DE4304062A1 - Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten - Google Patents

Description

"Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überführung flüssiger bis pastö­ ser Zubereitungsformen wasch- und reinigungsaktiver Tensidverbindungen in lagerstabile und staubfreie Granulate mit erhöhtem Schüttgewicht.

Tensidgranulate können beispielsweise durch konventionelle Trocknungs­ technik von tensidhaltigen Lösungen und Pasten, insbesondere im Sprühturm, hergestellt werden. So wird beispielsweise in der europäischen Patentan­ meldung 319 819 ein Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten durch Sprühtrocknung offenbart, wobei eine Sulfonsäure und eine hochkonzen­ trierte wäßrige Natronlauge getrennt mit einem gasförmigen Medium beauf­ schlagt, anschließend in stöchiometrischen Mengen zusammengeführt, in ei­ ner Mehrstoffdüse neutralisiert und bei einem hohem Treibgasdruck im Trocknungsturm versprüht wird. Die erhaltenen Produkte sind fest oder pastenförmig, wobei feste Produkte zumeist relativ staubig sind, einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt und ein geringes Schüttgewicht besit­ zen.

Eine Alternative zur Sprühtrocknung tensidischer Pasten stellt die Granu­ lierung dar. So beschreibt die europäische Patentanmeldung EP 403 148 ein Verfahren zur Herstellung von Fettalkoholsulfat-Granulaten, die in kaltem Wasser dispergierbar sind. Dabei wird eine hochkonzentrierte wäßrige Fettalkoholsulfat-Paste, die weniger als 14 Gew. -% Wasser und weniger als 20 Gew. -% weitere Zusätze enthält, bei Temperaturen zwischen 10 und 45°C solange mechanisch bearbeitet, bis Granulate entstehen. Auf diese Weise werden zwar Fettalkoholsulfat-Granulate erhalten, die bereits bei Wasch­ temperaturen zwischen 4 und 30°C dispergiert werden; die einzuhaltende Verfahrenstemperatur und der relativ geringe maximale Wassergehalt der Tensidpaste stellen jedoch kritische Verfahrensparameter dar. Außerdem ist nicht offenbart, welche Schüttgewichte die nach diesem Verfahren herge­ stellten Granulate aufweisen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 112 ist ein Verfahren zur Herstellung von Fettalkoholsulfat- und/oder Alkylbenzolsulfonat-Granulaten bekannt, wobei die Neutralisierung der Aniontenside in Säureform zu einer Paste mit maximal 12 Gew.-% Wasser unter Zugabe von Hilfsstoffen wie Polyethylenglykolen, ethoxylierten Alkoholen oder Alkylphenolen, welche einen Schmelzpunkt oberhalb 48°C aufweisen, und die Granulierung in einem schnellaufenden Mischer erfolgt. Wiederum stellt die einzuhaltende Was­ sermenge einen kritischen Verfahrensparameter dar. Außerdem ist nicht of­ fenbart, welche Schüttgewichte die nach diesem Verfahren erhaltenen Tensidgranulate aufweisen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 402 111 ist ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht zwischen 500 und 1200 g/l bekannt, wobei eine Tensid- Zubereitungsform, die als Flüssigkomponente Wasser enthält und zusätzlich organische Polymere und Buildersubstanzen enthalten kann, mit einem fein­ teiligen Feststoff versetzt und in einem Hochgeschwindigkeitsmischer gra­ nuliert wird. Auch hier stellt der Wassergehalt der Tensidpaste einen kritischen Verfahrensparameter dar. Wenn der Wassergehalt der Tensid-Paste zu hoch ist, wird der Feststoff dispergiert, so daß er nicht mehr als Deagglomerierungsagens wirken kann. Überschreitet der Feststoffgehalt an­ dererseits einen bestimmten Wert, so besitzt die Masse nicht die für die Granulation notwendige Konsistenz.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 27 323.0 wird ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 500 g/l durch Granulie­ rung einer Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssig­ komponente aufweist, beschrieben, wobei eine Tensid-Zubereitungsform, die unter Normaldruck bei Temperaturen zwischen 20 und 40°C in flüssiger bis pastöser Form vorliegt, gewünschtenfalls unter Zumischung eines anorga­ nischen oder organischen Feststoffes granuliert und gleichzeitig getrock­ net wird. Diese Granulierung und gleichzeitige Trocknung findet vorzugsweise in einer Wirbelschicht (Wirbelschichtgranulierung) statt. Die eingesetzte Tensid-Zubereitungsform enthält außer den Tensiden auch eine nicht-tensidische Flüssigkomponente, die bevorzugterweise Wasser oder eine wäßrige Lösung darstellt. In diesem Verfahren stellt im Gegensatz zum ge­ nannten Stand der Technik der Gehalt an einer nicht-tensidischen Flüssig­ komponente keinen kritischen Verfahrensparameter dar. Im Gegenteil, aniontensidhaltige Zubereitungsformen werden üblicherweise durch Neutra­ lisation der Aniontenside in ihrer Säureform mit konzentrierten wäßrigen alkalischen Lösungen hergestellt. Damit eine derartige Zubereitungsform jedoch bei 20 bis 40°C in flüssiger bis pastöser Form vorliegt, muß die Mischung im allgemeinen mit Wasser verdünnt werden. Dabei ist der hohe Energieverbrauch, der zum Entfernen des Wassers benötigt wird, jedoch als nachteilig anzusehen.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, das genannte Verfahren der Granulierung und gleichzeitigen Trocknung dahingehend weiterzuentwickeln, daß der benötigte Energieaufwand zur Trocknung reduziert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 500 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, wobei die aniontensidische Tensid-Zubereitungsform derart hergestellt wird, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder eine Mischung, welche ein oder meh­ rere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, sowie eine wäßrige alka­ lische Lösung getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, an­ schließend in nahezu stöchiometrischen Mengen getrennt oder zusammenge­ führt bei einem hohen Treibgasdruck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die anschließende Granulierung gewünschtenfalls unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und unter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt wird.

Die Herstellung der aniontensidischen Tensid-Zubereitungsform kann erfin­ dungsgemäß entweder direkt nach dem Einbringen der einzelnen Reaktanten­ ströme in den Granulier- und Trocknungsraum oder bereits vorher erfolgen. Dabei ist im letzteren Fall zu beachten, daß der Abstand des Ortes der Zusammenführung der gasbeaufschlagten Reaktantenströme von der Sprühein­ richtung zwar von den Verfahrensbedingungen und den eingesetzten Stoffsy­ stemen abhängig ist, vorzugsweise aber möglichst klein gehalten wird, um ein Verstopfen der Düse aufgrund zu früh einsetzender Neutralisationsre­ aktionen zu vermeiden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher das Aniontensid in seiner Säureform oder die Mischung, die ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, mit einem gasför­ migen Medium beaufschlagt und über eine Mehrstoff-Düse, beispielsweise über eine 2-Stoff-Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht. Ebenso wird eine wäßrige alkalische Lösung mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt und gleichzeitig mit dem Aniontensid in seiner Säureform oder der Mischung, welche ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, in nahezu stöchiometrischen Mengen über eine weitere Mehrstoff- Düse in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht. In diesem Fall findet die Neutralisation und damit die Herstellung der Aniontenside direkt in dem Granulier- und Trocknungsraum statt. Im Rahmen dieser Erfindung be­ deuten "nahezu stöchiometrische Mengen", daß das Verhältnis der Anzahl saurer Gruppen zu alkalischen Gruppen vorzugsweise im Bereich von 1,1 : 1 bis 0,8 : 1 und insbesondere von 1 : 1 bis 0,9 : 1 liegt.

In einer weiteren und insbesondere bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung allerdings vor, daß die getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagten sauren und alkalischen Reaktantenströme über eine einzige Mehrstoff-Düse, beispielsweise über eine 3-Stoff-Düse, zusammengeführt und in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden. In diesem Fall er­ folgt die Neutralisation im wesentlichen Umfang in der Düse bzw. direkt beim Austritt aus der Düse. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die zusammengeführten sauren und alkalischen Reaktantenströme über mehrere Mehrstoff-Düsen in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn Produkte aus verschiedenartigen Aniontensiden hergestellt und somit verschiedenartige, zusammengeführte saure und alkalische Reaktantenströme versprüht werden sollen.

In der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden die Ausgangsstoffe beispielsweise unter Verwendung von Kolbenpumpen nahezu stöchiometrisch dosiert in eine bzw. zwei nicht weiter modifizierte handelsübliche Düse(n) bzw. ein oder zwei Sprührohr(e) eingebracht. Un­ mittelbar vor der Düse erfolgt das Zumischen des gasförmigen Mediums (Treibgas). Im Falle des Versprühens der zusammengeführten Reaktanten­ ströme bedeutet dies, daß das Zumischen des gasförmigen Mediums in die Reaktantenströme vor deren Zusammentreffen vor bzw. in der Düse erfolgt. Weitere technische Einzelheiten zur Durchführung des Verfahrens, bei­ spielsweise bezüglich der Steuerung der Reaktionstemperatur, der Strö­ mungsgeschwindigkeit der Reaktantenströme oder des Drucks, bei dem das Reaktionsgemisch in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht wird, können der europäischen Patentanmeldung 319 819 entnommen werden.

Als Aniontenside in ihrer Säureform können Carbonsäuren, Schwefelsäure­ halbester und Sulfonsäuren, vorzugsweise Fettsäuren, Alkylarylsulfonsäu­ ren, α-Sulfofettsäureester sowie die Schwefelsäurehalbester von ggf. alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen und/oder der Sul­ fobernsteinsäure eingesetzt werden. Im weitesten Sinne können auch Fett­ säureester, insbesondere Fettsäuremethylester, eingesetzt werden, wobei in diesem Fall keine Neutralisationsreaktion, sondern eine Verseifung der Estergruppe durchgeführt wird.

Als Aniontenside in ihrer Säureform eignet sich daher insbesondere ent­ weder ein anionisches Tensid in seiner Säureform oder ein Gemisch aus der Gruppe der anionischen Tenside in ihrer Säureform, gegebenenfalls in Kom­ bination mit nichtionischen, amphoteren und/oder kationischen Tensiden. Bevorzugte Aniontenside in ihrer Säureform sind C₈-C₂₂-Alkylsulfonsäuren, C₉-C₁₃-Alkylbenzolsulfonsäuren, meist Dodecylbenzolsulfonsäure genannt, und α-Sulfofettsäuremethylester in ihrer Säureform. Besonders bevorzugte Alkylsulfonsäuren sind die Schwefelsäuremonoester aus primären Alkoholen natürlichen und synthetischen Ursprungs, insbesondere aus Fettalkoholen, z. B. aus Kokosfettalkoholen, Talgfettalkoholen, Oleylalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl- oder Stearylalkohol, oder den C₁₀-C₂₀-Oxoalkoholen, und diejenigen sekundärer Alkohole dieser Kettenlänge. Auch die Schwefel­ säuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C₉-C₁₁-Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylen­ oxid sind geeignet. Insbesondere werden nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren Ester von α-Sulfofettsäuren (Estersulfonsäuren), die durch α- Sulfonierung der Methylester von Fettsäuren pflanzlichen und/oder tie­ rischen Ursprungs mit 10 bis 20 C-Atomen im Fettsäuremolekül, zum Beispiel die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Talgfettsäuren, sowie die durch die Esterspaltung erhältlichen α- Sulfofettsäuren (Disäuren) eingesetzt. Auch der Einsatz von Mischungen der Mono-Säuren und Di-Säuren mit weiteren Aniontensiden in ihrer Säureform, beispielsweise mit Alkylbenzolsulfonsäuren und/oder Fettalkylsulfonsäuren, ist bevorzugt.

Geeignet sind auch Alkansulfonsäuren, die aus C₁₂-C₁₈-Alkanen durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation erhältlich sind.

Bevorzugt eingesetzte nichtionische Tenside leiten sich von flüssigen alkoxylierten, vorteilhafterweise ethoxylierten, insbesondere primären Al­ koholen mit vorzugsweise 9 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol ab, in denen der Alkoholrest linear oder in 2-Stellung methylverzweigt sein kann, bzw. lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkohol­ resten vorliegen. Insbesondere sind jedoch lineare Reste aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C-Atomen bevorzugt, wie z. B. aus Kokos-, Talgfett- oder Oleylalkohol. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung (narrow range ethoxylates, nre) auf. Insbesondere sind Alkoholethoxylate bevorzugt, die durchschnittlich 2 bis 8 Ethylenoxidgruppen aufweisen. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C₉-C₁₁-Oxoalkohol mit 7 EO, C₁₃-C₁₅-Oxoalkohol mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und insbesondere C₁₂-C₁₄-Alkohol mit 3 EO oder 4 EO, C₁₂-C₁₈-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C₁₂-C₁₄-Alkohol mit 3 EO und C₁₂-C₁₈-Alkohol mit 5 EO. Weiterhin können als nichtionische Tenside Alkylglykoside der allgemeinen Formel R-O-(G)x, in der R einen primären geradkettigen oder in 2-Stellung methylverzweigten aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet, G ein Symbol ist, das für eine Glykose-Einheit mit 5 oder 6 C-Atomen steht, und der Oligomerisierungsgrad x zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 2 liegt und insbesondere deutlich kleiner als 1,4 ist.

Als weitere Bestandteile kann die Tensid-Zubereitungsform Zusatzstoffe, die vorzugsweise Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln sind, enthalten. Insbesondere werden im erfindungsgemäßen Verfahren Tensid- Zubereitungen eingesetzt, die Zusatzstoffe in Mengen von 0,001 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tensid-Zubereitungsform, enthalten. Besonders be­ vorzugte Zusatzstoffe sind Farbstoffe, Schauminhibitoren, Bleichmittel und/oder die Löslichkeit verbessernde Bestandteile.

Geeignete Farbstoffe sind temperaturstabile Farbstoffe, vorzugsweise Pig­ mentfarbstoffe, die vorteilhafterweise in Mengen von 0,001 bis 0,5 Gew. -%, bezogen auf die Tensid-Zubereitungsform, eingesetzt werden.

Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise Seifen natürlicher und synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C₁₈-C₂₄-Fettsäuren auf­ weisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind Organopolysil­ oxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls silanierter Kie­ selsäure, Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit silanierter Kieselsäure oder Bistearylethylendiamid. Auch von C₁₂-C₂₀-Al­ kylaminen und C₂-C₆-Dicarbonsäuren abgeleitete Bisacylamide sind brauch­ bar. Mit Vorteil werden auch Gemische verschiedener Schauminhibitoren verwendet, z. B. solche aus Silikonen und Paraffinen oder Wachsen. Vor­ zugsweise sind die Schauminhibitoren an eine granulare, in Wasser lösliche bzw. dispergierbare Trägersubstanz gebunden. Der Gehalt der Tensid-Zube­ reitungsform an Schauminhibitoren beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,5 Gew. -%.

Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H₂O₂ liefernden Verbin­ dungen haben das Natriumperborat-tetrahydrat und das Natriumperborat­ monohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Peroxycarbonat, Peroxypyrophosphate, Citratperhydrate, Peroxophthalate, Diperazelainsäure oder Diperdodecandisäure. Insbesondere ist es auch bevorzugt, in Tensid-Zubereitungsformen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, Wasserstoffperoxid als Bleichmittel einzusetzen. Der Gehalt der Tensid-Zubereitungsform an Bleichmittel beträgt vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-%, insbesondere beträgt der Gehalt an Wasserstoffperoxid 0,5 bis 5 Gew.-%.

Zu den Bestandteilen, welche die Löslichkeit verbessern, gehören flüssige, pastöse und feste Verbindungen, die in den übrigen Bestandteilen der Ten­ sid-Zubereitungsform löslich oder dispergierbar sind. Vorzugsweise werden als die Löslichkeit verbessernde Bestandteile Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 20 000 und hochethoxylierte Fett­ alkohole mit 14 bis 80 Ethylenoxidgruppen pro Mol Alkohol, insbesondere C₁₂-C₁₈-Fettalkohole mit 20 bis 60 Ethylenoxidgruppen, beispielsweise Talgfettalkohol mit 30 EO oder 40 EO eingesetzt. Dabei ist der Einsatz von Polyethylenglykolen mit einer relativen Molekülmasse zwischen 200 und 600 besonders bevorzugt. Diese Polyethylenglykole werden vorteilhafterweise als separater Bestandteil der nicht-tensidischen Flüssigkomponente einge­ setzt. Der Gehalt der Tensid-Zubereitungsform an diesen die Löslichkeit der fertigen Granulate verbessernden Bestandteilen beträgt vorzugsweise 1 bis 15 Gew. -% und insbesondere 2 bis 10 Gew.-%.

Die Neutralisations- bzw. Verseifungsreaktion wird vorzugsweise mit kon­ zentrierten wäßrigen alkalischen Lösungen, beispielsweise Lösungen von Hydroxiden, Carbonaten oder Hypochloriten des Natriums oder Kaliums, ins­ besondere mit einer konzentrierten wäßrigen Natronlauge und/oder Kalilauge durchgeführt, wobei Konzentrationen um 45 bis 55 Gew.-% besonders bevor­ zugt sind. Ein weiteres Verdünnen der Reaktantenströme mit Wasser ist nicht erforderlich, so daß das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem in der älteren deutschen Patentanmeldung P 41 27 323.0 beschriebenen Verfah­ ren den Vorteil besitzt, daß geringere Wassermengen im Granulier- und Trocknungsraum entfernt werden müssen und der Energieverbrauch somit re­ duziert werden kann.

Als gasförmiges Medium (Treibgas) eignen sich insbesondere gegenüber dem Ausgangs- und Endstoffen inerte Gase wie Luft oder Stickstoff. Prinzipiell ist hierbei auch Wasserdampf geeignet, insbesondere wenn einer der Reak­ tantenströme oder die Reaktantenströme vor der Zusammenführung erwärmt werden soll(en).

Die versprühten Reaktantenströme werden nun gleichzeitig granuliert und getrocknet. Dabei wird unter "Trocknung" das teilweise oder vollständige Entfernen der nicht-tensidischen Flüssigkomponente verstanden. Falls ge­ wünscht, können Restwerte an freiem, das heißt nicht-gebundenem Wasser und Restmengen an Alkohol vorhanden sein, solange die fertigen Granulate rie­ selfähig und nicht klebend sind. Vorzugsweise wird jedoch ein Gehalt an freiem Wasser von 10 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 7 Gew.-%, jeweils bezogen auf die fertigen Granulate, nicht überschritten.

Die Herstellung der Tensidgranulate kann - wie dies ausführlich in der älteren deutschen Patentanmeldung P 41 27 323.0 beschrieben ist - in allen Vorrichtungen erfolgen, in denen eine Granulierung unter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt werden kann. Beispiele hierfür sind beheizbare Mischer und Granulatoren, insbesondere Granulatoren vom Typ Turbo dryer ® (Vorrichtung der Firma Vomm, Italien). In einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform sieht die Erfindung jedoch vor, daß die Kombination dieser bei­ den Verfahrensschritte in einer batchweise oder kontinuierlich laufenden Wirbelschicht durchgeführt wird. Es ist insbesondere bevorzugt, das Ver­ fahren kontinuierlich in der Wirbelschicht durchzuführen. Dabei ist es auch möglich, einen Bestandteil der nicht-tensidischen Flüssigkomponente, welcher nicht in die Tensid-Zubereitungsform eingearbeitet wurde, gleich­ zeitig und separat zuzusetzen. Die Düse bzw. die Düsen und die Sprührich­ tung der zu versprühenden Produkte können beliebig angeordnet sein. Be­ vorzugt eingesetzte Wirbelschicht-Apparate besitzen Bodenplatten mit Ab­ messungen von mindestens 0,4 m. Insbesondere sind Wirbelschicht-Apparate bevorzugt, die eine Bodenplatte mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 5 m, beispielsweise 1,5 m oder 2,6 m, besitzen. Es sind jedoch auch Wirbel­ schicht-Apparate geeignet, die eine Bodenplatte mit einem größeren Durch­ messer als 5 m aufweisen. Als Bodenplatte wird vorzugsweise eine Lochbo­ denplatte oder eine Conidurplatte (Handelsprodukt der Firma Hein & Leh­ mann, Bundesrepublik Deutschland) eingesetzt. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Wirbelluftgeschwindigkeiten zwischen 1 und 8 m/s und insbesondere zwischen 1,5 und 5,5 m/s durchgeführt. Der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht erfolgt vorteilhafterweise über eine Größenklassierung der Granulate. Diese Klassierung kann beispielsweise mittels einer Siebvorrichtung oder durch einen entgegengeführten Luftstrom (Sichterluft) erfolgen, der so reguliert wird, daß erst Teilchen ab einem bestimmten Teilchengröße aus der Wirbelschicht entfernt und kleinere Teilchen in der Wirbelschicht zurückgehalten werden. Somit setzt sich die einströmende Luft aus der Sichterluft und der Bodenluft zusammen, wobei beide entweder beheizt oder unbeheizt bzw. eine beheizt und die andere unbeheizt sein können. In Ausnahmefällen kann auch eine gekühlte Bodenluft eingesetzt werden. Die Bodenlufttemperatur liegt dabei im allgemeinen zwischen - 20 und 400°C, vorzugsweise zwischen 35 und 350°C und insbe­ sondere zwischen 35 und 120°C. In einer besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform beträgt die Temperatur der Wirbelluft etwa 5 cm oberhalb der Bodenplatte 10 bis 120°C, vorzugsweise 20 bis 90°C und insbesondere 30 bis 85°C. Die Luftaustrittstemperatur ergibt sich zwangsläufig aus den Reaktionsbedingungen. Bei dem bevorzugt durchgeführten Verfahren in der Wirbelschicht ist es notwendig, daß zu Beginn des Verfahrens eine Start­ masse vorhanden ist, die als anfänglicher Träger für die eingesprühte Tensid-Zubereitungsform dient. Als Startmasse eignen sich vor allem In­ haltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, insbesondere solche, die auch als Feststoffe in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können und die eine Korngrößenverteilung aufweisen, welche in etwa der Korngrößenverteilung der fertigen Granulate entspricht. Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, als Startmasse Tensidgranulate einzusetzen, die be­ reits bei einem vorangegangenen Verfahrensablauf erhalten wurden.

In der Wirbelschicht verdampfen die Bestandteile der nicht-tensidischen Flüssigkomponente teilweise oder vollständig. Es entstehen angetrocknete bis getrocknete Keime, die mit weiteren Mengen eingebrachter Tensid-Zube­ reitungsform umhüllt, granuliert und wiederum gleichzeitig getrocknet werden.

Eine besonders wichtige Ausführungsform sieht dabei vor, daß die Tensid Zubereitungsform unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe granuliert und gleichzeitig getrocknet wird, wobei der bzw. die Feststoff(e) pneumatisch über Blasleitungen eingestäubt wer­ den kann bzw. können. Dieser Feststoff, der als Träger für die Tensid-Zu­ bereitungsform dient, besteht dabei vorzugsweise aus Inhaltsstoffen von Wasch- und Reinigungsmitteln. Geeignete Feststoffe sind beispielsweise auch Tenside bzw. Tensid-Gemische, die durch Granulierung, durch Sprüh­ trocknung oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und recyclisiert werden. Insbesondere ist der Einsatz von sprühgetrockneten und/oder nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Tensidgranulaten bevorzugt. Mit Vorteil können als Feststoffe - alternativ zur Einarbeitung in die Tensid-Zubereitungsform - auch hochethoxylierte Fettalkohole mit beispielsweise 20 bis 80 EO, vorzugsweise 20 bis 60 EO und insbesondere Talgfettalkohol mit 30 oder 40 EO, eingesetzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden als Feststoffe nicht-tensidische Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, vor­ zugsweise ein oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der Alkalicarbonate, Alkalisulfate, kristallinen und amorphen Alkalisilikate und Schichtsilikate sowie Zeolith, insbesondere Zeolith NaA in Waschmit­ telqualität, Salzen der Citronensäure oder anderer Polycarbonsäuren, festen Peroxybleichmittel und gegebenenfalls Bleichaktivatoren und festen Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse größer oder gleich 2 000, insbesondere zwischen 4000 und 20 000, eingesetzt.

Vorzugsweise werden als Feststoffe feinteilige Materialien eingesetzt, die entweder bereits in diesem Zustand direkt hergestellt werden, käuflich erwerblich sind oder durch übliche Zerkleinerungsmethoden, beispielsweise durch das Mahlen mit üblichen Mühlen, in diesen feinteiligen Zustand überführt werden.

Bevorzugte Feststoffe besitzen beispielsweise nicht mehr als 5 Gew-% an Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb 2 mm und vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-% an Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb 1,6 mm. Insbeson­ dere sind Feststoffe bevorzugt, die zu mindestens 90 Gew.-% aus Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb von 1,0 mm bestehen. Beispiele hierfür sind Alkalicarbonate mit mehr als 90 Gew.-% an Teilchen mit einem Durch­ messer kleiner oder gleich 0,5 mm und Zeolith NaA-Pulver in Waschmittel­ qualität, welcher zu mindestens 90 Gew.-% Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb 0,03 mm enthält. Mit besonderem Vorteil werden die zugesetzten Feststoffe in Mengen von 10 bis 50 Gew. -% und insbesondere von 20 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus Tensid-Zubereitungsform und Feststoff, eingesetzt.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Tensidgranulate beansprucht, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind. Bevorzugte Tensidgranulate weisen einen Gehalt von 10 bis 100 Gew. -%, insbesondere von 30 bis 90 Gew.-% und mit besonderem Vorteil zwischen 40 und 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fertige Granulat, an Tensiden auf. Reine Tensid­ granulate werden erhalten, wenn die nicht-tensidische Flüssigkomponente vollständig verdampft und das Granulat somit vollständig getrocknet wird und der gegebenenfalls zugesetzte Feststoff aus einem reinen Tensidmate­ rial besteht. In diesem Fall werden vorzugsweise Tensidgranulate, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und nun als Feststoff in dem erfindungsgemäßen Verfahren dienen, gegebenenfalls auf die ge­ wünschte Korngrößenverteilung zerkleinert und recyclisiert. Der Gehalt der Granulate an Tensiden ist dabei auf jeden der gewünschten Werte einstell­ bar.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Tensidgranulate weisen vorzugsweise ein Schüttgewicht zwischen 550 und 1000 g/l, insbesondere zwischen 550 und 850 g/l, auf und sind staubfrei, d. h. sie enthalten ins­ besondere keine Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 50 µm. Anson­ sten entspricht die Korngrößenverteilung der Tensidgranulate der üblichen Korngrößenverteilung eines schweren Wasch- und Reinigungsmittels des Standes der Technik. Insbesondere besitzen die Tensidgranulate eine Korn­ größenverteilung, bei der maximal 5 Gew.-%, vorzugsweise maximal 3 Gew.-% der Teilchen einen Durchmesser oberhalb 2,5 mm und maximal 5 Gew.-%, mit besonderem Vorteil maximal 3 Gew.-% der Teilchen einen Durchmesser unter­ halb 0,1 mm aufweisen. Die Tensidgranulate zeichnen sich durch ihre Hell­ farbigkeit und durch ihre Rieselfähigkeit aus. Dabei ist eine weitere Maßnahme zur Verhinderung des Verklebens der erfindungsgemäß hergestellten Tensidgranulate nicht erforderlich. Falls gewünscht, kann jedoch ein Ver­ fahrensschritt nachgeschaltet werden, wobei die Tensidgranulate zwecks weiterer Erhöhung des Schüttgewichts in bekannter Weise mit feinteiligen Materialien, beispielsweise mit Zeolith NaA, Soda, abgepudert werden. Be­ vorzugte Tensidgranulate besitzen eine derart regelmäßige, insbesondere angenähert kugelförmige Struktur, daß ein Verrundungsschritt in der Regel nicht notwendig und daher auch nicht bevorzugt ist.

Beispiele

In den Beispielen 1 bis 3 wurden analog zur Offenbarung der EP 319 819 ABSS (C₁₂-Alkylbenzolsulfonsäure; Beispiel 1) und FASS (Schwefelsäure­ halbester von C₁₂-C₁₄-Fettalkohol; Beispiele 2 und 3) über eine Mehr­ stoffdüse mit NaOH (50 Gew.-%ige Natronlauge) sprühneutralisiert (Treib­ gas: Stickstoff) und direkt in einer Anlage zur Granuliertrocknung (AGT) der Firma Glatt, Bundesrepublik Deutschland, zusammen mit einem Feststoff granuliert und gleichzeitig getrocknet. Als Startmasse wurde jeweils ein Tensidgranulat eingesetzt, das bei einem vorangegangenen Ansatz (unter denselben Verfahrensbedingungen) gewonnen worden war und in etwa dieselbe Zusammensetzung besaß wie die fertigen Granulate der Beispiele 1 und 2. Die Verfahrensbedingungen können der Tabelle 1 entnommen werden.

Als Feststoff wurde Soda (Natriumcarbonat mit einem Schüttgewicht von 620 g/l; Handelsprodukt der Firma Matthes & Weber, Bundesrepublik Deutschland) eingesetzt.

In beiden Beispielen wurden staubfreie und nicht klebende Granulate mit hohen Tensidanteilen erhalten (siehe Tabelle 2). Der Anteil der Granulate mit einer Korngröße oberhalb 2,5 mm lag in allen Beispielen unter 5 Gew. -%.

Tabelle I

Verfahrensparameter

Tabelle 2

Kenndaten der Produkte

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 500 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die aniontensidische Tensid-Zu­ bereitungsform derart hergestellt wird, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder eine Mischung, welche ein oder mehrere Aniontenside in ihrer Säureform enthält, sowie eine wäßrige alkalische Lösung getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, anschließend in nahezu stöchiometrischen Mengen getrennt oder zusammengeführt bei einem hohen Treibgasdruck in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden und die anschließende Granulierung gewünschtenfalls unter Zumischung eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Feststoffe und un­ ter gleichzeitiger Trocknung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt mit einem gasförmigen Medium beaufschlagten Reaktantenströme in nahezu stöchiometrischen Mengen zusammengeführt über eine oder mehrere Mehr­ stoff-Düsen in den Granulier- und Trocknungsraum versprüht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aniontensid in seiner Säureform oder die Mischung, die ein oder mehrere Anionten­ side in ihrer Säureform enthält, mit einem gasförmigen Medium beauf­ schlagt und über eine Mehrstoff-Düse in den Granulier- und Trock­ nungsraum versprüht wird, während gleichzeitig eine wäßrige, mit einem gasförmigen Medium beaufschlagte alkalische Lösung in nahezu stöchiometrischen Mengen über eine weitere Mehrstoff-Düse in den Gra­ nulier- und Trocknungsraum versprüht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der sauren Gruppen zu den alkalischen Gruppen im Bereich von 1,1 : 1 bis 0,8 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 0,9 : 1 liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fettsäuren, Alkylarylsulfonsäuren wie C₉-C₁₃-Alkylbenzolsulfonsäu­ re, α-Sulfofettsäureester sowie die Schwefelsäurehalbester von ggf. alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen und/oder der Sulfobernsteinsäure eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aniontensid in seiner Säureform oder ein Gemisch aus der Gruppe der Aniontenside in ihrer Säureform in Kombination mit nicht­ ionischen, amphoteren und/oder kationischen Tensiden eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibgas Luft, Stickstoff oder Wasserdampf eingesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulierung und gleichzeitige Trocknung in der Wirbelschicht batchweise oder kontinuierlich, vorzugsweise kontinuierlich durchge­ führt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag der Granulate aus der Wirbelschicht über eine Größen­ klassierung der Granulate erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenlufttemperatur zwischen -20 und 400°C, vorzugsweise zwischen 35 und 350°C und insbesondere zwischen 35 und 120°C, die Temperatur der Wirbelluft etwa 5 cm oberhalb der Bodenplatte zwischen 10 und 120°C, vorzugsweise zwischen 65 und 20°C und insbesondere zwischen 30 und 85°C liegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffe nicht-tensidische Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln, vorzugsweise ein oder mehrere Bestandteile aus der Gruppe der Alkalicarbonate, Alkalisulfate, kristallinen und amorphen Alkalisilikate und Schichtsilikate sowie Zeolith, Salzen der Citronensäure oder anderer Polycarbonsäuren, festen Peroxybleichmittel und gegebenenfalls Bleichaktivatoren und festen Polyethylenglykole mit einer relativen Molekülmasse größer oder gleich 2000, insbesondere zwischen 4000 und 20 000, eingesetzt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzten Feststoffe in einer Menge von 10 bis 50 Gew. -% und insbesondere von 20 bis -5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Summe aus Tensid-Zubereitungsform und Feststoff, eingesetzt werden.

13. Tensidgranulat, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 bis 100 Gew. -%, vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-% und insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das fertige Granulat, an Tensiden enthält.

14. Tensidgranulat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Schüttgewicht zwischen 500 und 1000 g/l, insbesondere zwischen 550 und 850 g/l und keine Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 50 µm aufweist.