173973. lajstromszámú szabadalom • Fluidizációs eljárás kémiai és fizikai folyamatokhoz
3 173973 4 anyagok fluidizálásával kapcsolatos nehézségek az irodalomból ismertek. A fluidizálhatóság szempontjából a szilárd anyagokat általában négy osztályba, illetve csoportba sorolják. Az A csoportba a kis átlagos méretű és/vagy l,4g/cm3-nél kisebb fajsúlyú anyagokat sorolják. A B csoportba a 40 és 500 mikron közötti átlagos méretű részecskékből álló, és 1,4-4 g/cm3 fajsúlyú anyagokat sorolják. Az A és B csoportba tartozó anyagok aránylag nehézség nélkül fluidizálhatók. A C és B csoportba tartozó anyagok nehezen fluidizálhatók. A C csoport anyagainak részecskéi könnyen összetapadnak és ezért az aránylag kis keresztmetszetű csatornákat, csöveket könnyen eldugaszolják. A C és D csoportba tartozó anyagok fluidizálása csak akkor valósítható meg. ha fluidizálás közben a részecskéket, szemcséket valamilyen mechanikus erőhatással egymástól szétválasztják. Az ismert eljárásoknál ebből a célból valamilyen idegen szilárd anyagot kevernek a fluidizálni kívánt részecskék közé, ami azonban nem javítja lényegesen a fluidizálhatóságot. Az iparban számos olyan szilárd részecskékből, szemcsékből álló anyag van, amely fluidizálhatóság szempontjából a C vagy D csoportba tartozik. így például az egyik - ipar szempontjából fontos — anyag, a keményítő a C csoportba tartozik, melynek szemcséi, részecskéi könnyen egymáshoz tapadnak és így a kis átmérőjű csöveket könnyen eldugaszolják. A keményítők fluidizálására például a dextrinné való átalakítás folyamán van szükség. Az átalakításra egy eljárást ismertet a 2 845 368 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás. Az átalakítás céljából a fluidizáló reaktoron belül elhelyezett hőátadó csövek hőt juttatnak a keményítőhöz. E szabadalmi leírás eljárásánál nehézséget okoz, hogy a savas katalizátorral érintkezésbe került keményítő nagymértékben összecsomósodik. A keményítő szemcsék összetapadásra való hajlama és a savas katalizátorral való érintkezés nyomán fellépő csomósodási hajlam gyors csatornaképződéshez vezet, minek eredményeként a keményítő nem alakul át teljes mértékben dextrinné. Az ismert fluidizálási eljárásoknak keményítő dextrinné alakításához való alkalmazásánál a reaktor fölső részén úgynevezett „holttér” alakul ki, amelyen az ide jutott keményítő részecskék megmaradnak és túlhevülnek. Ilyenkor öngyulladás következhet be, amely tüzet és/vagy robbanást okozhat. Az ismert eljárásoknál a fluidizált ágyban fellépő csőképződés, illetve a csövek eltömődése és ezáltal a közeg áramlásának megszakadása a „holtterek kialakulását elősegíti. A találmány feladata olyan fluidizációs eljárás létrehozása, amely révén a nehezen fluidizálható szilárd részecskékből, szemcsékből levő anyagok is könnyen, hatásosan, holtterek képződése nélkül fluidizálhatók, és a fluidizálás révén az összetapadásra vagy összecsomósodásra hajlamos részecskékből álló anyagokon is olyan vegyi és/vagy fizikai folyamatok, eljárások hajthatók végre, amelyek során a fluidizáció alatt hőátadás is végbemegy. A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárás révén azáltal oldjuk meg, hogy a szilárd részecskékből levő anyagot több fluidizáló övezeten keresztül áramoltatott fluidizáló gázzal hozzuk szuszpendált, illetve fluidizált állapotba, és amely eljárás jellemzője, hogy a szilárd anyagot egy fölső fluidizáló kamrába tápláljuk, itt folyamatosan keverjük és fluidizáljuk, a fölső kamrában kevert és fluidizált szilárd anyagot innen lefelé áramoltatjuk és eközben ellenirányban áramló gázzal hozzuk érintkezésbe, majd több csőből levő középső fluidizáló téren keresztül egy alsó fluidizáló kamrába áramoltatjuk, ahol a fluidizált szilárd anyagot keverjük, és a középső fluidizáló térben a fluidizált szilárd anyagba hőt vezetünk. A találmány szerinti eljárás további jellemzője, hogy keményítő származék előállítása esetén a keményítőt egy savkatalizátor reagenssel fluidizáljuk és a keményítőt keményítő dextrinné alakítjuk át. A találmány szerinti eljárás további jellemzője, hogy savkatalizátorként sósavat alkalmazunk és a keményítőt 52°C és 195°C közötti hőmérsékletre melegítjük. A találmány szerinti, kémiai és fizikai folyamatokhoz használható fluidizációs eljárást részleteiben az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés rajzokon vázolt példaképpeni kiviteli alakjával kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására használható fluidizáló reaktor egy példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete, részben nézete. A 2. ábra az 1. ábrán föltüntetett 2—2 vonal menti sík fölötti térből látható nézet. A 3. ábra a találmány szerinti eljárás folyamatábráját, illetve a reaktort és ennek környezetét szemléltető elvi vázlat. A találmány szerinti fluidizációs eljárást részleteiben egy tipikus példával, keményítőnek dextrinné való átalakításával kapcsolatban ismertetjük. A keményítő dextrinné való átalakítását savkatalizátoros reakcióval, magasabb hőmérsékleten végezzük- A keményítőt állandó keverés alatt álló fluidizáló kamrába vezetjük és a keményítő e kamrából több csőből álló fluidizáló térbe jut. A keményítő lefelé haladása közben vele szemben fluidizáló gázt áramoltatunk mindaddig, amíg a keményítő egy alsó fluidizáló kamrába kerül, ahol szintén állandóan keverjük. A folyamat során nyert végterméket az alsó fluidizáló kamrából vezetjük el. Mind a fölső, mind az alsó fluidizáló kamrában erőteljesen keverjük a keményítőt annak érdekében, hogy mindkét kamrában minél teljesebb keveredés jöjjön létre. A keverés megakadályozza a csatornaképződést, ezáltal lehetővé teszi a keményítőnek teljes mértékű átalakulását, továbbá a reaktor belsejében megakadályozza az úgynevezett „holtterek” kialakulását és ezáltal a keményítő elégését és a nem kívánt hőlebontást. A dextriniket keményítőből hőlebontás útján kapjuk, amit úgy érünk el, hogy a keményítőt aránylag száraz állapotban, sav jelenlétében vagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
