180821. lajstromszámú szabadalom • Eljárás K-humát alapú maradékszenet tartalmazó anyag előállítására
mi leírás szerinti eljárás hátránya, hogy a kiindulási anyagok előmelegítése külső hőközlést igényel. A semlegesítéskor, feltáródáskor felszabaduló reakcióhő csak akkor elegendő a reakcióelegy felmelegítéséhez, ha kevés vizet használnak. Ez magas szárazanyagtartalmú, por formájú végterméket eredményez, így a keverőben rendelkezésre álló rövid idő alatt a humátok feltáródása csak részben megy végbe, s a keletkező termék molekulasúlya is kedvezőtlenül alacsony. Az általunk kidolgozott eljárás lényege, hogy a megfelelően őrölt barnaszenet szilárd káliumhidroxiddal keverjük öszsze, majd kis mennyiségű vízzel elgélesítjük. E közben a káliumhidroxid hidratációs hője és a feltáródáskor felszabaduló reakcióhő következtében a keverék hőfoka 50—70 C- ra melegszik. így a huminsav feltáródása rövid idő alatt, jó hatásfokkal lejátszódik. A gél állapotú keverék rövid idő alatt megdermed, további keverést nem igényel, de a kihozatal és a molekulasúly szempontjából előnyös, ha a felhasználás előtt további egy napig áll. Ez idő alatt olyan lappangó reakciók játszódnak le, melyek a keletkező humát molekulasúlyát és funkciós csoportjainak eloszlását kedvezően befolyásolják. Az így előállított gélszerű terméket a felhasználási igényektől, lehetőségektől függően közvetlenül, vagy szárítást követően hasznosíthatjuk, vagy adott esetben kezelhetőségét csigás présen való préseléssel fokozhatjuk. Szükség esetén a humuszextrakciós technika ismert eszközeivel és módszereivel huminsawá, vagy egyéb huminsav származékká dolgozhatjuk fel. Eljárásunkat arra a felismerésre alapozzuk, hogy megfelelő keverés esetén a szénben lévő huminsav feltáródása heterogén fázisban is végbemegy, s ha a szilárd lúg és a célszerűen választott mennyiségű víz összekeverésekor felszabaduló hidratációs hőt, s a feltáródáskor felszabaduló reakcióhőt a keverék felmelegítésére használjuk fel, az elegy hőmérséklete a kihozatal szempontjából legelőnyösebb 60 C° körüli hőmérsékletig emelkedik. A szilárd termékek és a víz mennyiségének megválasztásával biztosíthatjuk, hogy gélszerű terméket kapjunk, melyben a keverést követő egynapos tárolás alatt a kihozatal és a molekulasúly szempontjából kedvező lappangó reakciók játszódnak le: nő a növényi légzésben szerepet játszó kinon-csoportok aránya, közel tízszeresére emelkedik az átlag molekulatömeg. Az eljárás előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze: — az eljárás megvalósítása külső hőközlést nem igényel, a gyors és nagyfokú feltáródást belső hőközléssel biztosítjuk. — az eljárás során kapott termék szárazanyag tartalma 35—40%, így a szilárd termék előállításához szükséges hőigény nagyságrenddel kisebb, mint a hagyományos eljárás esetén. — a szénből nyerhető humát kihozatal az ismert eljárásokkal elérhető 20—30% helyett 50—60%. — a keverést követő egynapos tárolás alatt lejátszódó lappangó reakciók eredményeként nő a kínon csoportok aránya s a keletkező humátok molekulasúlya lényegesen magasabb, mint a közvetlen szilárd végterméket előállító eljárások esetén. — a fel nem tárt szénmaradék számos felhasználási terület (pl. talajjavítás) esetén a termék felhasználhatóságát előnyösen befolyásolja. — mivel a szén előzetes finom őrléséhez, ill. az elválasztáshoz és bepárláshoz szükséges berendezések elmaradnak, az eljárás kisméretű, egyszerű berendezésekkel, alacsony beruházási és üzemeltetési költséggel megvalósítható. Az eljárás példakénti megvalósítása szerint egy keverővei ellátott, 200 literes tartályba bemértünk 50 kg dudari kockadarabos szenet. A szén szemcsemérete 3—5 mm, szárazanyagtartalma 84%, hamutartalma 19% volt. Hozzáadtunk 10 kg őrölt szilárd KOH-t és 70 liter csapvízet. A kiindulási szén és KOH hőmérséklete 18 C°, a csapvíz hőmérséklete 14 C° volt. Keverés közben a hőmérséklet 61 C°-ig emelkedett. Figyelembe véve, hogy a szilárd KOH oldáshője 12,8 kd/gmól, a víz fajhője 1,0 kcal/kg, a széné 0,25 kcal/kg, a KOH-é 0,18 kcal/kg, a teljes hőmérséklet emelkedésnek kb. 55- -60%-át eredményezte az oldáshő, s 45—50%-át a reakció hő. 1 órai keverés után az anyagot gyűjtőtartályba öntöttük, ahol megdermedt. 24 órai állás után a terméket csigás présen 4 mm-es hurkákká sajtoltuk, majd különböző módon szárítottuk. Egy részét tálcákon, jól szellőztetett helységekben szobahőmérsékleten 3 nap alatt 65% szárazanyag tartalomig szárítottuk, majd papírzsákokban gyűjtöttük. Más részét tálcás szárítószekrényben 70C°-on 8 óra alatt szárítottuk meg, így 90% szárazanyag tartalmú terméket kaptunk. Az így előállított termék összetételét — a 47 827 lsz. román szabadalom példája szerint előállított termék összetételéhez hasonlítva az 1. táblázat mutatja: 1. táblázat 47 827 sz. román eljárás saját technológia szárazanyag °/ /o 65 38 alkáli-humát a szárazag. %-ában 27 36 fel nem tárt huminsav a szárazag. %-ában 31 22 1 g/l-es alkálihumát oldatban molekulatömeg 3000— 10 000 20 000— 80 000 redox kapacitás mg eq/g alkálihumát 2,8 6,5 A román technológia szerint előállított viszonylag alacsony molekulatömegű termék előnyösen alkalmazható szuszpenziók, pl. fúróiszapok stabilizálására, ahol a szilárd részecskék kiülepedését kell megakadályozni. A mezőgazdasági felhasználás körülményei között azonban előnyösebb a magasabb molekulatömeg, a humátok ugyanis a talajban lassan lebomlanak. A bomlás sebessége a molekulatömegtől is függ: az általunk javasolt technológiával előállított, közel egy nagyságrenddel nagyobb molekulatömegű termék mezőgazdasági felhasználása kedvezőbb, hosszabb ideig tartó tartamhatást biztosít. Bár a humátok növénytermesztésben betöltött pontos szerepe ma még a kiterjedt kutatások ellenére sem egészen tisztázott, egyértelmű, hogy a növényi légzést is katalizálja — valószínű a kinon-hidrokinon csoportjainak reverzibilis redox átalakulásával. A saját technológiával előállított termék redox kapacitása — 6,5 mg ekvivalens/g alkálihumát — több mint kétszerese a hagyományos módon előállított termék megfelelő értékének. Az elvégzett tenyészedényes kísérletek igazolták ennek kedvező hatását: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
