amixon Mischer und Reaktoren für die Herstellung von Waschmittel und Metallseifen

Bei der Herstellung von Waschmitteln und Metallseifen sollten sowohl die Mischer als auch die Synthesereaktoren in besonderer Art angepasst sein, um die jeweilige Aufgabenstellung gut erfüllen zu können. amixon Apparate erfüllen solche Sonderaufgaben mustergültig.

Die Seife zählt zu den ältesten chemischen Produkten. Bereits Naturvölker kannten die Gleitwirkung und Trennwirkung der Seife = Alkalisalze höherer Fettsäuren. Sie nutzten die Asche aus verbranntem Holz und verrührten/ suspendierten sie in Wasser, um eine verdünnte Lauge zu erhalten. Sie seihten die Aschereste aus der Flüssigphase und dampften sie ein. So konzentrierten sie die schwache Lauge und vermengten sie mit Öl und Fett – vorzugsweise im erhitzten Zustand. Die einsetzende Trübung ist ein Hinweis auf die Bildung von Seifenlauge. Diese hat zugleich fettlösende und wasserlösende Eigenschaften. Im Idealfall isolierte man die festeren von den flüssigeren Bestandteilen der Seifenlauge, um sie konservierbar und transportierbar zu machen. Bereits 3000 v. Chr. ist dies Verfahren von den Sumerern angewandt worden, wobei die resultierende Seife zunächst für Heilzwecke verwendet worden sei. Erst im Römertum sei die reinigende Wirkung der Seife kultiviert worden. In römischen Schriften ist die germanische Seife erwähnt, bestehend aus Talg, Asche und Pflanzensäften. Sie diente dem Rotfärben der Haare vor dem Kampf. Die Kunst des Seifensiedens sei von den Arabern an die Spanier vermittelt worden und bereits Karl der Große habe während seiner Regentschaft von 768 bis 814 die Ansiedlung von Seifensiedern im Frankenreich begünstigt. Überliefert wurden altdeutsche Begriffe wie Seifa, Seipha oder Säpa für Schmierseife. Harte, weiße Seife herzustellen, das galt als etwas Besonderes und wurde begünstigt, indem Asche von Meerespflanzen und Olivenöl als Rohstoffe genutzt wurden. Versetzt mit Heilkräutern, Antioxidantien, Deodorantien und Duftölen war Seife ein begehrter Luxusartikel. Um 900 war Marseille eine Hochburg der Seifenherstellung. Fünfhundert Jahre später waren es die italienischen Städte Savona, Venedig und Genua. König Ludwig der XVI. (Regentschaft von 1775 bis 21. Januar 1793) erließ in Frankreich eine Richtlinie zur Qualität der Seife, der Ölanteil musste mindestens 72 Gewichtsprozente betragen. 

Industrielle Verfahren substituierten um 1900 Pottasche durch künstliche Soda sowie die starken Laugen aus Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Aus den Basischemikalien Perborat und Silikat entstand 1907 das Markenprodukt Persil der Firma Henkel. Im Jahr 1929 entwickelte Benckiser in Ludwigshafen ein Maschinenspülmittel für Hotels und Restaurants. Kernseife wurde zum Massenprodukt. Bis heute wurden große Anstrengungen unternommen, um Waschmittel umweltfreundlicher zu machen. So sind die heute in Europa im Waschmittel verwendeten Enzyme und Tenside biologisch abbaubar und auf die Verwendung von Mikroplastik wird zunehmend verzichtet, ebenso wie auf Phosphate und Bleichmittel.

Neben dem Schaum- und Waschvermögen sei an dieser Stelle das Phänomen der Oberflächenfilmbildung erwähnt, das sogenannte Seifenhautmodell. Hier wird die Eigenschaft der Seife genutzt, einen Oberflächenfilm zu bilden. Taucht man eine räumlich unregelmäßig gebogene Drahtschlaufe in eine Seifenlösung ein und hebt sie empor, dann resultiert eine Seifenhaut. Die so aufgespannte Fläche stellt die Minimalfläche dar. Die unregelmäßig geformten Olympia-Zeltdächer in München wurden anhand dieser Methode konstruiert.

Die industrielle Bedeutung der Seife erstreckt sich einerseits auf deren waschaktive Eigenschaft als Reinigungsmittel für die Körperpflege, für die Kleidung, Geschirr und Haushaltsreiniger in flüssiger und fester Form als Pulver, Granulat, Kugel oder Tabletten-Tabs. In industriellen Großanlagen erfüllen Präzisionsmischmaschinen unterschiedlichste Aufgaben als chargenweise arbeitender Homogenisierer. Da gibt es beispielsweise kontinuierlich arbeitende Großmischer zur Homogenisierung von drei, vier oder fünf Feststoffströmen für Vollwaschmittel, Colorwaschmittel und Feinwaschmittel. Die Komponenten werden oberseitig rezepturgetreu dosierend eingetragen und in homogenisierter Form nach unten ausgetragen indem zeitgleich 2, 3 oder 4 kontinuierlich arbeitende Abfüllmaschinen beschickt werden. Dieses Vertikal-Mischsystem mischt besonders schonend und kann sich nach Abschluss einer Produktionskampagne sehr hochgradig entleeren.

Oder kontinuierlich arbeitende Mischgranulatoren erzeugen aus einer pulvrigen waschaktiven Substanz gleichmäßig runde Granulate durch Aufbaugranulation. Die Partikel sind dann verdichtet und ohne Feinanteil gut dosierbar, abfüllbar und transportierbar.

Eine andere Besonderheit betrifft das Finalmischen von Waschmitteln für Spülmaschinen-Tabs / Komprimate. Diese bestehen aus verschiedenen Rezepturen, die oftmals verschieden eingefärbt sind. Sie signalisieren erweiterte Funktionen und stehen für „Klarspüler“ „Extra-Trocken-Effekt“ „Reinigungsverstärker“ oder „Wasserenthärter“ oder auch „Drogeriemarkt-Tab“. Hochleistungs-Tablettenpressen können Tabs aus mehreren Komponenten zusammenbauen. Das setzt aber voraus, dass ein besonders schonend arbeitender Präzisionsmischer die Pulver so mischt und benetzt, dass die zu verpressenden Pulvermassen spezifische Fließ- und Kohäsionseigenschaften aufweisen. Solche Mischer müssen sehr hochgradig selbstreinigend arbeiten.

Seifen dienen neben der Reinigung auch als Gleitstoff beim Verformen metallischer Werkstoffe, beispielsweise, wenn diese tiefgezogen werden zu Badewannen oder Automobilkarosserien. Aber auch beim „Kalt-Tiefziehen und Pilgern“ von Rohren. Sogenannte Metallseifen wie beispielsweise Magnesiumstearat, Calciumstearat und Natriumstearat, werden als Stearate bezeichnet und entstehen bei der Veresterung von Stearinsäure in Anwesenheit von Metalloxiden/ -hydroxiden unter Abspaltung von Glycerin. Metallseifen werden all die Seifen genannt, die weder Natrium- noch Kaliumsalze enthalten. Als wachsartiges, weißes Pulver sind sie nicht wasserlöslich. Metallseifen dienen beispielsweise als Additive in der Arzneimittel- und Kosmetika Herstellung, der Tierfutterproduktion und als Lebensmittelzusatzstoff als „Rieselhilfe“.

In der Europäischen Patentschrift 0330 097 werden Verfahren beschrieben wie im Labormaßstab pulverförmige basische Metallseifen auf der Basis von Stearinsäure hergestellt werden können. Dabei wird beschrieben, dass bei richtiger Temperaturführung und der Verwendung eines geeignetes Mischsystems, Metallseifen als feindisperse, rieselfähige, helle Pulver resultieren. Nachdem der Phasenumschlag von Flüssig auf Fest spontan eingetreten ist, wird ein Vakuum angelegt für die Resttrocknung. Andere Patentschriften, wie beispielsweise die Deutsche Patentanmeldung DE4019167A1, erklären die Herstellung von pulvriger basisch-neutraler Metallseife in Form eines zweistufigen Verfahrens mit dem Ziel ein staubarmes, flockig-rieselfähiges Pulver zu erhalten. Schaut man auf die Angebotsportfolien großer Stearatehersteller erschließt sich, wie breit sich die Anwendungsmöglichkeit von Metallseifen erstreckt: Calciumstearate und Zinkstearate sind wirkungsvolle Stabilisatoren in der Kunststoffherstellung und gestatten die Verwendung von PVC als Trinkwasserrohrleitung. Der PVC Kunststoff wird stabilisiert gegen Auswaschung. Calciumstearat ist darüber hinaus ein Schmiermitteladditiv für die Verwendung in Wälzlagern. Magnesiumstearat hat bei einer Partikelgröße von 3 bis 15 µm eine sehr große Oberfläche und dient in kleinesten Konzentrationen als wirkungsvolles Fließhilfsmittel für Schüttgüter aller Art. Hier kommt es allerdings darauf an, dass der Mischvorgang gleichermaßen raumbeherrschend, schonend und genau stattfindet. Stark scherendes Mischen verringert die Rieselfähigkeit. Ohne Magnesiumstearat wäre die Produktionsleistung heutiger Tablettenpressen gar nicht denkbar. In unterschiedlichen Zusammensetzungen sind die Stearate der Metalle Zink, Natrium, Barium, Lithium und Aluminium völlig unterschiedlich wirksam: beispielsweise als chemischer Säurefänger, als Imprägnierungsmittel, als Vulkanisationshilfe für Gummi, als Gleitmittel in der Metallverarbeitung, als Hydrophobiermittel in der Baustoffproduktion, als Trennmittel oder als Haftvermittler, als Schleifmittel beim Läppen von Oberflächen oder als Mattierungsmittel für Farben-Lacke, als Verdickungsmittel/Emulgator in Cremes, Shampoos und Lebensmitteln, zur Hydrophobierung von saugfähigen Materialien.

Die Produktionskette für metallische Seifen ist hochgradig komplex und sehr individuell von firmentypischen Prozessphilosophien geprägt. Dabei ist der Prozessschritt „Pulvermischen“ an mehreren Stellen von Bedeutung: zunächst für das Sammeln und Aufbereiten der Rohgemenge und dann für die Durchführung der Synthesen. Die Hydroxide der besagten Metalle werden in pulvriger Form vorgelegt, ebenso die geeigneten Öle und Fette. Die Masse wird erwärmt und zu einer niederviskosen Suspension oder Schmelze homogenisiert, die zu einer zähviskosen Paste umschlägt, nachdem kleine Mengen eines Katalysators hinzugegeben, beziehungsweise eine Erwärmung der Masse stattgefunden hat. Dann setzt sich die Reaktion bei abgeschlossenem Reaktorgefäß unter starker Wärmeentwicklung fort, wobei der Systemdruck auf das Mehrfache des Umgebungsdruckes ansteigt. Nach erfolgter Umsetzung wird im Synthesereaktor Vakuum angelegt um die Masse zu trocknen und zu kühlen. Im Idealfall ist ein feines, rieselfähiges, weißes Pulver entstanden, das möglichst hochgradig ausgetragen wird.

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15,4 m³ Reaktor/ Vakuum-Mischtrockner


Sowohl die Mischer als auch die Synthesereaktoren sollten in besonderer Art angepasst sein, um die jeweilige Aufgabenstellung gut erfüllen zu können. amixon Mischer und Reaktoren erfüllen solche Sonderaufgaben mustergültig.


  • Sie sind in der Lage, bei minimaler Energieeintragung in kurzer Zeit eine technisch ideale Mischgüte herbeizuführen, die in der Praxis nicht mehr verbesserbar ist.
  • Dabei kommt es besonders darauf an, dass die Drehfrequenz des Mischwerkzeuges so bemessen ist, dass die Umfangsgeschwindigkeit unter 1 m/s beträgt. Aufgrund der Feinheit der pulvrigen Metallseifen geht von ihnen eine erhöhte Staubexplosionsgefahr aus.
  • Sowohl die Chargiermischer als auch die Mischer für das jeweilige Finalgemisch weisen hohe Entleergrade auf, was insbesondere bei besonders feindispersen Endprodukten anspruchsvoll sein kann.
  • Die Mischer sind flexibel einsetzbar, egal ob sie nur zu 20 Prozent befüllt sind oder maximal.
  • Die Mischer sind bequem und schnell zugänglich, wenn eine manuelle Reinigung durchzuführen ist.
  • Die Mischer sind dauerhaft gasdicht. Das ist immer dann wichtig, wenn der Innendruck aus Sicherheitsgründen plus/ minus 150 mbar variiert. Aus Gründen erhöhter Staubexplosionsgefahr ist es zuweilen notwendig, eine Stickstoffatmosphäre im Mischraum zu sichern, was keine triviale Anforderung darstellt.
  • Für die Misch-Synthesereaktoren gilt darüber hinaus, dass die Apparate schnell, vollflächig und effektiv temperierbar sind, einschließlich der Mischwerkzeuge.
  • Darüber hinaus muss ein solcher Synthesereaktor gleichermaßen wirkungsvoll mischen, unabhängig davon, ob die Güter flüssig, halbfest, hochviskos oder pulvrig vorliegen.
  • Synthesereaktor-Mischer müssen konstruktiv so gestaltet sein, dass sie ermüdungsfrei das Wechselspiel von schneller Erwärmung und schneller Abkühlung sowie die Wechsellast aus Überdruck und Vakuum vertragen. amixon verfügt über ein Konstruktionsmethoden um eine berechnete Mindestlebensdauer garantieren zu können.
  • Darüber hinaus sind die Reaktionslasten aus differierenden Mischgutkonsistenzen wie pulvrig, flüssig, breiig, zähplastisch, hochviskos und wieder pulvrig-freifließend sicher zu beherrschen.
  • Oftmals kann man mit amixon Synthesereaktoren unerwünschter Schaumbildung entgegenwirken.

amixon hat seit 1983 auf verschiedensten Gebieten der Synthese-Reaktionsführung viel Erfahrung gesammelt und bietet Anwendern ein großartiges Apparateprogramm mit vertikal gelagerten Schraubenband-Mischwerkzeugen. Im amixon Werkstechnikum stehen 5 verschiedene Helixmischsysteme und 5 verschiedene Synthesemischreaktoren für Versuchsdurchführungen zur Verfügung. In aller Regel kann nach dem Austausch erster Informationen ein gutes Aufbereitungsergebnis vorausgesagt werden, ebenso wie ein sicheres Scale-up bei der Auslegung der Großmaschinen wenn die Versuchsdurchführungen im Technikum erfolgreich waren. Branchenunabhängig sei angemerkt, dass amixon große Mischer und Synthesereaktoren mit Wendelmischwerkzeug bis 40 m³ Volumen an vielen Orten weltweit erfolgreich betrieben werden.