Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen von hochscnmelzen- cεπ _Er.zeugnis.sen in tiefsiedenden Flüssigkeiten als Lösιj..gsττπttε . Unter dem Begriff Lösen wird das homogene Verteilen des hoch- schmelzenden Erzeugnisses mit und in αεm tiefsiεαεnden Lösungs¬ mittel verstanden, woiiei in Abhängigkeit von cer Konzentration ce_s EnαcroduKts dieser Begriff von mclεkulardispεrser Lösung bis ho¬ mogener, leicht verdünnbarer Paste reicht. Unter hccnscπmelzεnαen Erzeugnissen werden solche Stoffe άer organischen Chε iε verstan¬ den, derεn Schmelzpunkte bzw. Festpunkte bzw. Stockpunkte über 50 °C, insbεsondεre über 100 °C und ganz besonders über 120 °C lie¬ gen. Festpunktsobergreπzen spielεn bεi dε Verfahren keine Rolle; allerdings ergibt sich aus der Natur der eingεset∑ten organisch¬ chemischen Verbindungen, die im wesentlichen monomolekulare Strukturen haben, ein Maximalwert für den Festpunkt von ca. 250 °C. Als tiεfsiεdεndε Flüssigkeitεn werden solche Lösungsmittel bezeichnet, die zum Lösen des festen Stoffes geeignet sind und die beim Festpunkt der hocns _. ch elzenden Verbindung bereits einen Dampfdruck von über 100 mbar aufweisen. Insbesondεre weisen diese Lösungsmittel einen Siedepunkt auf, der bεi Normaldruck unterhalb

des Festpunkts des hochschmelzenden Erzeugnisses, und der insbe¬ sondere um mindestens 10 °C darunter liegt.

In der Europäischen Patentanmeldung 0 165 721 AI wird ein Verfah¬ ren zum Bleichen von organischen Erzeugnissen, . insbesondere "von Alkylpolyglykosiden beschrieben, bei dem man das Erzeugnis zu¬ nächst mit Wasserstoffperoxid und anschließend mit einer Schwe¬ feldioxid freisetzenden Substanz behandelt, um auf diese Weise zu farbstabilen Produkten zu gelangen. Dieses Behandlungsverfahren wird an wäßrigen Pasten des organischen Erzeugnisses ausgeübt, ohne daß die Herstellung dieser Pasten näher beschrieben wird.

In der US-amerikanischen Patentschrift 3,839,318 wird die Her¬ stellung von Alkylglucosiden im Labormaßstab (mit 2 Mol Glucose) beschrieben. Dabei wird das Reaktionsprodukt direkt nach Abde- st liieren des Fettalkohol-Überschusses in der Schmelze bei 135 °C über einen auf den Reaktionskolbeπ aufgesetzten Kühler mit Wasser versetzt und so eine Paste mit 7D % Feststoff und einem pH-Wert von 5,8 erhalten (Spalte 5, Zeilen 56 bis 62). Nach den Angaben an anderer Stelle dieser Veröffentlichung wird eine derartigε wäßrige Paste mit pH-Wert 4,3 mit Natriumperborat gebleicht und so ein gebleichtes Produkt mit pH 6,1 erhalten. Es liegt auf der Hand, daß diese Verfahrensschritte des Überführens in eine Paste (An- pasten) und des Bleichens sich nicht auf großtechnische Ansätze im 100-kg- bis Tonnenmaßstab übertragen lassen.

Wenn bei einem Herstellungsverfahren im großtechnischen Maßstab, eine Produktschmelze in einem niedrigsiedenden Lösungsmittel, ge¬ mäß obiger Definition, gelöst werden soll, dann können dabei er¬ hebliche Probleme auftreten. Diese Probleme reichen vom teilweisen Verdampfen des Lösungsmittels und den daraus resultierenden Nach¬ teilen wie Belastung der Umwelt, Rezepturfehler, erhöhte Kosten,

bis zum ungεwollten Erstarren der Produktschmelze beim Vermischen mit dem Lösungsmittel, was zu verlängerten Rührzeiten, zu unge¬ wollten Inhomogenitäten und damit zu erschwεrter Handhabbarkeit führen kann. Zusätzlich können, wenn es sich bei dem Produkt ^* um einen Tensidrohstoff handelt, beim Rühren und bei einer Bleichbe¬ handlung erhebliche Schaumprobleme auftreten.

Diese und andere Nachteile können vermieden bzw. überwunden wer¬ den, wenn man bei der Handhabung großtechnischer Produktmengen dafür sorgt, daß man den Lösungsvorgang unter Überdruck durch¬ führt.

Demnach ist das Verfahren zum Lösen hochschmelzendεr Erzeugnisse in tiefsiedendεπ Lösungsmitteln, insbesondere mit simultaner Bleiche, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu lösende Erzeugnis bei einer Temperatur ^" über seinem Fes-tμunkt (Stockpunkt) hält und die als Lösungsmittel dienende Flüssigkeit so hinzufügt, daß in der Vermischungsvorrichtung ein Betriebsdruck von 1,1 bis 10 bar bei der Zugabe des Lösungsmittels επtsteht und eine Verdampfung des Lösungsmittels beim Vεrmischεn danach nicht mehr auftritt.

Mit dem erfindungsgεmäßεn Vεrfahren können zwar echte molekular- dispεrsε Lösungεn hεrgεstεllt wεrden, bevorzugt ist jedoch die Herstellung von homogenen Pasten, die sich zur Weiterverarbeitung zu sowohl flüssigen als auch festen Konfektionsformen eignen.

Vorzugsweise stellt man homogene Pasten mit einem Feststoffgehalt (Produktmenge) von 20 - 80 Gew.-%, vorzugsweise 40 - 70 Gew.-% her. Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Die Vorteile des erfindungsge äßεn Verfahrens sind mehrfacher Art: Während des

Vermischungsvorganges wird die Bildung einer festen Phase ver¬ mieden; das Verfahren führt zu einer erheblichen Verkürzung der Lösezeit; Verluste an Lösungsmitteln durch Verdampfen und damit verbundene Rezepturfehler, Umweltbelastungen und Kosten werden vermieden.

Ein weiterer besonderer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß der Löseprozeß mit einem Bleichprozeß verbunden werden kann. Han¬ delt es sich beim Lösen und Bleichen um an sich schäumende Ten- sidrohstoffε, so können die Schaumprobleme während des Verfahrens gut beherrscht werden. Damit stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Problemlösung für die ökonomische Handhabung und Verarbeitung im betrieblichen Produktion≤maßstab dar.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Überführen von wachsar¬ tigen bis festen Erzeugnissen, die sich für die Weiτerverarbεitung zu Was.chmi te.1n oder kosmetischen Mitteln eignen, insbεsondεre fettchemische Produkte, in hochkonzentrierte Pasten mit geringer Eigeπfärbung und guter Lagerstabilität. Dabei ist die Herstellung von alkoholischen, wäßrig/alkoholischen und wäßrigen Pasten be¬ sonders bevorzugt. Das Verfahren bezieht sich in besonderer Weise auf das Überführen der durch Säurekatalyse aus Glykosen, Oligo- glykosen oder Polyglykosen hergestellten Alkylglykoside, insbe¬ sondere Fettalkylglucoside, in wäßrige, insbesondere 40 - 70 %ige Pasten bei gleichzeitiger Bleiche mit oxidierenden Substanzen, insbesondere Peroxyverbindungen, so daß hellfarbige Pasten resul¬ tieren, die sich auf Grund ihrer Farbstabilität im alkalischen Milieu und ihrer Lagerstabilität zur Herstellung von Wasch- und Reinigungsmitteln eignen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als Lösunαsmittel Wasser verwendet und das Löseverfahren mit einem

Bleichprozeß unter Verwendung einer Aktivsauerstoff abgebenden Verbindung, insbesondere Wasserstoffperoxid, durchgeführt. Dabei werden bevorzugt Betriebsdrucke von 2 bis 10 bar eingestellt. Prinzipiell kann dieser Bleichprozeß auch unter Verwendung einer aktivchlorhaltigen bzw. -freisetzenden Verbindung durchgeführt werden; jedoch ist diese Variante wegen der unvermeidlichen Bil¬ dung von Chloridionen, die in vielen Fällen bei der Anwendung des gebleichten Produkts zu Korrosionsproblemen führen können, weniger bevorzugt. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich generell auf solche Erzeugnisse der organischεn Chemie anwenden, die einen Stockpunkt im Bereich von etwa 50 °C bis 250 °C, vorzugsweisε 50 bis 200 °C, aufweisen, und die zum Zwecke einer besseren Handha¬ bung in gelöste bzw. pastenartige Form überführt werdεn können. Aus anwendungstεchnischεr Sicht wεrden von derartigεn Lösungen oder Pasten häufig bestimmte Eigεnschaften zu ihrer Färb- bzw. Lagerstabilität verlangt, so daß eine Bleichung des Erzeugnisses notwendig wird.

Das erfindungsge äßε Verfahren läßt sich prinzipiell auf solchε Produkte der Chemischεn Industriε anwenden, die bεi ihrεr Hεr- stεllung als Schmelzen anfallen und beim Abkühlen in feste bzw. wachsartigε bzw. gεlartigε Konsistenz übergehen, insbesondεrε auf fettchemischε Produkte. Solche Produkte werden häufig zur besseren Handhabung und Weiterverarbeitung in Lösungen oder Pasten überge¬ führt. Typische Vertreter für diese Substanzen sind die Partial- ester von langkettigεn Fettsäuren mit Glycerin, die Ester von langkettigen Fettsäuren mit Ethylenglykolen, die Fettalkohole, die Fettalkoholpolyglykolether, die Kondensationsprodukte von langkεttigen Fettsäuren mit Polyaminoalkanen bzw. Hydroxyalkylpolyaminoalkanen odεr quartärε Ammoniumverbindungen mit einem oder zwei langkεttigεn Alkylrεsten.

Als besonders bevorzugte Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren als kombiniertes Löse- und Bleichvεrfahren untεr Vεr- wεndung von Wassεr als Lösungsmittel und Wasserstoffperoxid als Oxidations ittel zum Aufarbeiten von großtechnischen Mengen ^' an Alkylglucosiden, vornehmlich den Fettalkylglucosiden, die als nichtionische Tenside für die Herstellung von flüssigen und pul- verför igen Waschmitteln und kosmetischen Mitteln geeignet sind-, angewendet.

Alkylglykoside und ihrε Herstellung werden außer in dεn obenge¬ nannten Dokumentεn beispielsweisε in der US-Patentschrift 3 547 828 bzw. in den europäischεn Patentanmeldungεn 0 035 589 AI und 092355 AI beschrieben. Bei der Alkylko ponente dεr Alkylglykoside handelt es sich generell um aliphatische Reste mit C^ bis C30, von denen der Bereich Cg bis C20r insbesondere Cj_2 bis Cι_g _r Produkte mit Tensideioεnschaftεn εrgibt. Diε Zuckerkomponente im Alkylgl - kosid kann prinzipiell von üblichen Aldosen bzw. Ketosεn abstam¬ men. Wegen der in großen Mengen verfügbaren Glucose und ihrεr gu¬ ten Reaktionsfähigkeit sind die Alkylglucoside bεsondεrs bεvor- ∑ugt. Typische Vertreter der Alkylglykoside, welche die Eigen¬ schaften eines nichtionischεn Tensids besitzen, sind solche, deren aliphatischεr Rest einen typischen Fettalkylrest, beispielsweisε also Octyl, Dεcyl , Dodecyl , Tetradecyl, Hexadecyl, Octadεcyl dar¬ stellt. Besonders geeignete- Alkylglykoside enthalten einen Kokosfettalkylrest, d. h. Mischungen mit im wesentlichen Dodecyl und Tetradecyl. Gut geeignet sind als nichtionische Tenside auch solche Alkylglykoside, deren Alkylrest sich von synthetischen primären Alkoholen, insbesondere den sogenannten Cg-C]_3-0xoalkoholεn, ^" d. h. solchen primären Alkanolen, die einen gewissen Prozentsatz an verzweigten Isomerεn aufweisen, ableitεt.

Bεi der diskontinuierlichen Arbeitsweise wird die Produktschmelzε in einεm vorgeheizten Druckkessel vorgelegt, dabei werden Tempe¬ raturen, die circa 15 - 25 ^C C über dem Stockpunkt des festen Pro¬ dukts liegen, gewählt. In das geschmolzene Produkt wird dann das Lösungsmittel, beispielsweisε Wasser, unter langsamen Rühren zu- dosiert. Durch das anfänglich verdampfende Lösungsmittel baut sich der erforderliche Betriebsdruck von selbst auf, wobei in Abhän¬ gigkeit von der Wahl des Lösungsmittels Drucke von 1,1 bar bis 10 bar auftreten. Im Falle von Wasser als Lösungsmittel entstehen im allgemeinen Drucke von 3,5 bis 5 bar . Nach Beendigung des Ver- mischungsvorgangεs und nach der Kühlung όer Lösung auf εtwa 50 °C sinkt der Betriεbsdruck wiedεr nahezu auf Umgebungsdruck ab. Die Lösungs ittelmεnge wird so gewählt, daß eine Lösungsmittelkonzen- tration zwischεn 30 und 90, vorzugswεisε zwischen 30 und 70 und insbεsonderε zwischen 40 und 60 Gew.-% εrrεicht wird. Bei der Verwendung von Wasser als Lösungsmittel wurns überraschenderweise gefunden, daß _. das Wasser nicht vorgeheizt werden muß. Es wurde beobachtεt, daß der Stockpunkt berεits nach Zu isrhung von gerin- gεn Wassermengen stark absinkt.

Wεnn einε Bleichung des Produkts vorgesehen ist, kann die bleich¬ wirksame Substanz, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, dem Wasser direkt zugesεtzt wεrdεn, so daß diε Vorgänge des Lösens und des Bleichens gleichzeitig, d. h. ohne zusätzlichen Zeitaufwand für das Blεichen stattfinden. Für den Bleichprozeß werden im allge¬ meinen solche Mengen der bleichwirksamen Aktivsauerstoffverbin¬ dungen, bezogen auf das zu bleichende Produkt verwendet, daß sie 0,2 bis 1,5 Gew.-% berechnet als reines H2O2, angewendet in übli¬ cher Konzentration (ca. 30 bis 35%ig), entsprechεn. Zusätzlich wird so viεl Natronlaugε zugεsεtzt, daß die Bleiche deutlich im alkalischen Bereich, vorzugsweisε bεi pH 7,5 bis pH 10 und

insbesondere bei 8 bis 9,5 stattfindet. Hierbei ist darauf zu achten und möglichst in einem Vorversuch zu klären, ob während des Bleichens der pH-Wert absinkt, so daß ein Zusatz an Natrium¬ hydroxid auch dann angezeigt ist, wenn das Produkt vor -dem Bleichen bereits alkalisch reagiert hat. Ebenfalls möglich ist eine separate Zugabe der Bleichsubstanz und der Base zu der be-. reits gekühlten Paste bzw. Lösung des Produkts. Die besten Bleichergebnisse werden bei einer Temperatur von etwa 90 °C und einer Bleichzeit von 0,5 - 4 Stunden erhalten. Um diese optimalen Verfahrεnsbεdingungεn εinzustεllεn ist εs zwεckmäßig, unmittelbar nach Beginn dεr Zugabe des Wassers bzw. Wasser/Bleichmittels, mit der Kühlung zu beginnen. Für das nach dem erfindungsgemäßεn Ver- fahrεn in Lösung bzw. in Pastεnform übεrgεführtε gebleichte Pro¬ dukt wird auf diese Weise als Maß für die Farbaufhellung einε Farbzahl nach Klett von unterhalb 35 gεfundεn. Einε schematische Darstellung für den iskontinuierlichen Verfahreπsablauf findet sich in Abb. 1.

Bεi dεr kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens wεrdεn das geschmolzene Produkt und das Lösungsmittel, vorzugsweisε Wassεr, im Mεngenverhältnis von 40 % bis 70 %, vorzugsweise 50 % bis 60 % Lösungsmittel, vorzugsweise mit Zahnradpumpen auf den Löserdruck von vorzugsweisε etwa 3,5 bis 5 bar gefördert und in einεm stati¬ schen Mischer homogenisiert. Die heiße Lösung wird in einem Wärme¬ austauscher im Gegenstrom zum Lösungsmittel auf 70 - 100 °C, vor¬ zugsweise etwa 90 °C, gekühlt und nach Beendigung des Lδsever- fahrens bzw. des gleichzeitigen Bleichens auf Umgebungsdruck ge¬ bracht. Das im Wärmeaustauscher aufgeheizte Lösungsmittel wird vor dem Eintritt in die Mischstrεcke in einem Nacherhitzer auf die gεwünschtε Lösεtεmpεratur εingestellt, beispielsweise auf etwa 140 °C für das bevorzugt verwendεte Lösungsmittel Wasser. Im Falle von Wassεr als

Lösungsmittel kann auch mit einεr wäßrigεn Lösung dεr Aktivsauεr- stoffvεrbindung, insbesondere Wasserstoffpεroxid, und Natriumhydroxid gleichzeitig gεblεicht werden, wobei man die Perverbindung und das Alkali dem Lösewasser vor Eintritt in die Mischstrecke zudosiert. Vorzugsweise wird jedoch einε zweite Mischvorrichtung verwendet, um damit die Bleichchemikalien in die bereits gekühlte Lösung bzw. Paste bei optimaler Bleichtemperatur einzubringen. Das geschieht mit üblichen Dosierpumpen, beispiels- wεisε Mεmbrandosierpumpen, wobei vorzugsweise mit einem Pulsati- onsdämpfεr für einen gleichmäßigen Additivfluß gesorgt wird. Nach einer besonders bevorzugten Verfahrensweise wird der Zusatz dεr Bleichchemikalien so gesteuert, daß die eigentliche Bleiche im wesentlichen Umfang erst nach dem Lösungsvorgang stattfindet, wenn die auf optimalε Bleichtemperatur gehaltene Lösung bzw. Paste transportiert wird bzw. lagert, so daß gegenüber dem diskontinu¬ ierlichen Verfahren mit einem rεduziεrten Vol-umen der Mischvor¬ richtungen gearbeitεt wεrdεn _. kann. Zusätzlich wurde gefunden, daß bei der kontinuierlichen Verfahrensweise die thermische Belastung für die Produktsch εlze gεringεr ist, so daß man bεrεits vor der Bleiche hellere Pasten erhält. Eine schematische Darstellung des kontinuierlichen Verfahrens findet sich in Abb. 2.

Die Wirksamkeit des kombinierten Löse/Bleich-Vεrfahrεns wird durch dεn folgenden Lager- und Alkalistabilitätstest für die wäßrige Paste festgestellt:

Eine Probemenge der wäßrigen Paste wird mit konzentrierter Na¬ tronlauge auf den pH-Wert 12 - 13 eingestellt und 0,5 Stunden lang auf 100 °C- erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird durch Zugabe von Wasser/Isopropylalkoho , . Vεrhältnis ca. 1 : 1, einε 5%igε Lösung eingestεllt und diε Farbzahl nach Klεtt gεmes- sεn. Dazu wird εine 1-cm-Küvettε und ein Blaufilter verwendet. Die

Klettzahlen für das so behandεltε Produkt sollεn untεrhalb von 35 liεgεn.

Beispiel 1

Dieses Beispiel beschreibt das diskontinuierl che Verfahren für einen technischen Ansatz. Eine Menge von 88 kg eines C12/C14- Fettalkylglucosids, das nach der Butanol-Umacetalisierungsmethodε aus wasserfreier Glucose hergestellt worden war, Stockpunkt des Produkts 135 °C, wurde im gεschmolzenen Zustand in einen auf 150 °C vorgeheitztεn 250 Litεr-Druckkessel vorgεlεgt. Der pH- ert des Produkts, gemessen an einer 1 %igen wäßrigen Probe, lag bei 9. Wasser von Raumtemperatur in einer Mengε von 86 kg (Liter) wurde in einem Zeitraum von 15 Minuten unter langsamen Umrühren (circa 75 U/min) hinzugefügt, wobei sich εinε Mischungstempεratur von zunächst 140 °C einstellte, _. die durch Kühlen auf 90 - 93 °C ge¬ bracht wurde. Bei der Wasserzugabe hatte sich ein Betriebsdruck von 3,6 bar aufgebaut. Dem Lösewasser waren vorab 2 kg 30 %igεs Wasserstoffperoxid und 2 kg 50 %ige NaOH zugesetzt worden. Der Ansatz wurde 3 Stunden lang bεi circa 90 °C langsam gerührt und dann auf 50 °C abgekühlt, danach war der Druck im Reaktor auf Um¬ gebungsdruck gesunken. Die so erhaltene Paste mit ca. 50 Gew.-% Wasser hatte ein hellgelbes trübes Aussehen. Die Viskosität bei Raumtemperatur betrug 30 Pas. Mit dieser Paste wurde der Farb¬ stabilitätstest wie oben angegeben durchgeführt. Die Farbzahlen nach Klett wurden mit 20 (nach der Bleiche) bzw. 25 (nach dem Farbstabilitätstest) gefunden. pH-Wert der Paste 9,5.

Be i sp iel 2

Dieses Beispiel beschrεibt das kontinuiεrliche Verfahren in einer

Pilot-Anlage. Die Produktschmelze des Ci2-Ci4-Alkylglykosids -wie in Beispiel 1 wurde im Mengenverhältnis 1 : 1 mit Wasser von Raumtemperatur über die Zahnradpumpen (1) bzw. (2) auf einen Lös¬ erdruck von 4,5 bar gefördert und im statischen Mischer (3), Bau¬ type Sulzer SMX, homogenisiert. Die Durchlaufmengen betrugen je¬ weils 32 kg pro Stunde. Im Plattenwärmeaustauscher (4) wurde die Mischung auf 90 °C abgekühlt und anschliεßend auf Umgebungsdruck gebracht. Das im Plattenwärmeaustauscher aufgeheiztε Lösewasser war vor dem Eintritt in die Mischsirrecke auf 140 °C miτtels Nach¬ erhitzer (5) gebracht worden. Anschließεnd durchlief die 90 °C warme Mischung den 2. statischεn Mischer des selben Typs und dort hinein wurden über die Membrandosierpumpen (7) und den Pulsati- onsdämpfer (8) jeweils 0,75 kg 30 iges Wa≤sεrstoffpεroxid bzw. 50%igεs Natriumhydroxid pro Stundε zugeführt. Die fertige Mischung wurde ohne weitere Kühlung über εinε Zwischenvorlage im Trans¬ portgebinde abgelassεn, so daß die Bleichreaktion dort ihren Ab¬ schluß finden konnte. Wassergehalt der Paste ca. 52 Gew.-%, Aus- sεhεn hεllgεlbtrüb; Viskosität bei 25 °C 280 mPas. Farbstabili- tätstεst: Farbzahlεn nach Klεtt 21 nach der Bleiche bzw. 24 nach dem Farbstabilitätstest. pH-Wert der Paste 9,6.

1 .

Erläutεrunöεn zu Abb . 1 :

(1) Rührbεhälter

(2) Rührer

(3) Getriebemotor

(4) Vorlage für Tensidschmelze

(5) Vorlage Anpastwasser/Bleichlaugε

(6) Kreiselpumpe

(7) Ringkolbenzähler (selbstabschaltend bei vorgegebener Wasser¬ menge)

(8) Füllstandsalarm

(9) Sicherhεits- und Anzεigεarmaturen

(10) Halbrohrschlangen zur Dampfbeheizung/Wasserkühlung

(11) Rückschlagventil

Erläuterunσen zu Abb. 2:

(1 Zahnradpumpε (2 Zahnradpumpε, bεhεi∑t mit Dampf (3 Statischεr Mischεr zur Anpastung (4 Plattenwärmetauscher zur Aufheizung des Anpastwassers gegen die Paste

(5 Nacherhitzer für Anpastwasser, behεizt mit Dampf (6 Druckhalteventil (7 Membrandosierpumpen für Bleich-Chemikalien (8 Pulsationsdämpfer (9 Statischer Mischer zur Einarbeitung dεr Additive in die Paste