191822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás éterezett keményítő alapú adalékanyagok előállítására
1 2 A gyártástechnológia találmány szerinti egyik megoldása az 1. ábrán látható. A gyártástechnológia elkülönülő része a monoklór - -ecetsav őrlése, neutralizálása — például vízmenetes nátrium-karbonáttal-, illetve a reakcióban keletkező víz megkötése a feleslegben lévő kristályvízmentes nátrium-karbonáttal (kalcinált szóda), a reagensek tárolása, es az adagolórendszerbe juttatása. Az alkaüzálás és éterezés Z-karú foszlató-keverő berendezésben történhet, melynek köpenyhűtése a termék viszkozitásának beállítása szempontjából fontos, általában 5 —15 °C, előnyösen 10 °C. A reakció ideje előnyösen 90 perc. A lúg beporlasztása folyamatos. A pihentetési idő legalább 20 perc. A soronkövetkező éterezési reakciót célszerűi úgy vezetjük, hogy a fentiek szerint előállított, a monoklór-ecetsav nátrium-sóját és a vízmegkötőszert tartalmazó elegyet célszerűen 1 órán át 10 percenként elosztva adagoljuk, a hőmérsékletet 10-15 °C-on tartva. 60 perc elteltével a szabad nátrium-hidroxid tartalmaz - amely célszerűen 4-5 t% — titrálással ellenőrizzük. A keverő reaktorból a tálcás utánkezelő- és szárítóberendezésbe kerül az anyag, ahol célszerűen 60 °C- on, legalább 1 órán át temperáljuk, miközben a meleg, 60-95% relatív páratartalmú levegőt ventilátorral visszacirkuláltatva biztosítjuk az utóreakcióhoz szükséges víz - azaz a hegerogén fázisban a reagensek mozgásához szükséges közeg - jelenlétét. A terméket ezután előnyösen 105 °C-on legalább 3 órán át szárítjuk. Az aprítást például 1 mm lyukátmérőjű szitával felszerelt kalapácsos malomban végezzük. A nedvességálló csomagolás lehegesztett polietilén vagy polipropilén fóliazsákban történhet. A találmány szerinti eljárást a következő kiviteli példákkal kívánjuk megvilágítani. 1. példa Keményítő éterezése szakaszos eljárással Köpenyhűtéssel és keverővei ellátott reaktorba 1 mól keményítőt adagolunk, melyhez a lúgtartályból szivattyún és porlasztó berendezésen keresztül 2/3 mól 45t%-os nátrium-hidroxidot poriasztunk. Az elegyet 90 percen át erőteljesen keverjük, miközben a hőmérsékletet külső hűtéssel 10 °C-on tartjuk. Ezután az elegyet 20 percen át pihentetjük. 2/3 mól monoklór-ecetsavat 1/3 + 1/10 mól kristályvízmentes nátrium-karbonáttal keverünk száraz keverőberendezéseben. A keletkezett monoklór-ecetsav-nátriumsót az 1/10 mól feleslegben lévő nátriirm-karbonáttal együtt 1 óra alatt, 10 percenkénti szakaszos adagolással a fenti reakcióedénybe adagoljuk. A reakcióelegy hőmérsékletét 10-15 rfC-on tartjuk. Az elegyet 60 percen keresztül erőteljesen keverjük, majd a szabad nátrium-hidroxid tartalmat tritrálással ellenőrizzük. A kapott terméket a reaktorból a tálcás utánkezelő- és szárítóberendezésbe visszük, ahol először a berendezést legalább 60 °C-ra felfűtve az anyagot 1 órán át temperáljuk, miközben a tálcák fölé visszadrkuláltatjuk a Na2(j03 10H2 O-ból hőhatásra felszabaduló víznői képződött párával telített meleg levegőt, majd 105 °C-on 3 óra alatt megszárítjuk a - terméket. A száraz terméket kalapácsos malomban aprítjuk, majd fóliazsákban, nedvességálló csomagolásban taroljuk. Termékjellemzői: szubsztituciós fok (DS): 0,4-0,66 hatóanyag (karboxi-metil-keményítő) tartalom : 65-701% látszólagos viszkozitás (5%-os oldatban 29j K-en 8l sec 1 nyírási sebességnél mérve Rheotest viszkoziméterrel): 500—2000 mPas a termék külső megjelenési formája: fehértől krémszínűig terjedő, porszerű vagy szemcsés 2. példa Keményítő éterezése folyamatos eljárással Az 1. példában ismertetett éterezési eljárást ismételjük meg, azzal a különbséggel, hogy a reagensek mennyiségét és adagolási sorrendjét betartva a reakciót folyamatosan, forgó csőreaktorban végezzük. A csőíeaktor öt szakaszra bontott, amelyekben a 2. ábra szerinti sorrendben az alábbiak szerint végezzük a gyártás egyes műveleteit. Az első szakaszban porlasztjuk az 1 mól keményítőre a 2/3 mól 45%-os nátrium-hidroxid-oldatot. A második szakaszban alakítjuk ki a keményítő-alkoholátot. Ezt a szakaszt a csőkemence köpenyhűtésével 10 °C-on tartjuk. Az alkoholátképzés ideje 110 perc. A harmadik szakaszban adagoljuk a silóból a monoklór-ecetsav-nátriumsót és 1/10 mól feleslegben lévő nátrium-karbonátot tartalmazó elegyet. Az éterezés összideje 120 perc. A csőkemence negyedik szakasza képezi a folyamatos utóérlelő hőkezelőt, ahol 60 °C-on és 60 perc alatt halad át az anyag. Az utolsó, ötödik szakaszon 105 °C-on 3 óra alatt halad át a keményítő-éter szárítás végett. E csőszakaszhoz kapcsolódik a kihordó szerkezet, amelyből az anyag silóba, onnan a folytonos őrlőbe, végül pedig a készáru silóba kerül A folyamat befejező lépése a kiszerelés művelete. Az eljárás folyamán felszabaduló víz egy részét 0,1 mól vízmentes szódával, vagy 0,14 mól magnézium-szulfáttal vagy 0,08 mól káliumalumínium-szulfáttal, vagy 0,13 mól alumínium-szulfáttal vagy 0,17 mól magnézium-nitráttal vagy ugyanennyi magnézium-kloriddal, vagy 0,1 mól dinátrium-tetraboráttal, ugyanennyi nátrium-sulfáttal vagy 0,14 mól nátrium-szulfittal kötjük meg. A vízmegkötés eredményeként a felsorolt vegyületek kristályvizes formái képződnek, azaz MgS04.7H2P, KAI S04/a . .12 H20, Al2/S04/3 . 8H20, Mg/N03/2 . 6 H20, MgClj . 6 H20, Na2B407 . 10 H20, Na2S04 . 10 HjO, Na,P207.10 HaO, Na2S03.10 H20. A termék jellemzői megegyeznek az 1. példa termékének megfelelő adataival. 3. példa Keményítő éterezése szakaszos eljárással, kémiai vízmegkötéssel Az 1. példa szerinti eljárást Ismételjük, azzal a változtatással, hogy az eljárás során felszabaduló vizet az 1/10 mól Na2C03 helyett vízzel kémiai reakcióba lépő vegyülettel. - 1/2 mól kalcium-oxiddal, vagy 1/3 mól foszfor-pentoxiddal — kötjük meg. A kapott termék jellemzői megegyeznek az 1. példa termékének jellemzőivel. 191.822 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
