MXPA02010093A - Proceso para preparar composiciones fluidas de detergente. - Google Patents

Abstract

Un proceso para la preparacion de producto de detergente fluido que comprende un surfactante anionico, en el cual el precursor acido del surfactante anionico es alimentado a traves de al menos dos dispositivos de mezclado, siendo alimentado suficiente agente neutralizante para neutralizar 25-75% en peso del precursor acido al primer dispositivo de mezclado, y siendo adicionado suficiente agente neutralizante para completar la neutralizacion a la mezcla desde el primer dispositivo de mezclado para completar substancialmente la neutralizacion para el momento en que la corriente de proceso sale del dispositivo de mezclado final, en donde el componente liquido inicial y la corriente de proceso son mantenidos a temperatura bombeable en todo momento durante el proceso.

Description

PROCESO PARA PREPARAR COMPOSICION ES FLUIDAS DE DETERGENTE CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un proceso para preparar composiciones fluidas de detergente comprendiendo un surfactante aniónico. De manera más particular, se refiere a un proceso para ia preparación continua de una composición fluida de detergente que comprende un surfactante aniónico, fprmado por neutralización de su precursor ácido de surfactante aniónico y un surfactante no iónico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En la fabricación de composiciones de detergente conteniendo surfactante aniónicos, los surfactantes aniónicos frecuentemente son fabricados vía y suministrado en , su forma acida. Existen varias razones para esto, incluyendo el hecho de q ue ciertos surfactantes aniónicos, por ejemplo, sulfonatos de benceno de alquilo lineal, son mucho más fáciles de manejar, almacenar y transportar en su forma acida como se compara con la forma neutralizada. Los precursores ácidos de surfactantes aniónicos son convertidos entonces en sus sales de surfactante correspondientes mediante neutralización ya sea con agentes neutralizantes secos o acuosos. Una de las piezas más comunes de disposición de planta para realizar la neutralización de precursores ácidos de surfactantes aniónicos, es un reactor de circuito. El precursor ácido de surfactante aniónico, agente neutralizante y otros diluyentes/amortiguadores son inyectados en el reactor de circuito, usualmente en un punto común y se mezclan por un mezclador en línea presente en el circuito. El calor de neutralización es removido normalmente por un ¡ntercambiador de calor de haz de tuberías en el circuito. Un problema inherente con las reacciones de neutralización es cómo tratar la gran cantidad de calor generada. El sobrecalentamiento (es decir, "manchas calientes") y el largo tiempo de residencia pueden conducir a decoloración del prod ucto. Los reactores de circuito resuelven en problema de sobrecalentam iento al remover solamente una pequeña fracción del flujo de producto, por ejemplo 5-1 0% , del circuito, mientras que la mezcla recirculante, generalmente en la forma de una pasta, actúa como un sumidero de calor, previn iendo un gran amento en la temperatura en el punto de inyección . Este método de operación significa que la neutralización en una reacción de circuito es un proceso altamente ineficiente. Muchos de los surfactantes an ión icos completamente neutralizados tienden a volverse pastas altamente viscosas, las cuales son difíciles de manejar. Por esta razón, la neutralización muy frecuentemente es realizada en la presencia de otros componentes de detergente líquidos, tales como surfactantes no iónicos. Sin embargo, existe un problema con la decoloración de la mezcla de surfactantes aniónico/no iónico, como un resultado del precursor ácido de surfactante an iónico q ue reacciona con el surfactante no iónico. Por lo tanto, es deseable que el tiempo sobre el cual el precursor ácido de surfactante aniónico, antes de la neutralización, esté en contacto con el surfactante no ¡ónico sea corto. El puro diseño y operación de reactores de circuito de neutralización significa que cualquier surfactante no iónico estará en contacto con el precursor ácido de surfactante aniónico durante un periodo considerable, conforme se recircula en el circuito y se agrega más ácido para ser neutralizado. Finalmente, los procedim ientos de arranque (es decir, hasta el punto donde se alcanza una recirculación de "estado estable") y los procedimientos de paro para neutralización en un reactor de circuito son largos y lentos, el material que se está produciendo durante estos procedimiento está fuera de especificación. En consecuencia, había la necesidad del desarrollo de un proceso simple para neutralizar un precursor ácido de surfactante aniónico, en particular en la presencia de un surfactante no ¡ónico, el cual: (i) no involucra un circuito de recirculación ; (ii) es relativamente rápido; (iii) inhibe de manera efectiva la generación de manchas calientes; (iv) es eficiente en términos de arranque y paro; (v) evita la producción de material fuera de especificación en el arranque y paro, y (vi) asegura la neutralización completa del precursor ácido de surfactante aniónico.

TÉC NICA ANTERIOR EP 507 402 (Un ilever) describe un proceso para preparar una composición líquida de surfactante comprendiendo surfactante aniónico, surfactante no iónico y teniendo un contenido de agua relativamente bajo, en donde cantidades esencialmente equimolares de agente neutralizante y precursor ácido de surfactante aniónico líquido son mezcladas simultáneamente con el surfactante no iónico. Las mezclas de surfactantes pueden prepararse en un proceso por lote, en el cual cantidades equimolares del precursor aniónico y agente neutralizante son adicionadas a un recipiente de reacción conteniendo la cantidad requerida de surfactante no iónico. De manera alternativa, y de preferencia, el proceso es realizado de manera continua en un reactor de circuito. Las composiciones líquidas de surfactante pueden contener adicionalmente un ácido graso, y pueden aplicarse en un proceso para hacer composiciones de detergente granulares de alta densidad a granel teniendo un alto nivel de detergente activo, como se describe por EP 367 339 (Unilever). WO93723520 (Henkel) describe un método para preparar composiciones de lavado granulares conteniendo surfactante an iónico, que comprende (i) neutralizar parcial o completamente uno o más precursores ácidos de surfactantes aníónicos con un agente neutralizante inorgánico u orgánico, para producir una mezcla conten iendo anión ico, la cual es capaz de fluir/bombearse hasta al menos 20°C, y (ii) mezclar y granular la mezcla conteniendo aniónico con un material particulado en un mezclador. Para neutralización parcial en el paso (i) , el nivel de neutralización en el paso (i) es de preferencia de 20-40% . El precursor ácido de surfactante anión ico es mezclado preferiblemente con un surfactante no iónico en el paso (i). De manera sorprendente, hemos encontrado ahora que un producto de detergente fluido que comprende un surfactante an iónico, puede ser preparado en un proceso continuo simple sin la necesidad de un reactor de circuito al pasar el precursor ácido de surfactante aniónico a través de al menos dos mezcladores en serie, siendo alimentada una porción inicial de agente neutralizante al primer mezclador y siendo alimentado agente neutralizante adicional al mezclador o mezcladores subsecuentes para completar la neutralización . Es esencial, con el fin de que el proceso trabaje de manera eficiente, que la mezcla de proceso sea enfriada después de la adición de la porción inicial de agente neutralizante y antes de que se agregue agente neutralizante adicional , y que la temperatura de la mezcla sea mantenida a un nivel que perm ita que la mezcla sea fácilmente bombeable. De esta manera, la presente invención perm ite que productos de detergente fluidos conteniendo surfactante an iónico sean preparados a partir de precursores ácidos de surfactantes aniónicos en un proceso de un solo paso simple. Este es mucho más eficiente que una operación de reactor de circuito y tiene tiempos de arranque y paro relativamente cortos. Además, si el surfactante no iónico está presente durante la reacción de neutralización, la presente invención asegura que no se exponga al precursor ácido de surfactante aniónico durante un periodo demasiado largo.

DEFI NICIÓN DE LA I NVENCION En un primer aspecto, esta invención proporciona un proceso continuo para la preparación de un producto de detergente fluido que contiene un surfactante aniónico, comprendiendo mezclar un componente líquido inicial que comprende el precursor ácido de surfactante aniónico con suficiente agente neutralizante para neutralización substancialmente completa del precursor ácido de surfactante aniónico, caracterizado porque: (i) el componente líquido inicial es alimentado a un primer dispositivo de mezclado con suficiente agente neutralizante inicial para neutralizar 25-75% en peso del precursor ácido de surfactante aniónico, y (ii) la corriente de proceso parcialmente neutralizada del paso (i) es alimentada a través de uno o más dispositivos de mezclado subsecuentes con suficiente agente neutralizante adicional para neutralización substancialmente completa para el momento en que la corriente de proceso sale del dispositivo de mezclado final, en donde la corriente de proceso comprendiendo el agente neutralizante inicial es enfriada activamente por un medio de enfriamiento antes de la adición de cualquier agente neutralizante adicional, y el componente l íquido inicial y corriente de proceso son mantenidos a una temperatura por arriba de la temperatura bombeable en todo momento durante el proceso.

DESC RI PCIÓN DETALLADA DE LA I NVENCION Defin iciones La "temperatura bombeable", como se define en la presente, es la temperatura a la cual un fluido exhibe una viscosidad de 1 Pa. s a 50 s"1.

En otras palabras, los fluidos son considerados fácilmente bombeables si tienen una viscosidad de no más de 1 Pa. s a una velocidad de corte de 50 s"1 a la temperatura de bombeo. Fluidos de mayor viscosidad todavía pueden ser bombeables en principio, pero se usa un límite su perior de 1 Pa.s a una velocidad de corte de 50 s" 1 en la presente para indicar una capacidad de bombeo fácil. La viscosidad puede ser medida , por ejemplo, usando un viscosímetro rotacional Haake VT500. La medición de viscosidad puede ser realizada como sigue. Una célula medidora SV2P es conectada a un baño de agua termostático con una unidad de enfriamiento. El trineo de la celda medidora gira a una velocidad de corte de 50 s" 1. El fluido, el cual puede estar en una forma sólida a temperatura ambiente, es calentado en un m icroondas a 95°C y es vaciado en la taza de muestra. Después de acondicionar durante 5 minutos a 98°C, la muestra es enfriada a una velocidad de +/- 1 °C por minuto. La temperatura a la cual se observa una viscosidad de 1 Pa. s, es registrada como la "temperatura bom beable". Como se usa en la presente, un constituyente, componente, mezcla o producto, es considerado "bombeable" si tiene una viscosidad de no más de 1 Pa.s a una velocidad de corte de 50 s" 1 y una temperatura de al menos 50°C, de preferencia al menos 60°C, como se mide mediante el método descrito antes. Si un constituyente, componente, mezcla o producto tiene una viscosidad de más de 1 Pa.s a una velocidad de corte de 50 s' 1 y una temperatura de al menos 1 20°C, de preferencia al menos 1 1 0°C, más preferiblemente al menos 1 00°C, entonces es considerado no bombeable. Como se usa en la presente, el término "corriente de proceso" es tomado para significar cualquier mezcla que comprende el componente l íquido inicial y algún agente neutralizante. De aqu í en adelante, en el contexto de esta invención, el término "producto de detergente fluido" abarca productos terminados para venta, así como componentes o auxiliares fluidos para formar productos terminados, por ejemplo, al post-dosificar tales componentes o auxiliares fluidos o cualquier otra forma de mezcla para o con componentes o auxiliares fluidos o particulados adicionales. De aquí en adelante, en el contexto de esta invención, el término "producto de detergente granular" abarca productos terminados granulares para venta, así como componentes o auxiliares granulares para formar productos terminados, por ejem plo, al post-dosificar tales componentes o auxiliares granulares o cualquier otra forma de mezcla para o con componentes o auxiliares adicionales. De esta manera, un producto de detergente granular como se define en la presente, contiene surfactante aniónico a un nivel de al menos 5% en peso, de preferencia al menos 1 0% en peso del producto. Como se usa en la presente, el término "polvo" se refiere a materiales que consisten substancialmente de granos de materiales individuales y mezclas de tales granos. Como se usa de aqu í en adelante, el térm ino "granulo" se refiere a una peq ueña partícula de partículas más pequeñas aglomeradas, por ejemplo, partículas de polvo aglomerado. El producto final del proceso de acuerdo con la presente invención consiste de, o comprende, un alto porcentaje de granulos. Sin embargo, materiales granulares y/o en polvo adicionales opcionalmente pueden ser post-dosificados a tal producto.

Como se usa en la presente, los términos "granulación" y "granulado" se refieren a un proceso en el cual, entre otras cosas, las partículas son aglomeradas.

El proceso El proceso de la invención es realizado usando al menos dos dispositivos de mezclado en serie.

Dispositivos de mezclado Dispositivos de mezclado adecuados serán bien conocidos para la persona experta. Tienen q ue ser capaces de operar en un proceso continuo y de mezclar fluidos. Mezcladores adecuados incluyen mezcladores en línea estáticos, por ejemplo, mezcladores tipo Sulzer, y mezcladores en línea dinámicos, por ejemplo, mezcladores dinámicos de rotor-estator. El componente l íquido inicial que comprende el precursor ácido de surfactante aniónico es alimentado al primer dispositivo de mezclado junto con agente neutralizante. El componente l íquido inicial y el agente neutralizante pueden alimentarse como corrientes separadas al primer dispositivo de mezclado o de manera alternativa, pueden ser llevados a contacto uno con otro antes del dispositivo de mezclado. En el caso del último arreglo, las dos corrientes deberían ser llevadas juntas solamente en una posición relativamente cercana, en términos de tiempo, al dispositivo de mezclado. De preferencia, el tiempo entre las dos corrientes que son llevadas juntas y la corriente combinada que entra al dispositivo de mezclado, debería ser menos de 3 minutos, de preferencia menos de 1 minuto. La corriente de proceso parcialmente neutralizada que sale del primer dispositivo de mezclado es alimentada en uno o más dispositivos de mezclado subsecuentes. Suficiente agente neutralizante es adicionado a la corriente de proceso, de manera que la mezcla que sale del dispositivo de mezclado final es neutralizada substancialmente de manera completa. Cuando se agrega agente neutralizante a la corriente de proceso a partir del primer dispositivo de mezclado, es ya sea adicionada como una corriente separada a un dispositivo de mezclado subsecuente o de manera alternativa es llevada a contacto con la corriente de proceso antes de un dispositivo de mezclado subsecuente. En el caso del último arreglo, las dos corrients solamente deberían ser llevadas juntas en una posición relativamente cercana, en térm inos de tiempo, al dispositivo de mezclado. De preferencia, el tiempo entre las dos corrientes que son llevadas juntas y la corriente combinada que entra al dispositivo de mezclado debería ser menos de 3 minutos, de preferencia menos de 1 m inuto. Si se usa más de un dispositivo de mezclado subsecuente, los dispositivos de mezclado están preferiblemente en serie. Sin embargo, se prevee que la corriente de proceso del primer dispositivo de mezclado puede dividirse en dos o más corrientes de proceso. Estas corrientes "paralelas" podrían ser tratadas entonces (es decir, neutralizadas) por separado y opcionalmente, podrían ser recom binadas. Por supuesto, en el caso de más de dos dispositivos de mezclado, se entenderá que el agente neutralizante no tiene que ser adicionado a la corriente de proceso antes de o dentro de cada dispositivo de mezclado, siempre y cuando la cantidad total de agente neutralizante adicionado es suficiente para permitir que la corriente de proceso salga del dispositivo de mezclado final para ser neutralizada substancialmente de manera completa . En una modalidad preferida, la corriente de proceso del primer dispositivo de mezclado es alimentado a través de solo otro dispositivo de mezclado y suficiente agente neutralizante es adicionado a la corriente de proceso q ue entra al segundo dispositivo de mezclado o directamente al segundo dispositivo de mezclado, de manera que la corriente de proceso que sale del segundo dispositivo de mezclado es neutralizada substancialmente de manera completa. Como m ínimo, el proceso requiere precursor ácido de surfactante aniónico y agente neutralizante como materiales de inicio, los cuales son almacenados, por supuesto, en recipientes separados. Sin embargo, el producto de detergente fluido también pueden contener además otros constituyentes además del surfactante aniónico. Tales constituyentes adicionales, o sus precursores, los cuales forman el producto de detergente fluido, son almacenados de preferencia por separado del precursor ácido de surfactante aniónico, agente neutralizante y uno de otro. Esto permite preparar una mayor variedad de productos de detergente fluidos a partir de los mismos materiales de inicio. De preferencia, el precursor ácido de surfactante aniónico, agente neutralizante y cualquier constituyente adicional , pueden ser alimentados desde sus recipientes de almacenam iento respectivos en el proceso independientemente uno de otro. Los constituyentes adicionales pueden ser alimentados en el proceso en cualquier etapa apropiada, por ejemplo, en el componente líquido inicial, la corriente de proceso y/o un dispositivo de mezclado. Aunque los diversos constituyentes (o precursores de los mismos del producto de detergente fluido pueden ser alimentados al proceso por medios de gravedad, se prefiere, en el caso de componentes que sean bombeables, que se use un dispositivo de bombeo, de preferencia una bomba de desplazamiento positivo. Las bombas adecuadas para este fin incluyen, por ejemplo, bombas de engranes y mono bombas. Cuando el componente líq uido inicial contiene otro u otros constituyentes además del precursor ácido de surfactante aniónico, los diversos constituyentes son llevados juntos de preferencia, y mezclados con el precursor ácido de surfactante an iónico en un paso de proceso adicional que precede el primer dispositivo de mezclado. Mezcladores adecuados para tales pasos de proceso adicionales incluyen los descritos para los dispositivos de mezclado (supra) . De manera alternativa , si los constituyentes lo permiten , puede ser posible premezclar dos o más constituyentes (por ejemplo , como un lote) y alimentar la premezcla a partir de un solo recipiente de almacenamiento en el proceso. Los dispositivos de mezclado son conectados normalmente vía las tuberías apropiadas. Con el fin de facilitar el paso del componente líquido inicial y corriente de proceso a lo largo de las tuberías y a través de los dispositivos de mezclado, se pueden usar bom bas. Alg unos dispositivos de mezclado pueden proporcionar una acción de bombeo además de una acción de mezclado; por ejemplo, mezcladores en línea dinámicos de rotor-estator. De manera alternativa, la acción de bom beo impartida en el sistema por las bombas usadas para entregar los componentes constituyentes al proceso pueden ser suficientes para operar el proceso.

Neutralización Se agrega suficiente agente neutralizante inicial al líquido inicial siendo alimentado al primer dispositivo de mezclado para neutralizar 25-75% en peso, de preferencia 3-70% en peso, más preferiblemente 35-65% en peso del precursor ácido de surfactante anionico. Entonces se agrega suficiente agente neutralizante adicional para completar la neutralización a la corriente de proceso a partir del primer d ispositivo de mezclado para completar substancialmente la neutralización en el momento en que la corriente de proceso sale del dispositivo de mezclado final. Es importante que se agreg ue suficiente agente neutralizante adicional para aseg urar una neutralización completa del precursor ácido de surfactante aniónico. Si se desea, puede emplearse un exceso esteq uiométrico de agente neutralizante para asegurar una neutralización completa. Por ejemplo, puede adicionarse 0. 1 a 1 .0% de exceso sobre y por arriba del requerido para completar la neutralización . El agente neutralizante adicional agregado a la corriente de proceso que sale del primer dispositivo de mezclado puede agregarse en uno o más puntos en el proceso. De preferencia, se añade en un solo punto.

El agente neutralizante inicial adicionado al componente líquido inicial puede ser el mismo o diferente del o los agentes neutralizantes usados en el resto del proceso para com pletar la neutralización .

Tiempo de neutralización El periodo desde el primer contacto del agente neutralizante con el componente l íquido inicial , hasta que la corriente de proceso sale del dispositivo de mezclado final, es referido aqu í como el "tiempo de neutralización". Este puede medirse por ejemplo, al dividir el rendimiento de la planta por el volumen de la planta. El tiempo de neutralización para la preparación de un producto de detergente fluido completamente neutralizado y de buena calidad (es decir, bajos niveles de descomposición, etc.) es dependiente entre otras cosas, del control de temperatura correcto (como se discute más adelante) y la disposición de planta y equipo usado. Normalmente, el tiempo de neutralización es menor que 5 minutos. De preferencia, es menor que 3 minutos y a veces puede lograrse tan bajo como 1 minuto.

Control de temperatura El componente líquido inicial y la corriente de proceso, incluyendo la corriente de proceso que sale del dispositivo de mezclado final , son mantenidos a una temperatura por arriba de la temperatura bom beable en todos los momentos durante el proceso. En consecuencia, es importante monitorear y si es necesario, controlar la temperatura, y de esta manera, la viscosidad del componente líquido inicial y la corriente de proceso, mientras que el proceso está en operación, para asegurar que ambos son bombeables. Adicionalmente, también se prefiere que cualquier otro constituyente que vaya a ser incorporado al proceso, se mantenido a una temperatura por arriba de sus temperaturas bom beables respectivas cuando el proceso está en operación . Por supuesto, esto no apl ica en el caso de cualquier constituyente que sea sólido o el cual no sea bombeable. Conforme los constituyentes (o precursores de los mismos) se mezclan en el proceso, la temperatura bombeable puede aumentar dramáticamente. Por ejemplo, los surfactantes aniónicos neutralizados frecuentemente son pastas viscosas, mientras que los precursores ácidos de surfactantes anionicos frecuentemente son l íq u idos fácilmente bombeables. Así, conforme se añade agente neutralizante al componente líquido inicial, normalmente existe un aumento en la temperatura bombeable. Sin embargo, la reacción de neutralización genera su propio calor, de manera que no es necesariamente un req uerimiento que la corriente de proceso sea calentada en este punto en el proceso. De hecho, hemos encontrado que es un requerimiento esencial del proceso de neutralización que la corriente de proceso sea enfriada activamente después de la adición de la porción inicial de agente neutralizante y antes de la adición de agente neutralizante adicional . Esto se debe a que, la adición de agente neutralizante adicional va a generar más calor y es importante que el componente l íquido inicial y la corriente de proceso no alcancen una temperatura demasiado alta o esto puede conducir a la evaporación de agua o incluso la descomposición del surfactante aniónico o precursor ácido. Adicionalmente, si se permite que ocurra el enfriamiento de manera pasiva, opuesta a ser experimentada activamente, el tiempo de residencia del proceso tiene que ser incrementado significativamente, con el fin de mantener la temperatura durante el proceso en un nivel aceptable. En una modalidad preferida, la temperatura del componente líquido inicial y la corriente de proceso es mantenida por debajo de 1 20°C, más preferiblemente por debajo de 1 1 0°C, más preferiblemente por debajo de 100°C, y aún más preferiblemente por debajo de 95°C. Está claro a partir de la discusión anterior, que la tem peratura del componente l íquido inicial y la corriente de proceso necesita ser monitoreada y controlada cuidadosamente si es necesario, por medio de medios de calentamiento y enfriamiento. Tam bién es posible incorporar sistemas de control de retroalimentación en el proceso. Por ejemplo, un dispositivo medidor de temperatura corriente debajo de un dispositivo de enfriamiento, puede retroalimentar lecturas al dispositivo de enfriamiento y variar el nivel de enfriam iento con el fin de mantener la temperatura dentro de un rango predeterminado. Por supuesto, una vez que el prod ucto de detergente fluido ha salido del dispositivo de mezclado final (es decir, el proceso ha sido completado) , se puede perm itir enfriar a una temperatura por debajo de su temperatura bombeable. En realidad, el uso de una "mezcla estructurada" (ver más adelante) , la cual es bombeable a temperaturas elevadas y aún sólidos a temperaturas menores, es una modalidad preferida de esta invención . Sin embargo, aún cuando el producto de detergente fluido es del tipo de mezcla estructurada, se prefiere mantener el producto de detergente fluido a una temperatura por arriba de su temperatura bombeable, de manera que puede aplicarse directamente como, por ejemplo, un ligando l íquido en un proceso de granulación sin la necesidad de un recalentam iento.

Medios de calentamiento Los medios de calentam iento pueden ser posicionados en cualquier parte en el proceso para asegurar que un componente fluido o mezcla particular esté por arriba de su temperatura bombeable. Medios de calentamiento adecuados serán evidentes para la persona experta.

Medios de enfriamiento Medios de enfriamiento adecuados serán bien concidos para la persona experta e incluyen, por ejemplo, intercambiadores de calor de haz de tuberías e intercambiadores de calor de placas. Una característica esencial de la presente invención es que se proporciona al menos un medio de enfriamiento a través del cual la corriente de proceso, com prendiendo el componente l íq uido inicial y la porción inicial de agente neutralizante, pasa antes de la adición de cualquier agente neutralizante adicional. El medio de enfriamiento puede ser posicionado antes, dentro o después del primer dispositivo de mezclado según sea apropiado. De preferencia, es posicionado después del primer dispositivo de mezclado. Medios de enfriamiento adicionales pueden ser posicionados en cualquier parte en el proceso según sea apropiado para controlar la temperatura. Se prefiere en particular, posicionar medios de enfriamiento adicionales en una posición donde la corriente de proceso probablemente estará particularmente caliente, por ejemplo, debido al calor exotérmico generado por la neutralización . Así, se prefiere que un medio de enfriamiento sea posicionado corriente abajo del punto de adición de agente neutralizante y de preferencia, corriente arriba del punto de adición de cualquier agente neutralizante adicional . De manera conveniente, medios de enfriamiento son posicionados después de un dispositivo de mezclado, donde cualquier agente neutralizante ha sido alimentado en ese dispositivo de mezclado o a la corriente de proceso q ue entra a ese dispositivo de mezclado. El proceso de neutralización completo es contin uo. Así, como será evidente para la persona experta, los dispositivos de mezclado, medios de enfriamiento y, donde sea apropiado, medios de calentamiento, deberían ser adecuados para un proceso continuo. Se ha encontrado que el proceso de esta invención produce productos de detergente fluidos de excelente color. En otras palabras, existe poca o ninguna decoloración como un resultado del proceso. Adicionalmente, el proceso de la invención es altamente eficiente en términos de la reacción de neutralización, y poco o ningún ácido sin reaccionar es encontrado presente en el producto. El procedimiento de arranque es mucho más simple que el invol ucrado en un sistema de recirculación de circuito, ya que no hay necesidad de esperar que se desarrolle un estado estable. Además, el procedimiento de paro es mucho más simple, ya que existe una cantidad de material en el sistema cuando está en operación es mucho menor que aquélla en un sistema de circuito. El material producido durante el arranque y paro también es substancialmente de la especificación req uerida.

El producto de detergente fluido Esta invención proporciona un proceso, en el cual un componente líquido inicial conteniendo el precursor ácido de surfactante aniónico se mezcla con suficiente agente neutralizante para neutralizar completamente el precursor ácido de surfactane aniónico.

S urfactante aniónico El producto de detergente fluido contiene un surfactante aníónico. Los surfactantes aniónicos adecuados son bien conocidos para aquéllos expertos en la técnica. Ejemplos adecuados para la íncororación en el producto de detergente fluido incluyen alquilbenceno sulfonatos, en particu lar sulfonatos de benceno de alquilo lineal teniendo una longitud de cadena de alquilo de C8-C1 5; sulfatos de alquilo primario y secundario, en particular sulfatos de alquilo primario de C12-C1 6; alq uil éter sulfatos; olefin sulfonatos; alquil xilen sulfonatos; dialquil sulfosuccinatos; y sulfonatos de éster de ácido graso. Las sales de sodio son generalmente preferidas. Un elemento esencial del proceso de esta invención es que al menos una porción, y de preferencia una porción substancial, del surfactante aniónico en el producto de detergente de fluido sea formado vía neutralización de un precursor ácido de surfactante aniónico. De preferencia, al menos 50% en peso, más preferiblemente al menos 75% en peso, y aún más preferiblemente, substancialmente todo el surfactante anióníco presente en el producto de detergente fluido es obtenido por neutralización del precursor ácido de surfactante anión ico. El contenido de surfactante aniónico en el producto de detergente fluido puede ser tan alto como sea posible, por ejemplo, al menos 98% en peso del producto de detergente fluido, o puede ser menor que 75% en peso, menor que 50% en peso o menor q ue 25% en peso. De preferencia, es al menos 1 0% en peso, más preferiblemente al menos 25% en peso, más preferiblemente al menos 50% en peso, y aún más preferiblemente al menos 60% en peso del producto de detergente fluido. El componente l íq uido inicial comprende al menos algún precursor ácido de surfactante aniónico. De preferencia, el componente líquido comprende al menos 70% en peso, más preferiblemente 90% en peso, aún más preferiblemente, substancialmente todo el percursor ácido de surfactante aniónico a ser neutral izado en el proceso. Los precursores ácidos de surfactantes an iónicos adecuados incluyen, por ejemplo, ácidos sulfónicos de benceno de alquilo lineal (LAS) , ácidos sulfónicos de alfaolefina, ácidos sulfónicos de olefina interna, ácidos sulfónicos de éster de ácido g raso y com binaciones de los mismos. El proceso de la invención es especialmente útil para producir composiciones que comprenden alquil bencen sulfonatos mediante reacción del ácido alquil bencen sulfónico correspondiente, por ejemplo, ácido dobanoico, ej . Shell. Los sulfatos de alquilos primarios lineales o ramificados (PAS) que tienen 1 0 a 1 5 átomos de carbono también pueden ser usados. El contenido de precursor ácido de surfactante aniónico en el componente líquido inicial es, de preferencia, al menos 1 0% en peso, más preferiblemente al menos 25% en peso, más preferiblemente al menos 50% en peso, y aún más preferiblemente al menos 60% en peso del componente líquido inicial. Puede ser tan alto como sea posible, por ejemplo, al menos 95% en peso del componente líquido. Algo del surfactante aniónico presente en el producto de detergente fluido final puede ser incorporado mediante ad ición directa de surfactante aniónico en una etapa apropiada del proceso. Sin embargo, si el componente líquido in icial contiene surfactante an iónico (es decir, una sal neutral) , responde por menos de 50% en peso, de preferencia por menos de 25% en peso, y más preferiblemente menos que 1 0% en peso del componente líquido.

Surfactante no iónico En una modalidad preferida , el prod ucto de detergente fluido comprende un surfactante aniónico y un surfactante no iónico. El componente de surfactante no ¡ónico del producto de detergente fluido puede ser cualquiera o más no iónicos líquidos seleccionados de etoxilados de alcoholes primarios y secundarios, especialmente alcoholes alifáticos de C8-C20 etoxilados con un promedio desde 1 hasta 20 moles de óxido de etileno por mol de alcohol, y más especialmente los alcoholes alifáticos primarios y secundarios de C10-C1 5 con un promedio desde 1 hasta 1 0 moles de óxido de etileno por mol de alcohol . Surfactantes no iónicos no etoxilados incluyen alquilpoliglicósidos, monoéteres de glicerol y polihidroxiamidas (glucamida) . La proporción en peso de surfactante aniónico a surfactante no iónico en el producto de detergente fluido es, de preferencia, no mayor que 1 0: 1 , más preferiblemente no mayor q ue 5: 1 , y todavía más preferiblemente no mayor que 4: 1 . Ad icionalmente, la proporción en peso de surfactante aniónico a surfatante no ión ico en el componente líquido es, de preferencia, no menor que 1 : 1 5, más preferiblemente no menor que 1 : 10, todavía más preferiblemente no menor que 1 :5, y aún más preferiblemente no menor que 1 :2. Se debería notar que al especificar cualquier rango preferido particular en la presente, ningún l ím ite superior particular está asociado con n ingún l ím ite inferior. El surfactante no iónico puede ser adicionado en cualquier etapa apropiada en el proceso. Sin embargo, si está presente, se prefiere incorporar al menos algo, y de preferencia substancialmente todo, el surfactante no iónico al componente l íquido inicial. De esta manera, en otra modalidad preferida, el componente líquido inicial comprende un surfactante no iónico. Las proporciones en peso preferidas dadas antes para surfactante aniónico a surfactante no iónico en el producto de detergente fluido, también se aplican a la proporción de precursor ácido de surfactante anión ico a surfactante no iónico en el componente l íquido inicial.

Sól idos El producto de detergente fluido puede comprender opcionalmente, sólidos disueltos y/o sólidos finamente divididos, los cuales son dispersados en la presente, tales como, por ejemplo, agentes neutralizantes inorgánicos y formadores de detergencia. La única lim itación es que con o sin sólidos disueltos o dispersos, el producto de detergente fluido debería ser bombeable.

Agente neutralizante El surfactante aniónico es formado in situ en la corriente de proceso mediante la reacción de un precursor ácido apropiado y un material alcalino, tal como un hidróxido de metal alcalino. En principio, cualquier material inorgánico alcalino puede ser usado para la neutralización del precursor ácido de surfactante aniónico, pero se prefieren materiales inorgánicos alcalinos solubles en agua. En una modalidad preferida, el agente neutralizante es un líquido o solución que es bom beable. Un agente neutralizante preferido es hidróxido de sodio . El último normalmente debe ser dosificado como una solución acuosa, la cual incorpora de manera inevitable algo de agua. Más aún , la reacción de un hidróxido de metal alcalino y precursor ácido también produce algo de agua como un sub-producto. De preferencia, la solución acuosa de hidróxido de sodio tiene una concentración en el rango desde 40 hasta 60% en peso. Otro agente neutralizante preferido es carbonato de sodio, solo o en combinación con uno o más materiales inorgánicos solubles en agua diferentes, por ejemplo, silicato o bicarbonato de sodio. Puede ser ventajoso producir un producto de detergente fluido, el cual es alcalino. Por ejemplo, un pH en el rango desde 8.5 hasta 1 1 .5. Este tiene la ventaja de asegurar que el fluido esté completamente neutralizado, mientras que no esté a un nivel de alcalinidad tan alto que pudiera ocurrir la decoloración . Por supuesto, el agente neutralizante además de reaccionar con el precursor ácido de surfactante aniónico, también puede neutralizar otros precursores ácidos que pueden estar presentes, por ejemplo, ácidos grasos (ver más adelante). De esta manera, suficiente agente neutralizante necesita ser adicionado para seg urar una completa neutralización de todos los precursores ácidos si este es el caso. También pueden emplearse agentes neutralizantes orgánicos.

Agua En una modalidad preferida, el producto de detergente fluido es substancialmente no acuoso. Es decir, la cantidad total de agua en él no es más de 1 5% en peso del producto de detergente fluido, de preferencia no más de 1 0% en peso. Sin embargo, si se desea, una cantidad controlada de agua puede ser adicionada para facilitar la neutralización . Normalmente, el agua puede ser agregada en cantidades de 0.5 a 2% en peso del producto de detergente final. Normalmente, desde 3 hasta 4% en peso del ligando líquido puede ser agua como el sub-producto de reacción y el resto del agua presente será el solvente en el cual el material alcalino se disolvió. El producto de detergente fluido, muy preferiblemente, está desprovisto de toda agua diferente de aquélla de las fuentes recién mencionadas, excepto quizás por cantidades en trazas/impurezas.

Estructu rantes En una modalidad preferida de esta invención , el producto de detergente fluido contiene un estructurante y productos de detergente fluidos, los cuales contienen un estructurante, son referidos en la presente como mezclas estructuradas. Todas las descripciones hechas en la presente con referencia a productos de detergente fluidos aplican igualmente a mezclas estructuradas. Una aplicación preferida de los productos de detergente fluidos de esta invención, es contactarlos con un componente de detergente particulado en un mezclador para formar un producto de detergente particulado. A este respecto, los productos de detergente fluidos son usados ya sea como ligantes líquidos para aglomerar partículas (por ejemplo, polvos) en un proceso de granulación, o simplemente contactados y absorbidos sobre partículas portadoras. El producto de detergente fluido puede ser bombeado en el mezclador conteniendo material de detergente particulado o puede ser introducido como una atomización. Los mezcladores apropiados, reg ímenes de mezclado y condiciones de proceso para procesos de granulación y "absorción", son bien conocidos para aquéllos expertos en la técnica y son descritos, por ejemplo, en solicitudes publicadas de PCT WO 00/77146 y WO 00/77147. En el contexto de la presente invención, el término "estructurante" significa cualquier componente que permite al componente de detergente fluido alcanzar la solidificación en el mezclador conteniendo el componente de detergente particulado, y de ah í, por ejemplo, buena granulación , aún si el componente sólido tiene u na baja capacidad portadora de líq uido. Los estructurantes pueden ser categorizados como aquéllos que se cree q ue ejercen su efecto estructurante (solidificante) por uno de los sig uientes mecanismos, a saber: recristalización (por ejemplo, silicato o fosfatos); creación de una red de partíuclas sólidas finamente divididas (por ejemplo, sílices o arcil las) ; y aquéllos que ejercen efectos estéricos a nivel molecular (por ejemplo, jabones o polímeros), tales como aquéllos tipos comúnmente usados como formadores de detergencia. Uno o más estructurantes pueden ser usados. Las mezclas estructuradas proporcionan la ventaja de que a temperaturas ambiente más bajas, solidifican y como un resultado dan estructura y fuerza a los sólidos particulados con los cuales son llevados a contacto, por ejemplo, son atomizados sobre ellos. Por lo tanto, es importante que la mezcla estructurada deba ser bombeable, y de preferencia también atomizable, a una temperatura elevada, por ejemplo, a una temperatura de al menos 50°C, de preferencia de al menos 60°C, y aún deberían solidificar a una temperatura por debajo de 50°C, de preferencia por debajo de 35°C, con el fin de impartir su beneficio. Los estructurantes provocan solidificación en el producto de detergente fluido, de preferencia para producir una fuerza de mezcla como sigue. La fuerza (dureza) del componente de detergente fluido solidificado, puede ser medida usando un aparato de presión I nstron. Una tableta del componente de detergene fluido solidificado, tomado del proceso antes de q ue entre en contacto con el componente particulado, es formada con dimensiones de 14 mm de diámetro y 1 9 mm de altura. La tableta es destruida entonces entre una placa fija y una en movimiento. La velocidad de la placa en movimiento es fijada a 5 mm/min , lo cual provoca un tiempo de medición de aproximadamente 2 segundos. La curva de presión es pasada a logaritmo en una computadora. De esta manera, la presión máxima (en el momento de la ruptura de la tableta) está dada y el módulo E es calculado a partir de la inclinación. Para el componente de detergente fluido solidificado, Pmax a 20°C es, de preferencia, un mínimo de 0.2 M Pa, por ejemplo, desde 0.3hasta 0.7 M Pa. A 55°C, un rango normal es desde 0.05 hasta 0.4 M Pa . A 20°C, Emod para la mezcla estructurada es, de preferencia, un m ímimo de 3 M Pa, por ejemplo de 5 a 1 0 M Pa. Los jabones representan una clase preferida de estructurante, especialmente cuando la mezcla estructurada comprende un surfactante no iónico líquido. En muchos casos, puede ser deseable para el jabón, tener una longitud de cadena promedio mayor que la longitud de cadena promedio del surfactante no iónico l íq uido, pero menor que dos veces la long itud de cadena promedio del último. Se prefiere mucho formar algo o todo el estructurante de jabón in situ en el producto de detergente fluido, mediante reacción de un precursor de ácido graso apropiado y un material alcalino, tal como un hidróxido de metal alcalino, por ejemplo, NaOH . Sin em bargo, en principio, cualquier material inorgánico alcalino puede ser usado para la neutralización , pero se prefieren materiales inorgánicos alcalinos solubles en agua. Todas las descripciones hechas en la presente para la formación de surfactante aniónico por neutralización del precursor ácido de surfactante aniónico aplican igualmente a la formación de jabón en mezclas estructuradas. En una modalidad preferida, el componente líquido inicial comprende un precurso ácido de aniónico, surfactante no ión ico y ácido graso (es decir, precursor de jabón) . Cantidades normales de ingredientes en el componente de mezcla estructurado esencial como % en peso de la mezcla estructurada son como sigue: de preferencia desde 98 hasta 1 0% en peso de surfactane aniónico, más preferiblemente desde 70 hasta 30% , y especialmente desde 50 hasta 30% en peso; de preferencia desde 1 0 hasta 98% en peso de surfactante no iónico, más preferiblemente desde 30 hasta 70% en peso, y especialmente desde 30 hasta 50% en peso; de preferencia desde 2 hasta 30% en peso de estructurante, más preferiblemente desde 2 hasta 20%, aún más preferiblemente desde 2 hasta 1 5% en peso, y especialmente desde 2 hasta 1 0% en peso. Además del surfactante anión ico, surfactante no ¡ónico y estructurante, la mezcla estructurada tam bién puede contener otros solventes orgánicos. La invención será explicada ahora con más detalle por medio del siguiente ejemplo no limitante.

EJEM PLO El siguiente es un ejemplo de un proceso de un solo paso para la preparación de un prod ucto de detergente fluido comprendiendo LAS, no iónico y jabón. En un primer paso, el ácido LAS y una mezcla de surfactantes no iónicos; C1 0 alcohol polietileng licol poliéter (3 EO) y C1 0 alcohol polietilenglicol poliéter (7 EO) se bom bearon usando bombas de desplazamiento positivo de recipientes de almacenamiento separados en un pre-mezclador; un mezclador estático del tipo Sulzer para formar un componente líquido inicial . El flujo fue monitoreado con medidores de flujo de masa del tipo Mico Motion . La proporción en peso de ácido LAS a mezcla de surfactante no iónico estuvo en el rango de 6:7 a 10:3. El componente líquido inicial del pre-mezcldor fue pasado a través de un intercambiador de calor de placas para controlar la temperatura del componente líquido inicial a aproximadamente 60°C. Después del intercambiador de calor de placas , se dosificó continuamente una solución cáustica al 50% p/v en el componente líquido inicial y la corriente de proceso resultante fue alimentada a un primer mezclador en l ínea estático. La cantidad de agente neutralizante cáustico adicionada fue suficiente para neutralizar aproximadamente 30-50% del contenido de ácido LAS y ácido graso combinado del componente líquido inicial. La solución cáustica fue dosificada usando una bomba de desplazamiento positivo controlada por un medidor de flujo de masa. La corriente de proceso parcialmente neutralizada q ue sale del primer mezclador fue enfriada a aproximadamente 60°C al pasarla a través de un segundo intercambiador de calor de placas. En este punto en el proceso, suficiente solución cáustica fue dosificada continuamente en la corriente de proceso enfriada para completar la neutralización y la mezcla fue alimentada subsecuentemente a un segundo mezclador; un mezclador en línea dinámico. La temperatura de la mezcla que sale del segundo mezclador fue aproximadamente 90-95°C. La mezcla era de buen color y estaba completamente neutralizada.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un proceso continuo para la preparación de un producto de detergente fluido que contiene un surfactante aniónico, comprendiendo mezclar un componente l íquido inicial que comprende el precursor ácido de surfactante aniónico con suficiente agente neutralizante para completar substancialmente la neutralización del precursor ácido de surfactante aniónico, caracterizado porque (i) el componente l íquido inicial es alimentado a un primer dispositivo mezclador con suficiente agente neutralizante inicial para neutralizar 25-75% en peso del precursor ácido de surfactante aniónico, y (ii) la corriente de proceso parcialmente neutralizada del paso (i) es alimentada a través de uno o más dispositivos de mezclado subsecuentes con suficiente agente neutralizante adicional para completar substancialmente la neutralización para el momento en que la corriente de proceso sale del dispositivo de mezclado final, en donde la corriente de proceso que comprende el agente neutralizante inicial, es enfriada activamente por un medio de enfriamiento antes de la adición de cualquier agente neutralizante ad icional, y el componente l íquido in icial y la corriente de proceso son mantenidos a una temperatura por arriba de la temperatura bom beable en todo momento durante el proceso. 2. U n proceso de acuerdo con la reivindicación 1 , en el cual la corriente de proceso del paso (i) es alimentado a través de solo un dispositivo de mezclado subsecuente. 3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el cual el medio de enfriamiento es posicionado entre el primer dispositivo de mezcldo y el subsecuente dispositivo de mezclado. 4. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual suficiente agente neutralizante inicial para neutralizar 30-70% en peso, más preferiblemente 35-65% en peso del precursor ácido de surfactante aniónico, es alimentado al primer dispositivo de mezclado. 5. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el tiempo de neutralización es menor que 5 minutos, de preferencia menor que 3 minutos. 6. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedene, en el cual la temperatura del componente líq uido inicial y la corriente de proceso es mantenida por debajo de 1 20°C, de preferencia por debajo de 1 1 0°C, más preferiblemente por debajo de 1 00°C, y aún más preferiblemente por debajo de 95°C durante el proceso. 7. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el agente neutralizante inicial y/o adicional , es una sal inorgánica alcalina soluble en agua. 8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la sal inorgánica alcalina soluble en agua es hidróxido de sodio o carbonato de sodio. 9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual el hidróxido de sodio es alimentado en el proceso como una solución acuosa al 40 hasta 60% en peso. 10. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el precursor ácido de surfactante aniónico es un ácido sulfónico de benceno de alquilo lineal (LAS) . 1 1 . Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el componente líq uido inicial comprende un surfactante no iónico. 12. Un proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual el componente líquido inicial comprende un estructurante.