Nebenreaktion zu Kohlendioxyd ab, so daß vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter gearbeitet wird. Somit reagiert das freigesetzte C02 mit der überschüssigen Soda zu Natriumbicarbonat. Die bei der Reaktion von Soda und Zitronensäure entstehende Wärme führt auch teilweise zu einer Wasserverdampfung aus der Zitronensäure und es ist daher darauf zu achten, daß die Verdünnung der Zitronensäure an die Verfahrensführung angepaßt ist. In Praxisbeispielen hat sich eine 45 - 80%ige, vorzugsweise 65 % -75% ige Zitronensäure besonders bewährt.Three parts of soda react with one part of citric acid to three parts of sodium hydrogen carbonate and one part of sodium citrate. If an excess of soda or an incomplete conversion is used, a portion of residual soda remains, which is generally desired. The proportion of sodium bicarbonate depends heavily on the procedure. In addition to the desired conversion to bicarbonate, the side reaction to carbon dioxide also takes place, so that work is preferably carried out in a closed container. The released CO 2 thus reacts with the excess soda to form sodium bicarbonate. The heat generated in the reaction of soda and citric acid also partially leads to water evaporation from the citric acid and it is therefore important to ensure that the dilution of the citric acid is adapted to the procedure. In practical examples, 45-80%, preferably 65% -75%, citric acid has proven particularly useful.
Die Reaktion der Ausgangsprodukte miteinander führt zu einem staubtrockenen Produkt mit einer Schüttdichte von etwa 700 - 900 g/1, das idealerweise mit Granulierhilfsmitteln zu einem Citratcompound-Granulat verarbeitet wird.The reaction of the starting products with one another leads to a dust-dry product with a bulk density of about 700-900 g / 1, which is ideally processed with granulating aids to form a citrate compound granulate.
Eine vorteilhafte Verfahrensführung sieht vor, daß der Anteil Restsoda unter 20 % GG vorzugsweise unter 15 % GG gehalten wird. Die dadurch erzielte hohe Umsetzungsrate wirkt sich besonders vorteilhaft auf das hergestellte Reinigungsmittel aus.An advantageous procedure provides that the proportion of residual soda is kept below 20% GG, preferably below 15% GG. The high conversion rate achieved thereby has a particularly advantageous effect on the cleaning agent produced.
Ein solcher Rohstoff-Compound kann als "nicht reizend" eingestuft werden, da die Summe der "reizenden" Stoffe unter 20 % liegt.Such a raw material compound can be classified as "non-irritating" since the sum of the "irritating" substances is less than 20%.
Vorteilhaft ist es, wenn Soda und Zitronensäure im Batch verfahren zusammengegeben und gemischt werden. Das Batchverfahren hat den Vorteil, daß die zusammengegebenen Mengen genau dosiert werden können und somit dem geforderten Qualitätsaspekt besser Rechnung getragen wird.It is advantageous if the soda and citric acid are combined and mixed in a batch process. The batch process has the advantage that the combined quantities can be dosed precisely and the required quality aspect can thus be better taken into account.
Beim Mischen von Soda und Zitronensäure wird vorgeschlagen, Soda vorzulegen und Zitronensäure einzusprühen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Zitronensäure über Düsen möglicherweise an einem bewegten Mischelement eingespritzt wird, da dadurch Mischung und Stoffzugabe örtlich und zeitlich im optimalen Moment erfolgen.When mixing soda and citric acid, it is suggested to add soda and spray in citric acid. It is advantageous if the citric acid is possibly injected through a nozzle on a moving mixing element, because this means that the mixing and addition of material take place at the optimum moment, both locally and in time.
Eine besonders gute Umsetzung wird erzielt, wenn Soda und Zitronensäure mit hohen Scherkräften, wie zum Beispiel in einem Pflugschar-Mischer, gemischt werden. Besonders geeignet ist ein Pflugschar-Mischer mit speziellen Messerkopfeinsätzen.A particularly good implementation is achieved when soda and citric acid are mixed with high shear forces, such as in a ploughshare mixer. A ploughshare mixer with special cutter head inserts is particularly suitable.
Die Kombination aus Batch- Verfahren und Pflugschar-Mischer erleichtert die Einhaltung konstanter Mischungsverhältnisse und definierter Schüttdichten, da die Komponenten vor der Mischung genau abgewogen werden können und die Verweilzeit im Mischer dem angestrebten Umsetzungsgrad entsprechend einzustellen ist. Die notwendigen Parameter sind somit leicht zu variieren, um eine konstante Qualität zu erzielen.The combination of batch process and ploughshare mixer makes it easier to maintain constant mixing ratios and defined bulk densities, since the components can be weighed precisely before mixing and the dwell time in the mixer has to be set according to the desired degree of conversion. The necessary parameters can therefore be varied slightly in order to achieve constant quality.
Eine vorteilhafte Art der Temperaturführung im Reaktor besteht darin, daß die Wärme durch das Einsprühen von Zitronensäure und/oder Kühlen des Reaktorgefaßes geregelt oder zumindest gesteuert wird.An advantageous way of temperature control in the reactor is that the heat is regulated or at least controlled by spraying in citric acid and / or cooling the reactor vessel.
Um eine starke Verwirbelung des Soda zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Reaktion in einem Behälter durchgeführt wird und im Behälter der Druck geregelt wird. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, am Anfang der Reaktion im Behälter einen Unterdruck anzulegen, der während der Reaktion in einen Überdruck übergeht. Der entstandene Überdruck resultiert aus dem entstandenen C02. Das entstandene C02 reagiert bei weiterem Mischen der Substanzen mit der überschüssigen Soda zu Bicarbonat, so daß der entstandene Druck wieder abnimmt.In order to avoid a strong swirling of the soda, it is proposed that the reaction be carried out in a container and the pressure in the container should be regulated. It has proven to be advantageous to apply a negative pressure in the container at the beginning of the reaction, which changes to an excess pressure during the reaction. The resulting overpressure results from the resulting C0 2 . The resulting C0 2 reacts with further mixing of the substances with the excess soda to bicarbonate, so that the pressure generated again decreases.
Vorteilhaft ist es auch, wenn bei der Verfahrensführung Polymer zugegeben wird. Das Polymer wird vorzugsweise flüssig nach Durchführung der Reaktion zwischen Soda und Zitronensäure zugegeben, um die entstandenen Partikel zu agglomerieren . Wenn während des Prozesses flüssige Polymerlösungen eingesetzt werden, entsteht ein kornstabiler, homogener Reinigungsmittelcompound. Das Polymer wirkt als Co-Builder für das Buildersystem Citrat-Bicarbonat-Soda und verklebt das staubende Reaktionsprodukt zu Partikeln definierter Partikelgröße. Diese Partikel sind so stabil, daß auch bei Umfüll- und Transportvorgängen eine Entmischung des hergestellten Reinigungsmittels vermieden wird. Bevorzugt wird niedermolekulares Polymer in einer Konzentration eingesetzt, die zu 4 - 6 % Aktivpolymer im fertigen Compound führt. Während die Trockenmischung zu einem nicht kornstabilen, feinstaubigen, inhomogenen Produkt mit langsamer Lösegeschwindigkeit führt, liegt der Vorteil des Compounds in einem homogenen, kornstabilen, schnell löslichen Produkt mit hoher Polymerleistung als Co-Builder. Compounds mit Soda, Bicarbonat und Citrat verhalten sich bei Anwesenheit von Polymer besonders günstig im Hinblick auf die Reinigungskraft und der Sekundäreffekte am Spülgut. Außerdem werden Nachteile, wie z. B. Härte-Ausfällung vermieden. Phosphatrezepturen benötigen keinen oder nur einen geringen Polymeranteil.It is also advantageous if polymer is added when carrying out the process. The polymer is preferably added in liquid form after the reaction between sodium carbonate and citric acid in order to agglomerate the resulting particles. If liquid polymer solutions are used during the process, a grain-stable, homogeneous detergent compound is created. The polymer acts as a co-builder for the citrate-bicarbonate-soda builder system and bonds the dusting reaction product to particles of a defined particle size. These particles are so stable that separation of the cleaning agent produced is avoided even during transfer and transport processes. Low molecular weight polymer is preferably used in a concentration which leads to 4-6% active polymer in the finished compound. While the dry mixture leads to a non-grain-stable, fine-dusty, inhomogeneous product with a slow dissolving speed, the advantage of the compound lies in a homogeneous, grain-stable, quickly soluble product with high polymer performance as a co-builder. Compounds with soda, bicarbonate and citrate behave particularly favorably in the presence of polymer in terms of cleaning power and the secondary effects on the wash ware. In addition, disadvantages such. B. hardness precipitation avoided. Phosphate formulations require little or no polymer content.
Vorteilhaft ist es darüberhinaus, wenn nach der Reaktion von Soda mit Zitronensäure Silikat zugegeben wird. Das Silikat führt insbesondere bei Porzellan zu einer gewünschten Schutzschicht für empfindliche Dekors. Vor allem hohe Silikatgehalte z. B. über 15 % können aber, insbesondere auf Glas, zu einer unerwünschten Belagsbildung fuhren. Silikat kann nach der Reaktion von Soda mit Zitronensäure und ggf. nach Zugabe des Polymers trocken zugemischt werden. Eine Reaktion zwischen Silikat und Zitronensäure ist dadurch ausgeschlossen. Eine Alternative dazu liegt in der Zugabe von Wasserglas, d. h. einer Natrium-Silikat-Lösung zum Reaktionsgemisch aus Citrat, Bicarbonat und Soda bei der Granulierung, so daß ein silicathaltiges Granulat entsteht.It is also advantageous if silicate is added after the reaction of soda with citric acid. In the case of porcelain in particular, the silicate leads to a desired protective layer for sensitive decorations. Especially high silicate levels e.g. B. over 15% can, especially on glass, lead to an undesirable formation of deposits. Silicate can be added dry after the reaction of soda with citric acid and, if necessary, after adding the polymer. This prevents a reaction between silicate and citric acid. An alternative to this is the addition of water glass, ie a sodium silicate solution to the reaction mixture of citrate, bicarbonate and soda during the granulation, so that a granulate containing silicate is formed.
Das so erzeugte Buildersystem wird vorteilhafterweise mit verschiedenen weiteren Substanzen, wie Bleichmittel, TAED, Amylase, Protease, Niotensiden und Paraffinaddukten gemischt und als freifließendes Pulver vermarktet oder zu Tabs gepreßt. Die Verfahrensführung zur Herstellung des Buildersystems und eine homogene Mischung mit den weiteren Substanzen führt zu einem leicht preßbaren Produkt, das einerseits leicht tabletierbar und andererseits aber auch leicht löslich ist.The builder system produced in this way is advantageously mixed with various other substances, such as bleach, TAED, amylase, protease, nonionic surfactants and paraffin adducts, and is marketed as a free-flowing powder or pressed into tabs. The procedure for producing the builder system and a homogeneous mixture with the other substances leads to an easy-to-press product which is easy to tablet on the one hand and also easily soluble on the other.
Vorteilhaft ist es, wenn das Buildersystem aus einem Citratcompound und einem Silikatcompound zusammen gesetzt wird.It is advantageous if the builder system is composed of a citrate compound and a silicate compound.
Als Citratcompound eignet sich folgende Zusammensetzung (Citracomp plus):The following composition is suitable as a citrate compound (Citracomp plus):
45 % Citrat,45% citrate,
34 % Hydrogencarbonat (Bicarbonat), 14 % Soda, 6 % Copolymer, (z. B. Stockhausen GmbH, Typ W 74454 oder Typ H40)34% hydrogen carbonate (bicarbonate), 14% soda, 6% copolymer, (e.g. Stockhausen GmbH, type W 74454 or type H40)
1 % Restfeuchte und Hydratwasser an Soda. Dieses sogenannte Citracomp plus (Copolymer) entsteht durch Granulation des Basispulvers mit Copolymerlösung in einem Granulator. Als Granulator dient ein Lödige-Pflugscharmischer FKM 130 mit Messerkopf. Beispielsweise werden 50 kg vorgelegt und 7,9 kg Copolymer H 40 (Stockhausen Gmbh), 40 %ig über ca 10 Minuten zudosiert. Das entstandene Produkt wird in der Wirbelschicht bei einer Lufteintrittstemperatur von 90° C 13 Minuten getrocknet, wobei auf eine maximale Produkttemperatur von 60° C geachtet wird. Das so entstandene Produkt hat bei einer Siebfraktion 5,9 % über 1 ,7 mm, 93,5 % zwischen 0,2 und 1,7 mm und 0,6 % unter 0,2 mm.1% residual moisture and water of hydration on soda. This so-called Citracomp plus (copolymer) is created by granulating the base powder with a copolymer solution in a granulator. A Lödige ploughshare mixer FKM 130 with knife head serves as the granulator. For example, 50 kg are introduced and 7.9 kg of copolymer H 40 (Stockhausen GmbH), 40%, are metered in over about 10 minutes. The resulting product is dried in the fluidized bed at an air inlet temperature of 90 ° C for 13 minutes, taking care of a maximum product temperature of 60 ° C. The resulting product has a sieve fraction of 5.9% above 1.7 mm, 93.5% between 0.2 and 1.7 mm and 0.6% below 0.2 mm.
Als Silikatcompound eignet sich einerseits eine Variante mit Disilicat:A variant with disilicate is suitable as a silicate compound:
50 % Disilicat, (z. B. Britesil 265) 40 % Bicarbonat,50% disilicate, (e.g. Britesil 265) 40% bicarbonate,
8 % Polymer, (z. B. Stockhausen GmbH, Typ W 74454 oder Typ H40)8% polymer, (e.g. Stockhausen GmbH, type W 74454 or type H40)
2 % Restfeuchte2% residual moisture
oder eine Variante mit Schichtsilicat:or a variant with layered silicate:
40 % Schichtsilicat (z.B. SKS 6 von Hoechst AG), 50 % Hydrogencarbonat (Bicarbonat),40% layered silicate (e.g. SKS 6 from Hoechst AG), 50% hydrogen carbonate (bicarbonate),
8 % Polymer, (z. B. Stockhausen GmbH, Typ W 74454 oder Typ H 40)8% polymer, (e.g. Stockhausen GmbH, type W 74454 or type H 40)
2 % Restfeuchte2% residual moisture
Besonders umweltverträglich ist eine polymerfreie und silikatfreie Variante. Hierzu wird die Granulation, wie bei den anderen Ausfuhrungsbeispielen in einem Lödige-Pflugscharmischer FKM 130 mit Messerkopf durchgeführt. Beispielsweise werden 50 kg Basispulver vorgelegt und anschließend 8,65 kg 20%ige wässrige Lösung des Basispulvers über ca. 10 Minuten zudosiert. Das dabei entstehende Granulat wird in der Wirbelschicht in einem Chargen-Trockner bei einer Lufteintrittstemperatur von 90° C über 20 Minuten getrocknet, wobei auf eine maximale Produkttemperatur von 60° C geachtet wird.A polymer-free and silicate-free variant is particularly environmentally friendly. For this purpose, the granulation is carried out, as in the other exemplary embodiments, in a Lödige ploughshare mixer FKM 130 with a knife head. For example, 50 kg of base powder are introduced and then 8.65 kg of 20% aqueous solution of the base powder are metered in over about 10 minutes. The resulting granulate is dried in the fluidized bed in a batch dryer at an air inlet temperature of 90 ° C for 20 minutes, taking care to ensure a maximum product temperature of 60 ° C.
Dabei entsteht ein Produkt mit einer Zusammensetzung von 48 % Natriumcitratdihydrat, 36 % Bicarbonat, 15 % Soda und 1 % Restfeuchte.This creates a product with a composition of 48% sodium citrate dihydrate, 36% bicarbonate, 15% soda and 1% residual moisture.
Eine durchgeführte Siebfraktion führte zu 34 % über 1 ,7 mm, 64 % zwischen 0,2 und 1 , 7 mm und 2 % unter 0,2 mm.A sieve fraction carried out resulted in 34% over 1.7 mm, 64% between 0.2 and 1.7 mm and 2% under 0.2 mm.
Für eine ebenfalls umweltverträgliche, aber silicathaltige Zusammensetzung wird die Granulation des Basispulverc mit Natronwasserglas in einem Granulator durchgeführt. Hierzu wird wieder der o.gen. Granulator verwendet, wobei 50 % Schleuderwerk eingestellt wird und der Messerkopf sich mit 3000 Upm dreht.For a composition that is also environmentally friendly but contains silicate, the granulation of the base powder with sodium silicate is carried out in a granulator. For this, the above-mentioned is again. Granulator used, with 50% centrifugal setting and the cutter head rotates at 3000 rpm.
Zu vorgelegten 50 kg Basispulver werden 17 kg 40 %ige Natriumsilikatlösung über 15 Minuten zudosiert und das entstandene Produkt wird in einem Wirbelschicht-Chargentrockner bei einer Lufteintrittstemperatur von 90° C über 20 Minuten getrocknet, wobei eine maximale Produkttemperatur von 60° C eingehalten wird.17 kg of 40% sodium silicate solution are added to the 50 kg of base powder provided over 15 minutes and the resulting product is dried in a fluidized bed batch dryer at an air inlet temperature of 90 ° C. for 20 minutes, with a maximum product temperature of 60 ° C. being maintained.
Dabei entsteht ein Produkt mit einer Zusammensetzung von 42 % Natriumcitratdihydrat, 32 % Bicarbonat, 13 % Soda, 12 % Silikat und 1 % Restfeuchte.This creates a product with a composition of 42% Sodium citrate dihydrate, 32% bicarbonate, 13% soda, 12% silicate and 1% residual moisture.
Die Siebfraktion dieses Produktes führte zu 27,9 % über 1,7 mm, 64,5 % zwischen 0,2 und 1, 7 mm und 6,7 % unter 0,2 mm.The sieve fraction of this product resulted in 27.9% over 1.7 mm, 64.5% between 0.2 and 1.7 mm and 6.7% under 0.2 mm.
Bei einer speziellen Variante wird ein Farbschutzpolymer PVP (Polyvinyl- pyrrolidon) vorgesehen. Dieses PVP wird bei der Granulation zugegeben. Hierzu werden als Beispiel zu 73,7 kg Basispulver 15,7 kg 30 %ige PVP-Lösung zugegeben. Das Granulat wird in der Wirbelschicht bei einer Lufteintrittstemperatur von 90 °C 25 Minuten getrocknet, wobei wiederum auf eine maximale Produkttemperatur von 60° C geachtet wird.In a special variant, a color protection polymer PVP (polyvinyl pyrrolidone) is provided. This PVP is added during granulation. As an example, 15.7 kg of 30% PVP solution are added to 73.7 kg of base powder. The granules are dried in the fluidized bed at an air inlet temperature of 90 ° C for 25 minutes, again ensuring a maximum product temperature of 60 ° C.
Das entstehende Produkt hat eine Zusammensetzung von 52 % Natriumcitratdihytrat, 20 % Bicarbonat, 20 % Soda, 6 % PVP und 2 % Restfeuchte. Dieser spezielle Citrat-Compound mit dem Farbschutzpolymer PVP kann zu 10 - 20 % in Colorwaschmitteln eingesetzt werden.The resulting product has a composition of 52% sodium citrate dihydrate, 20% bicarbonate, 20% soda, 6% PVP and 2% residual moisture. This special citrate compound with the color protection polymer PVP can be used 10 - 20% in color detergents.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgendem näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 schematisch einen Mischer undFigure 1 schematically shows a mixer and
Figur 2 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der in Figur 1 dargestellte Mischer 1 besteht im wesentlichen aus einem Mischerbehälter 2, mit einem Behälter 3 in dem ein Pflugscharmischer 4 und spezielle Messerkopfeinsätze 5 angeordnet sind (Lödige-Mischreaktor DVT 130). Messerkopfeinsätze 5 weisen Düsen 6 auf, durch die Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 7, 8 in den Mischerbehälter 2 spritzbar ist. In der Behälterwand 3 ist eine Luftabführung 9 angeordnet, über die Luft 10 aus dem Mischbehälter 2 absaugbar ist.Figure 2 is a schematic of the method according to the invention. The mixer 1 shown in FIG. 1 essentially consists of a mixer tank 2 with a tank 3 in which a ploughshare mixer 4 and special knife head inserts 5 are arranged (Lödige mixing reactor DVT 130). Cutter head inserts 5 have nozzles 6 through which liquid can be sprayed into the mixer container 2 in the direction of the arrows 7, 8. An air discharge 9 is arranged in the container wall 3, via which air 10 can be extracted from the mixing container 2.
Bei der Verwendung eines derartigen Mischers wird im Behälter 2 40 kg Soda 11 pulverförmig vorgelegt und mit dem Mischer 4 gemischt. Um einen Unterdruck zu bewirken, wird Luft 10 an der Luftabführung abgesaugt, so daß ein Unterdruck von ca. 30 mbar im Behälter 3 entsteht. Die Manteltemperatur des Behälters wird von 40° C im Laufe der Reaktionszeit auf 60° C gesteigert. Durch die Düsen 6 an den Messerkopfeinsätzen 5 wird 29,2 kg 70 %ige (29,9 kg 68,8 %ige) Zitronensäure in das Soda während der Mischung eingespritzt. (Die Angagen in den Klammern betreffen einen weiteren Versuch). Über die Menge der eingespritzten Zitronensäure werden Druck- und Temperaturanstieg gesteuert. Dabei entsteht ein Druckanstieg auf 2,0 bar und ein Temperaturanstieg auf ca. 90° C. Nach einer Reaktionszeit von etwa 55 min (60 min) wird ein Verfahren von 100 mbar angelegt, um in etwa 8 min (15 min) bei einer Temperatur von 50 bis 60° C das Produkt zu trocknen. Die gemessene Restfeuchte liegt dann bei 1 ,2% , der pH- Wert bei 9,68, und das Produkt hat die folgende Zusammensetzung: Citrat als Dihydrat Citrat ohne KritallwasserWhen using such a mixer, 40 kg of soda 11 are placed in powder form in the container 2 and mixed with the mixer 4. In order to bring about a negative pressure, air 10 is drawn off at the air discharge, so that a negative pressure of approximately 30 mbar is created in the container 3. The jacket temperature of the container is increased from 40 ° C to 60 ° C in the course of the reaction time. 29.2 kg of 70% (29.9 kg 68.8%) citric acid is injected into the soda through the nozzles 6 on the knife head inserts 5 during the mixing. (The information in the brackets relates to another attempt). The pressure and temperature rise are controlled by the amount of citric acid injected. This creates a pressure rise to 2.0 bar and a temperature rise to approx. 90 ° C. After a reaction time of approx. 55 min (60 min), a process of 100 mbar is applied in about 8 min (15 min) at one temperature from 50 to 60 ° C to dry the product. The residual moisture measured is then 1.2%, the pH 9.68, and the product has the following composition: Citrate as dihydrate Citrate without critical water
Tri-Na-Citrat 48,0 % 45,0 %Tri-Na citrate 48.0% 45.0%
Bicarbonat 36,0 % 38,0 %Bicarbonate 36.0% 38.0%
Soda 15,0 % 16,0 % Restfeuchte 1 ,0 % 1,0 %Soda 15.0% 16.0% residual moisture 1.0% 1.0%
Durch die Reaktionen im Reaktor entsteht der beschriebene Basiscompound. Dieser Basiscompound wird aus dem Reaktor entnommen und in einem Granulator mit Granulierhilfsmitteln wie z. B. Flüssigpolymer druckfrei gemischt und anschließend auf einer Wirbelschicht getrocknet. Das getrocknete Granulat kann verkauft und transportiert werden.The basic compound described is formed by the reactions in the reactor. This basic compound is removed from the reactor and in a granulator with granulating aids such. B. mixed liquid polymer without pressure and then dried on a fluidized bed. The dried granulate can be sold and transported.
Je nach Kundenwunsch kann der Verwender dieses granulierte Compound anschließend mit weiteren Zusatzbestandteilen wie Bleichmittel 15, Enzymen 16, Niotensiden 17, TAED 18 usw. mischen, um letztlich das Produkt in einer Presse 19 zu sogenannten Tabs 20 zu pressen.Depending on the customer's requirements, the user can then mix this granulated compound with other additional ingredients such as bleach 15, enzymes 16, nonionic surfactants 17, TAED 18, etc., in order to ultimately press the product into so-called tabs 20 in a press 19.
Dabei entsteht bspw. ein Maschinengeschirreiniger mit folgender Zusammensetzung:This creates, for example, a machine dish cleaner with the following composition:
60 bis 75 % Citracomp plus - Copolymer Variante 4 - 7 % Disilikat60 to 75% Citracomp plus - copolymer variant 4 - 7% disilicate
6 - 10 % kompaktiertes Bikarbonat 8 - 12 % Percarbonat 0 - 3 % Bleichmittelaktivator6 - 10% compacted bicarbonate 8 - 12% percarbonate 0 - 3% bleach activator
1 - 4 % Protease und Amylase1 - 4% protease and amylase
1 - 3 % schwach schäumende Niotenside1-3% low foaming non-ionic surfactants
Als Alternative kann der gleiche Maschinengeschirreiniger auch anstelle des Silikats und des kompaktierten Bicarbonats 10 - 17 % Disilikat - Bicarbonat - Polymercompound enthalten.As an alternative, the same machine dishwashing detergent can contain 10-17% disilicate bicarbonate polymer compound instead of the silicate and the compacted bicarbonate.
Das beschriebene Verfahren ist besonders preiswert, da ein Großteil des Reinigungsmittels aus den besonders preiswerten Grundstoffen Soda und Zitronensäure direkt erstellt wird und außerdem bietet das beschriebene Verfahren die Möglichkeit, je nach individuellem Wunsch verschiedene Reinigungsmittelrezepturen zusammenzustellen. The described method is particularly inexpensive, since a large part of the cleaning agent is created directly from the particularly inexpensive raw materials, soda and citric acid, and the described method also offers the possibility of compiling different cleaning agent recipes according to individual requirements.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsmittels, insbesondere eines Maschinengeschirreinigers in Pulverform, dadurch gekennzeichnet, daß Soda (11) und Zitronensäure (12) unter Abführung von Wärme (13) intensiv gemischt werden, um Natriumhydrogencarbonat, Natriumeitrat und einen Anteil Restsoda zu erzeugen.1. A method for producing a cleaning agent, in particular a machine dish cleaner in powder form, characterized in that soda (11) and citric acid (12) are mixed intensively with the removal of heat (13) in order to produce sodium bicarbonate, sodium citrate and a portion of residual soda.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil Restsoda unter 20 % vorzugsweise unter 15 % GG gehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of residual soda is kept below 20%, preferably below 15% GG.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Soda (11) und Zitronensäure (12) im Batchverfahren zusammengeben und gemischt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that soda (11) and citric acid (12) combine in a batch process and mixed.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Soda (11) vorgelegt und Zitronensäure (12) eingesprüht wird.4. The method according to claim 3, characterized in that soda (11) is introduced and citric acid (12) is sprayed.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zitronensäure (12) über Düsen (6) im Breich eines bewegten5. The method according to claim 4, characterized in that the citric acid (12) via nozzles (6) in the area of a moving
Mischelementes (4) eingespritzt wird.Mixing element (4) is injected.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Soda (11) und Zitronensäure (12) mit hohen Scherkräften gemischt werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that soda (11) and citric acid (12) are mixed with high shear forces.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme (13) durch Einsprühen von Zitronensäure und/oder Kühlen des Reaktorgefaßes geregelt oder zumindest gesteuert wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat (13) is regulated or at least controlled by spraying in citric acid and / or cooling the reactor vessel.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einem Behälter durchgeführt wird und im Behälter der Druck geregelt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction is carried out in a container and the pressure in the container is regulated.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Polymer (14) zugegeben wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that polymer (14) is added.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Reaktion von Soda (11) mit Zitronensäure (12) Silikat zugegeben wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the reaction of soda (11) with citric acid (12) silicate is added.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Pulver zu Tabs (20) gepreßt wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder produced is pressed into tabs (20).
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