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Dokumentenidentifikation DE10341460A1 07.04.2005
Titel Verfahren zur Aufhellung von Natriumhydrogensulfat
Anmelder Grillo-Werke AG, 47169 Duisburg, DE
Erfinder Driemel, Klaus, 47259 Duisburg, DE;
Biertümpel, Ingo, Dr., 40468 Düsseldorf, DE;
Kirsch, Horst, 65606 Villmar, DE
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Anmeldedatum 09.09.2003
DE-Aktenzeichen 10341460
Offenlegungstag 07.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.04.2005
IPC-Hauptklasse C01D 5/02
Zusammenfassung Das Verfahren zur Aufhellung von kontinuierlich hergestelltem Natriumhydrogensulfat, welche bei der Umsetzung von Natriumchlorid und konzentrierter Schwefelsäure in geschmolzenem Natriumhydrogensulfat in einem Umlaufreaktor entsteht, wobei entwickelter Chlorwasserstoff und durch einen Tauchbrenner entstehende Heizgase an verschiedenen Stellen abgezogen werden und zur schnelleren Umwandlung der zunächst entstehenden metastabilen Phasen Impfkristalle zugesetzt werden, besteht darin, dass als Impfkristalle 0,01 bis 0,05 Gew.-% Aluminiumoxid und/oder 0,5 bis 1,5 Gew.-% Magnesiumoxid und/oder Magnesiumsulfat sowie ggf. zusätzlich Calciumsulfat zugesetzt werden.

Beschreibung[de]

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Aufhellung von kontinuierlich hergestelltem Natriumhydrogensulfat, welches bei der Umsetzung von Natriumchlorid und konzentrierter Schwefelsäure im geschmolzenem Natriumhydrogensulfat in einem Umlaufreaktor entsteht, wobei entwickelter Chlorwasserstoff und durch einen Tauchbrenner entstehende Heizgase an verschiedenen Stellen abgezogen werden und zur schnelleren Umwandlung der zunächst entstehenden metastabilen Phasen Impfkristalle zusetzt werden.

Ein derartiges Verfahren wird seit vielen Jahren durchgeführt in einer Anlage der Hoechst AG. Die Anlage entspricht der DE-C-2810693. Das Verfahren entspricht dem Beispiel 5 der DE-C-2619811. Es wird somit in der Praxis der aus dem Reaktor abfließenden Schmelze von Natriumhydrogensulfat Calciumsulfat zugesetzt in Mengen von bis zu 2,5 Gew-%.

Das so erhaltene Produkt weist einwandfreie Qualität auf und wird seit Jahren in dieser Qualität auch vertrieben. Die Herstellung und Vertrieb dieses Natriumhydrogensulfats erfolgt in der Zwischenzeit durch die Anmelderin.

Dieses Produkt kann im Prinzip auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Hierbei wird aber als störend empfunden, dass das Produkt einen Gelbstich aufweist.

Eingehende Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass diese Gelbfärbung zurückzuführen ist auf Spuren von Eisensalzen in Gehalten von 50 bis 200 ppm.

Alle Versuche, diese Verfärbung durch Zusatz von Oxidationsmitteln und Reduktions- oder Komplexierungsmitteln zu beseitigen, sind gescheitert. Zwar lässt sich durch derartige Zusätze der Farbton der Gelbfärbung etwas verändern, jedoch kann dieser Farbton nicht beseitigt werden.

Weitere eingehende Untersuchungen haben jetzt zu dem überraschendem Ergebnis geführt, dass nach dem oben genannten Verfahren kontinuierlich hergestelltes Natriumhydrogensulfat aufgehellt werden kann, wenn als Impfkristalle 0,01 bis 0,05 Gew-% Aluminiumoxid und/oder 0,5 bis 1,5 Gew-% Magnesiumoxid und/oder Magnesiumsulfat sowie ggf. zusätzlich Calciumsulfat zugesetzt werden.

In der DE 26 19 811 ist zwar erwähnt, dass auch 0,1 bis 5 Gew-% Magnesiumsulfat als Impfkristalle verwendet werden können. Es ist aber offensichtlich damals nicht beobachtet worden, dass mit Hilfe von nur 0,5 bis 1,5 Gew-% Magnesiumsulfat alleine oder unter Zusatz von Calciumsulfat ein Produkt entsteht, welches die unerwünschte Gelbverfärbung nicht mehr aufweist.

Weiterhin wurde festgestellt, dass man zu ähnlichen Ergebnissen kommt, wenn als Impfkristalle 0,01 bis 0,05 Gew-% Aluminiumoxid und/oder 0,5 bis 1,5 Gew-% Magnesiumoxid verwendet werden. Auch in diesen Fällen kann ggf. noch zusätzlich Calciumsulfat eingesetzt werden.

Diese Ergebnisse waren zunächst völlig überraschend und können vielleicht dadurch nachträglich erklärt werden, dass die erfindungsgemäß verwendeten Impfkristalle in der Lage sind, die nur in Spuren vorhandenen Verunreinigungen durch Eisensalze bevorzugt in ein farbloses Kristallgitter einzubauen, so dass die Hauptmenge des hergestellten Natriumhydrogensulfates praktisch farblos anfällt. Das bisher im technischen Maßstab stets eingesetzte Calciumsulfat ist hierzu offensichtlich nicht in der Lage, seine Anwesenheit stört, aber auch nicht die erfindungsgemäße Aufhellung durch Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder Magnesiumsulfat.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1 (Stand der Technik)

In einem ausgemauertem Umlaufreaktor, der durch einen Tauchbrenner direkt beheizt wird, wurden stündlich 1770 Liter technische Schwefelsäure (d = 1,84) und 1933 kg Siedesalz in geschmolzenes Natriumhydrogensulfat eindosiert. Die Temperatur der Natriumhydrogensulfatschmelze wurde durch Verbrennen von 300 m3/h Wasserstoff und 1000 m3/h Luft im Tauchbrenner bei 260°C gehalten. Der aus dem Reaktor zur Pumpenvorlage für den Sprühturm abgezogenen Schmelze wurde nach Zugabe von 100 l/h Wasser 1 kg Calciumsulfat zugesetzt. Es entstand das bisher bekannte Natriumhydrogensulfat, welches jedoch gelblich eingefärbt ist.

Beispiel 2

Anstelle von 1 kg Calciumsulfat wurde 1kg Al2O3 (0,025% Al bezogen auf NaHSO4) zugegeben. Im Sprühturm wurde die Schmelze durch Eindüsen von Luft zu Tropfen versprüht, die dann zu nahezu weißen Perlen erstarrten.

Beispiel 3

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch anstelle von 1 kg Calciumsulfat 20 kg wasserfreies Magnesiumsulfat (entsprechend 0,2% Magnesium bezogen auf Natriumhydrogensulfat) zugesetzt. Es sind wiederum nahezu weiße Perlen entstanden.

Beispiel 4

Das Beispiel 3 wurde wiederholt, jedoch wurde anstelle von 20 kg wasserfreiem Magnesiumsulfat die gleiche Menge Magnesiumoxid zugesetzt. Es wurden wiederum nahezu weiße Perlen erhalten.

Die Produkte der Beispiele 2 bis 4 erfüllen die Reinheitsforderungen für Natriumhydrogensulfat als Lebensmittelzusatz. Sie sind wegen der erzielten Aufhellung für den Verbraucher in der Lebensmittelindustrie besser akzeptabel.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Aufhellung von kontinuierlich hergestelltem Natriumhydrogensulfat, welches bei der Umsetzung von Natriumchlorid und konzentrierter Schwefelsäure in geschmolzenem Natriumhydrogensulfat in einem Umlaufreaktor entsteht, wobei entwickelter Chlorwasserstoff und durch einen Tauchbrenner entstehende Heizgase an verschiedenen Stellen abgezogen werden und zur schnelleren Umwandlung der zunächst entstehenden metastabilen Phasen Impfkristalle zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Impfkristalle zugesetzt werden 0,01 bis 0,05 Gew.% Aluminiumoxid und/oder 0,5 bis 1,5 Gew.% Magnesiumoxid und/oder Magnesiumsulfat, sowie gegebenenfalls zusätzlich Calciumsulfat.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 0,5 bis 1,5 Gew.% Magnesiumsulfat zugesetzt werden.
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