203504. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legalább 99,8 tömegszázalékos tisztaságú kalcium-karbonát, vagy kalcium-oxid előállítására tojáshéjból
1 HU 203 504 A 2 A találmány tárgya eljárás legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú kalcium-karbonát vagy kalcium-oxid előállítására tojáshéjból. Az élelmiszeripar igen sok területén, így például az édesiparban és a tejiparban, továbbá a kozmetikai iparban (elsősorban fogkrémek előállításához és különböző hintőporok töltőanyagaként) nagy szükség van legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú kalciumoxidra és kalcium-karbonátra. Ezeket a különlegesen tiszta kalciumvegyületeket az élelmiszeriparban adalékanyagokként is felhasználják különböző élelmiszerek kalciumionokban dúsítására, a gyógyszergyártásban pedig gyógyszerészeti hordozóanyagokként és kalciumionokat tartalmazó hatóanyagok előállítására reagensként hasznosítják („Chemistry of the Elements” 133-135. oldal [szerk.: N.N. Greenwood és A. Eamshaw; kiadó: Pergamon Press, London 1986]). Az idézett szakkönyv szerint a fenti tisztaságú kalcium- karbonátot úgy állítják elő, hogy a szennyezett kalcium-oxidot vízben oldják, a vizes oldatot több lépésben tisztítják, majd a kalcium-hidroxidot tartalmazó tisztított vizes oldatba szén- dioxid gázt vezetve kalcium-karbonátot csapnak le. Az így leválasztott jó minőségű kalcium-karbonátot a szakirodalomban sok helyen precipitált krétának is nevezik. A precipitált krétából a szén-dioxid izzításos eltávolításával állítanak elő nagy tisztaságú kalcium-oxidot. Egy másik, közismert módszer szerint a szennyezett kalcium- karbonátot vizes savban oldják, az oldatot több lépésben tisztítják, majd meglúgosítják, a lúgos vizes oldatot ismét több lépésben tisztítják, végül az oldatból szén-dioxid gázzal kalcium-karbonátot választanak le. Az így kapott (a szakirodalomban szintén precipitált krétának is nevezett) kalcium-karbonátból izzítással alakítanak ki nagy tisztaságú kalcium-oxidot. Nyilvánvaló, hogy ezek az ismert módszerek a többlépéses tisztítás miatt bonyolultak, energiaigényesek és költségesek. Ismert, hogy a látszólag összefüggőnek tűnő tojáshéj a héj síkjára merőlegesen, hosszirányban rendezetten elhelyezkedő, 1-2 |im átmérőjű, kb. 20 pm hosszúságú elemi tűkristályokból épül fel, amelyeket egy speciális kalciumragasztó fehérje tart össze. A héj anyaga 98%ban kalcitkristály (2-3%-ban Mg2* és Pof ionokkal szennyezve), 2%-ban pedig az említett kalciumragasztó fehérje [A.L. Romanoff: „The Avian Egg” (kiadó: Wiley, New York, 1949); J. Sei. Agric. 7,483-489 (1956); Proc. Zool. Soc. London 1, (42), 547-583 (1964); J. Zool. 150, 413-425 (1966) és 158, 395-412 (1969)]. Nagy kalciumtartalmára tekintettel korábban már megkísérelték a tojáshéjat a mezőgazdaságban hasznosítani egyrészt úgy, hogy meszezés céljából talajokba szántották be, másrészt pedig úgy, hogy az állatok kalciumszükségletének kielégítésére állati takarmányokba keverték be. Később azonban - miként a fent idézett közlemények tartalmazzák - megállapították, hogy a tojáshéj igen sokféle, a környezetre veszélyes anyagot tartalmaz, és ha a tojás fertőzött (akár csak enyhén fertőzött) baromfiállománytól származik, a tojáshéj mezőgazdasági továbbfelhasználása a fertőzést igen széles körre kiterjesztheti. Ma már a tojáshéjat lényegében az állati tetemekkel azonosan veszélyes anyagnak minősítik, mezőgazdasági továbbfelhasználásukat, sőt akár csak hulladéklerakóhelyen nagy tömegben a talajba juttatásukat is tiltják. A tojáshéj, mint veszélyes hulladék, a nagy baromfitenyésztő és tojásfeldolgozó üzemekben napi 4-5 tonna körüli mennyiségben halmozódik fel, és nemcsak hasznosítása, hanem környezeti ártalmainak megszüntetése is megoldatlan feladat. Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a tojáshéjból rendkívül egyszerű eljárással állíthatunk elő igen nagy tisztaságú, a gyógyszer-, élelmiszer- és kozmetikai ipar követelményeinek minden tekintetben megfelelő kalcium-karbonátot és kalcium-oxidot. A találmány szerinti eljárással tehát nemcsak egy veszélyes hulladékanyag ártalmatlanítását és feldolgozását tesszük lehetővé, hanem egyszerű módszert biztosítunk keresett ipari termékek nagy tömegű és olcsó előállítására. A találmány tárgya tehát eljárás legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú kalcium-karbonát vagy kalciumoxid előállítására tojáshéjból. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy előkezeletlen vagy 1 tömegrész tojáshéjra vonatkoztatva 0,2-2 tömegrész 10-40 tömeg%-os vizes alkálifém-lúg-oldattal 50-120 'C-on előkezelt, majd elkülönített tojáshéjat 25 'C-on 4,3*10'7-nél nagyobb disszociációs állandójú és kalciummal csapadékot nem képező sav vizes oldatában oldjuk, a vizes oldatot szűrjük, majd a szúrletet a) alkálifém-karbonáttal meglúgosítjuk és a kivált kalcium- karbonátot elkülönítjük, vagy b) alkálifém-hidrokarbonáttal meglúgosítjuk, a csapadékkiválás befejeződéséig legföljebb forráspontig melegítjük, és a kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, vagy c) alkálifém-hidroxiddal vagy kalcium-hidroxiddal meglúgosítjuk, a lúgos oldatba szén-dioxidot juttatunk, és a kivált kalcium-karbonátot elkülönítjük, és kívánt esetben az így kapott kalcium-karbonátot oxigéntartalmú gázáramban 550—1200 °C hőmérsékleten hőkezeljük, és a képződött kalcium-oxidot elkülönítjük. A találmány szerinti eljárásban előkezeletlen tojáshéjat is felhasználhatunk kiindulási anyagként Figyelemben véve azonban, hogy az előkezeletlen tojáshéjban lévő fehérjék a savas oldás során igen erős habzást okoznak, célszerű előzetesen a tojáshéjat alkálifém-lúg (például alkálifém-hidroxid, -karbonát vagy -hidrokaibonát) vizes oldatával 50-120 ‘C-on előkezelve részlegesen fehérjementesíteni. Az előkezeléshez 1 tömegrész tojáshéjra vonatkoztatva 0,2-2 tömegrész 10-40 tömeg%-os vizes alkálifém-lúg-oldatot használunk. A részleges fehérjementesítés után a szilárd részt kiszűrjük és ezt kezeljük tovább a találmány szerinti módon, míg a lúgos oldatot - ami fehéije-hidrolizátumot tartalmaz - semlegesítés és bepárlás után állattenyésztési célokra hasznosíthatjuk. Az előkezeletlen vagy előkezelt tojáshéj feloldására minden olyan, a szénsavnál erősebb (azaz 25 'C-on 4,3*10‘7-nél nagyobb disszociációs állandójú) szerves vagy szervetlen savat felhasználhatunk, ami a kalciumionokkal nem képez csapadékot. Gyakorlati szempontokból - könnyű hozzáférhetőségük miatt - a tojás5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
