198531. lajstromszámú szabadalom • Eljárás heteropoliszacharidok vizes oldata szűrhetőségének és injektálhatóságának javítására
1 2 A jelen találmány tárgya heteropoliszacharidok, főleg xantán gumik kezelése abból a célból, hogy megjavuljon ezek szűrhetősége és injek tálhat ósága. A találmány tárgya különösen teljes fermentlevek kezelése, amely kezelés által olyan vizes folyadékok keletkeznek, amelyeket kőolaj kiszorításához lehet alkalmazni részben kimerült lelőhelyén és ezáltal segíteni annak kinyerésében. A Xanthomonas vagy Arthrobacter baktérium-nemzetség vagy a Sclerotium gomba-nemzetség tagjainak működésével végzett szénhidrát fermentációval nyert heteropoliszacharidok vagy biopolimerek iparilag széles körben használatosak annak a tulajdonságuknak a következtében, hogy határozottan növelik a viszkoztás és sűrítő szerként szolgálnak. A xantán gumi típusú heteropoliszacharidok egyik ismert alkalmazási területe a kőolaj másodlagos és harmadlagos kinyerése. Ebben az alkalmazásban kb. 300-3000 ppm koncentrációjú híg vizes oldatokat használnak, nogy helyéből kimozdítsák a kőolajat részben kimerült lelőhelyéről. A xantán gumikat az jellemzi, hogy kis koncentrációban is nagy a viszkozitásuk, nagyon közömbösek a sótartalomra és a sók természetére, és mechanikai igénybevétel közben nagy a stabilitásuk. Az ipari szinten készített oldatok azonban, akár fermentléből, akár az ilyen fermentlevekből kicsapott és elkülönített porok hígításával készítve azzal a nagy hátránnyal rendelkeznek, hogy gyorsan eltömik azoknak a kőzetképződményeknek a pórusait, amelybe beinjektálják ezeket, ezáltal nem kívánatos nyomásnövekedést idéznek elő, és gyorsan megakadályozzák az olaj bármiféle további kinyerését. Ezen kívül az is ismeretes, hogy ez az eltömődés egyrészt az oldhatatlan részecskéknek, mint pl. a fermentációból származó sejttörmelékeknek és nem élő baktériumoknak tulajdonítható, másrészt bizonyos számú áttetsző aggregátumnak vagy mikrogélnek, különösen, ha az oldatot a fermentléből kicsapott biopolimerekből készítik. Sokféle technikát javasoltak, hogy megjavítsák a xantán gumi viszkozitását és/vagy szűrhetőségét és injektálhatóságát, belértve a hőkezelést, flokkulálást (pelyhesftést), enzimes kezelést stb. akár szűréssel kombinálva pl. diatómaföldön keresztül, akár szűrés nélkül. A 3 355 447 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírt folyamatban a folyadékot pH 7—9 közti értéken kezelik 65-77 °C hőmérsékleten legalább 20 percen át, ezután hígítják és szűrik, így nyernek derített hidrofil kolloid oldatot. A 3 591 578 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban egy fermentlé-kezelést írnak el, amely magában foglalja a lé melegítését 80- 130 °C hőmérsékleten 10 perctől 120 percig terjedő időtartamon át pH 63—6,9 értéknél, így megnövekedik a viszkozitás. A 3 729 460 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás egy oldat-kezelést vázol fel alkálikus pH-n, módosított szerkezetet szolgáltatva. A 2 330 697 lajstromszámú francia szabadalmi leírás egy kezelést ír le, amelyet 100 °C hőmérséklet fölött hajtanak végre 1—300 percen át, ahol a sókoncentrádó legalább 0,5 tömeg%, és az oldatot szűrik. A sós közegben kezelt polimer fizikailag különbözőnek mutatkozik azoktól a polimerektől, amelyeket nem vetettek alá ilyen kezelésnek. A 3 773 752 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban leírt folyamat a fermemtlé hígítását, egy koaguláns hozzáadását és ezt követő szűrését foglalja magában, míg a 3 801 502 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás valamely alkohol, valamely fenol vagy valamely nemionos felületaktív anyag hozzáadását ismerteti a hőkezelés folyamatán túl. A 2 440 992 lajstromszámú francia szabadalmi leírás szerint a sótartalom kevesebb, mint 0,2 tömeg% és a hőkezelés 60-98 °C hőmérsékleten megy végbe 2-től 60 perc közötti időtartamon át. A közvetlenül az előbb leírt folyamatok mindegyikében a hőkezelést vagy a fermentlé természetes pH- ján, vagy alkálikus pH-n hajtják végre. Az egyesült királyság beli közzétett szabadalmi bejelentés (GB 2 111 520 A) xantán-gumi derítésének és szűrhetőségének javítására vonatkozik a nyers fermentlé kezelésével pH 2-7 közötti értéken egy savas vagy semleges proteáz hatásos mennyiségével, majd a pH emelésével 8 és 13 értékek közé, kívánatosán 50-70 °C hőmérsékleten 0,5-től 10 óráig terjedő időtartamon át. Az 1. Táblázatban az összehasonlító 1(c) példát, egy hatástalan kísérletet írnak le, amelyet enzim távollétében hajtanak végre 60 °C hőmérsékletnél pH 5,5 értéken 1 órán át. A közzétett 069 523 számú európai szabadalmi bejelentésben egy eljárást írnak le xantán-gumi típusú biopolimer oldat koncentrálására ultracentrifugálással. Nyers fermentlevet vagy porból készített oldatokat használnak, adott esetben tisztítottat (ámbár semmiféle tisztítási technika részletei nincsenek közzétéve). Az 1 488 645 számú egyült királyság-beli szabadalmi leírás (a közzétett francia szabadalmi bejelentés száma 2 318 926 a xantán gumi fermentlé viszkozitása növelésére vonatkozik. 99—104 °C hőmérsékleten történő hőkezelés (tján, a kritikus időtartam 1- től 5 percig tart, a pH érték 6-7. A szűrhetőségi jellemzőkre nincs megadva utalás, de amint később látni fogjuk, a nem elegendő időtartamú hőkezelés hatástalan a szűrhetőség növelésére. A 4 229 825 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás nyers Xanthomonas heteropoliszacharidra fermentlé derítésére és koncentrálására vonatkozik szűréssel és ultraszűréssel. A fermentlevet a szűrés előtt alá lehet vetni hőkezelésnek 60-150 °C hőmérsékleten 9,3-tól 3 óráig terjedhető időn keresztül. A hőkezelés pH-ja pontosan nincs meghatározva, így a 6,5 és 7,5 közötti természetes pH-n hajtják végre. A derített oldat pH-ja azonban 6 és 9 között van, sav vagy bázis hozzáadásával beállítva. A jelen találmány tárgya javított eljárás heterpoliszacharidok hőkezelésére, közelebbről elsősorban teljes fermentlevek javított hőkezelési eljárása a savas pH, a hőmérséklet és a hőkezelési idő gondosan szabályozott körülményei között, amely eljárás erőteljesen növeli a viszkozitást, a szűrhetőséget és injektálhatóságot anélkül, hogy szűrésre lenne szükség és anélkül, hogy a heteropoliszacharid szerkezete módosulna. A hőkezelési eljárásban — részletesebben ismertetve — poliszacharid biopolimerek, elsősorban xantán gumik vizes oldatát hőkezeljük 5 percnél több, de 60 percnél kevesebb ideig, az eljáráshoz alkalmazott pH 3,- és 6,2 között van, de előnyösebb ezt 6,0-nál kisebb értékre beállítani. A kezeléshez alkalmazott hő-' 198.53 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
