174312. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pentoz tartalmú anyag hidrolizásására és berendezés az eljárás foganatosítására
3 174312 4 sonló eljárást írnak le a 22 455 lajstromszámú finn szabadalmi leírásban is, amely szerint nyomás alatti folyadékkal dolgoznak. A 143 132 lajstromszámú svéd szabadalmi leírásból folyamatos eljárás vált ismertté furfurol előállítására, amely szerint a hidrolizálás hőmérséklete és a savasság mértéke hasonló az előzőhöz. Ennél az eljárásnál sok autokláv van egymás mellé építve és a hidrolizáló folyadékot az egyik autoklávból a másikba vezetik, míg az anyagot betöltik, majd hidrolizálás után eltávolítják. Ez a módszer azonban nem egyenértékű a szó valódi értelmében vett ellenáram elvén működő eljárással, sem pedig azzal a megoldással, amelynél a betáplált anyagot az egyes hidrolizáló tartályokba folyamatosan továbbítják. Ez az eljárás egyáltalán nem nevezhető valódi értelemben vett ellenáramú eljárásnak. Nagyarányú kézi munkára van szükség az autoklávok töltésénél és kiürítésénél. Ehhez járul az, hogy a tényleges hidrolizálási idő is lényegesen rövidebb a találmány szerinti eljárás esetén és emiatt kisebb hidrolizáló térfogatra van szükség. A találmány szerinti eljárás tehát jelentős előnyöket biztosít a korábbi eljárásokhoz viszonyítva. A találmány szerinti módszer egy folyamatos eljárás és olyan hidrolizáló tartályban vitelezhető ki, amelybe a hidrolizáló folyadékot különböző vagy azonos szinteken levő oldatkoncentrációknál visszakeringtetjük. Ily módon lehetővé válik a hidrolizáló folyadék koncentrációjának nagymértékű növelése, ez pedig egyúttal jelentős hőenergia- és vegyszer megtakarít ást eredményez. Ezen túlmenően az extrahált szerves anyagok további kezelésére is lehetőség nyílik- Ezenkívül lehetővé válik az is, hogy egy második lépcsőben 140 °C és 180 °C közötti hőmérsékleten, előnyösen 150°C-on, szelektív hidrolízist végezzünk, amely egyes esetekben lehetőséget ad nehezen hidrolizálható pentozánok kivonására. Ennek a hőmérsékletnek a túlhaladása esetén egyidejűleg vízlehasadás megy végbe és furfurol képződik. Bélrostokban gazdag kiindulási anyagokból, így a kilúgozott cukornád maradékából, a bagasszból, a bélrészt hidrolízis segítségével oldatba visszük, ezután pedig a monoszaccharid értékes és használható anyaggá alakítható. A bélrésztől megszabadított maradék, amely például rostokból áll, a továbbiakban cellulózzá, állati takarmánnyá vagy monoszaccharidokká alakítható. Jelenleg a kilúgozott cukornádmaradékot a papírgyártásban használják, a bélrostok pedig tüzelőanyagként szolgálnak. Mivel a bélrostok a száraz bagassz súlyának egészen 30%-áig terjedő mennyiségét teszik ki, jól látható, hogy a találmány szerinti eljárás nagyon haladó jellegű megoldás. A találmányt részleteiben a csatolt rajzokra hivatkozva szemléletesen is bemutatjuk. Az 1. ábra a találmány szerinti eljárásnak egyenáramú folyamatban való kivitelezését mutatja be, míg a 2. ábra ellenáramú megoldást szemléltet. Az egyenáramú hidrolízis kivitelezésére szolgáló, 1. ábrán vázlatosan bemutatott, berendezés egy a nyersanyag bevitelére szolgáló 1 töltőgarattal rendelkezik, amely a 3 hidrolizáló edénybe vezeti az anyagot olyan adagolóeszköz segítségével, amely egy hengerben mozgó, változtatható sebességű 2 csiga. A 3 hidrolizáló edény felső részében egy 20 cső végződik. Ez a cső mosófolyadékot továbbít egy 16 tartályból a 17 cső, a 18 állítható szelep és a 19 szivattyú segítségével. A mosófolyadékot egy 25 hőcserélőben felmelegítjük mielőtt az a 3 hidrolizáló edénybe belépne. A tömény hidrolizátumot a 8 tároló tartályból a 3 hidrolizáló edény alsó részébe keringtetjük vissza a 22 vezetéken keresztül a 23 szivattyú és a 21 szabályozó szelep segítségével. A 4 kihordó-eszköz, például változtatható sebességű csiga, amely a 3 hidrolizáló edény alsó részén egy hengeres csőben van elhelyezve, és amelynek segítségével a hidrolizátumos már kezelt anyagot folyamatosan képződő dugó formájában a 6 elválasztóba juttatjuk. Ez a csiga rövidebb, mint az azt körülvevő cső. A 6 elválasztóban a folyadékot és a szilárd anyagot teljesen elválasztjuk egymástól. A hidrolizátumot a 8 tároló tartályba visszük egy 7 vezetéken a kezelt szilárd masszát pedig egy 10 kilúgozó edénybe továbbítjuk, ahol a 12 csövön bevezetett vízzel mossuk. A 10 kilúgozó edény egy 11 kihordó-eszközzel rendelkezik, amely az edény alján van elhelyezve és a vizes szilárd anyag továbbítására szolgál. Ez a kihordó eszköz például egy csiga, amely a kezelt anyagot a 14 víztelenítő készülékhez továbbítja. A víztelenítő készülékből a folyadékot a 15 cső útján a 16 savazó tartályba vezetjük, a szilárd anyagot pedig tovább átalakításra a 30 szállító szerkezeten elszállítjuk. A 16 savazó tartályhoz egy 28 savat szállító vezeték csatlakozik. A hidrolizátumot a 8 tároló tartályból a 27 vezetékben, amelybe a 26 szabályozó szelep van beépítve, továbbfeldolgozásra szállítjuk. Az egyenáramú berendezésnél a nyersanyagot az 1 garat és a 2 csiga segítségével a 3 hidrolizáló edénybe szállítjuk és ott 100 °C körüli hőmérsékleten összekeverjük a 16 savazó tartályból a 18 szabályzószelepen, a 17 vezetéken, a 19 szivattyún, a 20 vezetéken és a 25 hőcserélőn keresztül visszakeringtetett savas mosófolyadékkal. A 20 vezeték a 2 csigába vagy a 3 hidrolizáló edény felső részébe adagolja a folyadékot. A nyersanyag súlyánál fogva áthalad a hidrolizáló edényen és a tartózkodási idejét a betáplált és a kiürített mennyiségek határozzák meg. A hidrolizálási idő előnyösen három és hat óra között változik. A 20 vezetéken szállított mosófolyadék a 10 kilúgozó edényben kimosott szerves anyagok nagyobb részét tartalmazza. A 10 kilúgozó edényben 50—100 °C-os friss mosóvizet vezetünk olyan mennyiségben, amely egyenlő a rendszerből eltávolított folyadék mennyiségével. A 14 víztelenítő készülékben, amely csigaprés vagy ismert típusú szívószűrő lehet, a masszát körülbelül 50% szárazanyagtartalomig víztelenítjük és ezt követően további átalakításra, Így például cellulózzá, állati takarmánnyá, monoszaccharidokká 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
