LT6229B - Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas - Google Patents

Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas Download PDF

Info

Publication number
LT6229B
LT6229B LT2014048A LT2014048A LT6229B LT 6229 B LT6229 B LT 6229B LT 2014048 A LT2014048 A LT 2014048A LT 2014048 A LT2014048 A LT 2014048A LT 6229 B LT6229 B LT 6229B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
starch
flocculant
cationic
modified starch
dispersion
Prior art date
Application number
LT2014048A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2014048A (lt
Inventor
Algirdas ŽEMAITAITIS
Joana Bendoraitienė
Edita LEKNIUTĖ
Original Assignee
Kauno technologijos universitetas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kauno technologijos universitetas filed Critical Kauno technologijos universitetas
Priority to LT2014048A priority Critical patent/LT6229B/lt
Priority to EP14758183.9A priority patent/EP3116913A1/en
Priority to PCT/LT2014/050001 priority patent/WO2015137791A1/en
Publication of LT2014048A publication Critical patent/LT2014048A/lt
Publication of LT6229B publication Critical patent/LT6229B/lt

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/003—Crosslinking of starch
    • C08B31/006—Crosslinking of derivatives of starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00—Preparation of derivatives of starch
    • C08B31/08—Ethers
    • C08B31/12—Ethers having alkyl or cycloalkyl radicals substituted by heteroatoms, e.g. hydroxyalkyl or carboxyalkyl starch
    • C08B31/125—Ethers having alkyl or cycloalkyl radicals substituted by heteroatoms, e.g. hydroxyalkyl or carboxyalkyl starch having a substituent containing at least one nitrogen atom, e.g. cationic starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/147—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using organic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

Išradimas skirtas efektyviam ir plataus flokuliacinio lango tinklinto katijoninio krakmolo flokuliantui, kuris suspensijų flokuliacijos metu gali surišti tirpius anijoninius teršalus, ir jo gavimo būdui. Tinklintas katijoninis krakmolas gaunamas tinklinant ir katijonizuojant krakmolą vienstadijiniu arba dvistadijiniu būdu. Flokuliantas iš tinklinto katijoninio krakmolo gaunamas šlyties jėgomis disperguojant tinklinto katijoninio krakmolo mikrogranules vandenyje arba vandens su daugiafunkciniais alkoholiais mišinyje išbrinkus modifikuotam krakmolui dispersinėje terpėje iki pusiausvyrosios būsenos. Flokulianto diskretinių submikrodalelių, nanodalelių iš modifikuoto krakmolo pakeitimo laipsnis pagal katijonines grupes yra nuo 0,15 iki 0,28, jo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams yra nuo 15 iki 40 procentų.

Description

Išradimo sritis
Išradimas priskiriamas krakmolo darinių gavimui ir panaudojimui technikoje. Katijoninio krakmolo dariniai yra perspektyvūs flokuliantai vandens paruošime ir komunalinių nuotekų dumblui sausinti, nes gaminami iš pigios, bioskaidžios ir gamtoje atsinaujinančios žaliavos. Be to, jie yra netoksiški ir biosuderinami.
Išradimo technikos lygis
Dispersinių sistemų destabilizavimas biotechnologijoje, metalurgijoje, kalnakasyboje, vandenvaloje, maisto ir farmacijos pramonėje vykdomas siekiant atskirti kietą fazę nuo skysčio. Šiose srityse gali būti naudojamas didelio pakeitimo laipsnio (PL) pagal katijonines grupes katijoninis krakmolas (DKK). Popieriaus gamyboje naudojamas įvairaus dispersiškumo mažo pakeitimo laipsnio katijoninis krakmolas (MKK), kuriame yra nedaug ketvirtinio amonio grupių (H.^0,1). Katijoninio krakmolo efektyvumas priklauso nuo katijoninių grupių kiekio, molekulinės masės ir polielektrolito būsenos.
Ruošiant darbinį flokulianto kleisterj (gelatinized starch) iš tirpaus MKK [Thomas D.J., Atwell W.A. Starches. Eagan Press Handbook Series 0-891127-01-2, 1999, 94 p.] jj įprastai disperguoja karštame vandenyje arba virina garais (jet cooked). Yra ir paprastesni cheminio-mechaninio krakmolo ir MKK dispergavimo būdai [US4579944, kt.]. Čia stabilią krakmolo arba jo darinių suspensiją gauna veikiant polisacharidų vandenines suspensijas, kuriose pridėta NaOH tirpalo, šlyties jėgomis kambario temperatūroje nuo keliasdešimt minučių iki kelių valandų, o po to neutralizuojant šarmus.
Popieriaus gamyboje, gerinant jo mechanines ir vartotojiškas savybes, siūlo naudoti tinklintus MKK [WO2012076163; VV02006007045; EP1061086; VVO9746591; CN102796202], skiepytus ir tinklintus krakmolo kopolimerus [EP1452552, kt.] arba amfolitinj tinklintą krakmolą [US5523339]. Jų vandeninių suspensijų technologines savybes lemia ne tik tikslinio priedo cheminė sudėtis [EP1452552; EP0603727], naudojamo produkto gamyboje krakmolo prigimtis [VV02006007045; EP0139597], bet ir modifikuoto polisacharido būsena po dispergavimo, kurią lemia kovalentinių ryšių tarp makromolekulių skaičius ir modifikuoto krakmolo suspensijų paruošimo būdas. Pavyzdžiui, EP0603727 nurodoma, kad didinant tinklinimo agento - epichlorhidrino kiekį produkto kleisterio klampa po kleisterizavimo garais (jet cooked) sumažėja net iki 85 proc. nuo pradinio rodiklio. Parinkus optimalias krakmolo cheminio modifikavimo su katijoniniais, tinklinimo agentais ir kleisterizavimo sąlygas [W00214602] galima gauti norimo dydžio mikrodalelių produktą ir reikiamos klampos tinklinto MKK krakmolo suspensiją [EP1061086], kurią naudojant popieriaus formavime pagerėja kokybė ir gamybos procesas.
Yra žinomas tinklinto MKK vandeninės suspensijos priedo panaudojimas popieriaus gamyboje [W00208516]. Suspensiją gauna vandeniniame hidroksigrupių turinčių junginių tirpale disperguojant šlyties jėgomis MKK, sumaišytą su nuo 0,01 iki 7 masės % tinklinimo agentu. Tokio apdorojimo metu susidaro diskretinės tinklinto MKK dalelės, kurio pakeitimo laipsnis pagal katijonines grupes yra ne didesnis negu 0,1. Gauta suspensija, įterpta į popieriaus formavimo masę, pagerina masėje esančių ingredientų sulaikymą ir sausos būsenos popieriaus stiprį. Tačiau tirpus MKK arba tinklintas MKK turi per mažą teigiamo ženklo krūvių tankį, kad būtų efektyvus geriamo vandens paruošimo, vandenvaloje komunalinių nuotekų dumblo tankinimo arba sausinimo procesuose.
Vandenvaloje flokuliantu gali būti didelio pakeitimo laipsnio katijoninis krakmolas (DKK), kai jo hidroksigrupių pakeitimo laipsnis katijoniniais pakaitais yra didesnis negu 0,1. DKK flokuliantai gauti vienstadijinio eterinimo būdu - mikrogranulių pavidalo gamtinį krakmolą paveikiant glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) dalyvaujant organinėms arba neorganinėms bazėms. Tokios reakcijos metu susidaro katijoninis krakmolas - N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio krakmolo chloridas. Šiuo atveju vandeninę flokulianto iš katijoninio krakmolo suspensiją, pašalinus reagentų likučius, ruošia mikrogranulinį katijoninį krakmolą maišant 20-60 °C vandenyje vieną valandą ir po to išlaikant 8-24 valandas kambario temperatūroje [Bratskaya S. Effect of Polyelectrolyte Structural Features on Flocculation Behavior: Cationic Polysaccharides vs. Synthetic Polycations // Schwarz S., Laube T., Liebert T., Heinze T., Krentz O.// Macromolecular materials and engineering. 2005, vol. 290, p.778-785; Šablevičienė D., Klimavičiūtė R., Bendoraitienė J., Žemaitaitis A. Flocculation properties of high-substituted cationic starches // Colloids and Surfaces A:
Physicochemical and Engineering Aspects. ISSN 0927-7757. 2005, vol. 259, p. 2330]. Pastaruoju atveju flokuliantą gauna, išvalytą po eterinimo reakcijos nuo priemaišų, katijoninj krakmolą maišant 20 °C vandenyje vieną valandą ir po to išlaikant suspensiją 8 valandas kambario temperatūroje arba papildomai disperguojant autoklave 126 °C temperatūroje ne trumpiau kaip 30 minučių. N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio krakmolo chlorido flokuliacinis efektyvumas padidėja disperguojant katijoninj krakmolą dvivalenčių katijonų druskų tirpale arba jūros vandenyje [W02004041732]. Disperguojant šlyties jėgomis krakmolo eterinimo mišinį, turintį DKK, po reakcijos vandenilio peroksido tirpale pasiekiamas N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio grupių prieinamumas DKK ne mažesnis kaip 73 procentų [Lietuvos patentas LT5926]. Tačiau disperguoto šlyties jėgomis tirpaus DKK flokulianto flokuliacijos langas stipriai susiaurėja (brėžinys, 1 kreivė) ir palaikyti stabilų flokuliacijos procesą tampa sudėtinga.
DKK flokulianto savybės pasikeičia jo makromolekules sujungus skersiniais ryšiais. Tinklintas DKK gali būti gautas skiepytosios kopolimerizacijos būdu [CN 102898666] arba reakcijoje tarp katijoninio krakmolo ir tinklinimo agentų difunkcinių epoksidų, dialdehidų, triazino ir N-metilolio darinių, epichlorhidrino [CN101700922],
Tinklinius DKK flokuliantus pagal patentą CN101700922 gauna, vienu metu reaguojant krakmolui su katijonines grupes turinčiais reagentais ir tinklinančiais agentais arba katijonizuojant tinklintą krakmolą. Tinklinimui naudoja epichlorhidriną, difunkcinius epoksidus, aldehidus, triazino ir N-metilolgrupes turinčius junginius. Taip nedisperguotas modifikuotas krakmolas tampa draugišku aplinkai flokuliantu, sugebančiu sujungti tirpius anijoninius dažiklius. Pagal išradimo aprašymą tinklinto DKK gamyboje naudoja ne mažiau kaip 0,02 masės % (0,04 mol/AGL) epichlorhidrino. Todėl tokį tinklintą DKK disperguojant šlyties jėgomis negalima pasiekti katijoninių grupių prieinamumo didesnio negu 15 procentų ir gauti efektyvų tinkamą vandenvaloje flokuliantą.
Yra žinomas būdas iš tapijokos krakmolo gauti didelio pakeitimo laipsnio pagal katijonines grupes, tinklintą amfolitinį polisacharidą [CN 102898666]. Sintezę vykdo priskiepijant prie krakmolo makromolekulių dimetilalilamonio chloridą, akrilo rūgštį ar jos darinį ir tinklinant difunkciniais reagentais, džiovinant ir smulkinant. Taip gauta amfolito savybių tinklinių makromolekulių medžiaga yra atspari rūgštims, kaitinimui ir šlyties jėgų poveikiui. Dėl pastarosios savybės toks katijoninis krakmolas turi mažą flokuliacinj efektyvumą.
Paminėti tinklinti DKK produktai dėl didelio skersinių ryšių kiekio negali būti disperguoti šlyties jėgomis iki tokio laipsnio, kad jų prieinamų polianijonams katijoninių grupių kiekis viršytų 15 procentų nuo bendro. Todėl juos naudojant disperguotų kietų medžiagų atskyrimo procesuose flokulianto sąnaudos padidėja mažiausiai keletą kartų.
Vandens paruošime ir vandenvaloje - paviršinio vandens, nuotėkų valyme ir dumblo apdorojime atskiriant kietas daleles nuo vandens naudinga būtų naudoti flokuliantą, kurio mažas kiekis sukeltų spartų ir pilną vandeninės suspensijos destabilizavimą, o restabilizacija prasidėtų vėliau, esant kiek galima didesniems flokulianto kiekiams. Toks flokuliantas pasižymėtų plačiu flokuliacijos langu. Kuo flokuliacijos langas didesnis, tuo mažesnis yra kietų, tame tarpe, teršalų, dalelių restabilizacijos pavojus ir saugesnis teršalų atskyrimo procesas. Naudojant tokių savybių flokuliantą galima būtų flokuliuoti ir praskiestas, ir koncentruotas suspensijas su įvairaus dydžio kietomis dalelėmis, būtų sumažinama tokių proceso faktorių kaip suspensijos pH, joninės jėgos, kietų medžiagų koncentracijos ir jų dalelių dydžio pokyčių įtaka, o pats dispersinių sistemų destabilizavimas vyktų stabiliai. Be to, išplečiant flokuliantu taikymo galimybes reikalingi tokie flokuliantai, kurie sugeba ne tik nusodinti kietas teršalų daleles, bet ir surišti vandenyje tirpias anijonines medžiagas (detergentus, dažus, stabilizatorius, kt.). Tada po flokuliacijos gaunamas švaresnis vanduo.
Šiame aprašyme katijoninio krakmolo flokuliantu sandarą apibūdina katijoninių grupių kiekis (pakeitimo laipsnis) PL ir jų prieinamumas polianijonams - P. Krakmolo flokuliantu kokybę charakterizuoja minimalus flokulianto kiekis C (tūkstantosios flokulianto masės dalys tenkančios dispersinės fazės masės vienetui), pavyzdžiui, mg/g kaolino, kuriam esant įvyksta suspensijos destabilizavimas iki 10 % liekamojo drumstumo (LD) ir flokuliacijos lango plotis (W). W (flokuliacijos langą) apibrėžia kaip skirtumą tarp maksimalaus ir minimalaus (C) tinklinio katijoninio krakmolo kiekio, kuriam esant suspensijos liekamasis drumstumas (LD) yra mažiau nei 10 %. W vertė išreiškiama kaip tinklinto katijoninio krakmolo kiekis tūkstantosiomis masės dalimis dispersinės fazės masės vienetui. Kuo W didesnis, tuo mažesnis yra suspensijos dalelių restabilizavimo pavojus ir saugesnis kietų medžiagų atskyrimo nuo skysčio procesas.
Šio išradimo tikslas yra gauti efektyvų katijoninio krakmolo flokuliantą vandenvalai, turintį:
a) platų flokuliacijos langą esant nedideliems krakmolo flokulianto kiekiams;
b) pasižymintį didesne tirpių anijoninių medžiagų (tokių kaip dažikliai, farmacinių preparatų liekanos, sunkiųjų metalų, ypač chromo anijonų druskos, kt.) surišimo geba.
Naudojant tokių savybių flokuliantą būtų sumažinta tokių proceso faktorių kaip dispersinės sistemos pH, joninės jėgos, kietų medžiagų koncentracijos ir jų dalelių dydžio pokyčių įtaka, suspensijų destabilizavimo procesas būtų stabilus, flokuliacijos metu su suspensijos dalelėmis būtų pašalinami ir tirpūs anijoniniai teršalai.
Išradimo esmė
Išradimo tikslui pasiekti siūlomas naujas modifikuoto krakmolo flokuliantas disperguoto šlyties jėgomis katijoninio krakmolo pagrindu, kur minėtas modifikuotas krakmolas yra diskretinių dalelių tinklintas katijoninis krakmolas, gebantis surišti tirpius anijoninius teršalus ir pasižymintis pakeitimo laipsniu pagal katijonines grupes ne mažiau 0,15, optimaliai 0,15-0,28, katijoninių grupių prieinamumu polianijonams nuo 15 % iki 40 % ir plačiu flokuliacijos langu, kur flokuliacijos langas yra skirtumas tarp maksimalaus ir minimalaus flokulianto kiekio, reikalingo destabilizuoti suspensijai iki 10 % liekamojo drumstumo.
Konkrečiau, flokuliantas pagal išradimą pasižymi tuo, kad esant modifikuoto krakmolo pakeitimo laipsniui pagal katijonines grupes ne mažiau nei 0,15, flokuliacijos langas yra ne mažesnis, negu 35 flokulianto masės dalys tūkstančiui dispersinės fazės masės dalių. Minėtas modifikuotas krakmolas yra ne didesnių negu submikroninių dalelių tinklintas N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio krakmolo chloridas. Krakmolas yra pasirinktas iš grupės, susidedančios iš bulvių, tapijokos, kviečių, kukurūzų, ryžių krakmolo, optimaliai yra bulvių krakmolas.
Modifikuoto krakmolo flokuliantas pagal išradimą skirtas naudoti vandenvalai.
Kitas išradimo objektas - dispersinė sistema, apimanti modifikuoto krakmolo flokuliantą ir dispersinę terpę; dispersinė sistema turi 1-50 % minėto modifikuoto krakmolo, ir jos dispersinė terpė yra vanduo arba vandens mišinys su daugiafunkciniais alkoholiais, pavyzdžiui, tokiais kaip etandiolis, glicerolis, maltozė, sorbitolis.
Vienas iš išradimo įgyvendinimo variantų yra minėta dispersinė sistema pastos pavidalu, kurioje modifikuoto krakmolo kiekis, optimaliai, sudaro 15-40 %.
Flokulianto pagal išradimą gamybos būdas apima krakmolo katijonizavimo ir dispergavimo šlyties jėgomis stadijas; jis skiriasi tuo, kad proceso eigoje vykdo krakmolo tinklinimą.
{gyvendinant siūlomą išradimą krakmolo tinklinimą flokuliantui gauti vykdo prieš katijonizavimą, katijonizavimo metu arba dispergavimo šlyties jėgomis metu, esant tokiam komponentų moliniam santykiui: krakmolo anhidrogliukozidinis likutis (AGL) : tinklinimo agentas (TA) : katijonizavimo agentas (KA) : bazė : vanduo, optimaliai, 1: (0,0005-0,005): (0,17-0,40): (0,006-0,048): (3,5-10).
Flokuliantui pagal išradimą gauti krakmolą arba katijoninj krakmolą tinklina šarminėje terpėje tinklinimo agentu, pasirinktu iš grupės, susidedančios iš epichlorhidrino, fosfatų, difunkcinių epoksidų, aldehidų, triazinų, N-metilolio darinių.
Dispergavimą šlyties jėgomis, įgyvendinant gamybos būdą pagal siūlomą išradimą atlieka malant, trinant ir/arba ekstruduojant tinklintą katijoninj krakmolą dispersinėje terpėje. Optimaliame variante dispergavimą šlyties jėgomis vykdo, išbrinkus tinkliniam katijoniniam krakmolui dispersinėje terpėje iki pusiausvyrosios būsenos.
Trumpas brėžinio aprašymas
Išradimo esmę iliustruoja brėžinys, kuriame pavaizduota suflokuliuotos kaolino suspensijos liekamojo drumstumo (LD) priklausomybė nuo pridėto j suspensiją flokulianto iš katijoninio krakmolo kiekio (mg/gkaoiino): 1 - disperguotas šlyties jėgomis tirpus katijoninio krakmolo flokuliantas su PL=0,20 ir P=77 % (6 aprašymo pavyzdys); 2 - disperguotas šlyties jėgomis tinklinio katijoninio krakmolo flokuliantas pagal siūlomą išradimą PL=0,19 ir P=29 % (1 aprašymo pavyzdys); 3 - nedisperguotas šlyties jėgomis tirpus katijoninio krakmolo flokuliantas su PL=Q,2Q ir P=18 %, (6 aprašymo pavyzdys).
Detalus išradimo aprašymas
Kaip minėta, išradimo pagrindinis objektas yra efektyvus tinklinto DKK flokuliantas (1 lentelė), nusodinantis suspensijos daleles plačiame tinklinto DKK kiekių intervale (esant plačiam flokuliacijos langui, l/V) ir, papildomai, pašalinantis iš suspensijos tirpias anijonines medžiagas. Tai pasiekia eterinant bulvių, tapijokos arba grūdų krakmolo mikrogranules, pavyzdžiui, glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) taip, kad prie krakmolo anhidrogliukozidinio likučio (AGL) prijungia nuo 0,15 iki 0,28 molių GTAC ir tinklinant polisacharidą difunkciniais tinklinimo agentais bazių aplinkoje per vieną arba per dvi stadijas (schema pateikta žemiau), o po to disperguojant jj šlyties jėgomis dispersinėje terpėje tol, kol tinkliniame katijoniniame krakmole atsiranda nuo 15 iki 40 procentų polianijonams prieinamų N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio (katijoninių) grupių. Disperguoto diskretinių tinklinto katijoninio krakmolo submikroninių, nanodalelių dydis yra mažesnis negu 10 pm, optimaliai apie 1 pm.
lentelė
Efektyvaus tinklinto DKK flokulianto kokybės rodikliai
Flokuliacijos langas W >35
Minimalus reikalingas kiekis C, mg/gkaoiino <15
Katijoninių grupių prieinamumas polianijonams P, % 15-40
DKK vien- ir dvistadijinės sintezės bendra schema:
R = -H arba -CH2-CH(OH)-CH2-N+(CH3)3 Cl'
Kaip matyti iš pateiktos sintezės schemos, visais atvejais gauna tinklintą katijoninj krakmolą, kurį sintezės metu arba po to disperguoja šlyties jėgomis. Tinklintą katijoninj krakmolą galima gauti vienstadijiniu būdu eterinant gamtinį krakmolą (įskaitant bulvių, kviečių, tapijokos, kukurūzų, ryžių) katijonizavimo agentu, tokiu kaip glicidiltrimetilamonio chloridu ar kitu, ir vienu metu tinklinant tinklinimo agentu, tokiu kaip epichlorhidrinas arba fosfatai, difunkciniai junginiai, turintys epoksido, aldehido, triazino N-metilolio grupių ir kt. Gaunant tinklintą katijoninj krakmolą dvistadijiniu būdu pirmiausiai gauna katijoninj krakmolą, po to jis tinklinamas pasirinktu tinklinimo agentu arba tinklintą katijoninj krakmolą eterina katijonizavimo agentu.
Gaminant tinklintą mikrodalelių DKK vienstadijiniu būdu eterinimo mišinį ruošia, sumaišant NaOH arba kitos bazės (pavyzdžiui, benziltrimetilamonio hidroksido) tirpalą su glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC), j tokį mišinį dedant tinklinimo agento (TA) (epichlorhidrino (EPI) ar kito, pavyzdžiui, natrio trimetafosfato (STMP)), orasausj gamtinį krakmolą ir viską kruopščiai išmaišant. Reagentų molių santykis heterogeniniame reakcijos mišinyje 1 - AGLkrakmoio: TA : GTAC : bazė : H2O = 1 : (0,0005-0,00065) : (0,17-0,35) : (0,04-0,048) : (3,5-4,6). Reakciją vykdo 30-55 °C temperatūroje 56-20 vai.
Gaminant tinklintą mikrodalelių DKK dvistadijiniu būdu pirmiausiai gamina tinklintą krakmolą ir po to jj katijonizuoja. Tinklintą krakmolą gauna, j 50 % vandeninę bulvių krakmolo suspensiją supilant vandens ir šarmo mišinyje emulsuotą epichlorhidriną (EPI) ir gautą mišinį gerai išmaišant kambario temperatūroje magnetine maišykle. Reagentų molių santykis heterogeniniame mišinyje 2 - AGL : EPI : NaOH : H2O = 1 : 0,005 : 0,006 : 10. Reakciją vykdo 30-55 °C °C temperatūroje 56-20 vai. Katijonizavimą vykdo, eterinant tinklintą krakmolą, pavyzdžiui, glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC), šarminėje terpėje. Tinkliniam DKK gauti, eterinimo mišinį ruošia, sumaišant NaOH tirpalą su GTAC, j tokj mišinį pridedant tinklintą krakmolą ir kruopščiai išmaišant komponentus. Reagentų molių santykis heterogeniniame mišinyje 3 - AGL : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,40 : 0,044 : 3,15. Reakciją vykdo heterogeninėje terpėje 30-55 °C temperatūroje 56-20 vai.
Iš tinklinto DKK ruošiant 1-50 % flokulianto suspensiją, DKK dalelės dispersinėje terpėje (pavyzdžiui, vandenyje arba vandens ir daugiafunkcinių alkoholių, tokių kaip etandiolis, glicerolis, sorbitolis mišinyje) malamos, trinamos ir/arba spaudžiamos per plyšius (ekstruduojamos) taip, kad jas veiktų šlyties jėgos. Pavyzdžiui, 1 % tinklinto DKK vandeninę suspensiją disperguoja, su Digital UltraTurrax T25 dispergatoriumi 15000 aps/min greičiu nuo 10 iki 30 minučių.
Viename išradimo įgyvendinimo variantų tinklintam krakmolo geliui prieš dispergavimą šlyties jėgomis papildomai leidžia išbrinkti iki pusiausvyrojo išbrinkimo, pavyzdžiui, išlaikant gelį 30-60 min kambario temperatūroje. Maksimaliai išbrinkinus, flokulianto dalelės pagal siūlomą išradimą pasižymi mažesniu polidispersiškumu.
Disperguojant minėtą tinklintą DKK ekstruzijos būdu gauna pastos pavidalo dispersines sistemas, kurių sudėtyje yra, pavyzdžiui, 30-40 % modifikuoto krakmolo flokulianto pagal išradimą. Tokios pastos gali būti apibūdintos, pamatuojant jų gamyboje sunaudotą mechaninį darbą džiauliais (J), tenkantį gramui tinklinto DKK. Gaunant flokuliantą pagal išradimą ekstruzijos būdu, atlikto mechaninio darbo vertė yra nuo 0,1 kJ/g iki 0,5 kJ/gnokuiianto.
Charakterizuojant flokuliantą analizuoja katijoninių grupių kiekį tinkliniame
DKK (PL) ir jų prieinamumą (P, %) dekstrano sulfatui (DeSu), įvertina flokulianto veiksmingumą pagal suspensijos liekamąjį drumstumą (LD, %), kurį nustato pagal modelinių kaolino arba realių suspensijų šviesos sugertj po flokuliacijos (turbidimetriniai suspensijų tyrimai). Šių savybių nustatymo metodikos yra iš esmės žinomos ir aprašytos patente LT5926.
Pagal minėtą metodiką katijoniniu grupių kiekį modifikuotame krakmole apskaičiuoja kaip pakeitimo laipsnį (PL) pagal formulę (1):
PL =
162-N
1400-151,5-N' (1) čia N, % - azoto kiekis bandinyje, 162 - krakmolo anhidrogliukozidinio likučio (AGL) masė.
Polianijonais (DeSu) sujungtų katijoniniu grupių kiekį (Aoesu), g-ekv/g, tinkliniame katijoniniame krakmole apskaičiuoja pagal formulę (2):
DeSu (2) čia: V - titravimui sunaudotas DeSu kiekis, ml; N - DeSu koncentracija, gekv/ml; m - katijoninio krakmolo kiekis, analizei naudoto tirpalo tūryje, g.
Prieinamų katijoniniu grupių kiekį (P), %, tinkliniame katijoniniame krakmole apskaičiuoja pagal formulę (3):
L DeSu \ FLazoto J •100;
(3) čia: Aūesu- DeSu sujungtų ketvirtinių amoniogrupių kiekis, g-ekv/g; Aazoto bendras ketvirtinių amoniogrupių kiekis, nustatytas Kjeldalio metodu, g-ekv/g.
Flokulianto flokuliacinio veiksmingumo/efektyvumo nustatymui naudoja smulkiadispersinį kaoliną, gautą iš Sigma-Aldrich (JAV). Kaolino dalelių skersmens geometrinis vidurkis, apskaičiuotas iš dalelių dydžio pasiskirstymo pagal tūrį kreivių (Delsa™Nano C, Beckman Coulter, JAV), 0,7-0,85 pm.
Kaolino suspensiją ruošia 1 g/l koncentracijos smulkiadispersinio kaolino vandeninę suspensiją veikiant ultragarsu 15 minučių.
Kaolino suspensijos destabilizavimas: kaolino suspensijos destabilizavimo eksperimentą vykdo kambario temperatūroje. į stiklinę su 50 ml paruoštos kaolino suspensijos, maišant magnetine maišykle, pila reikiamą flokulianto kiekį ir maišo. Po to suspensijoms leidžia nusėsti, susidarant dviems frakcijoms ir išmatuoja viršutinės suspensijos frakcijos šviesos sugertį, esant 500 nm bangos ilgiui (A500) su UNICAM UV3 UV/Vis spektrofotometru. Liekamąjį drumstumą (LD) apskaičiuoja pagal formulę (4):
LD =
A500f
A500p
100,% (4) čia: A500f - suspensijos šviesos sugertis, esant 500 nm bangos ilgiui, po flokulianto įdėjimo, A500p- pradinės modelinės suspensijos šviesos sugertis, esant 500 nm bangos ilgiui.
Efektyvų tinklinio katijoninio krakmolo kiekį C apskaičiuoja, kaip mažiausią pridėto tinklinto katijoninio krakmolo kiekį mg/g dispersinės fazės, kuriam esant liekamasis drumstumas (LD) yra 10 %.
Flokuliuojant suspensiją, kurioje be kaolino dar yra rūgštinio mėlyno dažiklio (Acid Blue 25), nustato suspensijos liekamąją spalvą. Ją apskaičiuoja taip pat kaip ir liekamąjį drumstumą, tik suspensijos šviesos sugertį matuoja esant 600 nm bangos ilgiui.
Išradimo įgyvendinimo pavyzdžiai
Išradimą iliustruoja pateikti pavyzdžiai. Ši informacija pateikta iliustratyvumo tikslais ir neapriboja išradimo apimties.
pavyzdys
Tinklintas DKK gautas vienstadijiniu būdu eterinant bulvių krakmolą glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) ir epichlorhidrinu (EPI) šarminėje terpėje. Eterinimo mišinys ruoštas sumaišant NaOH tirpalą su GTAC ir EPI į tokį mišinį pridedant krakmolą ir kruopščiai išmaišant komponentus. Reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI: GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,22 : 0,04 : 3,5. Reakcija vykdyta 45 °C temperatūroje 48 vai. Gauto produkto pakeitimo laipsnis PL=0,19, katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 4 %. Flokuliacijos langas W=362, minimalus reikalingas tinklinio katijoninio krakmolo kiekis C=138 mg/gkaoiino.
Gaminant tinklinio katijoninio krakmolo flokuliantą, 1 % vandeninė produkto suspensija kambario temperatūroje disperguota šlyties jėgomis Digital Ultra-Turrax T25 dispergatoriumi 15000 aps/min greičiu 20 minučių. Tinklinio katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 29 %. Flokuliacijos langas I4A=49, C=15 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas MKK ir flokuliantas iš jo buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje, tiktai reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,11 : 0,04 : 3,5. Gauto tinklinto MKK pakeitimo laipsnis PL=0,10. Po dispergavimo šlyties jėgomis tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 85 %, W=21, C=9 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas DKK ir jo flokuliantas buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje tiktai reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,17 : 0,04 : 3,5. Gauto tinklinio DKK pakeitimo laipsnis PL=0,15. Po dispergavimo šlyties jėgomis tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 15,5 %, l/V=35, C=15 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas DKK ir jo flokuliantas buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje, tiktai reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,33 : 0,04 : 3,5. Gauto tinklinto DKK pakeitimo laipsnis PL=0,28. Po dispergavimo šlyties jėgomis tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 18 %, 1/1/=49, C=14 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas DKK ir jo flokuliantas buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje, tiktai reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,44 : 0,04 : 3,5. Gauto tinklinto DKK pakeitimo laipsnis PL=0,39. Po dispergavimo šlyties jėgomis tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 25 %, 14/=26, C=9 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tirpus DKK buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje tinklintas DKK, tik į reakcijos mišinį nedėta epichlorhidrino. Gauto DKK pakeitimo laipsnis 0,20, katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 18 %, 14/=36, C=28 mg/gkaoiino.
Gaminant iš DKK flokuliantą, DKK kleisteris kambario temperatūroje disperguotas šlyties jėgomis iki opalescuojančio flokulianto 1 % tirpalo susidarymo Digital Ultra-Turrax T25 dispergatoriumi 15000 aps/min greičiu 15 minučių. Tirpaus katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 77 %, 14/=8, C=2 mg/gkaoiino.
pavyzdys (lyginamasis, pagal patentą CN101700922)
Tinklintas DKK buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje, tiktai reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI: GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,01 : 0,22 : 0,05 : 3,5. Gauto tinklinio DKK pakeitimo laipsnis PL=0,19.
Tinklinio DKK flokuliantas buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje. Tinklinio katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 1,4 %, 1/1/==2380, C=380 mg/gkaoiino.
pavyzdys (lyginamasis, su žinomu sintetiniu katijoninių flokuliantų)
Poliakrilamidinis sintetinis tirpus katijoninis flokuliantas - poli(akrilamido-koΝ,Ν,Ν,-trimetilamonio-etilakrilato) chloridas buvo tirpinamas vandenyje ir jo 0,1 % vandeninis tirpalas naudotas kaolino suspensijos flokuliavime. Katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 100 %, l/V=7, C=1,2 mg/gkaoiino.
Antroje lentelėje pateikti MKK (2 pavyzdys), DKK (1, 3-7 pavyzdžiai) ir sintetinio katijoninio (8 pavyzdys) flokuliantų C ir W rodikliai. Analizuojant įvairaus pakeitimo laipsnio pagal katijonines grupes krakmolo flokuliantų efektyvumą nuskaidrinant kaolino suspensijas matyti, kad didesniu kaip W=35 flokuliacijos langu, esant 15 mg/gkaoiino ar mažesniam reikalingam minimaliam tinklinto katijoninio krakmolo kiekiui C, pasižymėjo tik diskretinės tinklinto katijoninio krakmolo, kurio pakeitimo laipsnis pagal katijonines grupes yra nuo 0,15 iki 0,28, apdoroto šlyties jėgomis dalelės. Iš paveiksle ir 2 lentelėje pateiktų duomenų taip pat seka, kad efektyviai suspensijų daleles flokuliavo tik optimalaus katijoninių grupių prieinamumo (P) tinklinti DKK flokuliantai. Tokią kokybę tinklintas DKK su PLo. 15-0.30 įgavo po mechaninio apdorojimo šlyties jėgomis pagal išradimą taip, kad jo dalelėse atsirado nuo 15 iki 40 procentų prieinamų polianijonams katijoninių grupių. Už nurodytų katijoninio krakmolo PL, arba jo flokulianto prieinamumo ribų flokuliavimo efektas buvo blogesnis.
lentelė
Pavyzdžio N r. PL P,% Flokulianto efektyvumas
c, mg/gkaolino W
6* 0,20 18 28 36
6 0,20 77 2 8
1* 0,19 4 139 362
2 0,10 85 9 21
3 0,15 15,5 15 35
1 0,19 29 15 49
4 0,28 18 14 49
5 0,39 25 9 26
7 0,19 1,4 380 2380
8 - 100 1,2 7
* nedisperguotas šlyties jėgomis DKK pavyzdys
Tinklintas DKK buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje. Gaminant tinklinio katijoninio krakmolo flokuliantą, 15 % vandeninė produkto suspensija kambario temperatūroje disperguota šlyties jėgomis rankiniu maišytuvu Philips 700 W galingumo 5 greičiu 4 minutes. Tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 29 %, W=40, C=10 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas DKK gautas eterinant bulvių krakmolą glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) šarminėje terpėje bei į reakcijos mišinį pridėjus natrio trimetafosfato (STMP). Eterinimo mišinys ruoštas sumaišant ištirpintą vandenyje STMP su GTAC ir NaOH tirpalu, į tokį mišinį pridedant krakmolą ir kruopščiai išmaišant komponentus. Reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : STMP : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,00065 : 0,33 : 0,048 : 4,6. Reakcija vykdyta heterogeninėmis sąlygomis 55 °C temperatūroje 20 vai. Gauto tinklinto DKK pakeitimo laipsnis PL=0,28.
Gaminant tinklinto DKK flokuliantą, 1 % vandeninė produkto suspensija kambario temperatūroje disperguota šlyties jėgomis Digital Ultra-Turrax T25 dispergatoriumi 15000 aps/min greičiu 10 minučių. Tinklinio katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 23 %, W=51, C=15 mg/gkaolino pavyzdys
Tinklintas DKK gautas vienstadijiniu būdu eterinant kviečių krakmolą glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) ir epichlorhidrinu (EPI) šarminėje terpėje. Eterinimo mišinys ruoštas sumaišant NaOH tirpalą su GTAC ir EPI j tokį mišinį pridedant krakmolą ir kruopščiai išmaišant komponentus. Reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI: GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,22 : 0,04 : 3,5. Reakcija vykdyta heterogeninėmis sąlygomis 45 °C temperatūroje 48 vai. Gauto tinklinio DKK pakeitimo laipsnis PL=0,19.
Tinklinio DKK flokuliantas buvo gaminamas kaip dešimtame pavyzdyje. Tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 29 %, Ι/Ιλ=37, C=11 mg/gkaoiino.
pavyzdys
Tinklintas DKK pagamintas dvistadijiniu būdu: pirmiausiai gautas tinklintas krakmolas, j 50 % vandeninę bulvių krakmolo suspensiją supilant vandens ir šarmo mišinyje emulsuotą epichlorhidriną (EPI) ir gautą mišinį gerai išmaišant kambario temperatūroje magnetine maišykle. Reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : EPI : NaOH : H2O = 1 : 0,005 : 0,006 : 10. Reakcija vykdyta 45 °C temperatūroje 48 vai. Tinklintas DKK gautas eterinant tinklintą krakmolą glicidiltrimetilamonio chloridu (GTAC) šarminėje terpėje. Eterinimo mišinys ruoštas sumaišant NaOH tirpalą su GTAC, j tok| mišinį pridedant tinklintą krakmolą ir kruopščiai išmaišant komponentus. Reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL : GTAC : NaOH : H2O = 1 : 0,40 : 0,044 : 3,15. Reakcija vykdyta heterogeninėmis sąlygomis 45 °C temperatūroje 48 vai. Gauto tinklinto DKK pakeitimo laipsnis PL=0,28.
Gaminant tinklinto DKK flokuliantą, 1 % vandeninė produkto suspensija kambario temperatūroje disperguota šlyties jėgomis Digital Ultra-Turrax T25 dispergatoriumi 15000 aps/min greičiu 25 minutes. Tinklinio katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) po dispergavimo buvo 20 %, 14^=35, C=15 mg/gkaoiino.
Efektyvų flokuliantą galima pagaminti įvairiais vien- ir dvistadijiniu būdais (3 lentelė) eterinant krakmolą (1 ir 12 pavyzdys), naudojant įvairius tinklinimo agentus (10 pavyzdys) ir botaninės kilmės (11 pavyzdys) žaliavą, disperguojant didelės koncentracijos DKK suspensijas (9 pavyzdys).
lentelė
Pavyzdžio Nr. PL P,% Flokulianto efektyvumas
C, mg/gkaoiino W
1 0,19 29 15 49
9 0,19 29 10 40
10 0,28 23 15 51
11 0,19 29 11 37
12 0,28 20 15 35
pavyzdys
Poliakrilamidinis sintetinis tirpus katijoninis flokuliantas - poli(akrilamido-koΝ,Ν,Ν,-trimetilamonio-etilakrilato) chloridas buvo tirpinamas vandenyje kaip ir aštuntame pavyzdyje ir jo 0,1 % vandeninis tirpalas naudotas 0,3 % metantankinio dumblo (UAB „Kauno vandenys“) tankinime. Flokulianto flokuliacijos langas W=36, C=2 mg/g dispersinės fazės.
pavyzdys
Tinklintas DKK ir jo flokuliantas buvo gaminamas kaip devintame pavyzdyje ir naudotas 0,3 % metantankinio vandenvalos dumblo (UAB „Kauno vandenys“) tankinime. Tinklinio katijoninio krakmolo 1//=58, C=5 mg/g dispersinės fazės.
pavyzdys
Poliakrilamidinis sintetinis tirpus katijoninis flokuliantas - poli(akrilamido-koΝ,Ν,Ν,-trimetilamonio-etilakrilato) chloridas buvo tirpinamas vandenyje kaip ir aštuntame pavyzdyje ir jo 0,1 % vandeninis tirpalas naudotas kaolino suspensijos su
0,01 g/l rūgštinio mėlyno dažiklio (Acid Blue 25) flokuliavime. Flokulianto W=5,5, C=5 mg/gkaoiino. Nuskaidrintos suspensijos (filtrato) liekamoji spalva buvo 16 %.
pavyzdys
Tinklinto MKK gavimas ir dispergavimas šlyties jėgomis vykdytas kaip antrame pavyzdyje. Flokuliacija daryta kaip nurodyta metodikoje, tik į kaolino suspensiją pridėta 0,01 g/l rūgštinio mėlyno dažiklio (Acid Blue 25). Produktas kaolino suspensijos su dažikliu efektyviai neflokuliavo, nes liekamasis drumstumas buvo didesnis negu 10 %, o filtrato liekamoji spalva buvo 12 %.
pavyzdys
Tinklinto DKK gavimas ir dispergavimas šlyties jėgomis vykdytas kaip pirmame pavyzdyje. Flokuliacija daryta kaip nurodyta metodikoje, tik j kaolino suspensiją pridėta 0,01 g/l rūgštinio mėlyno dažiklio (Acid Blue 25). Tinklinto katijoninio krakmolo W=72, C=24 mg/gkaoiino, o filtrato liekamoji spalva buvo 2 %.
lentelė
Pavyzd žio Nr. PL P, % Metantankinio dumblo tankinimas Kaolino suspensijos su dažikliu flokuliacija
C, mg/g W C, mg/gkaolino W Liekamoji spalva, %
13 - 100 2 36 - - -
14 0,19 29 5 58 - - -
15 - 100 - - 5 5,5 16
16 0,10 85 - - ★ * 12
17 0,19 29 - - 24 72 2
*neefektyvus - liekamasis drumstumas po flokuliacijos didesnis negu 10 %
Tinklinti MKK, DKK ir sintetinis katijoninis flokuliantai išbandyti metantankinio dumblo tankinime ir kaolino suspensijų su dažikliu Acid Blue 25 flokuliavime. Iš 4 lentelėje pateiktų duomenų, matyti, kad tankinant metantankinj dumblą tinklinto DKK minimalus kiekis reikalingas didesnis, tačiau flokuliacijos langas yra žymiai platesnis, nei pramoninio sintetinio katijoninio flokulianto. Esant kaolino suspensijoje vandenyje tirpių dažiklių flokuliantas iš MKK buvo neefektyvus (16 pavyzdys), sintetinis katijoninis flokuliantas flokuliavo efektyviai, tačiau su siauru flokuliacijos langu (15 pavyzdys) ir surišo mažiau dažiklio negu tinklintas DKK flokuliantas. Pastarasis puikiai flokuliavo kaolino suspensiją su dažiklių plačiame flokuliacijos lange (17 pavyzdys) ir gerai surišo dažiklį.
pavyzdys
Tinklintas DKK ir jo flokuliantas buvo gaminamas kaip pirmame pavyzdyje, tiktai kaip katalizatorius naudotas benziltrimetilamonio hidroksidas (BTMAOH), o reagentų molių santykis mišinyje buvo AGL: EPI: GTAC : BTMAOH : H2O = 1 : 0,0005 : 0,35 : 0,04 : 3,5. Reakcija vykdyta heterogeninėmis sąlygomis 30 °C temperatūroje 56 vai. Gauto tinklinto DKK pakeitimo laipsnis PL=0,28. Po dispergavimo šlyties jėgomis tinklinto katijoninio krakmolo katijoninių grupių prieinamumas polianijonams (P) buvo 19 %, MA=48, C=15 mg/gkaoiino.
Apibendrinant, siūlomas išradimas, palyginus jį su žinomu technikos lygiu, pasižymi tokiais pagrindiniais privalumais:
1) efektyviai flokuliuoja suspensijas esant plačiam flokuliacijos langui;
2) efektyviai flokuliuodamas suspensijas suriša jose esančius tirpius anijoninius teršalus.
Pramoninis pritaikomumas
Iš išradimo aprašyme 1-18 pavyzdžiuose pateiktų eksperimentinių duomenų galima daryti išvadą, kad išradimo flokuliantai gali būti efektyviai panaudojami vandenvaloje - vandens, nuotėkų valyme ir dumblo apdorojime atskiriant kietas daleles ir tirpius vandenyje anijoninius teršalus užtikrinant efektyvų ir stabilų, todėl mažiau priklausomą nuo dispersinės sistemos pH, joninės jėgos, kietų medžiagų koncentracijos ir jų dalelių dydžio procesą.

Claims (12)

1. Modifikuoto krakmolo flokuliantas disperguoto šlyties jėgomis katijoninio krakmolo pagrindu, besiskiriantis tuo, kad minėtas modifikuotas krakmolas yra diskretinių dalelių tinklintas katijoninis krakmolas, gebantis surišti tirpius anijoninius teršalus ir pasižymintis pakeitimo laipsniu pagal katijoninės grupes ne mažiau 0,15, optimaliai 0,15-0,28, katijoninių grupių prieinamumu polianijonams nuo 15 % iki 40 % ir plačiu flokuliacijos langu, kur flokuliacijos langas yra skirtumas tarp maksimalaus ir minimalaus flokulianto kiekio, reikalingo destabilizuoti suspensijai iki 10 % liekamojo drumstumo.
2. Modifikuoto krakmolo flokuliantas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad esant modifikuoto krakmolo pakeitimo laipsniui pagal katijoninės grupes ne mažiau nei 0,15, flokuliacijos langas yra ne mažesnis, negu 35 flokulianto masės dalys tūkstančiui dispersinės fazės masės dalių.
3. Modifikuoto krakmolo flokuliantas pagal 1 arba 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad modifikuotas krakmolas yra ne didesnių negu submikroninių dalelių tinklintas N-(2-hidroksi)propil-3-trimetilamonio krakmolo chloridas.
4. Modifikuoto krakmolo flokuliantas pagal bet kurį iš 1-3 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad krakmolas yra pasirinktas iš grupės, susidedančios iš bulvių, tapijokos, kviečių, kukurūzų, ryžių krakmolo, optimaliai yra bulvių krakmolas.
5. Modifikuoto krakmolo flokuliantas pagal bet kurį iš 1-4 punktų, skirtas naudoti vandenvaloje.
6. Dispersinė sistema, apimanti modifikuoto krakmolo flokuliantą pagal bet kurį iš 1-5 punktų ir dispersinę terpę, besiskirianti tuo, kad ji turi 1-50 % minėto modifikuoto krakmolo, ir jos dispersinė terpė yra vanduo arba vandens mišinys su daugiafunkciniais alkoholiais, tokiais kaip etandiolis, glicerolis, maltozė, sorbitolis.
7. Dispersinė sistema pagal 6 punktą pastos pavidalu, besiskirianti tuo, kad modifikuoto krakmolo kiekis joje, optimaliai, sudaro 15-40 %.
8. Modifikuoto krakmolo flokulianto pagal bet kurį iš 1-5 punktų gamybos būdas, apimantis krakmolo katijonizavimo ir dispergavimo šlyties jėgomis stadijas, b esiskiriantis tuo, kad proceso eigoje vykdo krakmolo tinklinimą.
9. Modifikuoto krakmolo flokulianto gamybos būdas pagal 8 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad krakmolo tinklinimą vykdo prieš katijonizavimą, katijonizavimo metu arba dispergavimo šlyties jėgomis metu, esant tokiam komponentų moliniam santykiui: krakmolo anhidrogliukozidinis likutis (AGL) : tinklinimo agentas (TA) : katijonizavimo agentas (KA): bazė : vanduo, optimaliai, 1: (0,0005-0,005): (0,17-0,40) : (0,006-0,048): (3,5-10).
10. Modifikuoto krakmolo flokulianto gamybos būdas pagal 8 arba 9 punktą, b esiskiriantis tuo, kad krakmolą arba katijoninį krakmolą tinklina šarminėje terpėje tinklinimo agentu, pasirinktu iš grupės, susidedančios iš epichlorhidrino, fosfatų, difunkcinių epoksidų, aldehidų, triazinų, N-metilolio darinių.
11. Modifikuoto krakmolo flokulianto gamybos būdas pagal bet kurį iš 8-10 punktų, besiskiriantis tuo, kad dispergavimą šlyties jėgomis atlieka malant, trinant ir/arba ekstruduojant tinklintą katijoninį krakmolą dispersinėje terpėje.
12. Modifikuoto krakmolo flokulianto gamybos būdas pagal bet kurį iš 8-11 punktų, besiskiriantis tuo, kad dispergavimą šlyties jėgomis vykdo, išbrinkus tinkliniam katijoniniam krakmolui dispersinėje terpėje iki pusiausvyrosios būsenos.
LT2014048A 2014-03-10 2014-03-10 Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas LT6229B (lt)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2014048A LT6229B (lt) 2014-03-10 2014-03-10 Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas
EP14758183.9A EP3116913A1 (en) 2014-03-10 2014-07-15 Modified starch flocculant and method of producing thereof
PCT/LT2014/050001 WO2015137791A1 (en) 2014-03-10 2014-07-15 Modified starch flocculant and method of producing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2014048A LT6229B (lt) 2014-03-10 2014-03-10 Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2014048A LT2014048A (lt) 2015-09-25
LT6229B true LT6229B (lt) 2015-10-26

Family

ID=51453793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2014048A LT6229B (lt) 2014-03-10 2014-03-10 Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3116913A1 (lt)
LT (1) LT6229B (lt)
WO (1) WO2015137791A1 (lt)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105731560A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 济南大学 一种麦麸制备的复合轻质纤维水处理调理剂
CN105753077A (zh) * 2016-02-29 2016-07-13 济南大学 一种豆粕制备的生物质耦合水处理调理剂
CN105731561A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 济南大学 一种棕榈仁粕制备的轻质纤维水处理调理剂
CN108996649A (zh) * 2018-07-27 2018-12-14 云南铑熠金属材料有限公司 一种印刷用显影冲版废水绿色絮凝剂及其制备方法
CN110372805B (zh) * 2019-07-31 2021-07-06 石河子大学 一种废水中低残留絮凝剂的制备方法及废水回收利用方法
CN110743286B (zh) * 2019-11-04 2024-04-19 中国华电科工集团有限公司 化学团聚液、装置、制备方法与应用
CN113121711B (zh) * 2019-12-31 2022-07-08 中国石油化工股份有限公司 一种高阳离子度淀粉絮凝剂的制备方法
CN112300295A (zh) * 2020-06-12 2021-02-02 石河子大学 一种盐敏感絮凝剂的制备方法以及使用方法
CN114685028B (zh) * 2022-03-29 2024-05-03 广州中宜生态环境科技有限公司 一种适用于土工管袋脱水技术的淤泥脱水剂及其制备方法
WO2024062159A1 (en) * 2022-09-20 2024-03-28 Kemira Oyj Method for liquid-solid separation
CN116675870B (zh) * 2023-06-05 2023-11-10 南京大学 一种共价键型改性淀粉-粘土杂合絮凝剂及其制备方法和应用
CN120247210B (zh) * 2025-05-26 2025-09-26 东营市泽澳化工有限责任公司 一种含阳离子醚化剂的复合絮凝剂及其制备方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0139597A1 (fr) 1983-10-27 1985-05-02 Roquette Frˬres Additif cationique pour la fabrication du papier
US4579944A (en) 1982-07-19 1986-04-01 Grain Processing Corporation Derivatization of starch
EP0603727A1 (en) 1992-12-23 1994-06-29 National Starch and Chemical Investment Holding Corporation Method of papermaking using crosslinked cationic/amphoteric starches
WO1997046591A1 (en) 1996-05-30 1997-12-11 George Weston Foods Limited Cross-linked cationic starches and their use in papermaking
EP1061086A1 (en) 1999-06-18 2000-12-20 Cerestar Holding B.V. Cationic cross-bonded starch with stable and tailor-made viscosity
WO2002008516A1 (en) 2000-07-24 2002-01-31 Ecosynthetix Inc. Use of dispersions of crosslinked cationic starch in papermaking
WO2002014602A1 (en) 2000-08-10 2002-02-21 Cargill Incorporated Use of starch compositions in papermaking
WO2004041732A1 (en) 2002-11-04 2004-05-21 Yara International Asa Product for the treatment of water and wastewater and a process for producing said product
EP1452552A2 (de) 2003-02-28 2004-09-01 Bayer Chemicals AG Kationische Stärke-Pfropfcopolymere
WO2006007045A1 (en) 2004-06-16 2006-01-19 Cargill, Incorporated Cationic crosslinked non-waxy starch products, a method for producing the starch products, and use in paper products
CN101700922A (zh) 2009-11-20 2010-05-05 大连理工大学 阳离子淀粉絮凝剂
WO2012076163A2 (en) 2010-12-10 2012-06-14 Cargill, Incorporated Improved starch composition for use in paper manufacture
CN102796202A (zh) 2011-05-26 2012-11-28 金东纸业（江苏）股份有限公司 复合阳离子淀粉、其制造方法及采用该淀粉造纸的方法
CN102898666A (zh) 2012-11-07 2013-01-30 桂林理工大学 一种高度双交联两性接枝木薯淀粉树脂的制备方法
LT5926B (lt) 2012-06-13 2013-04-25 Kauno technologijos universitetas Katijoninio krakmolo flokuliantas ir jo gavimo būdas

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2872063B1 (fr) * 2004-06-29 2009-02-27 Rhodia Cons Spec Ltd Utilisation d'amidon eventuellement modifie et eventuellement insoluble pour l'elimination de substances organiques naturelles dans des liquides
DE102005009808B4 (de) * 2005-03-03 2007-03-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Abtrennung suspendierter Feststoffe aus wässrigen Systemen mit kolloidalen Flockungsmitteln

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4579944A (en) 1982-07-19 1986-04-01 Grain Processing Corporation Derivatization of starch
EP0139597A1 (fr) 1983-10-27 1985-05-02 Roquette Frˬres Additif cationique pour la fabrication du papier
EP0603727A1 (en) 1992-12-23 1994-06-29 National Starch and Chemical Investment Holding Corporation Method of papermaking using crosslinked cationic/amphoteric starches
US5523339A (en) 1992-12-23 1996-06-04 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Method of papermaking using crosslinked cationic/amphoteric starches
WO1997046591A1 (en) 1996-05-30 1997-12-11 George Weston Foods Limited Cross-linked cationic starches and their use in papermaking
EP1061086A1 (en) 1999-06-18 2000-12-20 Cerestar Holding B.V. Cationic cross-bonded starch with stable and tailor-made viscosity
WO2002008516A1 (en) 2000-07-24 2002-01-31 Ecosynthetix Inc. Use of dispersions of crosslinked cationic starch in papermaking
WO2002014602A1 (en) 2000-08-10 2002-02-21 Cargill Incorporated Use of starch compositions in papermaking
WO2004041732A1 (en) 2002-11-04 2004-05-21 Yara International Asa Product for the treatment of water and wastewater and a process for producing said product
EP1452552A2 (de) 2003-02-28 2004-09-01 Bayer Chemicals AG Kationische Stärke-Pfropfcopolymere
WO2006007045A1 (en) 2004-06-16 2006-01-19 Cargill, Incorporated Cationic crosslinked non-waxy starch products, a method for producing the starch products, and use in paper products
CN101700922A (zh) 2009-11-20 2010-05-05 大连理工大学 阳离子淀粉絮凝剂
WO2012076163A2 (en) 2010-12-10 2012-06-14 Cargill, Incorporated Improved starch composition for use in paper manufacture
CN102796202A (zh) 2011-05-26 2012-11-28 金东纸业（江苏）股份有限公司 复合阳离子淀粉、其制造方法及采用该淀粉造纸的方法
LT5926B (lt) 2012-06-13 2013-04-25 Kauno technologijos universitetas Katijoninio krakmolo flokuliantas ir jo gavimo būdas
CN102898666A (zh) 2012-11-07 2013-01-30 桂林理工大学 一种高度双交联两性接枝木薯淀粉树脂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DALIA SABLEVICIENE ET AL.: "Flocculation properties of high-substituted cationic starches", COLLOIDS AND SURFACES A PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, 2005
THOMAS D.J. ATWELL W.A.: "Starches"

Also Published As

Publication number Publication date
EP3116913A1 (en) 2017-01-18
LT2014048A (lt) 2015-09-25
WO2015137791A1 (en) 2015-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LT6229B (lt) Modifikuoto krakmolo flokuliantas ir jo gamybos būdas
Lee et al. A review on development and application of plant-based bioflocculants and grafted bioflocculants
EP0201237B1 (en) Flocculation processes
Sableviciene et al. Flocculation properties of high-substituted cationic starches
CN102583681B (zh) 植物来源的凝聚剂、凝聚剂混合物、凝聚方法以及制备植物来源的凝聚剂的方法
Krentz et al. Properties and flocculation efficiency of highly cationized starch derivatives
US7001953B2 (en) Water-soluble polymer complexes
Tang et al. An enhanced coagulation using a starch-based coagulant assisted by polysilicic acid in treating simulated and real surface water
WO2015108735A1 (en) Use of celluloses in water treatment
HU229917B1 (en) Manufacture of paper and paperboard
WO2005054316A1 (ja) 水溶性高分子の製造方法
JP6326425B2 (ja) 水を飲用にするプロセス
CN1768103A (zh) 淀粉组合物及制备淀粉组合物的方法
Shak et al. Synthesis and characterization of a plant-based seed gum via etherification for effective treatment of high-strength agro-industrial wastewater
Kono et al. Preparation, structural characterization, and flocculation ability of amphoteric cellulose
Yang et al. Amphoteric starch-based flocculants can flocculate different contaminants with even opposite surface charges from water through molecular structure control
CN104903354A (zh) 用可被质子化的氮基或者用永久带正电荷的氮基官能化的交替糖多糖
Sievänen et al. Cationic cellulose betainate for wastewater treatment
Maruyama et al. Evaluation of flocculation performance of polysaccharide-protamine complex flocculant by flocculation model
Tian et al. Synthesis and flocculation behavior of cationic konjac glucomannan containing quaternary ammonium substituents
Maruyama et al. Flocculation of quartz and kaolin by alginate-protamine complex
EP1558528B1 (en) Product for the treatment of water and wastewater and a process for producing said product
CN104640817B (zh) 水净化的方法
WO2013031245A1 (ja) 粉末状親水性高分子及びその製造方法、及びそれを用いた凝集処理剤
CN103717538B (zh) 可饮用化方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20150925

FG9A Patent granted

Effective date: 20151026

MM9A Lapsed patents

Effective date: 20230310