184908. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gélek előállítására ipari melléktermékek, ill. hulladékok hasznosításával
3 184908 4 A találmány tárgya eljárás gélek előállítására ipari melléktermékek, illétve hulladékanyagok — pontosabban melasz, szulfitszennylúg és/ vagy nyers glicerin — hasznosításával. Ismert, hogy akril-monomerek, így például akrilsav, metakrilsav, akrilamid, metakrilamid, N-hidroximetil-akrilamid és/vagy akrilátok vizes oldataiból térhálósítószer, így például N,Nr-metilén-bisz-akrilamid, N,N'-metiIén-bisz-metakrilamid, N,N’-etilén-bisz-akrilamid, N,N’-etilén-bisz-metakrilamid, valamint redox katalizátor, így például perszulfátok és/vagy biszulfitok hatására rugalmas hidrogélek képezhetők, amelyek többek között talajszilárdításra, vízzárásra és műtárgyak (például csatornák, víztárolók) vízzáró tömítésére használhatók fel. Ilyen típusú hidrogélek előállítását és felhasználását ismertetik a következő közlemények : 2 801 983, 2 801 984, 2 856 380, 3 980 627 és 4 141 755 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás, 158 538 sz. magyar szabadalmi leírás. Ismert az is, hogy az előzőekben említett hidrogélekhez különféle adalékokat kevernek a kialakuló gélszerkezet és a viszkozitás módosítása végett. Ezek közül legelterjedtebbek az alkilénglikolok, elsősorban az etilén-glikol (lásd 2 856 380 és 3 649 574 sz. Amerikai Egyesült Ä1- lamok-beli szabadalmi leírás). Az ismert gélképző rendszerek nagy hátránya, hogy gélesedési idejük nehezen szabályozható. Ha az elegy gélesedése túl gyors, a gél már a kezelőberendezésben (például injektorban) kialakul, azt eltörni, és ezzel komoly üzemzavart okoz. Ha az elegy túl lassan gélesedik, az alkalmazott gélképző vizes elegy elszivárog a kezelendő helyről, még mielőtt ott gélt képezett volna, és ez tetemes anyagveszteséget okoz. A gélképzés sebességének szabályozására eddig már többféle módszert javasoltak. Ismert például az, hogy a gélképzés sebességét különféle retardérek — elsősorban komplexképző nehézfém-vegyületek — bekeverésével csökkentik (2 856 380 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás; IBAK: Penetryn-Werkstattwagen, Chemikalien, Hydrogel Typ S—12; Rhone Poluenc SPIROGEL 110—25, és a „Cyanamid AM—9” ismertetői). Egy másik megoldás szerint a gélképző rendszerhez promőtorokat adnak, adott esetben retarderekkel együtt (2 856 380 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás). Végül olyan módszer is ismert, amellyel a gélképzés sebességét a komponensek beadagolási sorrendjének változtatásával módosítják: például a redox katalizátort, a promotort, illetve a retardert külön-külön tartályból a gélképzés helyén, előre meghatározott ütemben adagolják á gélképző elegy további komponenseihez. Ilyen megoldást ismertet a pH- érték pontos beállítása vonatkozásában például a 2 801 983 és 2 801 984 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás. Valamennyi ismert megoldás közös hátránya az, hogy nehézkes, hosszadalmas élőkísérletekét, esetenként bonyolult berendezést igényel. Az ismert megoldások alkalmazása igen szigorú technológiai fegyelmet követel, mert csekély eltérés az előirattól igen komoly következményekkel jár. További hátrányt jelent az, hogy a gélszerkezet módosítására legszélesebb körben használt alkilén-glikolok költséges anyagok. Célul tűztük ki, hogy a gélszerkezet és viszkozitás módosítására az eddig leggyakrabban használt etilén-glikolok helyett olyan anyagokat használjunk fel, amelyek olcsón és nagy menynyiségben állnak rendelkezésre, és amelyek jelenlétében a redox katalizátor koncentrációjának változtatásával egyszerűen, pontosan és megbízhatóan szabályozható a gélképző rendszer gélesedési ideje. Tapasztalataink szerint erre a célra teljes mértékben megfelelnek egyes ipari melléktermékek, illetve hulladékanyagok, pontosabban a melasz, a szulfitszennylúg és a technikai (nyers) glicerin. A melasz a cukorgyártásban tetemes mennyiségben képződő melléktermék, amely általában 30—70 súly % vizet és 70—30 súly % szárazanyagot tartalmaz. A szárazanyagnak 10—15%-a szervetlen anyag : főleg kálium-, nátrium-, magnézium- és kalcium-karbonát, -klorid és -szulfát. A szárazanyag szerves részének főbb komponensei a cukrok (kb. 50%), az alifás karbonsavak (1—2%), aminosavak (kb. 4%), proteinek (5—6%) egyéb szerves anyagok (30—40%) lásd Kirk— Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 2. kiadás. 13. kötet 621. oldal. Más forrás szerint a melasz 50 súly % cukrot, 23 súly % vizet, 19 súly % nem cukorszerű szerves anyagot és 8 súly% szervetlen vegyületet tartalmaz; (lásd Römpp: Chemie Lexikon). Ez a sűrűnfolyó, bakteriális szennyeződésre rendkívül hajlamos massza környezetvédelmi okokból nem juttatható a természetbe, pl. talajba vagy élővizekbe; hasznosításáról vagy megsemmisítéséről tehát gondoskodni kell. A melaszt általában takarmányhoz keverik, erjesztik vagy elégetik, hasznosítása azonban távolról sem tekinthető megnyugtatóan megoldottnak. A szulfitszennylúg a facellulóz-gyártásban (elsősorban a papíriparban) nagy mennyiségben képződő hulladék, amely általában 85 súly % vizet, 9—11 súly % száraz maradéka pedig 50— 60% ligninszulfonsavat, 1—2% szénhidrátot és 1% szervetlen anyagot tartalmaz (lásd Römpp: Chemie Lexikon). A szulfitszennylúg összetétele a feldolgozott fafajtától függően jelentősen változó. A szulfitszennylúgot elsősorban öntödei homok kötőanyagaként, felületaktív anyagként és bőrcserzési segédanyagként hasznosítják. Ezekkel a lehetőségekkel a Magyarországon keletkező szulfitszennylúg mennyiségének csak kb. tizedrésze hasznosítható; a fennmaradó részt időnként közvetlenül élővizekbe engedik, ami súlyos környezetkárosodást okoz. Ismert, hogy a növényi és állati zsírok bontásakor első lépésben képződő nyers, szennyezett glicerint, amely szennyezőként általában hidrolizálatlan zsírokat, zsírsavakat, zsírsav-sókat, lú5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
