PROCEDIMIENTO DE ACTIVACIÓN DE ARCILLAS DE GRAN SUPERFICIE PARA LA PREPARACIÓN DE TIERRAS DE COLORANTES.
Procedimiento para la preparación de un adsorbente, en particular un producto de tierra decolorante,
en el que una arcilla bruta
- con una superficie específica de 200 a 280 m 2 /g,
- una capacidad de intercambio iónico superior a 40 meq/100g, y
- un volumen de poros de 0,7 a 1,0 ml/g, en que al menos el 40% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro de poro de al menos 14 nm y como máximo el 25% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro inferior a 7,5 nm;
- y que presenta un contenido de Al2O3 inferior al 11% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra, así como un contenido de SiO2 superior al 65% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra, se somete a una activación.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/006174.
B01J20/12TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 20/00 Composiciones absorbentes o adsorbentes sólidas o composiciones que facilitan la filtración; Absorbentes o adsorbentes para cromatografía; Procedimientos para su preparación, regeneración o reactivación. › Arcillas de origen natural o tierras decolorantes.
Clasificación PCT:
B01J20/12B01J 20/00 […] › Arcillas de origen natural o tierras decolorantes.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.
Procedimiento de activación de arcillas de gran superficie para la preparación de tierras decolorantes La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un adsorbente, así como a un procedimiento para el refinado de grasas y/o aceites. En la preparación industrial de aceites y grasas se usan tierras decolorantes para la eliminación de turbiedades y coloraciones o también para la eliminación de aceleradores de la oxidación. Mediante la purificación adsortiva pueden mejorarse considerablemente el sabor, el color y la estabilidad al almacenamiento de los aceites y las grasas. Para la purificación se usan distintas clases de tierras decolorantes. Un primer grupo forma la clase de las tierras decolorantes de alta actividad, en su mayoría a base de montmorillonita (HPBE = high performance bleaching earth). Este grupo comprende en particular montmorillonitas activadas con ácido, en que la activación ácida se realiza en un procedimiento costoso mediante la desaluminación de las arcillas brutas con ácidos concentrados a altas temperaturas. En este procedimiento se obtiene un producto de tierra decolorante con una gran superficie específica y un gran volumen de poros. El empleo de pequeñas cantidades de estas tierras decolorantes de alta actividad produce ya una notable purificación del aceite bruto. Unas cantidades de empleo pequeñas en el proceso de decoloración son deseables porque, por un lado, la arcilla decolorante empleada fija una cantidad residual de aceite, lo que disminuye el rendimiento y, por otro lado, la arcilla decolorante usada debe desecharse según las normativas vigentes. Lo desventajoso de estas tierras decolorantes de alta actividad es el hecho de que por la desaluminación con ácido durante su preparación se producen grandes cantidades de aguas residuales ácidas ricas en sales, que solamente pueden tratarse o desecharse mediante costosos procesos. Los elevados costes para el desecho de los residuos, así como el costoso procedimiento de producción justifican los comparativamente altos precios de tales tierras decolorantes de alta actividad. Otro grupo lo forma la clase de las arcillas de actividad natural. Estas tierras decolorantes de origen natural se usan ya desde hace siglos para la purificación de grasas y aceites. Estos sistemas de actividad natural (denominados también tierras de Fuller) pueden prepararse de manera muy económica. Sin embargo, solo tienen un escaso poder decolorante, de modo que, por lo general, no son adecuados para la purificación de aceites y grasas que hayan de decolorarse intensamente. Además, en comparación con las tierras decolorantes de alta actividad, deben emplearse cantidades considerablemente mayores del adsorbente para conseguir el resultado de decoloración deseado. De esta manera, sin embargo, debe contarse con mayores pérdidas de aceite o grasa, ya que las tierras decolorantes no pueden separarse en forma pura y ciertas cantidades de aceite o grasa quedan en la tierra decolorante. La tercera clase de tierras decolorantes, los denominados sistemas de superficie activada (SMBE = surface modified bleaching earth; tierras decolorantes de superficie activada), representan un compromiso entre bajos costes de preparación y una actividad aceptable. En este caso, una arcilla bruta de actividad natural se trata con una pequeña cantidad de ácido y de esta manera se consigue una activación in situ. Para este procedimiento han dado buenos resultados particularmente arcillas brutas que contienen atapulgita y hormita. Estas presentan una superficie específica muy alta, para una arcilla bruta natural, de aproximadamente 100 a 180 m 2 /g y un volumen de poros de aproximadamente 0,2 a 0,35 ml/g. Sin embargo, dado que las sales formadas en la activación ácida o la proporción del ácido que no ha reaccionado no se lavan, permanecen en el producto y se almacenan también, al menos en parte, en los poros. De este modo, por lo general estas tierras decolorantes activadas con ácido no alcanzan la misma eficiencia que se consigue con las tierras decolorantes de alta actividad (HPBE), que se preparan por desaluminación con ácido. No obstante, el sencillo procedimiento de preparación permite una producción comparativamente económica, ya que no se generan aguas residuales ácidas. Del documento US-A-5.008.226 se conoce un procedimiento para la preparación de tierra decolorante activada con ácido con el uso de una arcilla atapulgítica ácida de origen natural según la activación ácida descrita anteriormente. Esta arcilla presenta un volumen de poros en el intervalo de 0,25 a 0,50 ml/g y una superficie específica en el intervalo de 100 a 150 m 2 /g. Se usa con preferencia especial una mezcla de origen natural de atapulgita y bentonita. Los componentes principales de este mineral constan del 71 al 75% en peso de SiO2 y del 11 al 16% en peso de Al2O3. El mineral de atapulgita y bentonita se trata a una temperatura de aproximadamente 25 a 100°C, con el ácido correspondiente a una cantidad de ácido del 1 al 10% en peso. El producto intermedio activado con ácido no se lava, sino que se usa directamente como tierra decolorante después de secarlo y molerlo. En el documento US-A-3.029.783 se describe un procedimiento para el tratamiento de una arcilla atapulgítica con ácido. La atapulgita contiene aproximadamente el 15% en peso de Al2O3. La arcilla activada con ácido es adecuada para su uso como absorbente para gatos. El documento US-A-5.869.415 describe un procedimiento para la activación de silicatos estratificados con una capacidad de intercambio iónico de al menos 25 meq/100 g mediante activación con el 1 al 10% en peso de ácido y calcinación posterior a temperaturas de 200°C a 400°C. Los silicatos estratificados presentan superficies específicas en el intervalo de 132 a 167 m 2 /g, así como un volumen de poros en el intervalo de 0,27 a 0,35 ml/g y una capacidad 2 de intercambio iónico de 38 a 68 meq/100 g. En el documento WO 99/02256 se describe un procedimiento para la preparación de una tierra decolorante con un contenido de ácido elevado. En este caso la activación tiene lugar en un proceso respetuoso con el medio ambiente, ya que no es acuoso. Preferentemente se añade del 2,5 al 5% en peso de ácido en disolución acuosa a una arcilla bruta secada previamente y molida. Como ejemplos de ácidos adecuados se describen ácido clorhídrico y ácido fosfórico, así como ácido cítrico, que se aplican sobre una arcilla bruta de la clase paligorskita-esmectita. En el documento WO 2004/105936 A1 se describe un procedimiento para la preparación de una tierra decolorante semisintética. Por lo tanto, en la preparación de tierras decolorantes activadas con ácido descrita anteriormente se usan normalmente silicatos estratificados, en particular esmectita y paligorskita o mezclas de estos silicatos. Las arcillas brutas usadas como productos de partida tienen superficies específicas en el intervalo de 100 a 180 m 2 /g, un volumen de poros en el intervalo de 0,25 a 0,50 ml/g y una capacidad de intercambio iónico en el intervalo de 38 a 68 meq/100 g. Estos silicatos estratificados tienen un contenido de Al2O3 mayor del 11% en peso. Como ya se ha expuesto anteriormente, las tierras decolorantes de superficie activada (SMBE) presentan la ventaja de una preparación económica. Sin embargo, no alcanzan el efecto decolorante que alcanzan las tierras decolorantes de alta actividad (HPBE). Por lo tanto, en comparación con las tierras decolorantes de alta actividad, se necesitan mayores cantidades de una tierra decolorante de superficie activada para conseguir un resultado de decoloración deseado. A su vez, esto hace que en la decoloración por adsorción de aceites y grasas en la tierra decolorante haya que contar con mayores pérdidas de aceite y, por otro lado, deban tratarse o desecharse mayores cantidades de tierra decolorante usada. Por consiguiente, el objetivo de la invención es poner a disposición un procedimiento para la preparación de un adsorbente que evite las desventajas del estado de la técnica y conduzca a un producto con alta capacidad de adsorción, en particular con respecto al efecto decolorante de aceites y grasas. Este objetivo se consigue con un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Las variantes ventajosas del procedimiento son objeto de las reivindicaciones subordinadas. Sorprendentemente, se ha demostrado que, al usar las arcillas brutas definidas en la reivindicación 1, mediante una activación comparativamente sencilla pueden obtenerse adsorbentes o tierras decolorantes cuya actividad es comparable y en parte superior a la de las tierras decolorantes de alta actividad que se obtienen mediante desaluminación intensiva con ácidos fuertes. En ello, es esencial para la invención que la arcilla bruta empleada presente una superficie específica (superficie BET) superior... 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Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la preparación de un adsorbente, en particular un producto de tierra decolorante, en el que una arcilla bruta - con una superficie específica de 200 a 280 m 2 /g, - una capacidad de intercambio iónico superior a 40 meq/100g, y - un volumen de poros de 0,7 a 1,0 ml/g, en que al menos el 40% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro de poro de al menos 14 nm y como máximo el 25% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro inferior a 7,5 nm; - y que presenta un contenido de Al2O3 inferior al 11% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra, así como un contenido de SiO2 superior al 65% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra, se somete a una activación. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en que la arcilla bruta presenta una proporción de los metales pesados As, Pb, Cd y Hg lixiviable mediante ácido tartárico inferior a 25 ppm. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en que la proporción de Arsénico lixiviable mediante ácido tartárico es inferior a 1,5 ppm y/o la proporción de plomo lixiviable mediante ácido tartárico es inferior a 5 ppm y/o la proporción de cadmio lixiviable mediante ácido tartárico es inferior a 0,5 ppm y/o la proporción de mercurio lixibiable mediante ácido tartárico es inferior a 0,2 ppm. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en que el volumen de sedimento de la arcilla bruta en agua es inferior a 10 ml/2g. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en que la arcilla bruta se pone en contacto con un ácido para la activación de su superficie. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, en que el ácido se pone en contacto con la arcilla bruta como disolución acuosa. 7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, en que el ácido es un ácido mineral. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, en que el ácido mineral es ácido sulfúrico o ácido fosfórico. 9. Procedimiento para el refinado de grasas y/o aceites, en que - se pone a disposición un aceite bruto obtenido de un material vegetal o animal; - el aceite bruto se somete a una decoloración en la que se trata con un producto decolorante que contiene una arcilla bruta que presenta - una superficie específica de 200 a 280 m 2 /g; - una capacidad de intercambio iónico superior a 40 meq/100g y - un volumen de poros de 0,7 a 1,0 ml/g, en que al menos el 40% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro de poro de al menos 14 nm y como máximo el 25% del volumen de poros está formado por poros que presentan un diámetro inferior a 7,5 nm; - en que la arcilla bruta presenta un contenido de Al2O3 inferior al 11% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra, así como un contenido de SiO2 superior al 65% en peso respecto a la arcilla bruta anhidra y - el aceite decolorado se separa del producto de tierra decolorante. 10. Procedimiento según la reivindicación 9, en que el aceite bruto presenta un contenido de fósforo, calculado como P, inferior a 100 ppm. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 ó 10, en que el aceite bruto se somete a un desgomado. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, en que el producto de tierra decolorante se obtiene por activación de la arcilla bruta con ácido, para lo cual la arcilla bruta se pone en contacto con un ácido para la activación de su superficie. 13 14
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