190922. lajstromszámú szabadalom • Eljárás heterogén fázisú vegyipari folyamatok intenzív megvalósítására
3 190.922 4 összetapadását, de nem eredményezi számottevő mértékű aprózódását és egyéb károsodását. Az eljárás egyszerűségét, könnyű kezelhetőségét, a beruházás gazdaságosságát és kis helyigényét eredményezi, hogy a bevitt komponensek esetleges diszpergálását, valamint intenzív keverését és szállítását ugyanaz az egy elem végzi. Konstrukciós szempontokat is figyelembe véve megállapítottuk, hogy átlagosan 1-20 sec., előnyösen 4-10 sec. tartózkodási idő biztosítása a legelőnyösebb az érintkeztetési térben. Amennyiben a kivitelezendő folyamat hosszabb tartózkodási időt igényel, vagy újabb szilárd fázis(ok) bevitelét teszi szükségessé, azt kettő, vagy több csőszakasz sorbakapcsolásával célszerű megoldani. így egymást követő reakciólépésekből álló technológiai folyamat is folytonossá tehető, amint azt kiviteli példáinkon keresztül be is mutatjuk. Hőfejlődéssel, ill. lehűléssel járó reakciók esetén az eljárásban résztvevő komponensek önmagukban ismert módszerekkel hűthetők, ill. fűthetők, továbbá lehetőség van arra is, hogy a csőben áramló anyag csőtengely irányú haladási sebességét a csiga menetemelkedésének változtatásával a cső különböző pontjain változtassuk, s így ezeken a pontokon más-más tartózkodási időt biztosítsunk. Eljárásunk tehát alkalmas egy vagy több szilárd és folyékony fázis reagáltatására és/vagy homogenizálására (pl. takarmánykeverékek, mosóporok, különféle mesterkeverékek előállítására, növényvédőszerek formulázására stb.), valamint szilárd-, gőz- vagy gázfázisú reakciók kivitelezésére (pl. kondicionálás vízgőzzel, szilárd anyag reagáltatása savakkal, lúgokkal, ammóniával, kontakt katalitikus reakciók stb.). Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés egy általános kiviteli alakját szemléltetjük az 1. ábrán, részben metszetben. Az 1. ábra szerinti berendezésben két db 4 reaktorcsövet alkalmazunk egymás alatt elhelyezve. A 4 reaktorcsöveket 10 karimák rögzítik oldhatóan az 1, 2 be-, ill. kiömlőgaratokhoz, mely 1,2 be-, ill. kiömlőgaratok egyben a szilárd komponens(ek) be- és kivezetésére is szolgálnak. Az 1,2 be-, ill. kiömlőgaratok 4 reaktorcsövekkel szemközti oldalára vannak felszerelve a 6 meghajtómotorok, ill. a 9 csapágyházak. A 4 reaktorcsövekben helyezkednek el az 5 magnélküli csigák, melyek két végükön oldhatóan a 7, 8 tengelyekhez kapcsolódnak. A 7 tengelyek előnyösen csapágyazottak, míg a 8 tengelyek maguk a 6 meghajtómotorok tengelyei. A 4 reaktorcsövek felületén 3 bevezetőcsonkok találhatók, melyekbe porlasztók és/vagy fúvókák ílleszhetők, és ezeken keresztül történik a folyadék és/ vagy gáz-, és/vagy gőzkomponens(ek) bevitele a rendszerbe. A 6 meghajtómotorok fordulatszáma 300 ford./ perc és 3000 ford./perc között változhat, előnyösen 600 ford./perc és 1500 ford./perc közötti érték. A 4 reaktorcsövek hosszának és belső átmérőjének viszonya (L/D) minimum 10. Az L/D viszony 35 fölé emelése nem célszerű, főleg technikai okokból. Ilyen esetben megvan a lehetőség a 4 reaktorcsövek tetszőleges sokszorozására. Az 5 magnélküli csiga külső és a 4 reaktorcső belső átmérőjének a viszonya (d/D): 0,60-0,98, előnyösen 0,85-0,98, míg az 5 magnélküli csiga menetemelkedésérek és külső átmérőjének viszonya (H/d): 0,2- 4,0, előnyösen 0,4-2,0. A találmány szerinti eljárás alkalmazását a következő példákon keresztül kívánjuk bemutatni és ezáltal szemléltetni is a széles körű alkalmazhatóságát. 1. példa A ; 78.326 lajstromszámú „Eljárás táplálék- és takarmányfehérjék térszerkezetének módosítására, illetve biológiai hasznosíthatóságának növelésére” című magyar szabadalmi leírásban foglalt eljárás ipari méretű megvalósítását tűztük ki célul, melynek kívánt minőségű megvalósítása ez ideig csak laboratóriumi méretben ismert. A szójadara savazására 2,5 m hosszú,0 110x7 mm átmérőjű kemény PVC reaktorcsövet alkalmaztunk. A csőben 90 mm külső átmérőjű, 90 mm menetemelkedésű, 10 mm anyagátmérőjű kör-keresztmetszetű magnélküli csigát forgatunk 15C0 ford./perc sebességgel, egy 2,2 kW teljesítményű villanymotorral közvetlenül meghajtva. A reaktorcső beömlőgaratába egy rugós poradagoló segítségével folyamatosan óránként 1980 kg, 48% fehérjetartalmú szójadarát adagoltunk, amikor a reaktorcső töltöttsége 20%-os. A savazáshoz 57,0 1/h 75%-os foszforsavat és 47,3 1/h 33%-os sósavat elegyítettünk egy kétfejű dugatytyús adagoló szivattyú segítségével, és 3 helyen egyenlő arányban elosztva porlasztottuk be a reaktorcsőbe. A beporlasztás a reaktorcső tengelyére merőlegesen, a cső palástjának alsó részén, a beömlőgarattól mérve sorban 0,3 m, 0,7 m és 1,1 m távolságban történt. A szójadara átlagos tartózkodási ideje a reaktorcsőben 5 sec volt. A savazott termék szinte egyöntetű, csomóktól mentes, egyenletesen jó minőségű volt. Ugyanakkora kapacitású szakaszos keverő berendezi sben kivitelezve a folyamatot, a termék színe világossárgától sötétbarnáig változik és kisebb-nagyobb csomókat tartalmaz, jeléíil annak, hogy a szójadrra különböző részletei igen eltérő mennyiségű savi t kaptak. A keverő berendezés villamos teljesítményigénye 18 kW, a reakció időszükséglete pedig 15 perc. 2. példa Az 1. példában ismertetett berendezéshez még egy real.torcsövet csatlakoztattunk, hogy a savazott és így emészthetőségében megnövelt szója közömbösítését is folyamatosan tudjuk elvégezni. A közömbösítő reaktor jellemzői azonosak a savazó reaktoréval, azzal az eltéréssel, hogy a mag nélküli csiga fordulatszámát 700/perc értékre választottuk. A savazó reaktor kiömlőgaratjából a savazott szója közvetlenül a közömbösítő reaktor beömlőgaratjába hullik. Ugyanoda adagoltuk folyamatosan az 1:9 tömegarányban előre összekevert szóda-takarmánymész közömbösítő keveréket, 111 kg/h tömegárammal. Az első reaktorcsőbe bemenő foszforsav mennyiségét 44,3 1/h-ra csökkentettük, a sósav mennyisége vál ozatlan maradt. A közömbösítési reakció során keletkező szén-dioxid gáz a termékkel együtt a közömbösítő reaktorcső kiömlőgaratján keresztül távozót.. A gyártás során a reakciókomponensek tartózkodási ideje a mintegy 33%-ig töltött közömbösítő reaktorcsőben átlagosan 9 sec volt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
