203505. lajstromszámú szabadalom • Eljárás legalább 99,8 tömegszázalékos tisztaságú kalcium-oxid, vagy kalcium-karbonát előállítására tojáshéjból
1 HU 203 505 A 2 A találmány tárgya eljárás legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú kalcium-oxid vagy kalcium-karbonát 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 kalcium-oxidra és kalcium-karbonátra. Ezeket a különlegesen tiszta kalciumvegyületeket az élelmiszeriparban adalékanyagokként is felhasználják különböző élelmiszerek kalciumionokban dúsítására, a gyógyszeigyártásban pedig gyógyszerészeti hordozóanyagokként és kalciumionokat tartalmazó hatóanyagok előállítására reagensként hasznosítják [„Chemistry of the Elements” 133-135. oldal (szeik.: N.N. Greenwood és A. Eamshow; 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 pm 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 POt" 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 ismertetik - 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 kiteijesztheti. 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 legalább 99,8 tömeg%-os tisztaságú, a gyógyszer-, élelmiszer- és kozmetikai ipar követelményeinek minden tekintetben megfelelő kalcium-kaibonátot és kalciumoxidot. 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-oxid vagy kalcium-karbonát előállítására tojáshéjból. A találmány értelmében a következőképpen járunk el: a) előkezelt vagy előkezeletlen tojáshéjat oxigéntartalmú gázáramban 550-1200 'C hőmérsékleten hőkezelünk, és a képződött kalcium-oxidot elkülönítjük; vagy b) alkálifém-lúggal előkezelt tojáshéjat 550-760 °C hőmérsékleten, célszerűen szén-dioxid bevezetése közben oxigéntartalmú gázáramban hőkezelünk; és kívánt esetben az a) eljárásváltozat szerint előállított kalcium-oxidot szén-dioxiddal érintkeztetve kalcium-karbonáttá alakítjuk, illetve kívánt esetben a b) eljárásváltozat szerint előállított kalcium-karbonátot 760-1200 °C-on, oxigéntartalmú gázáramban hőkezelve kalcium-oxiddá alakítjuk. A találmány szerinti a) eljárásváltozatban előkezelt vagy előkezeletlen tojáshéjból egyaránt kiindulhatunk. A tojáshéj előkezelését úgy végezzük, hogy 1 tömegrész tojáshéjat 0,2-2 tömegrész 10-40 tömeg%-os vizes alkálifém-lúg-(például alkálifém-hidroxid, -karbonát vagy -hidrokaibonát)-oldatban 50-120 'C-on tartunk, majd a szilárd részt kiszűrjük. A lúgos oldat fehérje-hidrolizátumot tartalmaz, ami semlegesítés és bepárlás után állattenyésztési célokra hasznosítható. Amennyiben a találmány szerinti a) eljárásváltozatban lúgoldattal előkezelt tojáshéjból indulunk ki, a még jelen lévő szerves szennyezők teljes elbomlása és a tojáshéj kalcium-karbonát tartalmának kalcium-oxiddá alakulása viszonylag rövid idő alatt lezajlik. A hőkezelés során képződő (részben a szerves anyagok bomlásából és a széntartalom elégéséből, részben a kalciumkarbonát disszociációjából származó) szén-dioxidot a reakció meggyorsítása végett célszerű a rendszerből elszívni. A hőkezelésben oxigéntartalmú gázáramként levegőt használhatunk. A kalcium-oxid lemezes szerkezetű termékként képződik, ami már igen enyhe mechanikai hatásra (például kevergetés hatására) is igen finom porrá esik szét. A hőkezelést általában 960°C-ot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
