Proceso para preparar cristales esféricos de sal común.

Un proceso de preparación de cristales con forma esférica de flujo libre de sal común sin el uso de ningún modificador del hábito, en el que el dicho proceso comprende las etapas de:

(a) cargar salmuera saturada en un recipiente de acero inoxidable aislado térmicamente equipado con una cinta de calentamiento sobre la pared externa del recipiente y con un agitador mecánico con una pala de tipo hélice, un ángulo de inclinación de 10°-20° y estando el diámetro de la pala en el intervalo de 0,1-0,5 m con una tasa de agitación que varía entre 200-275 r.p.m.;

(b) elevar la temperatura de la salmuera como se obtiene de la etapa (a) gradualmente mientras se agita hasta el punto de preestablecido en el intervalo de 40 ºC - 80 ºC,

(c) mantener la temperatura de la salmuera de la etapa (b) a una temperatura de 58 +- 2 ºC y permitir que la salmuera se evapore con agitación mecánica a una velocidad de 220 +- 10 r.p.m.;

(d) descargar la suspensión de sal como se obtiene de la etapa (c) desde la parte inferior cuando se alcanza el punto de evaporación preestablecido y se reduce el volumen de salmuera hasta un 25-35 % (v/v) del volumen inicial tomado;

(e) cargar la suspensión como se obtiene de la etapa (d) en una centrífuga seguido de lavar la suspensión cargada con una pulverización de solución saturada de cloruro de sodio;

(f) cargar la sal húmeda como se obtiene de la etapa (e) en una bandeja de acero inoxidable llana, seguido de secar bajo el sol directo para reducir el contenido en humedad hasta un 0,5 % (p/p) mientras se minimiza la aglomeración, o en un secador de lecho fluidizado o en un horno con aire forzado a 35 +- 5 ºC sin apelmazamiento significativo; (g) tamizar la sal seca como se obtiene de la etapa (f) a través de tamices progresivamente más finos con un tamaño de malla que varía entre 35-60 (500 +- m - 250 +- m) para fraccionar los cristales de sal para lograr la distribución de tamaño deseada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IN2008/000568.

Solicitante: COUNCIL OF SCIENTIFIC & INDUSTRIAL RESEARCH.

Nacionalidad solicitante: India.

Dirección: Anusandhan Bhawan, 2 Rafi MargNew Delhi 110 001 INDIA.

Inventor/es: GHOSH, PUSHPITO KUMAR, MUKHOPADHYAY,INDRAJIT, MOHANDAS,VADAKKE PUTHOOR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE... > Haluros de sodio, potasio o metales alcalinos en... > C01D3/22 (Preparación en forma de gránulos, trozos u otros productos elaborados)

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Fragmento de la descripción:

Proceso para preparar cristales esfïricos de sal comïn

Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un proceso de preparaciïn de cristales con forma esfïrica de sal que tienen un tamaïo en el intervalo de 100-500 !m obtenidos a partir de salmuera saturada sin usar ningïn modificador del hïbito.

Antecedentes y tïcnica anterior de la invenciïn La sal comïn o cloruro de sodio o NaCl, ademïs de ser un componente dietïtico esencial, es una materia prima bïsica para la fabricaciïn de una amplia variedad de productos quïmicos industriales, a saber, carbonato de sodio (ceniza de sodio) , hidrïxido de sodio (sosa cïustica) y cloro. Ademïs, se usa sal en las industrias textil, lïctea, de teïido, alimenticia, de fertilizante, de cuero, de papel y farmacïutica. Las propiedades de flujo de la sal son importantes en muchas aplicaciones que implican el uso de sal granulada.

Se puede hacer referencia al artïculo "ïQuï es un medio granulado?" ("What is a Granular Medium?") del Granular Volcano Group (www.granular-volcano-group.org; www.granular.org) , en el que se establece que el flujo concentrado de sustancias granuladas se puede estudiar midiendo el ïngulo de reposo (o ïngulo de fricciïn interna) . Se establece que el ïngulo de respuesta estï tïpicamente en el intervalo de 15º to 50º y que el ïngulo es bajo cuando los granos son lisos, gruesos o redondeados, y, es alto para partïculas pegajosas, afiladas, irregulares o muy finas.

Se puede hacer referencia al trabajo "El efecto del tamaïo y la geometrïa de la carga sobre el flujo de caucho llenado con negro de carbïn" ("The effect of filler size and geometr y on the flow of carbon black filled rubber") por P.

P. A. Smit (Rheologica Acta, volumen 8, nïmero 3 /agosto de 1969) .

Se puede hacer referencia a cualquier libro de texto estïndar en el ïrea de la fïsica o quïmica del estado sïlido donde se menciona que la sal comïn cristaliza con morfologïa cïbica.

Se puede hacer referencia a la tïcnica anterior bien conocida en la que, en muchas salinas solares, se puede observar sal con forma casi redonda en los bordes de los cristalizadores. Sin embargo, estos grïnulos de sal son muy grandes, midiendo 2-4 mm, lo que los hace inadecuados para muchas aplicaciones. Se puede hacer referencia al trabajo por R. J. Davey et al. (J. Cr y st. Growth, 1991, vol. 114, p.7-12) en el que se describen las estructuras de diferentes tipos de cristales de sal. Tambiïn se muestra una figura de NaCl granulado con 1 mm de tamaïo. Ni se divulga el proceso de preparaciïn ni se realiza ninguna menciïn de sal esfïrica del intervalo de tamaïo de la presente invenciïn.

Se puede hacer referencia a la patente japonesa n.ï JP63162526A2 en la que se representa un proceso de producciïn de sal esfïrica. En el dicho proceso, los cristales de sal que tienen una dimensiïn de 0, 5-0, 8 mm se someten a una fuerza centrïfuga. A continuaciïn se aïade un agente aglutinante seguido de pulverizaciïn de las partïculas de sal finas que pasan a travïs de una malla 250 (es decir, aproximadamente 70-80 micrïmetros) para 45 proporcionar una sal esfïrica. El principal problema con el proceso es que las partïculas resultantes de la sal granulada esfïrica serïan mayores que el tamaïo del nïcleo tomado que en sï es bastante grande. Otro problema es que la sal redonda no se puede obtener directamente a partir de salmuera sino sïlo a partir del procesamiento adicional de la sal preformada. Ademïs, el proceso requiere el uso de un polvo de sal muy fino para cubrir el nïcleo de sal inicial, lo que hace que dicha sal fina tenga sus propios problemas asociados.

Se puede hacer referencia a la patente europea n.ï EP 1.545.733 B9 (WO 2004/018068) con fecha de 21 de abril de 1999 de Mayer et al. en la que se divulga un proceso de cristalizaciïn de sal por evaporaciïn que produce sal pura de morfologïa octahïdrica o esfïrica. El proceso utilizï sacïrido o su derivado en un proceso por evaporaciïn que se produce a temperatura ambiente. La principal desventaja de dicho proceso es que el sacïrido se usa en una 55 concentraciïn de aproximadamente un 5 % (p/v) . Estas concentraciones altas de sacïridos podrïan (i) dar lugar a un incremento injustificado de la salmuera que, a su vez, podrïa ralentizar la evaporaciïn, (ii) dar como resultado la contaminaciïn de la sal con sacïrido, y (iii) aïadir coste. Ademïs, puede que el proceso no sea adecuado para la producciïn de sal por evaporaciïn forzada a temperaturas elevadas puesto que el ejemplo proporcionado sïlo es para la evaporaciïn a temperatura ambiente. No se hace menciïn alguna de los tamaïos especïficos de los cristales esfïricos obtenidos ni existe ninguna medir cuantitativa informada de una mejora en el flujo.

Se puede hacer referencia a la patente de los EE.UU. n.ï 3.567. 371 con fecha de 2 de marzo de 1971 de Birchall et al. en la que se representa la preparaciïn de una forma novedosa de cristal de NaCl. La cristalizaciïn se lleva a cabo a partir de una soluciïn saturada de cloruro de sodio que contiene determinados aditivos. La forma novedosa 65 de cristal se forma en presencia de alcohol polivinïlico solo o en asociaciïn con polielectrolitos. Aunque el proceso produjo una forma de NaCl interesante, no trata los cristales de sal con forma esfïrica.

Se puede hacer referencia a la patente japonesa n.ï JP 1987000313145, con fecha de 12 de diciembre de 1987 en la que se produce cloruro de sodio que tiene una forma de cristal con forma de tetraedro tratando una soluciïn acuosa de cloruro de sodio con un catalizador especïfico. La invenciïn explica muy bien el efecto del aditivo sobre el

crecimiento de varios planos y por tanto, el cambio en el hïbito o morfologïa de los cristales. No se hace menciïn alguna de ningïn intento para producir una morfologïa esfïrica de los cristales de sal.

Se puede hacer referencia a la preparaciïn de cloruro de sodio esfïrico que tiene un tamaïo de 6-50 nm (http://www.seas.harvard.edu/environmental-chemistr y /projects/aerosolsub3.php) . Aunque dicha sal es ïtil para los estudios fundamentales, no es de mucho uso en aplicaciones industrial y dietïticas convencionales. Ademïs, su producciïn en una cantidad a granel es difïcil y costosa.

Se puede hacer referencia a la patente japonesa n.ï JP 09086923 A2 en la que se ponen en contacto partïculas de cloruro de sodio y/o cloruro de potasio en estado suspendido con la llama de un quemador o un gas caliente (∀800 ïC y preferentemente 1000-1300 ïC) , para efectuar la fusiïn parcial de la partïcula de sal seguido de su enfriamiento. La partïcula de la sal solidificada por enfriamiento es una partïcula individual vïtrea que tiene una forma esfïrica casi perfecta y un diïmetro de partïcula de 0, 01-1, 0 mm. La principal desventaja del proceso es que el proceso no se puede considerar como prïctico o econïmico para una producciïn a granel de una sal esfïrica. Tampoco hay menciïn alguna del control ejercido sobre la distribuciïn de tamaïo.

Se puede hacer referencia a la patente de los EE.UU. n.ï 7.220.435 de Dastidar et al. en la que se describen la importancia de la morfologïa del cristal y el medios para lograr la misma para NaCl. La patente divulga ademïs la preparaciïn de NaCl de forma de dodecaedro. El proceso implica el uso de grandes concentraciones de glicina que actïa como modificador del hïbito. Ademïs, el proceso no es aplicable a temperaturas elevadas y, lo mïs importante, los cristales de sal no son esfïricos en un sentido verdadero puesto que un dodecaedro rïmbico tiene 12 superficies planas lo que podrïa hacer que la sal rodara libremente con dificultad. Tampoco existe menciïn alguna del tamaïo de los cristales obtenidos.

Tambiïn... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso de preparaciïn de cristales con forma esfïrica de flujo libre de sal comïn sin el uso de ningïn modificador del hïbito, en el que el dicho proceso comprende las etapas de: 5

(a) cargar salmuera saturada en un recipiente de acero inoxidable aislado tïrmicamente equipado con una cinta de calentamiento sobre la pared externa del recipiente y con un agitador mecïnico con una pala de tipo hïlice, un ïngulo de inclinaciïn de 10ï-20ï y estando el diïmetro de la pala en el intervalo de 0, 1-0, 5 m con una tasa de agitaciïn que varïa entr.

20. 275 r.p.m.;

(b) elevar la temperatura de la salmuera como se obtiene de la etapa (a) gradualmente mientras se agita hasta el punto de preestablecido en el intervalo de 40 ïC -80 ïC,

(c) mantener la temperatura de la salmuera de la etapa (b) a una temperatura de 58 # 2 ïC y permitir que la 15 salmuera se evapore con agitaciïn mecïnica a una velocidad de 220 # 10 r.p.m.;

(d) descargar la suspensiïn de sal como se obtiene de la etapa (c) desde la parte inferior cuando se alcanza el punto de evaporaciïn preestablecido y se reduce el volumen de salmuera hasta u.

2. 35 % (v/v) del volumen inicial tomado;

(e) cargar la suspensiïn como se obtiene de la etapa (d) en una centrïfuga seguido de lavar la suspensiïn cargada con una pulverizaciïn de soluciïn saturada de cloruro de sodio;

(f) cargar la sal hïmeda como se obtiene de la etapa (e) en una bandeja de acero inoxidable llana, seguido de secar 25 bajo el sol directo para reducir el contenido en humedad hasta un 0, 5 % (p/p) mientras se minimiza la aglomeraciïn,

o en un secador de lecho fluidizado o en un horno con aire forzado a 35 # 5 ïC sin apelmazamiento significativo;

(g) tamizar la sal seca como se obtiene de la etapa (f) a travïs de tamices progresivamente mïs finos con un tamaïo de malla que varïa entr.

3. 60 (500 !m -250 !m) para fraccionar los cristales de sal para lograr la distribuciïn de tamaïo deseada.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que los cristales de sal centrifugados estïn opcionalmente modificados en superficie por inmersiïn en una soluciïn de glicina al 4 % (p/v) en salmuera saturada seguido de centrifugaciïn adicional y secado controlado de los cristales de sal y reciclado de la soluciïn residual de glicina en lotes posteriores.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la salmuera usada se selecciona del grupo que comprende salmuera sintïtica o salmueras naturales de fuentes de mar, subsuelo, lagos y vegetales.

4. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la salmuera usada se suplementa con un antidisolvente suplementado del grupo que consiste en metanol, etanol y propanolina variando la concentration entre un 0, 3-0, 5 % (v/v) .

5. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 4, en el que el antidisolvente etanol. 45

6. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que el recipiente de acero inoxidable usado tiene una geometrïa cilïndrica con un diïmetro interno de 0, 1-1, 0 m, altura de 0, 5-1, 0 m para una capacidad en volumen de 100 l.

7. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 6, en el que el fondo del agitador estï colocado a una profundidad de 0, 10 m -0, 2 m dentro del recipiente que tiene dimensiones de acuerdo con la reivindicaciïn 6.

8. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la tasa de agitaciïn se mantiene en el intervalo de 245

255 r.p.m. y es un parïmetro crïtico para obtener la morfologïa deseada de los dichos cristales. 55

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la agitaciïn eficaz requiere que se mantenga un volumen libre inicial mïnimo en el intervalo de u.

2. 40 % para garantizar una agitaciïn apropiada de todo el volumen de salmuera.

10. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que el tamizado se ha realizado usando un tamices con un tamaïo de malla de 35 (500 !m) para separar los cristales mayores de 500 !m y tamices con un tamaïo de malla d.

4. 60 m (355 !m -250 !m) para separar los cristales de sal fina.

11. Un proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 6, en el que el producto obtenido a partir de dicho proceso se 65 envasa en bolsas de plïstico hermïticas para almacenar durante al menos hasta 3 meses.