EP0859048A2 - Verfahren zur Herstellung von Tensidgranulaten - Google Patents

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EP0859048A2
EP0859048A2 EP98100768A EP98100768A EP0859048A2 EP 0859048 A2 EP0859048 A2 EP 0859048A2 EP 98100768 A EP98100768 A EP 98100768A EP 98100768 A EP98100768 A EP 98100768A EP 0859048 A2 EP0859048 A2 EP 0859048A2
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EP
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weight
granules
surfactant
active
cleaning
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Georg Dr. Assmann
Hans-Friedrich Kruse
Volker Dr. Bauer
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Henkel AG and Co KGaA
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Henkel AG and Co KGaA
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    • C11D3/2086—Hydroxy carboxylic acids-salts thereof

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of concentrated surfactant granules Active substance content of more than 45 wt .-%, based on the granules, which a low hygroscopicity, a significantly improved silage capacity and an increased Have bulk density.
  • Granulation is an alternative to spray drying surfactant pastes describes EP-B-0 603 207 (Henkel) a process for the production of washing and cleaning active Surfactant granules with a bulk density above 500 g / l by simultaneous Granulation and drying in all devices where there is granulation can be carried out with simultaneous drying.
  • a surfactant preparation form which is a non-surfactant liquid component (usually water) has, if desired granulated with the addition of a solid component and dried at the same time.
  • the simultaneous spraying also provides of active substance and carrier component solution through one and the same nozzle here is a possible but not a mandatory process parameter.
  • the object of the invention was to provide a method for producing heavy, free-flowing, to provide highly concentrated surfactant granules with bulk densities above 600 g / l, the granules obtained have advantages in terms of ensiling ability and Show hygroscopicity.
  • the process according to the invention has the advantage that the resulting grain is conditional due to the inclusion of surfactant phases in phases of the carrier material, an increased mechanical Stability and an extremely reduced water absorption during storage.
  • the granules obtained by the process according to the invention are accordingly very easy to pour and ensilage and stick together due to their low tendency to absorb water.
  • the product is a carrier paste in the granulating unit even at low surfactant concentrations sticky and cakes on drying, adding the products are hygroscopic and stick in the course of heavy water absorption.
  • the solutions of the active substance and the carrier substance are carried out according to the invention one and the same nozzle atomized.
  • the solutions can only be in the nozzle with each other mixed, i.e. supplied to the nozzle via separate storage containers and feed lines but also a mixture of both solutions from a single storage container can be injected through a nozzle.
  • the non-surfactant solvent which may contain one or more components, has a boiling point or boiling range preferably below normal pressure 250 ° C and especially below 200 ° C. With particular advantage, it contains components which boil between 60 and 180 ° C at normal pressure.
  • Organic constituents of the non-surfactant solvent are preferably mono- and / or polyfunctional alcohols, for example methanol, ethanol, propanol, Isopropanol, butanol, secondary and tertiary butanol, pentanol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, Glycerin or mixtures of these are used.
  • an inorganic component of the non-surfactant Solvent water optionally together with organic components such as ethanol, 1,2-propanediol or glycerin.
  • the share is of the water preferably 25 to 80 wt .-%, based on the total amount of non-surfactant solvent.
  • the solutions of surfactants and carrier materials in Non-surfactant solvents can be used in a wide range of concentrations are taken into account, with only a viscosity that is still suitable for atomization got to.
  • the proportion of the non-surfactant is Solvent 30 to 70 wt .-% and in particular 45 to 60 wt .-%.
  • alkylbenzenesulfonates ABS
  • alkylpolyglycosides APG
  • surfactants Either alkylbenzenesulfonates (ABS) or alkylpolyglycosides (APG) or mixtures of these are used as surfactants.
  • Advantageously used alkylbenzenesulfonates have a chain length of 9 to 13 carbon atoms, but almost pure C 12 -alkylbenzenesulfonate can also be used with preference.
  • the alkyl or alkenylglycosides have the general formula RO- (G) x , in which R is one primary, straight-chain or in the 2-position methyl branched aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18 carbon atoms, G is a symbol which represents a glucose unit having 5 or 6 carbon atoms, and the degree of oligomerization x between 1 and 10, preferably between 1 and 2 and in particular is significantly smaller than 1.4.
  • ABS and / or APG surfactants in addition to the ABS and / or APG surfactants also other anionic, nonionic, cationic or amphoteric surfactants can be used in combination with the former. While the process is mainly used to manufacture ABS and / or APG compounds suitable are additions of up to 20% by weight of other surfactants, based on the total amount of surfactant, possible without losing the advantages of the method according to the invention.
  • the carrier materials used in the process according to the invention can be inorganic and / or organic in nature.
  • they consist of amorphous alkali silicates of the formula (SiO 2 ) m (M 2 O) n1 (so-called water glasses) and / or crystalline layered silicates of the formula (SiO 2 ) m ((M 2 O) n2 (H 2 O ) x , where M is lithium, sodium or potassium, m and n1 are integers or fractional numbers greater than 0, n2 is 1 and x is 0 or integers from 1 to 20.
  • inorganic salts or organic polycarboxylates are used into consideration.
  • sodium carbonate is among the inorganic salts preferred, while as polycarboxylates preferably citric acid / citrates and / or Acrylic acid / maleic acid copolymers are used.
  • the detergent granules which are active in washing and cleaning, have, based on the finished granulate, Carrier material contents of 10 to 50 wt .-%. Because highly concentrated surfactant granules Preferred for economic reasons are carrier material contents from below 40, in particular below 30% by weight, is preferred. In addition to the so-called over-dried Water glasses can also be found in preferred embodiments of the invention Sodium carbonate, acrylic acid / maleic acid copolymers and trisodium citrate as carrier materials Use. Mixtures of the carrier substances are also preferred, in particular Carbonate / silicate mixtures as well as citrate / silicate mixtures.
  • the surfactant preparation form is granulated and dried, according to the invention
  • Process granulate particles are obtained in which the active substance is partially enclosed by the carrier. Under drying, this becomes partially or completely remove the non-surfactant solvent.
  • the non-surfactant solvent is preferably removed almost completely.
  • the preparation of the surfactant granules can be done in all devices take place in which a granulation under drying conditions can be carried out. Examples include heated mixers and granulators, especially high-speed ring mix dryers such as Turbo dryer® granulators (Device from Vomm, Italy). In a preferred embodiment, the Invention, however, that the combination of the two process steps in a batch or continuously running fluidized bed is carried out. It is special preferred to carry out the process continuously in the fluidized bed.
  • the surfactant preparation form is introduced into the fluidized bed from a common nozzle. The mixture of the two liquid to pasty components of the surfactant preparation form can be done beforehand or only in the nozzle.
  • Fluid bed apparatuses used have base plates with dimensions of at least 0.4 m.
  • fluidized bed apparatuses which have a base plate are preferred have a diameter between 0.4 and 5 m, for example 1.2 m or 2.5 m.
  • fluidized bed apparatuses are also suitable which have a base plate with a have a diameter greater than 5 m.
  • a perforated base plate is preferably used as the base plate or a Conidur plate (commercial product from Hein & Lehmann, Federal Republic Germany).
  • the method according to the invention is preferred at vortex air speeds between 1 and 8 m / s and in particular between 1.5 and 5.5 m / s performed.
  • the granules are discharged from the fluidized bed advantageously via a size classification of the granules.
  • This classification can for example with a screening device or through an opposed air flow (Classifier air), which is regulated so that only particles above a certain particle size removed from the fluidized bed and smaller particles retained in the fluidized bed will.
  • Classifier air which is regulated so that only particles above a certain particle size removed from the fluidized bed and smaller particles retained in the fluidized bed will.
  • the inflowing settles Air from the heated or unheated classifier air and the heated soil air together.
  • the soil air temperature is preferably between 80 and 400 ° C, in particular between 90 and 350 ° C.
  • the vortex air cools down due to heat loss and by the heat of vaporization of the components of the non-surfactant solvent from.
  • the temperature of the fluidizing air is about 5 cm above the base plate 60 to 120 ° C, preferably 65 to 90 ° C and especially 70 to 85 ° C.
  • the air outlet temperature is preferably between 60 and 120 ° C, especially below 100 ° C and with particular advantage between 70 and 85 ° C.
  • the evaporate Parts or all of the non-surfactant solvent, the dried-on to dry germs with additional amounts of surfactant preparation are encased in such a way that the carrier substance is the active substance envelops.
  • This special structure of the granulate, which can only be achieved by simultaneous injection Obtain active substance and carrier material solution through one and the same nozzle is the result of the evaporating non-surfactant solvent in the evaporation process
  • Backing material from the freshly condensed layer on the grain contributes and deposits on the surface of the grain upon evaporation.
  • a powdering agent preferably zeolite or sodium carbonate
  • these powdering agents reduce the amount of granulation the stickiness of the moist granules and thus promote turbulence and drying to the desired product.
  • this variant can be advantageous is, however, not absolutely necessary to carry out the invention.
  • the process according to the invention results in surfactant granules which dissolve easily in cold water without being hygroscopic.
  • the granules have high mechanical stability and thus excellent flow and silage properties. Leave with organic solvents that do not destroy the grain structure only small amounts of active substance dissolve from the uncrushed granules, while most of the active substance can be extracted from the ground granules is.
  • the washing and cleaning active produced by the inventive method Surfactant granules have bulk densities above 600 g / l. They are ideal as components suitable for the production of detergents and cleaning agents, preferred Detergents and cleaning agents which are produced by the process according to the invention detergent granules active in washing and cleaning in amounts of more than 10% by weight, in particular in amounts above 20 wt .-%, based on the total washing and Detergent included.
  • a bulk density according to the invention Process produced washing and cleaning active surfactant granules above of 700 g / l, in particular above 800 g / l, is preferred.
  • the process according to the invention can advantageously be active in washing and cleaning Surfactant granules are produced, the total surfactant content, based on the total granulate is more than 40% by weight.
  • Surfactant contents above 50% by weight and in particular above 60% by weight are preferred.
  • ABS alkylbenzenesulfonate
  • APG alkylpolyglycoside
  • the process is suitable for the production of highly concentrated surfactant granules and has particular advantages if the surfactants to be processed are sticky per se Are natural, as is the case with alkylbenzenesulfonates and alkylpolyglycosides.
  • the proportion of other surfactants is 20% by weight, based on the total surfactant content, does not exceed in the granules according to the invention.
  • composition [% by weight] E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 SECTION 45 - - - 60 50 - 61 APG - 67 80 50 - - 62 - silicate 21 22 17.5 10th 13 15 - - Sokalan CP5® - - - - - 33 - Sodium citrate - - - - - - - 14 sodium 28 - - 35 - - - - Zeolite - - - - 22 30th - 20th water 6 11 2.5 5 5 5 5 5 5
  • Sokalan CP5 ® is an acrylic acid-maleic acid copolymer from BASF
  • solubilities of E1 and E2 were determined by adding 5 g each of the agent to a 1 liter vessel containing 500 ml of demineralized water which was stirred by a propeller stirrer at 900 rpm. The conductivity was detected via a conductivity measuring cell and recorded on a recorder. The measurement was carried out until no increase was ascertainable. The time to reach the conductivity of the agent was set to 100%, the corresponding other dissolving times were calculated. Solubility test E1 E2 95% solved [min] 2.59 2.57 90% solved [min] 2.27 2.25 80% solved [min] 1.45 1.48 Residue after 1.5 min [% by weight] 2nd 5 Residue after 5 min [% by weight] 0 0 0
  • All compounds E1 to E8 produced according to the invention can be stored in the air without sticking or losing their free-flowing properties.
  • a comparison test between E5 and a commercially available comparable ABS compound with a bulk density of 400 g / l and an active substance content of 85% by weight gave the following values after 8 hours of storage (55% relative luminous humidity): Hygroscopicity (8-hour storage trial) E5 comparison Water absorption [% by weight] 5 20th Remarks free-flowing Bonding
  • ABS / APG compounds produced according to the invention are ideal additives suitable for detergents because they give the detergents improved solubility.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit Schüttgewichten oberhalb 600 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, wobei man Lösungen von Alkylbenzolsulfonat- und/oder Alkylpolyglycosid-Tensiden und Trägermaterialien in einem nicht-tensidischen Lösungsmittel gleichzeitig durch ein- und dieselbe Düse verdüst und trocknet. Hierbei findet während der Trocknung eine Trennung zwischen den beiden Flüssigkeiten statt, so daß die stark hygroskopische, klebrige Aktivsubstanz von der nicht klebrigen Trägersubstanz mindestens teilweise eingeschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung konzentrierter Tensidgranulate mit Aktivsubstanzgehalten von mehr als 45 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, welche eine geringe Hygroskopizität, eine deutlich verbesserte Silierfähigkeit und ein erhöhtes Schüttgewicht aufweisen.
Die wirtschaftliche Herstellung von hellfarbigen Tensidpulvern. insbesondere von Aniontensiden auf der Basis von Fettalkoholsulfaten (FAS) und Alkylbenzolsulfonaten (ABS), ist heute gesicherter Stand des technischen Wissens. Die entsprechenden Tensidsalze fallen dabei in wäßrigen Zubereitungsformen an, wobei Wassergehalte im Bereich von etwa 20 bis 80 Gew.-% und insbesondere von etwa 35 bis 60 Gew.-% einstellbar sind. Produkte dieser Art haben bei Raumtemperatur eine pastenförmige bis schneidfähige Beschaffenheit, wobei bei Raumtemperatur die Fließ- und Pumpfähigkeit solcher Pasten schon im Bereich von etwa 50 Gew.-% Aktivsubstanz eingeschränkt ist oder verlorengeht, so daß bei der Lagerung und der Weiterverarbeitung solcher Pasten, insbesondere bei ihrer Einarbeitung in Mischungen, beispielsweise in Wasch- und Reinigungsmittel, beträchtliche Probleme entstehen. Es ist dementsprechend ein altes Bedürfnis, Waschmitteltenside in trockener, insbesondere rieselfähiger Form zur Verfügung zu stellen. Tatsächlich gelingt es auch, durch die konventionelle Trocknungstechnik, insbesondere im Sprühturm, rieselfähige Tensidpulver, beispielsweise rieselfähige FAS-Pulver zu gewinnen. Hier zeigen sich jedoch gravierende Einschränkungen, die insbesondere die Wirtschaftlichkeit des großtechnischen Einsatzes der so gewonnenen Pulver in Frage stellen. Über den Turm getrocknete Tensidpulver zeigen häufig sehr geringe Schüttgewichte, so daß bei der Verpackung und dem Vertrieb dieser Pulver unrentable Verhältnisse auftreten oder solche Pulver durch Granulation zu schwereren Granulaten kompaktiert werden müssen. Aber auch schon bei der Herstellung der Turmpulver können sicherheitstechnische Bedenken eine derart stark einschränkende Fahrweise der Turmtrocknung erforderlich machen, daß hier praktische Schwierigkeiten auftreten. So können z.B. im Turm Anbackungen auftreten, die zu braunen Verfärbungen des Pulvers führen.
Vergleichbare und/oder andere Schwierigkeiten treten bei der Umwandlung wäßriger, insbesondere pastenförmiger Zubereitungsformen zahlreicher anderer wasch- und reinigungsaktiver Tensidverbindungen zu lagerbeständigen Feststoffen auf. Beispielsweise ist zur Gewinnung hellfarbiger wasch- und reinigungsaktiver Alkylglycoside im Rahmen der Synthese eine abschließende Bleiche, beispielsweise mit wäßrigem Wasserstoffperoxid erforderlich, so daß auch hier die heutige Technologie zur wäßrigen Pastenform führt. Solche wäßrigen Alkylglycosid-Pasten (APG-Pasten) sind z.B. durch Hydrolyse oder mikrobielle Verunreinigungen stärker gefährdet als entsprechende Trockenprodukte. Auch hier bereitet die Trocknung nach bisher üblichen Technologien beträchtliche Schwierigkeiten. Schließlich kann aber auch schon die Trocknung einer wäßrigen Paste der Alkalisalze waschaktiver Seifen und/oder von ABS-Pasten beträchtliche Probleme mit sich bringen.
Eine Alternative zur Sprühtrocknung tensidischer Pasten stellt die Granulierung dar. So beschreibt die EP-B-0 603 207 (Henkel) ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit einem Schüttgewicht oberhalb 500 g/l durch gleichzeitige Granulierung und Trocknung in allen Vorrichtungen, in denen eine Granulierung unter gleichzeitiger Trocknung erfolgen kann. Hierbei wird eine Tensid-Zubereitungsform, die eine nicht-tensidische Flüssigkomponente (in der Regel Wasser) aufweist, gewünschtenfalls unter Zumischung einer Feststoffkomponente granuliert und gleichzeitig getrocknet. Zur Silierfähigkeit und der Verteilung der Aktivsubstanz im resultierenden Korn, insbesondere zur Extrahierbarkeit des Tensids aus dem unzerkleinerten oder zerkleinerten Produkt mit Hilfe von nichtwäßrigen, das Korn nicht zerstörenden Lösungsmitteln, wird in der Anmeldung nichts ausgeführt. Auch stellt die gleichzeitige Verdüsung von Aktivsubstanz- und Trägerkomponentenlösung durch ein und dieselbe Düse hier einen möglichen, aber keinen zwingenden Verfahrensparameter dar.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, ein Verfahren zur Herstellung schwerer, rieselfähiger, hochkonzentrierter Tensidgranulate mit Schüttgewichten oberhalb 600 g/l bereitzustellen, wobei die erhaltenen Granulate Vorteile hinsichtlich der Silierfähigkeit und der Hygroskopizität aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit Schüttgewichten oberhalb 600 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von
  • a) Alkylbenzolsulfonat- und/oder Alkylpolyglycosid-Tensiden und
  • b) Trägermaterialien, ausgewählt aus der Gruppe der Polycarboxylate und der anorganischen Salze, insbesondere der amorphen Silikate,
    • in einem nicht-tensidischen Lösungsmittel gleichzeitig durch ein- und dieselbe Düse verdüst und in herkömmlichen Trocknern, vorzugsweise in der Wirbelschicht oder einem Ringmischtrockner mit hohen Drehzahlen, trocknet, wobei während der Trocknung eine Trennung zwischen den beiden Flüssigkeiten stattfindet, so daß die stark hygroskopische, klebrige Aktivsubstanz von der nicht klebrigen Trägersubstanz mindestens teilweise eingeschlossen wird.
    Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß das entstehende Korn bedingt durch den Einschluß von Tensidphasen in Phasen des Trägermaterials eine erhöhte mechanische Stabilität und eine äußerst verringerte Wasseraufnahme bei Lagerung aufweist. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Granulate sind dementsprechend sehr gut riesel- und silierfähig und verkleben auch bei offener Lagerung bedingt durch ihre geringe Neigung zur Wasseraufnahme nicht. Bei getrennter Eindüsung von Aktivsubstanz- und Trägerpaste in die Granuliereinheit ist das Produkt schon bei geringen Tensidkonzentrationen klebrig und backt bei der Trocknung zusammen, wobei die Produkte zusätzlich hygroskopisch sind und im Verlauf der starken Wasseraufnahme verkleben.
    Die Lösungen der Aktivsubstanz und der Trägersubstanz werden erfindungsgemäß durch ein- und dieselbe Düse verdüst. Hierbei können die Lösungen erst in der Düse miteinander vermischt, also über getrennte Vorratsbehälter und Zuleitungen der Düse zugeführt werden, aber auch eine Mischung beider Lösungen aus einem einzigen Vorratsbehälter kann über eine Düse eingedüst werden.
    Das nicht-tensidische Lösungsmittel, das einen oder mehrere Bestandteile enthalten kann, besitzt unter Normaldruck eine Siedepunkt bzw. Siedebereich vorzugsweise unterhalb 250°C und insbesondere unterhalb 200°C. Mit besonderem Vorteil enthält es Bestandteile, die bei Normaldruck zwischen 60 und 180°C sieden. Als gegebenenfalls vorhandener organischer Bestandteil des nicht-tensidischen Lösungsmittels werden vorzugsweise mono- und/oder polyfunktionelle Alkohole, beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, sekundär- und tertiär- Butanol, Pentanol, Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, Glycerin oder Mischungen aus diesen eingesetzt. Vorzugsweise beträgt der Anteil der als nicht-tensidisches Lösungsmittel eingesetzten mono- und/oder polyfunktionellen Alkohole 0,5 bis 10 Gew.-% uns insbesondere 45 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Tensid-Zubereitungsform.
    Insbesondere ist es jedoch bevorzugt, als anorganischen Bestandteil des nicht-tensidischen Lösungsmittels Wasser, gegebenenfalls zusammen mit organischen Bestandteilen wie Ethanol, 1,2-Propandiol oder Glycerin einzusetzen. Dabei beträgt der Anteil des Wassers vorzugsweise 25 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des nicht-tensidischen Lösungsmittels. Die Lösungen der Tenside und Trägermaterialien im nicht-tensidischen Lösungsmittel können in breiten Konzentrationsbereichen eingesetzt werden, wobei lediglich auf eine zur Verdüsung noch geeignete Viskosität geachtet werden muß. Bezogen auf die gesamte zu verdüsende Lösung beträgt der Anteil des nichttensidischen Lösungsmittels 30 bis 70 Gew.-% und insbesondere 45 bis 60 Gew.-%.
    Als Tenside werden entweder Alkylbenzolsulfonate (ABS) oder Alkylpolyglycoside (APG) oder Mischungen aus diesen eingesetzt. Vorteilhaft eingesetzte Alkylbenzolsulfonate haben eine Kettenlänge von 9 bis 13 C-Atomen, aber auch nahezu reines C12-Alkylbenzolsulfonat kann bevorzugt eingesetzt werden.Die Alkyl- oder Alkenylglykoside (APG) besitzen die allgemeine 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 Glucose-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.
    Ohne die erfindungsgemaßen Verfahrensvorteile zu beeinträchtigen, können neben den ABS- und/oder APG-Tensiden auch andere anionische, nichtionische, kationische oder amphotere Tenside in Kombination mit den erstgenannten eingesetzt werden. Während sich das Verfahren hauptsächlich zur Herstellung von ABS- und/oder APG-Compounds eignet, sind Zusätze von bis zu 20 Gew.-% anderer Tenside, bezogen auf die Gesamt-Tensidmenge, möglich, ohne dabei die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens einzubüßen.
    Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Trägermaterialien können anorganischer und/oder organischer Natur sein. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen sie aus amorphen Alkalisilikaten der Formel (SiO2)m(M2O)n1 (sog. Wassergläser) und/oder kristallinen Schichtsilikaten der Formel (SiO2)m((M2O)n2(H2O)x, wobei M für Lithium, Natrium oder Kalium, m und n1 für ganze oder gebrochene Zahlen größer als 0, n2 für 1 und x für 0 oder ganze Zahlen von 1 bis 20 steht. Als Trägerlösung für die Granulierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren haben sich insbesondere Lösungen von Wassergläsern bewährt, bei denen M für Natrium und x für 0 steht und deren Modul, d.h. deren m:n-Verhältnis 1,9 bis 4, vorzugsweise 1,9 bis 2,5 beträgt. Die vorzugsweise wäßrigen Wasserglaslösungen haben hierbei Feststoffgehalte von 1 bis 80 Gew.-% , vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-%.
    Als weitere Trägermaterialien, die allein oder in Kombination mit den Silikaten in Form von Lösungen eingesetzt werden, kommen anorganische Salze oder organische Polycarboxylate in Betracht. Unter den anorganischen Salzen ist insbesondere Natriumcarbonat bevorzugt, während als Polycarboxylate vorzugsweise Citronen-säure/Citrate und/oder Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere eingesetzt werden.
    Die wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate weisen, bezogen auf das fertige Granulat, Trägermaterialgehalte von 10 bis 50 Gew.-% auf. Da hochkonzentrierte Tensidgranulate aus ökonomischen Gründen bevorzugt sind, sind Trägermaterialgehalte von unterhalb 40, insbesondere unterhalb 30 Gew.-%, bevorzugt. Neben den sogenannten übertrockneten Wassergläsern finden in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung auch Natriumcarbonat, Acrylsäure/Maleinsäure-Copolymere sowie Trinatriumcitrat als Trägermaterialien Verwendung. Bevorzugt sind auch Gemische der Trägersubstanzen, insbesondere Carbonat/Silikat-Gemische sowie Citrat/Silikat-Gemische.
    Die Tensid-Zubereitungsform wird granuliert und getrocknet, wobei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Granulat-Teilchen erhalten werden, in denen die Aktivsubstanz teilweise von den Trägersubstanz eingeschlossen wird. Unter Trocknung wird hierbei das teilweise oder vollständige Entfernen des nicht-tensidischen Lösungsmittels verstanden. Vorzugsweise wird das nicht-tensidische Lösungsmittel nahezu vollständig entfernt.
    Die Herstellung der Tensidgranulate kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in allen Vorrichtungen erfolgen, in denen eine Granulierung unter trocknenden Bedingungen durchgeführt werden kann. Beispiele hierfür sind beheizbare Mischer und Granulatoren, insbesondere schnellaufende Ringmischtrockner wie Granulatoren vom Typ Turbo dryer® (Vorrichtung der Firma Vomm, Italien). In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung jedoch vor, daß die Kombination der beiden Verfahrensschritte in einer batchweise oder kontinuierlich laufenden Wirbelschicht durchgeführt wird. Es ist insbesondere bevorzugt, das Verfahren kontinuierlich in der Wirbelschicht durchzuführen. Dabei wird die Tensid-Zubereitungsform aus einer gemeinsamen Düse in die Wirbelschicht eingebracht. Die Mischung der beiden flüssigen bis pastenförmigen Bestandteile der Tensid-Zubereitungsform kann dabei bereits vorher oder erst in der Düse erfolgen. Bevorzugt eingesetzte Wirbelschicht-Apparate besitzen Bodenplatten mit Abmessungen von mindestens 0,4 m. Insbesondere sind Wirbelschicht-Apparate bevorzugt, die eine Bodenplatte mit einem Durchmesser zwischen 0,4 und 5 m, beispielsweise 1,2 m oder 2,5 m besitzen. Es sind jedoch auch Wirbelschicht-Apparate geeignet, die eine Bodenplatte mit einem größeren Durchmesser als 5 m aufweisen. Als Bodenplatte wird vorzugsweise eine Lochbodenplatte oder eine Conidurplatte (Handelsprodukt der Firma Hein & Lehmann, 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 mit einer Siebvorrichtung oder durch einen entgegengeführten Luftstrom (Sichterluft) erfolgen, der so reguliert wird, daß erst Teilchen ab einer bestimmten Teilchengröße aus der Wirbelschicht entfernt und kleinere Teilchen in der Wirbelschicht zurückgehalten werden. In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich die einströmende Luft aus der beheizten oder unbeheizten Sichterluft und der beheizten Bodenluft zusammen. Die Bodenlufttemperatur liegt dabei vorzugsweise zwischen 80 und 400°C, insbesondere zwischen 90 und 350°C. Die Wirbelluft kühlt sich durch Wärmeverluste und durch die Verdampfungswärme der Bestandteile des nicht-tensidischen Lösungsmittels ab. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Temperatur der Wirbelluft etwa 5 cm oberhalb der Bodenplatte 60 bis 120°C, vorzugsweise 65 bis 90°C und insbesondere 70 bis 85°C. Die Luftaustrittstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 60 und 120°C, insbesondere unterhalb 100°C und mit besonderem Vorteil zwischen 70 und 85°C. Bei dem erfindungsgemäß durchgeführten Verfahren wird die Mischung der beiden Lösungen, die zusammen die Tensid-Zubereitungsform bilden, durch eine Düse in die Wirbelschicht eingeblasen, in der sich keine zusätzlichen Feststoffe als Startmasse befinden. In der kontinuierlich arbeitenden Wirbelschicht fungiert die getrocknete Tensid-Zubereitungsform als Träger- beziehungsweise Keimmaterial. Hierbei verdampfen die Bestandteile des nicht-tensidischen Lösungsmittels teilweise oder vollständig, wobei die angetrockneten bis trockenen Keime mit weiteren Mengen eingebrachter Tensid-Zubereitungsform in der Art umhüllt werden, daß die Trägersubstanz die Aktivsubstanz einhüllt. Dieser spezielle Aufbau des Granulats, der nur durch das gleichzeitige Eindüsen von Aktivsubstanz- und Trägermaterial-Lösung durch ein- und dieselbe Düse erhalten wird, resultiert daraus, daß das verdampfende nicht-tensidische Lösungsmittel beim Verdampfungsprozeß Trägermaterial aus der frisch auf das Korn aufkondensierten Schicht mitträgt und bei Verdampfen vom Korn an der Oberfläche ablagert.
    Bei der erfindungsgemäßen Granulation kann -insbesondere wenn Alkylbenzolsulfonate als Tenside eingesetzt werden- zur Aufrechterhaltung des Wirbelgranulationsprozesses kontinuierlich ein Bepuderungsmittel, vorzugsweise Zeolith oder Natriumcarbonat, in die Wirbelschicht eingebracht werden. Diese Bepuderungsmittel vermindern bei der Granulation die Klebrigkeit der feuchten Granulatkörner zusätzlich und fördern somit die Verwirbelung und die Trocknung zum gewünschten Produkt. Für die Herstellung von Granulaten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann diese Variante vorteilhaft sein, sie ist zur Ausführung der Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich.
    Auf diese Weise resultieren aus dem erfindungsgemäßen Verfahren Tensid-Granulate, die sich leicht in kaltem Wasser lösen, ohne jedoch hygroskopisch zu sein. Die Granulate haben eine hohe mechanische Stabilität und somit ausgezeichnete Riesel- und Siliereigenschaften. Mit organischen Lösungsmitteln, die den Kornaufbau nicht zerstören, lassen sich aus den unzerkleinerten Granulaten nur geringe Aktivsubstanzgehalte herauslösen, während aus dem gemörserten Granulat die Aktivsubstanz zum größten Teil extrahierbar ist.
    Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate weisen Schüttgewichte oberhalb von 600 g/l auf. Sie sind ideal als Komponenten zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet, wobei bevorzugte Wasch- und Reinigungsmittel die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate in Mengen von mehr als 10 Gew.-%, insbesondere in Mengen oberhalb von 20 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Wasch- und Reinigungsmittel, enthalten. Zur Verarbeitung in Waschmitteln mit hohem Schüttgewicht oder für andere spezielle Anwendungen ist ein Schüttgewicht der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate oberhalb von 700 g/l, insbesondere oberhalb von 800 g/l, bevorzugt.
    Vorteilhafterweise können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate hergestellt werden, deren Gesamttensidgehalt, bezogen auf das gesamte Granulat, mehr als 40 Gew.-% beträgt. Tensidgehalte oberhalb von 50 Gew.% und insbesondere oberhalb von 60 Gew.-% sind dabei bevorzugt. Bei der Herstellung von Alkylbenzolsulfonat(ABS)- und Alkylpolyglycosid(APG)-Granulaten sind ABS-Gehalte oberhalb von 40 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb von 50 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 60 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, bevorzugt, während APG-Gehalte bevorzugt oberhalb von 50 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb von 60 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 70 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, liegen.
    Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von hochkonzentrierten Tensidgranulaten und weist insbesondere dann Vorteile auf, wenn die zu verarbeitenden Tenside an sich klebriger Natur sind, wie dies bei Alkylbenzolsulfonaten und Alkylpolyglycosiden der Fall ist. Selbstverständlich können auch andere Tenside, die keine klebenden Eigenschaften aufweisen oder weitaus weniger kleben, zusätzlich eingesetzt werden. Dabei ist es aber bevorzugt, daß der Anteil anderer Tenside 20 Gew.-%, bezogen auf den Gesamttensidgehalt, in den erfindungsgemäßen Granulaten nicht überschreitet.
    Beispiele
    Durch gleichzeitiges Verdüsen von wäßrigen Tensid- und Trägermaterial-Lösungen durch eine Mehrkanaldüse in einen Wirbelschichttrockner wurden Compounds folgender Zusammensetzung erhalten:
    Zusammensetzung [Gew.-%]:
    E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8
    ABS 45 - - - 60 50 - 61
    APG - 67 80 50 - - 62 -
    Silikat 21 22 17,5 10 13 15 - -
    Sokalan CP5® - - - - - - 33 -
    Natriumcitrat - - - - - - - 14
    Natriumcarbonat 28 - - 35 - - - -
    Zeolith - - - - 22 30 - 20
    Wasser 6 11 2,5 5 5 5 5 5
    Schüttgewicht [g/l] 632 641 612 651 702 734 611 633
    Sokalan CP5® ist ein Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymer der Firma BASF
    Zum Beweis dafür, daß große Teile des Tensids vom Trägermaterial eingeschlossen sind, wurde eine Probe von E2 flüssigchromatographisch untersucht. Direkt aus der Produktion entnommenes E2 wies bei Extraktion mit Methanol einen Aktivsubstanzgehalt von 23 Gew.-% auf, während eine Probe der gleichen Charge nach Mörsern bei sonst gleicher Verfahrensweise einen Aktivsubstanzgehalt von 65 Gew.-% ergab.
    Die Löslichkeiten von E1 und E2 wurden bestimmt, indem jeweils 5 g des Mittels in ein 1-l-Gefäß gegegeben wurden, in dem sich 500 ml demineralisiertes Wasser befanden, das durch einen Propellerrührer mit einer Drehzahl von 900 U/min gerührt wurde. Die Leitfähigkeit wurde über eine Leitfähigkeitsmeßzelle detektiert und auf einem Schreiber festgehalten. Die Messung erfolgte, bis kein Anstieg mehr feststellbar war. Die Zeit zum Erreichen der Leitfähigkeitskonstanz des Mittels wurde 100% gesetzt, die entsprechenden anderen Lösezeiten rechnerisch ermittelt.
    Löslichkeitstest
    E1 E2
    95% gelöst [min] 2,59 2,57
    90% gelöst [min] 2,27 2,25
    80% gelöst [min] 1,45 1,48
    Rückstand nach 1,5 min [Gew.-%] 2 5
    Rückstand nach 5 min [Gew.-%] 0 0
    Sämtliche erfindungsgemäß hergestellten Compounds E1 bis E8 lassen sich an der Luft lagern, ohne dabei zu verkleben, oder ihre Rieselfähigkeit einzubüßen. Ein Vergleichsversuch zwischen E5 und einem käuflichen vergleichbaren ABS-Compound mit einem Schüttgewicht von 400 g/l und einem Aktivsubstanzgehalt von 85 Gew.-% ergab bei 8 Stunden Lagerung (55 % relative Luchtfeuchtigkeit) folgende Werte:
    Hygroskopizität (8-Stunden Lagerversuch)
    E5 Vergleich
    Wasseraufnahme [Gew.-% Eigengewicht] 5 20
    Bemerkungen rieselfähig Verklebung
    Die erfindungsgemäß hergestellten ABS-/APG-Compounds sind als ideale Zusatzstoffe zu Waschmitteln geeignet, da sie den Mitteln eine verbesserte Löslichkeit verleihen.
    Wurden die Lösungen der Aktiv- und der Trägersubstanz nicht durch ein- und dieselbe Düse, sondern über zwei getrennte Düsen verdüst, so wurden keine rieselfähigen Granulate mit hohem Schüttgewicht erhalten. Vielmehr verklebten solche Mischungen bereits im Mischer zu zähflüssigen bis pastösen Massen, die sich nicht weiter trocknen ließen.

    Claims (12)

    1. Verfahren zur Herstellung wasch- und reinigungsaktiver Tensidgranulate mit Schüttgewichten oberhalb 600 g/l durch Granulierung einer Tensid-Zubereitungsform, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von
      a) Alkylbenzolsulfonat- und/oder Alkylpolyglycosid-Tensiden und
      b) Trägermaterialien, ausgewählt aus der Gruppe der Polycarboxylate und der anorganischen Salze, insbesondere der amorphen Silikate,
      in einem nicht-tensidischen Lösungsmittel gleichzeitig durch ein- und dieselbe Düse verdüst und in herkömmlichen Trocknern, vorzugsweise in der Wirbelschicht oder einem Ringmischtrockner mit hohen Drehzahlen, trocknet, wobei während der Trocknung eine Trennung zwischen den beiden Flüssigkeiten stattfindet, so daß die stark hygroskopische, klebrige Aktivsubstanz von der nicht klebrigen Trägersubstanz mindestens teilweise eingeschlossen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht-tensidisches Lösungsmittel mono und/oder polyfunktionelle Alkohole, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte zu verdüsende Lösung, eingesetzt werden.
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht-tensidisches Lösungsmittel Wasser, vorzugsweise in Mengen von 25 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des nicht-tensidischen Lösungsmittels, eingesetzt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung des Wirbelgranulationsprozesses kontinuierlich ein Bepuderungsmittel, vorzugsweise Zeolith oder Natriumcarbonat, in die Wirbelschicht eingebracht wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein Silikat/Citrat-Gemisch eingesetzt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylbenzolsulfonat(ABS-)Gehalt der wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulateoberhalb von 40 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb von 50 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 60 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, beträgt.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylpolyglycosid(APG-)Gehalt der wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulateoberhalb von 50 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb von 60 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 70 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, beträgt.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamttensidgehalt der wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulateoberhalb von 40 Gew.-%, vorzugsweise oberhalb von 50 Gew.-% und insbesondere oberhalb von 60 Gew.-%, bezogen auf das Granulat, beträgt.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wasch- und reinigungsaktiven Tensidgranulate bis zu 20 Gew.-% anderer Tenside, bezogen auf die ABS- und APG-Menge, enthalten.
    10. Wasch- und reinigungsaktives Tensidgranulat mit einem Schüttgewicht oberhalb von 600 g/l, enthaltend mehr als 60 Gew.-% Alkylbenzolsulfonat.
    11. Wasch- und reinigungsaktives Tensidgranulat mit einem Schüttgewicht oberhalb von 600 g/l, enthaltend mehr als 60 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 70 Gew.-% Alkylpolyglycosid.
    12. Wasch- und Reinigungsmittel, enthaltend mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% eines Verfahrensendproduktes nach den Ansprüchen 1 bis 9.
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