Brevet FR2364684A1 — publié le 19780414

La présente invention se rapporte à un procédé pour produire des gra nulés coulants ayant une faible densité apparente ainsi qu'a un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. A l'heure actuelle, la majeure partie des poudres détergentes est fabriquée sur des déshydrateurs-pulvérisateurs. Ces derniers ont l'avantage de transformer les matieres pâteuses et pulvérulentes en beaux granulés coulants. Toutefois, des modes opératoires appropriés permettent d'obtenir des produits comparables avec des mélangeurs. Toutefois, etant donné que dans un mélangeur la granulation s'effectue sans vaporisation d'eau, les matières premières doivent être judicieusement sélectionnées. Par ailleurs, l'un des principaux inconvénients des mélangeurs est qu'ils ne permettent d'influencer la densité apparente du produit que dans une mesure limitée, ce qui revient a dire que la densité apparente des matières premieres détermine, dans une large mesure, celle du produit final. Il est a noter que dans les pays hautement industrialisés, on peut se procurer des matieres premieres en granulés, ce qui permet de maîtriser le probleme de la densité apparente relativement légère. Toutefois, certaines limites s'imposent aux matières de départ granulées ayant une densité apparente relativement basse du fait que l'écrasement résultant du tassement au transport sur de grandes distances se traduit par une augmentation de cette densité. En outre, dans les pays moins industrialisés, l'étroitesse du marché, ne justifie souvent pas les investissements élevés qui s'attachent à la création d'une installation complexe de déshydratation par pulvérisation. L'utilisation d'un mélangeur est surtout avantageuse pour de petites installations car les investissements et les frais d'exploitation d'un deshydra- teur-pulvérisateur, mime de petite capacité, sont relativement élevés. Ceci explique le besoin d'un procédé de granulation à mélangeur. La voie vers le succès semble donc etre celle d'un procédé permettant d'obtenir à partir de matières premières qu'on trouve sur les marchés du monde entier (c'est-à-dire, de matières premieres lourdes), sans avoir recours à un dseshydrateur-pulvérisa- teur, un produit dont les qualités de ruissellement et dont la densité apparente ne sont pas inférieures à celles des produits pulvérisés. Le but visé est donc de fabriquer, sans deshydrateur-pulvérisateur, a partir de matieres premières lourdes qui, dans tous les cas sont utilisées dans les lessives et autres, un granulé coulant à basse densité apparente, pouvant servir à produire des détergents dans des mélangeurs. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on fait gonfler un mélange comprenant un silicate contenant de l'eau de cristallisation et une substance additionnelle, qui, dans les conditions du procédé ne subit pas de modification, en vaporisant ladite eau de cristallisation, la mousse résultante étant stabilisée et sechée par cette substance additionnelle, qualifiée ci-après "stabilisateur". Le procédé est fondé sur le fait que les sels sont calcinés a des températures relativement basses en abandonnant de l'eau de cristallisation. En exécutant cette réaction en presence d'un stabilisateur, il devient possible d'obtenir des produits granulés et relativement legers. De preference, on utilise un métasilicate de sodium comportant cinq molécules d'eau de cristallisation. Celui-ci forme a la calcination finale une sorte de masse mousseuse collante. L'incorporation d'un stabilisateur, lequel peut, sans inconvenient, avoir une densité apparente relativement élevée,permet d'obtenir un produit granulé sans poussière ayant une densité apparente relativement basse. Comme stabilisateur, on peut avantageusement utiliser un sel tel que le polyphosphate de sodium, le sulfate de sodium, le carbonate ou le métasilicate de sodium. Le verre soluble le disilicate-de sodium ou la zéolithe pulvérisés sont aussi des stabilisateurs satisfaisants. Il est bien évident qu'on peut aussi utiliser des mélanges des substances indiquées avec d'autres substances normalement présentes dans les détergents, en tant que stabilisateurs, à condition d'être compatibles avec les spécifications du procédé. La vaporisation de l'eau de cristallisation est, de préférence, réalisée par chauffage, par exemple, par chauffage electrique, ou par un chauffage direct à la flamme d'un brûleur a gaz ou à huile. Il est a noter que le procédé peut être exécuté en continu. L'invention comprend aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, qui comprend une alimentation pour le mélange de départ, qui contient un silicate contenant de l'eau de cristallisation et un stabilisateur, un support pour le mélange et des moyens de chauffage. Dans un mode de mise en oeuvre continu préféré du procédé de l'invention, le dispositif comprend un support mobile par rapport aux autres composants, notamment un plateau tournant. Dans ce cas, le mélange de départ est versé en continu à la surface plateau tournant, traverse une zone de chauffage qui ehauffe un secteur de la surface circulaire du plateau et est ensuite évacué par raclage, après un circuit, en tant que produit fini. Le procédé peut aussi être réalisé, d'une manière analogue, à l'aide d'une bande circulant sur des rouleaux, d'un tambour rotatif ou de dispositifs similaires.Il convient que le support soit toujours couvert d'une couche assez épaisse de stabilisateur ou de produit à grain fin pour que le sel contenant de l'eau de cristallisation fraîchement introduit ne vienne pas directement au contact de celui-ci car il risque de former une masse collante ou pâteuse . Les investissements qu'exige un tel dispositif ne représentent,en général, qu'une fraction du coût d'un mélangeur de sorte que dans la fabrication du détergent n'intervient pratiquement plus que le cout du mélangeur qui, de son coté5 ne représente qu'une petite fraction de celui d'un déshydrateur-pulvérisateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe verticale schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan schématique du dispositif de la figure 1 ; et, - la figure 3 illustre une variante de réalisation dvun dispositif conforme à l'invention. Le dispositif représenté sur les figures I et 2 pour produire des granulés coulants à faible densité apparente comprend essentiellement un plateau tournant 1, monté sur un support approprié, qui est entraîné par un moteur 2, le cas échéant, avec interposition d'un réducteur de vitesse. Au-dessus du plateau 1 est installée une hotte 3 renfermant un dispositif de chauffage (par exemple , des éléments électriques). En principe, le dispositif de chauffage pourrait aussi être monté sous le plateau ou pourrait être incorporé dans celuici. Le dispositif de chauffage (et la hotte) s'étend sur la majeure partie du plateau tournant.Un dispositif d'alimentation pour amener le mélange de départ comprenant une goulotte ou un silo 5, un dispositif de dosage 6 et un canal vertical 7, lequel s'étend du centre du plateau jusqu a proximité de son bord, est aussi installé au-dessus du plateau. Enfin, un organe de raclage 8, de préférence, réglable en hauteur, est également monté au-dessus du plateau tournant. Le processus de gonflage s'effectue sur le plateau d'acier 1, qui tourne autour de son axe dans un plan horizontal, à une vitesse variable entre 0,5 et St/min. Le plateau tournant est chauffé d'en haut sur une plage de 270" environ. Ce chauffage est assure, comme il a été indiqué, par des éléments électriques, mais il pourrait également être produit par une flamme directe. La gamme de températures est variable entre 100 et 4000C. Le mélange de départ est répandu sur le secteur non chauffé d'environ 900 du plateau tournant par le dispositif de dosage. Apres le passage dans la zone de chauffage, les particules gonflées sont enlevees par le bord du plateau au moyen du dispositif de raclage. L'application d'une nouvelle dose de mélange de départ s'effectue directement sur la couche de matiere non gonflée restant sur le plateau. Les exemples qui suivent, qui n'ont bien entendu aucun caractere limi tatif, feront mieux comprendre les particularités de l'invention. Exemple 1. On verse sur un plateau tournant à la vitesse de 2 t/min, un mélange composé de 80% en poids de sulfate de sodium finement granulaire ayant une densité apparente de 1570 g/1 et de 20% en poids de silicate de sodium pentahy draté ayant une densite apparente de 880 g/i. Les deux tiers environ de ce plateau sont chauffés directement par une flamme. Dans la zone chauffée, la température de l'air est de 250 - 350"C. Après une révolution, le produit gonflé et granulé résultant est enlevé du plateau par une raclette. La densité apparente de ce produit est 199 g/l. Exemple 2. On verse sur un plateau tournant à la vitesse de 2 t/min, un mélange comprenant 75% en poids de tripolyphosphate de sodium ayant une densité apparente de 846 g/l et 25% en poids de métasilicate de sodium pentahydraté ayant une densité apparente de 880 g/l. Les conditions de chauffage et de température sont les mimes que dans l'exemple 1. Apres une révolution, le produit gonflé et granulé est enlevé du plateau. Sa densité apparente est 125 g/1. Exemple 3. on verse et on traite un melange de 40% en poids de sulfate de sodium calciné fin ayant une densité apparente de 1570 g/l, de 40% en poids de polyphosphate de sodium ayant une densité apparente de 846 g/l et de 20% en poids de silicate de sodium pentahydraté ayant une densité apparente de 880 g/l sur un plateau tournant comme dans l'exemple 1. Le produit obtenu a une densité apparente de 166gaz Exemple 4. On verse et on traite un mélange de 75% en poids de carbonate de sodium calciné fin ayant une densité apparente de 560gel et 25% en poids de métasilicate de sodium ayant une densité apparente de 880 g/1 sur un plateau tournant comme dans l'exemple 1. Le produit obtenu a une densité apparente de 162 g/1. Exemple 5. En traitant dans les memes conditions un mélange de 60% en poids de sulfate de sodium calciné fin ayant une densité apparente de 560 g/l et 40% en poids de métasilicate de sodium pentahydraté ayant une densité apparente de 880gaz on obtient un produit ayant une densité apparente de 230 g/l. Exemple 6.: On verse un mélange comprenant 80% en poids de verre soluble du commerce finement moulu ayant une densité apparente de 1250 g/l et 20% en poids de métasilicate de sodium pentahydraté ayant une densité apparente de 880 g/l sur un plateau tournant à 2 t/min. Ce plateau est chauffé sur les deux tiers environ de sa surface par des élements électriques en forme de tige. Dans la zone chauffée, la température de l'air se situe entre 250 et 3500C. On applique et on traite ce mélange comme dans exemple 1. On obtient ainsi un produit ayant une densité apparente de 160 g/l. Exemple 7. On traite sur un plateau tournant comme dans l'exemple 5 un mélange de 80Z en poids de metasilicate de sodium déshydraté et fin ayant une densité apparente de 1000 g/l et 20% en poids de métasilicate de sodium pentahydraté ayant une densité apparente de 880 g/l. On obtient ainsi un produit ayant une densité apparente de 306 g/J. Le procédé de l'invention peut aussi être mis en pratique sur un dispositif ayant une structure différente. La figure 3 illustre cette possibilité sous la forme d'une installation comprenant une bande transporteuse à marche continue 10, un tunnel de chauffage 11 (à chauffage électrique, par exemple), une alimentation 12 avec dispositifs de dosage et de distribution 13, un tamis pour séparer les granulés des fines, et un dispositif de retour 15, 16 au moyen duquel les particules non gonflées sont recyclées. Lors de l'utilisation de cette installation, on verse le mélange de départ sur la bande transporteuse en acier 10 qui le fait passer dans la zone de chauffage 11. La vitesse de translation de la bande transporteuse et la longueur de la zone de chauffage sont calculées pour obtenir un temps de séjour de 30 secondes dans le tunnel, où règne une température de 250 à 3500C. A l'extré- mité de la bande transporteuse, le produit est déversé sur le tamis continu 14. Les granulés gonflés s'accumulent à la surface du tamis, tandis que les fines ayant traversé celui-ci sont recyclées et sont reversées, aux fins de retraitement, à l'entrée de la bande transporteuse 10 en amont du mélange de départ REYENDICATIONS I. Procédé pour fabriquer des granules coulants ayant une basse densité apparente , caractérisé en ce qu'on fait gonfler un mélange comprenant un silicate contenant de l'eau de cristallisation et un stabilisateur, par vaporisation. de l'eau de cristallisation, la mousse résultant étant stabilisée et séchée par ledit stabilisateur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la vaporisation de l'eau de cristallisation des produits par chauffage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue ledit chauffage par voie électrique ou à l'aide de la flamme d'un brGleur à gaz ou à huile ou au moyen de leurs fumées. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le silicate contenant de l'eau de cristallisation est du métasilicate de sodium. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme stabilisateur un sel calciné. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme stabilisateur le polyphosphate de sodium, le sulfate de sodium, le carbonate de sodium,le métasilicate de sodium, le verre soluble ou la zéolithe. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme stabilisateur des substances couramment utilisées dans les détergents, si elles sont suffisamment stables dans les conditions opératoires du procédé. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on l'exécute en continu. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on verse le mélange de départ sur un support qui le transporte dans la zone de chauffage et qui sépare ensuite le produit gonflé. 10. Dispositif pour produire des granulés coulants ayant une basse densité apparente , caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation pour le mélange de départ, qui contient un silicate contenant de l'eau de cristallisation et un stabilisateur, un support pour le mélange et des moyens de chauffage. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit support est mobile par rapport à l'alimentation et aux moyens de chauffage. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit support est un plateau tournant. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de chauffage ne chauffent qu'un secteur de la surface du plateau tournant. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que, en considérant le sens de la rotation du plateau, il comporte successivement l'alimentation amenant le mélange de départ, les moyens de chauffage et un dispositif de raclage pour évacuer le produit 15. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le support est constitué par une bande sans fin se déplaçant sur des rouleaux ayant un axe horizontal. 16. Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce que le support est un tambour rotatif.