(54)Enzymatyczny proszek piorący

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) Int.Cl.5: C11D 1/83 (54)Enzymatyczny proszek piorący (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 24/92 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/94 (73) Uprawniony z patentu: Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej "BLACHOWNIA", Kędzierzyn-Koźle, PL (72) Twórcy wynalazku: Kazimierz Linkiewicz, Kędzierzyn-Koźle, PL Jerzy Trzaskulski, Jawor, PL Andrzej Ajecki, Lubin, PL Paweł Kikolski, Warszawa, PL Ewa Andrysiak, Kędzierzyn-Koźle, PL Halina Podkowińska, Warszawa, PL Ryszard Jagiełło, Kędzierzyn-Koźle, PL Jarosław Rudnicki, Kędzierzyn-Koźle, PL PL B1 (57) Enzymatyczny proszek piorący, wytwarzany metodą mieszania składników na zimno, zawierający anionowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne, mydła sodowe, dwa rodzaje enzymów, enzym proteolityczny i enzym celulozy, trójpolifosforan sodu, kwaśny węglan sodu, siarczan sodu, wodę i ewentualnie węglan sodu i środek zapachowy, znamienny tym, że zawiera 3-5% wagowych soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z polioksyetylenowanym nonylofenolem, 2-5% wagowych soli sodowych kwasów tłuszczowych, głównie kwasu oleinowego, 1-4% wagowych oksyetylenowanych, nasyconych alkoholi tłuszczowych o łańcuchu węglowodorowym C14-C22, głównie C16-C18, 2-5% glikocelu alkalicznego zawierającego co najmniej 50% wagowych karboksymetylocelulozy, 0,1-0,5% wagowych enzymu proteolitycznego, 0,2-1,0% wagowych enzymu celulozy, 0,05-0,3% wagowych wybielacza optycznego, 15-30% wagowych trójpolifosforanu sodu, 20-40% wagowych kwaśnego węglanu sodu, 10-30% wagowych siarczanu sodu, 1-3% wody i do 0,3% wagowych kompozycji zapachowej.

2 Enzymatyczny proszek piorący Zastrzeżenie patentowe Enzymatyczny proszek piorący, wytwarzany metodą mieszania składników na zimno, zawierający anionowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne, mydła sodowe, dwa rodzaje enzymów, enzym proteolityczny i enzym celulozy, trójpolifosforan sodu, kwaśny węglan sodu, siarczan sodu, wodę i ewentualnie węglan sodu i środek zapachowy, znamienny tym, że zawiera 3-5% wagowych soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z polioksyetylenowanym nonylofenolem, 2-5% wagowych soli sodowych kwasów tłuszczowych, głównie kwasu oleinowego, 1-4% wagowych oksyetylenowanych, nasyconych alkoholi tłuszczowych o łańcuchu węglowodorowym C14-C22, głównie C16-C18, 2-5% glikocelu alkalicznego zawierającego co najmniej 50% wagowych karboksymetylocelulozy, 0,1-0,5% wagowych enzymu proteolitycznego, 0,2-1,0% wagowych enzymu celulozy, 0,05-0,3% wagowych wybielacza optycznego, 15-30% wagowych trój polifosforanu sodu, 20-40% wagowych kwaśnego węglanu sodu, 10-30% wagowych siarczanu sodu, 1-3% wody i do 0,3% wagowych kompozycji zapachowej. * * * Przedmiotem wynalazku jest enzymatyczny proszek piorący charakteryzujący się bardzo wysokimi zdolnościami piorącymi, a ponadto posiadający dodatkowe cechy, kumulujące się przy jego wielokrotnym stosowaniu takie jak ożywianie barw, zmiękczanie tkanin jak i regenarację uszkodzonych włókien bawełnianych. Większość proszków piorących wytwarzana jest metodą na gorąco, polegającą na suszeniu, na ogół na wieżach rozpyłowych, ciekłej mieszaniny składników proszku, zawierającej od 20 do 40% wody. Mieszanina tych składników tzn. substancji powierzchniowo czynnych, wypełniaczy aktywnych i nieaktywnych oraz wody jest przygotowywana w sposób periodyczny lub ciągły w mieszalnikach w postaci tzw. masy proszkowej ("slurry") i poddawana suszeniu w wieżach za pomocą gorącego powietrza lub gazów spalinowych w temperaturze C. Niskopiorące enzymatyczne proszki piorące, przeznaczone do prania w pralkach automatycznych, wytwarzane dotychczas metodami "na zimno", zawierają w swym składzie jako składniki piorące, anionowe środki powierzchniowo czynne, głównie alkilobenzenosulfonian sodowy ale również alkilosiarczany sodu, alkilosulfoniany, czy nawet alkenosulfoniany, mydła sodowe wprowadzane w postaci sproszkowanej oraz niejonowe środki powierzchniowo czynne typu oksyetylatów alkoholi tłuszczowych lub alkilofenoli. Łączna ilość środków powierzchniowo czynnych, razem z mydłem, w dotychczas wytwarzanych proszkach piorących wynosi zazwyczaj od 11 do 15%. Oprócz tego proszki te zawierają od 30 do 45% środków sekwestrujących, głównie trójpolifosforanu sodu i ewentualnie zeolitów 0,4 do 1,5% enzymów, głównie proteolitycznych, 0,03 do 0,5% wybielaczy optycznych, 0,5 do 2,5% karboksymetylocelulozy, do 0,4% środka zapachowego, do 10% metakrzemianu sodu, do 20% węglanu sodu oraz od 10 do 55% wypełniaczy nieaktywnych, takich jak siarczan czy kwaśny węglan sodu. Ponadto proszki te zawierają od 3 do 7% wody wprowadzanej zwykle z anionowymi środkami powierzchniowo czynnymi i z krzemianami dodawanymi w postaci tzw. szkła wodnego oraz z mydłem. Wadą proszków otrzymywanych dotychczas metoda "na zimno" jest stosunkowo wysoka zawartość w nich wody, która aby zapobiec zbrylaniu się proszku powinna ulec krystalizacji, głównie z siarczanem sodu i trójpolifosforanem sodu, jeszcze przed zapakowaniem proszku do opakowań jednostkowych. Przeprowadzenie tego procesu krystalizacji wymaga zastosowania w instalacji produkcyjnej różnych dodatkowych urządzeń, takich jak np. taśmociągi, aparaty fluidalne, zbiorniki, itp. dla przeprowadzenia tego etapu produkcji tzw. dojrzewania proszku.

3 Konieczność przeprowadzenia etapu dojrzewania ewentualnie nawet niekiedy dosuszania proszku związana jest ze znacznymi kosztami aparaturowymi, energetycznymi i eksploatacyjnymi, podwyższając znacznie koszty produkcji. Oprócz tego stosowana w proszkach dość wysoka ilość aktywnych substancji powierzchniowo czynnych, konieczna dla zapewniania wymaganych własności piorących, pogarsza jednocześnie sypkość tych proszków. Dla zapewnienia odpowiedniego związania soli wapnia i magnezu, powodujących twardość wody i mineralizację włókien pranych wyrobów, proszki piorące zawierają najczęściej od 30 do 45% trójpolifosforanu sodu, który z kolei jest niekorzystnym składnikiem dla środowiska, gdyż odprowadzany w zużytej kąpieli piorącej do ścieków powoduje nadmierną eutrofizację wód w rzekach i zbiornikach wodnych. Przedmiotem wynalazku jest enzymatyczny proszek piorący wytwarzany metodą mieszania składników na zimno, zawierający anionowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne, mydła sodowe, dwa rodzaje enzymów, enzym proteolityczny i enzym celulazy, trójpolifosforan sodu, kwaśny węglan sodu, siarczan sodu, wodę i ewentualnie węglan sodu i środek zapachowy. Proszek zawiera 3-5% wagowych soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z polioksyetylenowanym nonylofenolem, 2-5% wagowych soli sodowych kwasów tłuszczowych, głównie kwasu oleinowego, 1-4% wagowych oksyetylenowanych, nasyconych alkoholi tłuszczowych o łańcuchu węglowodorowym C14-C22, głównie C16-C18, 2-5% glikocelu alkalicznego zawierającego co najmniej 50% wagowych karboksymetylocelulozy, 0,1-0,5% wagowych enzymu proteolitycznego, 0,2-1,0% wagowych enzymu celulazy, 0,05-0,3% wagowych wybielacza optycznego, 15-30% wagowych trójpolifosforanu sodu, 20-40% wagowych kwaśnego węglanu sodu, 10-30% wagowych siarczanu sodu, 1-3% wody i do 0,3 % wagowych kompozycji zapachowej. Stwierdzono bowiem, że większość wad proszków piorących wytwarzanych dotychczas metodą na zimno można wyeliminować lub przynajmniej poważnie ograniczyć wprowadzając znaczne zmiany w recepturze samego proszku jak i w sposobie jego wytwarzania. Istota wynalazku sprowadza się do użycia w recepturze enzymatycznego proszku piorącego jako anionowego środka powierzchniowo czynnego, soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z polioksyetylenowanym nonylofenolem w ilości od 3 do 5% licząc na masę proszku, łącznie z solami sodowymi kwasów tłuszczowych, głównie nienasyconych, przy czym te mydła sodowe powstają w wyniku zobojętniania kwasów tłuszczowych stałymi solami sodowymi i alkaliami zawartymi w składnikach proszku, głównie zaś węglanami. Stwierdzono, że właśnie użycie w recepturze proszku enzymatycznego otrzymywanego metodą "na zimno" soli dwusodowych monoestru kwasu sulfobursztynowego z polioksyetylenowanym nonylofenolem pozwala, dla osiągnięcia tego samego efektu piorącego, na zastosowanie zmniejszonej w stosunku do zwykle stosowanej ilości trójpolifosforanu sodowego do 20 do 30%. Zastosowanie natomiast kwasów tłuszczowych zamiast gotowych mydeł pozwala na otrzymanie proszków o stosunkowo niskim ph, bo wynoszącym od 8 do 9, które jest najkorzystniejsze dla optymalnego działania enzymu, szczególnie tego rodzaju jak jeden ze stosowanych w omawianym proszku według wynalazku, to jest enzym typu detergentowej celulazy otrzymywany przez głęboką fermentację grzyba "Humicola insolens". Przy praniu proszkiem enzymatycznym o podanym odczynie ph w największym stopniu ujawniają się dodatkowe cechy w/w stosowanego enzymu, takie jak ożywianie barw, regeneracja uszkodzonych włókien i zmiękczanie tkanin. Zastosowane w recepturze według wynalazku ilości i rodzaj środków detergentowych pozwalają na otrzymanie jednorodnej ich mieszaniny o niskiej zawartości wody, ciekłej już w temperaturze 20 C, obniżając koszty energetyczne i aparaturowe procesu proszkowania. Enzymatyczny proszek piorący o składzie według wynalazku w związku ze stosunkowo niską zawartością substancji organicznych oraz niską zawartością wody jak i dzięki zastosowanemu sposobowi wytwarzania, cechuje się również korzystnymi własnościami fizykochemicznymi i organoleptycznymi, takimi jak dobra sypkość, przyjemny zapach, dobra rozpuszczalność, korzystna barwa. Proszek według wynalazku otrzymywany jest metodą "na zimno" przez naniesienie ciekłej mieszaniny środków powierzchniowo czynnych i kwasów tłuszczowych na mieszaninę stałych składników aktywnych i wypełniaczy nieaktywnych, przy czym proces łączenia składników ciekłych i stałych przeprowadza się przez napylanie lub mieszanie i przebiega on jednocześnie

4 z procesem zobojętniania kwasów tłuszczowych alkaliami zawartymi w wypełniaczach stałych, głównie węglanem sodu. Jako środki powierzchniowo czynne w zastosowanej ciekłej mieszaninie detergentowej używane są anionowe i niejonowe związki powierzchniowo czynne, przy czym jako anionowe związki powierzchniowo czynne stosuje się sole dwusodowe monoestru kwasu sulfobursztynowego i polioksyetylenowanego nonylofenolu, natomiast jako związki niejonowe stosowane są polioksyetylenowane alkohole tłuszczowe. Przykład I. W metalowym mieszalniku satelitarnym poj. 2 cm3 wymieszano: 250 kg trójpolifosforanu sodu, 283 kg kwaśnego węglanu sodu, 265 kg siarczanu sodu, 50 kg węglanu sodu, 30 kg glikocelu alkalicznego AS60 o zawartości 50% karboksymetylocelulozy, 1 kg wybielacza optycznego pn. Blancophor, 3 kg enzymu proteolitycznego np. Alcalase 2,0 T i 6,0 kg enzymu celulazy pn. Celluzyme 0,7 T. Utrzymując mieszanie, na otrzymaną mieszaninę składników stałych wlano 110 kg ogrzanej do 45 C, otrzymanej w jednym procesie mieszaniny pn. Icesolde- MPE/80, składającej się z 40% soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z oksyetylenowanym średnio 4,6 molami tlenku etylenu nonylofenolem, 27,3% kwasów tłuszczowych tzw. Oleiny technicznej o liczbie kwasowej 202 i liczbie jodowej 86, 18,2% produktu pn. Rokanol Ł-18, będącego oksyetylatem nasyconych alkoholi tłuszczowych C16-C18 (tzw. łojowych) z średnio 18 molami tlenku etylenu oraz 14,5% wody. Następnie na mieszany proszek napylono 2 kg kompozycji zapachowej. Wytworzony proszek przesiano przez sito wibracyjne o średnicy oczek 3 mm otrzymując około 20 kg nadziarna, które po zmieleniu zawrócono do następnej szarży proszku. Przesiany proszek podano transporterem taśmowym do zasobnika pakowaczki, a następnie poddano pakowaniu po 600 g do kartoników o pojemności po 1 l na automatycznej pakowaczce "Acma". Proces pakowania przebiegał bez zakłóceń. Proszek był barwy białej, nie pylił i nie wykazywał tendencji do zbrylania. W otrzymanym proszku oznaczono: -ph -1% roztworu - 8,7 - zawartość SO3 związanego organicznie - 0,42% - zawartość substancji rozpuszczalnych w alkoholu metylowym - 13,5% - zawartość fosforanów w przeliczeniu na P2O5-15,5% - rozpuszczalność w wodzie - 98,8% Własności piorące proszku dla tkanin testowo brudzonych wynosiły: Empa ,2%, Empa ,4%, Empa ,1%. W wyniku wielokrotnego prania otrzymanym proszkiem stwierdzono organoleptycznie jego komulujące się działanie w zakresie zmiękczania pranych tkanin jak i ożywiania barw. Przykład II. W metalowym mieszalniku obrotowym typu betoniarki, pojemności 50 l wymieszano: 5,9 kg trójpolifosforanu sodu, 7,38 kg kwaśnego węglanu sodu, 2,2 kg siarczanu sodu, 1,6 kg węglanu sodu, 0,9 kg glikocelu alkalicznego o zawartości 60% karboksymetylocelulozy, 0,056 kg mieszaniny wybielaczy optycznych pod nazwą Heliofory, 0,084 e n zymu proteolitycznego - Maxatase P440, 0,18 kg enzymu celulazy pod nazwą Celluzyme 0,7 T. Utrzymując mieszanie na otrzymaną przesypującą się mieszaninę składników stałych napylono przez dyszę w ciągu 15 minut 1,7 kg ogrzanej do 50 C ciekłej mieszaniny detergentowej składającej się z: 31% soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z oksyetylenowanym średnio 4 molami tlenku etylenu nonylofenolem 19% Rokanolu RZ-12 tj. oksyetylenowanych średnio 12 molami tlenku etylenu nasyconych alkoholi tłuszczowych o łańcuchu węglowodorowym C14-C22 otrzymanych z porafinacyjnych kwasów tłuszczowych, 37,5% kwasów tłuszczowych "łojowych" o liczbie jodowej 49 i liczbie kwasowej 21 l oraz 12,5% wody. Otrzymano 20 kg niezbrylającego się, białego proszku o jednorodnym uziarnieniu, o ciężarze nasypowym 750 g/l. Dla otrzymanego proszku oznaczono: ph 1% roztworu - 8,95 zawartość SO3 związanego organicznie - 0,34% zawartość fosforanów w przeliczeniu na P2O5-18,2% zawartość substancji rozpuszczalnych w metanolu - 11,2% zawartość wody - 1,1% Własności piorące proszku dla tkanin testowo brudzonych wynosiły: Empa ,2%, Empa ,1%, Empa ,3%. W wyniku wielokrotnego prania otrzymanym proszkiem

5 stwierdzono organoleptycznie jego kumulujące się działanie w zakresie zmiękczania pranych tkanin bawełnianych, regeneracji uszkodzonych włókien bawełnianych polegające na usuwaniu tzw. zmechaciałości jak i ożywiania barw. Przykład III. W mieszalniku jak w przykładzie II wymieszano 3,4 kg trójpolifosforanu sodu, 7,54 kg kwaśnego węglanu sodu, 5,9 kg siarczanu sodu, 0,44 kg glikocelu alkalicznego zawierającego 60% karboksymetylocelulozy, 0,014 kg wybielacza optycznego pochodnej stilbenu, pb. Tinopal PSX, 0,03 kg enzymu proteolitycznego pn. Savinase, 0,056 kg enzymu celulazy pn. Celluzyme 0,7 T. Na przesypującą się mieszaninę składników stałych napylono ogrzaną do 35 C mieszaninę składającą się z 0,06 kg kompozycji zapachowej pn. "Floralis Modern" i 2,56 kg mieszaniny detergentowej zawierającej 50% soli dwusodowej monoestru kwasu sulfobursztynowego z oksyetylenowanym 6 molami tlenku etylenu nonylofenolem, 20% oleiny technicznej, 15% oksyetylenowanych średnio 15 molami tlenku etylenu alkoholi C18-C 22 zawierającymi 40% frakcji C22, 15% wody. Otrzymano 20 kg białego proszku o jednorodnym uziarnieniu i ciężarze nasypowym 810 g/l. Dla otrzymanego proszku oznaczono: ph - 1% roztworu - 8,4 zawartość SO3 związanego organicznie - 0,41% zawartość fosforanów w przeliczeniu na P2O5-10,5% rozpuszczalność w wodzie - 99,1% Własności piorące proszku dla tkanin testowo brudzonych wynosiły: Empa ,8%, Empa ,3%, Empa ,4%. Proszek używany do prania w pralce automatycznej nie wykazywał nadmiernej pienistości. W wyniku wielokrotnego używania proszku stwierdzono organoleptycznie jego kumulujące działanie w zakresie ożywiania barw pranych wyrobów jak i w zakresie zmiękczania tkanin bawełnianych w szczególności typu "frotte".

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł