FI113003B - Kiinteä muurahaishappotuote - Google Patents

Description

113003

Kiinteä muurahaishappotuote

Keksintö käsittää kiinteän antimikrobisen aineen eloperäisen materiaalin säilön-tään ja haitallisten mikro-organismien torjuntaan sekä pH:n säätöön. Lisäksi 5 keksintö käsittää menetelmän kiinteän antimikrobisen aineen valmistamiseksi.

Muurahaishapon vesiliuokset ovat tunnetusti voimakkaasti korrodoivia liuoksia. Tällaisten liuosten käsittely ja säilytys vaatii haponkestäviä materiaaleja. Tämä ongelma on teollisissa prosesseissa ja maataloudessa, jossa käytetään muurahais-10 happopitoisia rehunsäilöntäliuoksia. Koneet ja laitteet, jotka joutuvat kosketuksiin liuosten kanssa, ovat alttiina syöpymiselle. Tällöin niiden käyttöikä lyhenee, mikä aiheuttaa teollisuudelle ja maanviljelijöille ylimääräisiä kustannuksia. Ongelmaan on yritetty löytää ratkaisua lisäämällä muurahaishapon vesiliuokseen aineita, jotka pienentävät korroosiota. EP-hakemuksesta 411 827 tunnetaan re-15 hunsäilöntäaineliuos, joka sisältää muurahaishappoa ja oktaanihappoa sekä lisäksi mahdollisesti propionihappoa ja ammoniakkia. Julkaisussa ei kuitenkaan ole mainintaa siitä, mihin vähentynyt korrodoiva vaikutus perustuu. FI-patentissa 61790 esitetään muurahaishappoa ja kationia sisältävä vesiliuos. Hapon ja kationin suhde on 2:1-4:1 laskettuna kemiallisten ekvivalenttien perusteella ja vesipi-20 toisuus 15-90 % ilmoitettuna painoprosentteina. Hakijan PCT/FI98/00536 hakemuksessa esitetään ratkaisuna 85 %:sen muurahaishappo-vesiliuoksen ;* ’ neutralointia ammoniakilla hapon ja kationin suhteessa suurempi kuin neljä ke miallisten ekvivalenttien perusteella laskettuna.

»« · • · · ’ 25 Erään tunnetun tavan mukaisesti muurahaishapon kompleksisuolan vesiliuosta on imeytetty kantaja-aineisiin. EP-hakemuksessa 009 366 maitoa sisältävään eläin-rehuun on lisätty stabilointiaineena kantajaan imeytettyä kompleksisuolan 75 %:sta vesiliuosta, joka vesiliuos sisältää mm. muurahaishappoa ja ammoniumio-nia suhteessa 2:1-4:1. Kantaja-aineeseen on tällöin imeytetty suuri määrä vettä : ’' *: 30 samalla itse aktiiviaineen määrän jäädessä pieneksi.

• · ·

Tunnetun tekniikan mukaisilla ratkaisuilla on voitu vähentää muurahaishapon aiheuttamaa korroosiota. Kuitenkin korroosio edelleenkin aiheuttaa taloudellisia ': menetyksiä ja vaikeuttaa liuoksien käsittelyä. Tunnetusti muurahaishappoliuosten 35 käsittely on ongelmallista jo alhaisissa lämpötiloissa aiheutuen muurahaishapon korkeasta höyrynpaineesta. Happoliuokset ovat myös varsin syövyttäviä.

113003 2 Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada tuote, joka sisältää mahdollisimman konsentroidun määrän itse aktiiviainetta muurahaishappoa, mutta olisi vähän korroosiota aiheuttava ja lisäksi tuotteen käyttö tulisi olla helppoa ja turvallisesta.

5 Tutkittaessa muurahaishapon vesiliuoksia havaittiin, että vettä sisältävät hapot ovat enemmän korroosiota aiheuttavia kuin vedetön muurahaishappo. Tällöin yllättäen havaittiin, että käyttämällä lähes vedetöntä muurahaishappoa, jonka vesipitoisuus on alle 2 p-% korroosiota voitiin huomattavasti vähentää. Korroosion vähentämiseksi väkevä muurahaishappo vielä osittain neutraloitiin am-10 moniakkikaasulla, näin välttäen ylimääräisen veden joutuminen tuotteeseen. Tuotteen käsittelyn helpottamiseksi saatu ammonoitu muurahaishappokonsent-raatti imeytettiin kantaja-aineeseen aikaansaaden mahdollisimman suuren hap-pomäärän imeyttämisen kantajaan ja samalla pienentäen kantaja-ainemäärää. Keksinnön mukaisella ratkaisulla on näin ollen lisäetuna kustannussäästö, koska 15 kantaja-aineet sinällään ovat huomattavasti kalliimpia kuin itse muurahaishappo. Samaan kantaja-ainemäärään on voitu imeyttää maksimi aktiiviainemäärä. Samalla varastointi ja kuljetuskustannukset ovat pienentyneet, koska tuotemää-rät/tehoaine ovat kompaktissa muodossa.

20 Keksinnön tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisissa vaatimuksissa 1-10.

• · • · ’ Siten käsillä olevan keksinnön avulla on aikaansaatu tuote, jolla on alentunut korrodoiva vaikutus ja jonka käsittelystä aiheutuu ympäristölle vähemmän hait-; : toja kuin on tunnetuilla tuotteilla. Tuote sisältää osittain neutraloitua vedetöntä ··*’ 25 muurahaishappoa, jolla on alempi höyrynpaine kuin ammonoimattomalla hapol- la, jolloin ympäristöhaitat ovat vähentyneet. Työhygienia on parantunut, koska ·...·’ hajuhaitat ja ärsyttävyys ovat vähentyneet.

Suoritetuissa kokeissa havaittiin myös, että keksinnön mukaisella muurahaishap-30 potuotteella oli alhaisempi jäätymispiste kuin on neutraloimattomalla vedettö-mällä muurahaishapolla. Tämä mahdollistaa nestemäisen tuotteen kuljettamisen • » *..I ja käytön sangen alhaisissa lämpötiloissa talviaikaankin ilman riskiä jäätymises- tä. Samoin raaka-aineen varastointi helpottuu, koska ei tarvita lämmitettyjä va-rastointisäiliöitä.

35 113003 3

Keksinnön mukaisen tuotteen aktiiviaine on lähes vedetön muurahaishappo. Muurahaishapon vesipitoisuuden tulee olla alle 2 p-%. Hapon neutralointiin käytetään edullisesti ammoniakkikaasua. Käytetyn muurahaishapon ja syntyneen ammoniumionin suhteeksi suositellaan 3:1 - 38:1 ja erityisen edullinen alue on 5 5:1-12:1.

Keksinnön mukaisesti osittain ammonoitu muurahaishappo imeytetään kantaja-aineeseen. Imeyttäminen voidaan tehdä esimerkiksi suihkuttamalla happoa mekaanisesti leijutettuun kantajaan. Kantaja-aine voi olla jauhemaista, huokoista tai 10 granuloitua. Kantaja-aineeksi sopii inertit niin epäorgaaniset kuin orgaaniset kantajaraaka-aineet. Epäorgaaninen kantaja-aine voi olla esimerkiksi vermiku-liitti, perliitti, piidioksidi (silika), alumiinioksidi, savi, piimää tai kaoliini. Orgaaninen kantaja-aine voi olla esimerkiksi soijajauhe, maissintähkäjakeet, mik-robinen proteiini, kuivattu sokeriruokomassa tai sitruspuun massa. Tärkeimpiä 15 valintaan vaikuttavia tekijöitä kanta-ainetta valittaessa ovat suuri adsorboin-ti/absorbointikyky ja haitattomuus terveydelle.

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jolla vedetöntä muurahaishappoa ensin voidaan ammonoida ja sen jälkeen valmistaa kiinteä 20 tuote.

• 1 I t * I » ; * * Keksinnön mukaisesti vedettömän muurahaishapon osittaisneutralointi suorite- taan erityisessä reaktori-jäähdytinsysteemissä. Paineistettuun reaktoriin joka > · i •j sisältää vedettömän muurahaishapon lisätään esim. ejektorin kautta kaasumaista ···' 25 ammoniakkia tarkoin kontrolloiduissa olosuhteissa. Koska reaktio on voimak- ...; kaasti eksoterminen liuosta on jäähdytettävä. Tämä käy edullisesti esim. kierrät- I < · ...· tämällä liuosta ulkopuolisen jäähdyttimen kautta takaisin reaktoriin. Lämpötila pidetään hallinnassa kontrolloimalla syötettävää ammoniakkia ja jäähdyttämällä I I i _ t #: kiertoa. Lopputuotteena saadaan halutun ammoniumformiaattipitoisuuden omaa- : “ ’: 30 va muurahaishappoliuos.

• ( · '.,! Keksinnön mukainen tuote soveltuu käytettäväksi antimikrobisena aineena elope- ’: ’ räisen materiaalin säilöntään ja haitallisten mikro-organismien torjuntaan. Erityi- sen sopiva käyttökohde on eläinravinnoksi tarkoitettujen rehujen, kuten täysre-35 hun, sen komponenttien, nurmirehun, tuoreleikkeen ja viljan säilöntä tai pH:n säätö (alentaminen).

113003 4

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan oheisilla esimerkeillä.

Esimerkki 1.

5 Tuote valmistettiin seuraavasti:

Tilavuudeltaan 10 m3:n paineastiaan pumpattiin 11000 kg 99 %:sta muurahaishappoa. Liuokseen pumpattiin 780 kg NH3-kaasua kierrättämällä samalla liuosta reaktorin ulkopuolisen kierron ja lämmönvaihtimen kautta takaisin reaktoriin. Liuosta jäähdytettiin lämmönvaihtimessa jäähdytysvedellä. Välituotteena saatiin 10 liuos jossa hapon ja ammoniumionin suhde on 5,2:1. Kiinteä lopputuote valmistettiin suihkuttamalla ammonoitua liuosta kantaja-aineeseen laitteessa, jossa kantaja voimakkaan sekoituksen avulla saatetaan leijutettuun tilaan. Imeytys suoritettiin jatkuvatoimisesti syöttämällä ruuvisyöttimellä kantaja (saostettu silika) sekoittimeen ja suihkuttamalla em. liuosta suuttimien kautta kantajaan. 15 Laitteen kapasiteetti oli noin 1 ton/h. Lopputuotteena saatiin tuote joka sisältää 70 % osittain ammonoitua happoliuosta.

Esim 2.

20 Korroosiokokeet tehtiin seuraavasti. Hiiliteräksestä valmistettuja näytekappaleita .·. upotettiin happoa tai osittain neutraloitua happoa sisältäviin astioihin, jotka oli I · 1 _ varustettu magneettisekoittajalla. Taulukossa 1 merkintä MH tarkoittaa muura- * · haishappoa. Korroosiotulokset on laskettu näytekappaleiden painonmuutoksesta ja niiden pinta-alasta. Korroosionopeus ilmaistaan korroosionopeutena mm/a.

I I · • · · II·

• I I

• · «

• · I

• I I

• I I

113003 5

Taulukko 1.

Näyte MH Vesi NH3 suhde Höyryn- Jäätymis- Korroosio Huom.

% % % paine piste C mm/a happo mbar (Fe37 : steel) _____NH4_____ 1 99 1 0___423__+8__1,09 Tekn. taso 2 98 1 1 38,4:1 38,6__+6__0,40 Keksintö 3 96 1 3 12,5:1 31,3__+1__0,76 Keksintö 4 94 1 5 7,4:1 25,1__-6__0,71 Keksintö 5 92 1 7 5,2:1 19,9__-13__0,78 Keksintö 6 90 1 9 3,9:1 15,6__-19__0,90 Keksintö 7 95 5 0___373__+2__3,68 Tekn. taso 8 90 10 0___323__-_6__5,54 Tekn. taso 9 1 85 I 15 1 0 1 27,0 -12 5,72 Tekn. taso Näytteet 2-6 edustavat keksinnön mukaisia osittain neutraloituja muurahaishap-5 pokoostumuksia. Vastaavasti kokeet 1 ja 7-9 edustavat tunnetun tekniikan mukaisia vertailukoostumuksia.

Taulukossa 1 suhde on laskettu käytetyn muurahaishapon ja syntyneen ammoni-umionin suhteena. Tuloksista nähdään, että korroosion suhteen edullinen alue on , .·. 10 38:1-5:1.

. Ammoniakin määrää lisättäessä korroosio laskee aluksi voimakkaasti ja nousee ;;! sen j älkeen hitaasti.

;;; ‘ 15 Höyrynpaine laskee ammoniakin määrää lisättäessä ja on puoliintunut kun hapon suhde ammoniumioniin on noin 6:1.

Jäätymispiste alenee voimakkaasti kun ammoniakin määrää lisätään ja jo noin :,..: suhteessa 12:1 se on alle 0 °C.

20 , · · ·. Ammonoimalla vedetöntä tai lähes vedetöntä muurahaishappoa ja imeyttämällä '·’ tämä kantaja-aineeseen saadaan aikaan kiinteä muurahaishappotuote, jolla on ‘ " alhainen korroosio, vähäisempi haju ja pienemmät ympäristöhaitat. Ammonointi I · · laskee myös jäätymispistettä jolloin nestemäisen tuotteen käsittely, kuljetus ja 25 varastointi myös helpottuu ennen imeytystä. Käyttämällä vedetöntä happoa vettä 113003 6 sisältävän sijasta saadun kiinteän tuotteen aktiiviainepitoisuus on myös korkea ja kallista kantaja-ainetta voidaan säästää, jolloin tuote on edullisempi.

Claims (10)

113003

1. Kiinteä antimikrobinen aine eloperäisen materiaalin säilöntään ja haitallisten mikro-organismien torjuntaan ja pH:n säätöön, tunnettu siitä, että aine sisältää 5 kantaja-aineeseen imeytettynä osittain ammoniakkikaasulla neutraloitua, väkevää muurahaishappoa, jonka vesipitoisuus on alle 2 p

2. Vaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että muurahaishapon ja am-moniumionin moolisuhde on 3:1-38:1. 10

3. Vaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että muurahaishapon ja am-moniumionin moolisuhde on edullisesti 5:1 -12:1.

4. Vaatimuksen 1 mukainen aine, tunnettu siitä, että kantaja-aine on inertti 15 epäorgaaninen tai orgaaninen aine.

5. Vaatimuksen 1 tai 4 mukainen aine, tunnettu siitä, että epäorgaaninen kantaja-aine on vermikuliitti, perliitti, piidioksidi, alumiinioksidi, savi, piimää tai kaoliini. 20

6. Vaatimuksen 1 tai 4 mukainen aine, tunnettu siitä, että orgaaninen kantaja-aine on soijajauhe, mikrobinen proteiini, kuivattu sokeriruokomassa tai sitrus-puun massa. - 25 7. Menetelmä kiinteän antimikrobisen aineen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että väkevään muurahaishappoon, jonka vesipitoisuus on alle 2 p-% johdetaan ammoniakkikaasua moolisuhteessa muurahaishappo ja ammoniumioni 3:1-38:1, ja osittain neutraloitu happo saatetaan kosketuksiin kantaja-aineen kanssa.

8. Vaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osittain neutraloitu ." · ’: muurahaishappo suihkutetaan kantaja-aineeseen. 1 Vaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muurahaisha-;; · ‘ pon painosuhde kantaja-aineeseen kiinteässä tuotteessa on välillä 0,25:1 - 9:1. 35 113003

10. Vaatimuksen 1 mukaisen antimikrobisen aineen käyttö eläinravinnoksi tarkoitettujen rehujen, kuten täysrehun, sen komponenttien, nurmirehun, tuoreleik-keen ja viljan säilöntään tai pH:n säätöön. 5 I i I I » 113003