173973. lajstromszámú szabadalom • Fluidizációs eljárás kémiai és fizikai folyamatokhoz
173973 12 van szükség, amely a száraz keményítő súlyának 0,5—5%-át teszi ki. A 93°C alatti hőmérsékleteknél a reakció főként fehérítési reakció és a keményítő csak minimális mértékben alakul át. A keményítő fehérítését általában legalább 26,7°C hőmérsékleten kell végezni. Kedvező a 26,7°C és 104°C közötti hőmérséklet. Az oxidáló anyag mennyisége a száraz keményítő súlyára vonatkoztatva 0,5-2%. A fehérítő vagy oxidáló reakcióhoz szükséges hőt a csövekből álló középrészben hőcserélő közeg révén biztosítjuk. Mivel a csövekből álló középrészben nagy a hőátadási felület, keményítő dextrinné alakításánál nincs szükség arra, hogy akár a fölső kamra, akár az alsó kamra terét hevítsük. A fluidizáló reaktorban a keményítő mind oxidált, mind fehérített keményítő előállítása esetén 1 óránál kevesebb ideig, általában 10-30 percig tartózkodik attól függően, hogy oxidálást vagy fehérítést végzünk. A találmány szerinti eljárás további példaképpeni foganatosítási módja keményítők vagy ehhez hasonló, tapadásra hajlamos szilárd szemcsés anyagok szárítására alkalmazható. Ilyen módon a nehezen fluidizálható anyagok szárítása könnyen elvégezhető és e szárítási módnál jelentős energia és költség megtakarítás érhető el. A keményítők szárítására olcsón alkalmazható eljárás a gyors hevítéses szárítás, mivel ennél az eljárásnál a keményítő minimális ideig van hőhatásnak kitéve. A gyors hevítéses szárításnak azonban hátrányos tulajdonsága, hogy a hőátadáshoz nagy hőmérséklet különbségre vagy hajtóerőre van szükség, mivel a szárításhoz szükséges energiát teljes egészében a gázzal vagy a túlhevített gőzzel kell a reaktorba bejuttatni. A keményítők gyors hevítéses szárításakor általában forró levegőt használnak 177°C és 260°C közötti belépő hőmérséklettel, amely hőforrásként szolgál és egyidejűleg a szükséges nedvességet is magával viszi. A találmány szerinti eljárásnál az említett hátrányos jelenség azáltal küszöbölhető ki, hogy a találmány szerinti eljárásnál rendkívül nagy a hőátadási felület, nagy a hőátadási hatásfok, ami a reaktor középrészében keletkező örvénylés következménye. A találmány szerinti eljárásnál nincs szükség olyan nagy hőmérséklet különbségre, mint a gyors hevítéses eljárásnál, mivel a kívánt mértékű szárításhoz szükséges energiát a középrész csöveivel érintkező, hőt közvetítő közeg révén biztosíthatjuk. Kísérleteink és számításaink szerint a találmány szerinti eljárásnál turbinák hulladék gőzét használva a keményítők eredményesen száríthatok. Az elektromos generátorokat hajtó turbinák hulladék gőze rendszerint csak néhány tized atmoszféra nyomáson telítődik. Az a lehetőség, hogy a keményítő szárítására fáradt gőzt lehet használni, jelentős gazdasági előny, mivel nincs szükség a rendkívül magas hőmérsékletű, ismert gyors hevítéses szárításnál alkalmazott levegőre. A szárításhoz alkalmazott fluidizációs eljárás során a fluidizáló gáz az említett gázok közül bármelyik lehet, azonban leggazdaságosabb a levegő használata. A szárítási művelethez szükséges hőt egyedül a reaktor középrészében keringő hőcserélő 11 közeg révén biztosítjuk. A középrész a hőátadáshoz nagy felületet szolgáltat, ezenkívül a csövekben áramló keményítő részecskék örvénylése következtében nagy a hőátadási tényező is. A hőcserélő közeg hőmérséklete általában 38°C és 260°C között van, a szárítani kívánt anyagtól és a nedvesség-tartalomtól függően. Az előzőekben ismertetett, találmány szerinti fluidizációs eljárást még további példákkal kapcsolatban is bemutatjuk. A példákban azt kívánjuk szemléltetni, hogy a találmány szerinti eljárás révén hogyan érhető el anyagok átalakulása. 1. példa Keményítőnek dextrinné való átalakítására az ábrákon szemléltetett, keverő berendezéssel ellátott fluidizáló reaktort használtuk, amely reaktor középrészében hét 34 cső volt. Savas keményítőt állítottunk elő úgy, hogy a nyers keményítőhöz egy fedett szalagos keverőben gáz állapotú sósavat adagoltunk. Az adagolt sósav mennyiségét nitrálással határoztuk meg és mint mérőoldat koncentrációt adtuk meg, ami azt jelenti, hogy hány milliliter 0,1 N NaOH-ot kell hozzáadni 100 milliliter desztillált vízben elkevert 20 g keményítőhöz ahhoz, hogy 6 pH értéket kapjunk. A savas keményítőt a 14 csövön keresztül juttattuk a fluidizáló reaktorba és a 44 nyomókamrába levegőt vezettünk be. A dextrinek fehér, illetve kanárisárga dextrinekre osztályozhatók. Ezenkívül a fehér dextrinek lehetnek jól oldódók vagy rosszul oldódók. Az oldódás mértékét százalékosan adjuk meg úgy, hogy 2 g minta hány százaléka oldódott fel 250 milliliter 25°C hőmérsékletű vízben 1 órai rázás után. A kanárisárga dextrineket sűrű (nagy viszkozitású) vagy híg (kis viszkozitású) dextrinekre osztályozzuk. A dextrin viszkozitásán normál esetben a fluiditást értjük. Például az alábbi táblázatban feltüntetett 4050 számú kísérletnél kapott 3 :4 fluiditás azt jelenti, hogy 3 súlyrész dextrin mintát keverünk el négy súlyrész vízzel, ezt 30 percig hevítjük, majd 25°C-ra lehűtjük, a súlyméréssel meghatározott, elpárolgott vízmennyiséget víz hozzáadásával pótoljuk, az anyagot ezután 5029-es nylonon egy üveg főzőpohárba szitáljuk át és 1 órás hűtési idő alatt 25°C hőmérsékleten tartjuk, és ezt követően a fluiditást normál esetben millüiter egységekben adjuk meg és a fluiditás alatt azt az anyagmennyiséget értjük, amely a szabványos tölcsérből 70 másodperc alatt folyt ki. A bórax fluiditási módszer az előzővel azonos, azzal az eltéréssel, hogy 10 súlyszázalék mintát bórax-szal (Na? B^O? • 10 H20) helyettesítünk. Amint az alábbi táblázat mutatja, egy jól oldódó fehér dextrint (4050 kísérlet), egy nehezen oldódó fehér dextrint (4060 kísérlet), egy híg kanárisárga dextrint (4064 kísérlet) és egy sűrű kanárisárga dextrint (4074 kísérlet) állítottunk elő. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
