PL213118B1 - Niezbrylajaca sie kompozycja soli, sposób wytwarzania kompozycji soli oraz jej zastosowanie - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy niezbrylającej się kompozycji soli, w której sól jest solą nieorganiczną, zawierającej kompleks metalu oparty na węglowodanach, jako środku zapobiegającym zbrylaniu, sposobu wytwarzania takiej niezbrylającej się kompozycji i zastosowania takiej niezbrylającej się kompozycji.

Wiele soli nieorganicznych ma tendencję do tworzenia dużych zbrylonych mas po wystawieniu na działanie wilgoci, szczególnie w czasie długotrwałego przechowywania. Te stwardniałe masy generalnie nazywane są skawalonymi bryłami. DIa zapobieżenia tworzeniu się tych brył często dodaje się substancji zapobiegających zbrylaniu. Na ogół do tego celu stosuje się przykładowo krzemiany metali alkalicznych, krzemiany metali ziem alkalicznych i krzemian glinu, krzemionkę, tlenek glinu, tlenek magnezu, tlenek wapnia i węglany metali ziem alkalicznych. Jednak główną wadą tego typu dodatków jest to, że dla skutecznego działania muszą być one stosowane w stosunkowo dużych ilościach. Wiadomo także ogólnie, że jako dodatek zapobiegający zbrylaniu mogą być stosowane żelazocyjanek sodu i potasu. Jednak główną wadą tych związków jest to, że zawierają azot. Obecność azotu w kompozycjach soli jest wielce niepożądana, ponieważ przy stosowaniu takich soli w operacjach elektrolizy powstają mieszaniny gazów wybuchowych, ze względu na tworzenie się NCI3.

W ostatnich latach włożono wiele starań w rozwój ulepszonych środków zapobiegających zbrylaniu soli, które byłyby skuteczne w małych ilościach, a ponadto byłyby niedrogie i bezpieczne dla środowiska.

Na przykład, w publikacji WO 00/59828 opisano zastosowanie kompleksu metalu ze związkiem hydroksypolikarboksylowym, np. kwasem winowym, jako środka zapobiegającego zbrylaniu w kompozycjach soli. W opisach patentowych USA Nr 6 491 964 i Wielkiej Brytanii GB 908 017 ujawniono, że amonowe kompleksy żelaza z kwasem hydroksypolikarboksylowym, takie jak cytrynian aminażelazowy mogą być stosowane jako dodatki zapobiegające zbrylaniu.

Jako środki zapobiegające zbrylaniu można stosować także węglowodany. Zastosowanie ich, jako środków zapobiegających zbrylaniu, daje wiele korzyści. Są one łatwo dostępne, bezpieczne dla środowiska i nadają się do stosowania w produktach spożywczych.

Na przykład, w opisie patentowym USA Nr 3 777 007 ujawniono, że mono- i disacharydy, takie jak sacharoza, laktoza, maltoza, dekstroza, fruktoza, mannoza lub arabinoza są skuteczne jako środki zapobiegające zbrylaniu po zmieszaniu z solami nieorganicznymi, takimi jak azotyn sodu, wodorowęglan amonu i chlorek amonu.

W publikacji WO 01/25365 ujawniono zastosowanie środka zapobiegającego zbrylaniu zawierającego węglowodan. Opisany środek zapobiegający zbrylaniu zawiera dodatkowo białko, sól obejmującą sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych i kwas. Węglowodan może być monosacharydem lub polisacharydem, takim jak fruktoza, glukoza, laktoza, maltoza, sacharoza, pochodne celulozy rozpuszczalne w wodzie, żywica guarowa, pektyna lub guma arabska. Białko obejmuje korzystnie prolaminę. Sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych jest chlorkiem, węglanem, siarczanem, krzemianem lub ich kombinacją. Szczególnie użytecznymi solami są sole sodowe, magnezowe i/lub wapniowe. Kwasem stosowanym w niezbrylających się kompozycjach jest korzystnie kwas cytrynowy lub kwas a-skorbinowy.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie skutecznego środka zapobiegającego zbrylaniu dla soli nieorganicznych, który byłby atrakcyjny jako produkt rynkowy, był łatwo dostępny, skuteczny w małych dawkach i korzystnie nadawał się do żywności.

Niespodziewanie stwierdziliśmy, że jest możliwe wytworzenie skutecznej, łatwo dostępnej, niezbrylającej się kompozycji soli, w której sól jest solą nieorganiczną, zawierającej przynajmniej jeden kompleks metalu oparty na węglowodanach, jako dodatek zapobiegający zbrylaniu, odznaczającej się tym, że metal we wspomnianym kompleksie jest wybrany z grupy składającej się z glinu i metali przejściowych, które są zdolne do tworzenia oktaedrycznych struktur mieszanych tlenków-chlorków. Surowce do tworzenia środków zapobiegających zbrylaniu są niedrogie i łatwo dostępne, co sprawia, że dodatki te są atrakcyjne dla rynku. Ponadto, kompleksy metali oparte na węglowodanach według niniejszego wynalazku wykazują takie zalety, że mogą być stosowane w stosunkowo małych ilościach.

Nieorganiczną solą zawartą w niezbrylającej się kompozycji soli jest korzystnie NH4Cl, CaSO4, SrSO4, MgCl2, KCl, Na2SO4, Na2CO3 lub NaBr, lecz najbardziej korzystnie jest to głównie chlorek sodu. Określenie „głównie chlorek sodu należy rozumieć, jako oznaczające wszystkie typy soli, w których więcej niż 50% wagowych stanowi NaCl. Korzystnie taka sól zawiera więcej niż 90% wagowych NaCl. Bardziej korzystnie sól zawiera więcej niż 92% wagowych NaCl, podczas gdy najbardziej

PL 213 118 B1 korzystnie taka sól zawiera więcej niż 95% wagowych NaCl. Sól może być solą kamienną, solą z odparowywania wody morskiej na słońcu (tzn. solą otrzymaną przez odparowanie wody z solanki z wykorzystaniem ciepła słonecznego), solą otrzymaną z solanki przez odparowywanie wody za pomocą pary i podobne. Korzystnie jest to, że sól kamienna ze złoża wydobywana jest przez rozpuszczanie złoża. Jeśli sól zawiera mniej niż 0,5% wagowych wody, jest nazywana „solą suchą.

Określenie „sól wilgotna, stosowane w niniejszym opisie, oznacza sól zawierającą znaczną ilość wody. Korzystnie jest to sól zawierająca wodę, w której więcej niż 50% wagowych stanowi NaCl. Bardziej korzystnie taka sól zawiera więcej niż 90% wagowych NaCl. Jeszcze bardziej korzystnie taka sól zawiera więcej niż 92% wagowych NaCl, lecz najbardziej korzystna jest sól będąca zasadniczo NaCl z wodą. Wilgotna sól zawiera więcej niż 0,5% wagowych, korzystnie więcej niż 1,0% wagowych, bardziej korzystnie więcej niż 1,5% wagowych wody. Korzystnie zawiera ona mniej niż 10% wagowych, bardziej korzystnie mniej niż 6,0% wagowych, a najkorzystniej mniej niż 4% wagowych wody. Typowo sól zawiera 2-3% wagowych wody. Wszystkie podane procenty wagowe oparte są na całkowitej masie kompozycji. Wilgotną sól można suszyć konwencjonalnymi sposobami w celu otrzymania suchej soli.

Kompleksy metali oparte na węglowodanach według niniejszego wynalazku mogą być stosowane zarówno w soli suchej jak i w soli wilgotnej.

Korzystny zakres pH kompozycji soli, mierzony jak opisano niżej, zależy od typu stosowanego węglowodanu (pochodnej węglowodanu). Korzystne pH jest takie, że kompleks metalu oparty na węglowodanie pozostaje w roztworze. Na ogół korzystny zakres pH kompozycji soli wynosi 0-11. Najbardziej korzystnie wartość pH wynosi mniej niż 5. Jeśli jest to potrzebne, można nastawić wartość pH za pomocą dowolnego konwencjonalnego kwasu lub zasady. Kwas lub zasadę można dodawać oddzielnie lub razem ze środkiem zapobiegającym zbrylaniu.

Środki zapobiegające zbrylaniu według niniejszego wynalazku mogą zawierać kilka typów węglowodanów. Węglowodany są związkami organicznymi o przybliżonym wzorze Cx(H2O)y i przy różnych wartościach x i y obejmują cukry, skrobie i celulozę Proste węglowodany są monosacharydami (tzn. węglowodanami, które zwykle posiadają 3-9 atomów węgla), oligosacharydami (tzn. węglowodanami, które zwykle zawierają 2-20 jednostek monosacharydowych) i polisacharydami (tzn. węglowodanami, które zawierają więcej niż 20 jednostek monosacharydowych). Korzystnie stosuje się kompleksy mono- lub oligosacharydów.

Przez określenie kompleksy metali „oparte na węglowodanach rozumie się, że w kompleksie metalu zapobiegającym zbrylaniu według wynalazku znajdują się nie tylko wyżej wymienione węglowodany, ale kompleksy mogą także zawierać pochodne tych węglowodanów. Pochodne węglowodanów wybrane są korzystnie z grupy składającej się z węglowodanów, z których usunięto cząsteczkę wody (deoksycukry), estryfikowanych węglowodanów, węglowodanów zawierających jedną lub więcej grup fosforanowych, jedną lub więcej grup fosfonianowych, jedną lub więcej grup fosfinowych, jedną lub więcej grup siarczanowych, jedną lub więcej grup sulfonianowych i/lub jedną lub więcej grup aminowych oraz sole metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych węglowodanów (pochodnych węglowodanów). Bardziej korzystnie pochodne węglowodanów wybrane są z grupy deoksywęglowodanów, estryfikowanych węglowodanów oraz soli metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych pochodnych węglowodanów oraz soli metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych węglowodanów. Jeszcze bardziej korzystnie, pochodną węglowodanu jest estryfikowany węglowodan lub sól metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych węglowodanu. Najbardziej korzystnie stosuje się węglowodan, który nie jest pochodną.

Przykładami korzystnych monosacharydów są glukoza, fruktoza, galaktoza, mannoza, arabinoza, ksyloza, liksoza, ryboza i ich pochodne. Szczególnie korzystna jest fruktoza, ponieważ tworzy ona bardzo trwałe kompleksy z metalami przejściowymi. Odpowiednie oligosacharydy obejmują, na przykład, sacharozę (znaną także jako cukrzan), laktozę, maltozę, rafinozę i ich pochodne. Polisacharydy, które mogą być wprowadzane do środka zapobiegającego zbrylaniu według niniejszego wynalazku, obejmują amylozę, amylopektynę, celulozę i ich pochodne.

Węglowodany (pochodne węglowodanu) mogą być w postaci otwartej lub w postaci α-pierścieniowej lub β-pierścieniowej. Gdy pierścień jest otwarty, węglowodan (pochodna węglowodanu) jest ketonem lub aldehydem, określanym odpowiednio jako ketoza i aldoza. W literaturze sugeruje się, że grupa karbonylowa w otwartym pierścieniu przyczynia się do powstawania kompleksów z metalami przejściowymi lub z glinem przez nadawanie kwasowości sąsiednim grupom hydroksylowym. Węglowodany i ich pochodne nadające się do stosowania w kompleksie metalu opartym na węglowodanach według niniej4

PL 213 118 B1 szego wynalazku zapobiegającym zbrylaniu, nie muszą być w ich naturalnej postaci, tzn. w postaci pierścienia lub otwartego pierścienia, lecz mogą być także w postaci zredukowanej. Przykładami korzystnych węglowodanów w postaci zredukowanej są sorbit, mannit, ksylit i ich pochodne.

Jonami metali, szczególnie użytecznymi w środku zapobiegającym zbrylaniu zawierającym kompleks metal-węglowodan (pochodna węglowodanu) są jony metali przejściowych zdolne do tworzenia oktaedrycznych struktur mieszanych tlenków-chlorków. Metale, które nie są zdolne do tworzenia tych oktaedrycznych struktur mieszanych tlenków-chlorków często jest trudniej wprowadzić do siatki i dlatego nie wykazują efektu zapobiegania zbrylaniu. Ponadto jon metalu musi tworzyć silny kompleks z węglowodanem (pochodną), tzn. kompleks wystarczająco silny, aby zapobiec strącaniu w postaci tlenku lub wodorotlenku. Jednak kompleks musi rozkładać się na powierzchni soli, a więc nie może być zbyt silny.

Sprawdzenie, czy konkretny jon metalu przejściowego może być stosowany według wynalazku, czy nie, prowadzi się za pomocą konwencjonalnych molekularnych technologii modelowania. Ponadto dla wielu jonów metali przejściowych można znaleźć w literaturze informacje, czy mają one zdolność do tworzenia takich typów oktaedrycznych struktur.

Ponieważ taką zdolność do tworzenia tych typów struktur ma także glin, glinowe kompleksy oparte na węglowodanach mogą być także stosowane według wynalazku.

Szczególnie korzystnym metalem przejściowym według wynalazku jest chrom. Najbardziej korzystnym metalem przejściowym jest jednak z wielu względów żelazo, w tym ze względu na fakt, że żelazo może być łatwo usunięte z solanki, jeśli nie tworzy zbyt silnego kompleksu. Jeśli jako metal stosuje się żelazo, można z powodzeniem stosować jony zarówno dwu- jak i trójwartościowego żelaza (odpowiednio jony żelaza (II) jak i żelaza(III)). Chrom występuje korzystnie jako chrom(+3). Kompleksy metali przejściowych lub glinu z węglowodanami (pochodnymi) mogą być jednordzeniowe lub dwurdzeniowe. W tym drugim przypadku dwa jony metalu tworzą kompleks z dwiema cząsteczkami węglowodanu (pochodnej). Można stosować także wielordzeniowe kompleksy metali z węglowodanami. Gdy jako metal stosuje się żelazo, często tworzą się kompleksy dwurdzeniowe. Generalnie, między dwoma centrami żelaza grupa okso lub grupa hydroksylowa tworzy mostek. Najbardziej korzystnie stosuje się kompleks żelaza z fruktozą, ponieważ jest on atrakcyjny dla rynku, nadaje się do produktów spożywczych i jest skuteczny jako środek zapobiegający zbrylaniu.

W literaturze opisano już wiele kompleksów żelaza z węglowodanami. Na przykład, w opisach patentowych USA Nr 4 786 510 i Nr 4 786 518 opisano zastosowanie kompleksów żelazo-węglowodan, zwłaszcza cukrzan-jabłczan żelaza, cukrzan-cytrynian żelaza, fruktan-cytrynian żelaza, cukrzan-askorbinian żelaza lub fruktan-askorbinian żelaza do stosowania w odżywczych mineralnych dodatkach uzupełniających do żywności i kompozycjach napojów. W niemieckim opisie patentowym DE 3 844 065 opisano zastosowanie glukozydowych kompleksów żelaza (II) lub żelaza (III) do celów farmaceutycznych. Opisano tam, że sole a- lub β-glukozy lub sacharozy z żelazem mogą być stosowane do leczenia anemii.

Zgodnie z niewiążącą teorią, gdy jako środek zapobiegający zbrylaniu stosuje się kompleksy żelaza oparte na węglowodanach, mechanizm zapobiegania zbrylaniu przedstawia się następująco. Jony żelaza tworzą silny kompleks z cząsteczką węglowodanu (pochodnej). Usuwanie cząsteczki wody lub jonu hydroksylowego, które zwykle zajmują jedną z luk ośmiościanu z jonu żelaza lub wymiana tych grup na jon chlorkowy umożliwia związanie się kompleksu z powierzchnią soli. Następnym etapem w mechanizmie zapobiegania zbrylaniu jest dysocjacja kompleksu na powierzchni soli, która jest korzystna pod kątem entropii, przy czym uwalniany jest jon żelaza. Oznacza to zasadniczo, że część tlenu w otoczeniu jonu żelaza zostaje zastąpiona przez chlor. Korzystnie żelazo przyłącza przynajmniej trzy atomy chloru. Jednak ta wymiana przebiega inaczej na powierzchni soli {100} i {111}. Na powierzchni {100} jony chloru i sodu znajdują się naprzemiennie. Tak więc jedynym miejscem, gdzie do koordynacji jonu metalu przejściowego dostępne są trzy atomy chloru, jest pozycja krawędzi na powierzchni. Na powierzchni {111} sytuacja jest inna. Tu warstwy jonów chloru i jonów sodu są położone naprzemiennie. Korzystnym miejscem do uwalniania jonu żelaza jest teraz powierzchnia, a nie krawędź.

Gdy tylko żelazo zostanie przyłączone do powierzchni soli i zostanie uwolniona jednostka węglowodanu (pochodnej), pozostałe pozycje koordynujące na centralnym atomie żelaza zostają wypełnione jonami albo tlenu albo chloru. Zajmowanie tych miejsc przez tlen a nie przez chlor, jest bardziej prawdopodobne, ponieważ żelazo wykazuje większe powinowactwo do tlenu. Ponadto większy ładunek elektryczny tlenu zmniejsza ilość luk potrzebnych w siatce a przez to zmniejsza się ilość defektów

PL 213 118 B1 w siatce. Po tym etapie tworzy się czysta warstwa tlenku/wodorotlenku żelaza. W wyniku tego pierwotna powierzchnia soli przekształcona zostaje w powierzchnię tlenku żelaza o dużo mniejszych odległościach w siatce. Tak więc jest prawie niemożliwe zarodkowanie kryształów chlorku sodu na powierzchni i wzrost dużych aglomeratów jest skutecznie hamowany.

Porównanie powierzchni {100} i powierzchni {111} pokazuje, że ilość miejsc, w których żelazo może przyłączyć się do powierzchni z oktaedralną potrójną koordynacją przez chlor, jest większa na powierzchni {111} niż na powierzchni {100}. Oczekuje się więc, że hamowanie wzrostu na powierzchni {111} będzie większe niż na powierzchni {100}, co spowoduje zmianę w morfologii z układu kubicznego do oktaedrycznego. Ta zmiana w morfologii została zaobserwowana prawie dla wszystkich substancji hamujących zbrylanie opartych na jonach metali, ze znaczącym wyjątkiem dla żelazocyjanku.

W korzystnej postaci wykonania, kompleks metalu przejściowego lub glinu oparty na węglowodanie wytwarza się przez dodanie źródła metalu do roztworu związku węglowodanowego (pochodnej). Zaobserwowano, że gdy barwa roztworu zmieni się na ciemnozieloną lub żółto-zieloną, kompleks już powstał i roztwór jest gotowy do stosowania. Związek węglowodanowy (pochodna) stosowany w reakcji wytwarzania kompleksu może być w normalnej postaci lub w postaci zredukowanej. Źródłem metalu do stosowania przy wytwarzaniu kompleksów węglowodanów (pochodnych) z metalami według wynalazku może być dowolna sól metalu rozpuszczalna w wodzie. Korzystnie sól ta zasadniczo nie zawiera azotu, jak to ma miejsce w chlorkach, siarczanach i podobnych. Szczególnie korzystne źródła metalu zawierają jony żelaza (II), żelaza (III) i/lub chromu. Zauważono, że obecność innych metali nie usuwa korzystnego działania kompleksów metali według wynalazku zapobiegającego zbrylaniu. Tak więc, nie jest konieczne stosowanie 100%-owo czystych źródeł metalu. Można je łączyć z innymi, mniej skutecznymi lub nawet nieaktywnymi metalami.

Kompleksy oparte na węglowodanach mogą być wprowadzane do lub wytwarzane w i na chlorku sodu różnymi konwencjonalny mi sposobami. Jednak korzystny sposób, który prowadzi do znacznie lepszego kontrolowania własności zapobiegania zbrylaniu, polega na rozpuszczaniu źródła metalu, związku węglowodanowego (pochodnej) i ewentualnie dalszych składników w solance. W tym celu jedno lub więcej źródeł metalu i jeden lub więcej węglowodanów (pochodnych) wprowadza się do roztworu soli, korzystnie NaCl, ewentualnie po nastawieniu pH roztworu i/lub buforowaniu pH, o stężeniu soli od 10% wagowych do stężenia nasycenia. Bardziej korzystnie stężenie soli w roztworze wynosi od 15% do 25% wagowych. Najbardziej korzystnie stężenie soli w roztworze wynosi około 20% wagowych. Korzystnie metal i węglowodan (pochodną) nanosi się na kryształy soli w konwencjonalny sposób przez natryskiwanie roztworu (korzystnie w solance) na sól. Jeśli jest to potrzebne, sól następnie suszy się po dodaniu kompleksów żelaza z węgIowodanem (pochodną) lub ich roztworów.

Kompleksy metalu z węglowodanem (pochodną węglowodanu) stosowane są korzystnie w takiej ilości, żeby na kg końcowej niezbrylającej się kompozycji soli ilość metalu wynosiła mniej niż 1000 mg. Bardziej korzystnie ilość metalu wprowadzanego do niezbrylającej się kompozycji soli powinna być mniejsza niż 500 mg, jeszcze bardziej korzystnie mniejsza niż 250 mg, a jeszcze bardziej korzystnie mniejsza niż 100 mg. Najkorzystniej ilość wprowadzonego metalu powinna być mniejsza niż 20 mg, bardziej korzystnie mniejsza niż 10 mg na kg kompozycji, podczas gdy w najbardziej korzystnej ze wszystkich postaci wykonania ilość wprowadzonego metalu jest mniejsza niż 5 mg/kg. Korzystnie minimalna ilość wprowadzonego metalu na kg kompozycji wynosi 0,1 mg, bardziej korzystnie 0,5 mg a najbardziej korzystnie minimalna ilość wynosi 1,0 mg/kg.

Korzystna ilość węglowodanu stosowanego w niezbrylającej się kompozycji soli według wynalazku zależy od ilości stosowanego metalu. Zwykle, całkowita ilość węglowodanu(ów) stosowanego(ych) na kg kompozycji jest mniejsza niż 600% molowych w stosunku do całkowitej ilości metalu zawartej w kg kompozycji, dla węglowodanu tworzącego kompleks z jednym jonem metalu. Korzystnie stosuje się mniej niż 400% molowych, a bardziej korzystnie mniej niż 300% molowych węglowodanu(ów) na kg kompozycji w stosunku do całkowitej ilości metalu zawartego na kg kompozycji dla węglowodanu(ów) tworzącego kompleks(y) z jednym jonem metalu. Dla węglowodanów, które są zdolne do wiązania dwóch lub więcej jonów metalu, specjalista może łatwo obliczyć korzystną ilość. Zwykle na kg końcowej niezbrylającej się kompozycji soli stosuje się więcej niż 25%, korzystnie więcej niż 50% molowych, a najbardziej korzystnie więcej niż 75% molowych węglowodanu(ów) w stosunku do całkowitej ilości metalu zawartego w kg kompozycji. Najbardziej korzystnie, stosunek molowy metalu do węglowodanu wynosi około między 1:1 a 1:2 dla węglowodanu tworzącego kompleksy z jednym jonem metalu i zostaje odpowiednio proporcjonalnie zmniejszony dla węglowodanów tworzących kompleksy z więcej niż jednym jonem metalu.

PL 213 118 B1

Niezbrylające się kompozycje soli według niniejszego wynalazku mogą być stosowane jako sól kuchenna, sól do posypywania dróg lub do reakcji chemicznych. Do soli kuchennej szczególnie korzystne są środki zapobiegające zbrylaniu oparte na węglowodanach z żelazem, ponieważ te kompleksy nadają się do środków spożywczych, a więc nie budzą obaw pod względem ochrony środowiska. W innej korzystnej postaci wykonania niezbrylające się kompozycje soli według wynalazku stosowane są w elektrolizie do wytwarzania chloru. Główną zaleta tych typów środków zapobiegających zbrylaniu jest to, że zasadniczo nie zawierają one azotu. Tak więc w operacjach elektrolizy nie zachodzi tworzenie i nagromadzanie się NCl3 mającego własności wybuchowe. Inną zaletą tych związków jest to, że cząsteczki węglowodanu (pochodnych) nie zawierają grup CH2 lub CH3. Wiadomo, że obecność takich grup prowadzi w operacjach elektrolizy do powstania niepożądanego chloroformu i/lub chlorowanych związków organicznych.

Część doświadczalna

Własności zbrylania mierzy się trzykrotnie przez napełnianie sześciennej formy z miedzi o wy₂ miarach 5x5x5 cm solą (obrabianą) i obciążenie pokrywy pod ciśnieniem 0,2 kg/cm². Uzyskane sześciany soli przechowuje się następnie przez 4 dni w temperaturze 35°C przy 40% wilgotności względnej. Mierzy się siłę potrzebną, aby sześcian umieszczony całkowicie na podstawie uległ pęknięciu przez nacisk na górę za pomocą okrągłego krążka o średnicy 15 mm. Im większa siła jest potrzebna do rozbicia, tym bardziej sól jest zbrylona. pH soli mierzy się w konwencjonalny sposób stosując mieszaninę 100 g soli i 25 g H2O w 21°C.

P r z y k ł a d y

W następującym doświadczeniu, heptahydrat siarczanu żelaza (II) połączono z węglowodanem, tzn. sacharozą, glukozą lub fruktozą. Każdy z węglowodanów rozpuszczono w 25% roztworze NaCl. Uzyskane roztwory zobojętniono do pH 7 za pomocą roztworu wodorotlenku sodu i roztworu węglanu sodu. Roztwory przechowywano w ciemności. Roztwory te dodano do soli aż do uzyskania zawartości żelaza 10 mg na kg kompozycji soli lub 100 mg na kg kompozycji soli. Jak to można zauważyć z tabeli 1, sole żelaza z sacharozą, glukozą i fruktozą wykazują własności zapobiegania zbrylaniu dobre do doskonałych w porównaniu z solą bez dodatków (tzn. z solą, która nie zawiera żadnego środka przeciw zbrylaniu).

Z porównawczego doświadczenia 6 można wywnioskować, że samo zastosowanie fruktozy w ilości 10 mg na kg kompozycji soli ma ujemny wpływ na zachowanie się soli, gdy chodzi o zbrylanie się. Porównawcze doświadczenie 7 pokazuje, że gdy fruktozę stosuje się w ilości 100 mg na kg kompozycji soli, sól jest mniej podatna na zbrylanie niż wtedy, gdy stosuje się 10 mg na kg, lecz uzyskana sól wykazuje wciąż niepożądane zbrylanie.

T a b e l a 1

Doświad- czenie	Węglowodan	Metal (mg/kg)	Stosunek molowy metal : węglowodan	Siła	Siła dla soli bez dodatku	Siła względna (%)
1	glukoza	Fe(10)	1:1	34	37,7	90
2	sacharoza	Fe(10)	1:1	30	37,7	80
3	fruktoza	Fe(10)	1:1	26,7	33	81
4	sacharoza	Fe(100)	1:1	29,3	37,7	78
5	fruktoza	Fe(100)	1:1	25,3	37,7	67
6	fruktoza (10 mg/kg)	-	-	45,3	33	137
7	fruktoza (100 mg/kg)	-	-	38	33	115

PL 213 118 B1

Claims (10)

1. Niezbrylająca się kompozycja soli zawierająca sól wybraną spośród NH4CI, MgCI2, KCI i NaCI zawierająca co najmniej jeden węglowodanowy kompleks metalu jako środek przeciwzbrylający w ilości odpowiadającej 0,1-1000 mg metalu na kg końcowej niezbrylającej się kompozycji soli, znamienna tym, że węglowodanowy kompleksu metalu zawiera metal zdolny do tworzenia oktaedrycznych struktur mieszanych chlorkowo-tlenkowych, przy czym metal ten jest wybrany spośród glinu i metali przejściowych.

2. Niezbrylająca się kompozycja soli według zastrz. 1, znamienna tym, że węglowodanowy kompleksu metalu zawiera co najmniej jeden węglowodan lub pochodną węglowodanu w postaci występującej w naturze lub w postaci zredukowanej.

3. Niezbrylająca się kompozycja soli według zastrz. 2, znamienna tym, że pochodna węglowodanu jest wybrana spośród węglowodanów, z których usunięto cząsteczkę wody, węglowodanów estryfikowanych, węglowodanów zawierających co najmniej jedną grupę fosforanową, co najmniej jedną grupę fosfonianową, co najmniej jedną grupę fosfinową, co najmniej jedną grupę siarczanową, co najmniej jedną grupę sulfonianową i/lub co najmniej jedną grupę aminową, soli pochodnych węglowodanów z metalami alkalicznymi lub metalami ziem alkalicznych oraz soli węglowodanów z metalami alkalicznymi lub metalami ziem alkalicznych.

4. Niezbrylająca się kompozycja soli według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że węglowodan jest wybrany spośród glukozy, fruktozy, galaktozy, mannozy, arabinozy, ksylozy, rybozy, sacharozy, laktozy, maltozy, sorbitolu, mannitolu, ksylitolu, amylozy, amylopektyny i celulozy.

5. Niezbrylająca się kompozycja soli według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że metalem przejściowym jest żelazo i/lub chrom.

6. Niezbrylająca się kompozycja soli według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienna tym, że kompozycja soli jest głównie kompozycją chlorku sodu.

7. Niezbrylająca się kompozycja soli według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienna tym, że węglowodanowym kompleksem metalu przejściowego jest kompleks żelaza z fruktozą.

8. Sposób wytwarzania kompozycji określonej w jednym z zastrzeżeń od 1 do 7, znamienny tym, że roztwór zawierający:

- sól nieorganiczną wybraną spośród NH4CI, MgCI2, KCI i NaCI,

- co najmniej jeden węglowodanowy kompleks metalu zawierający metal zdolny do tworzenia oktaedrycznych struktur mieszanych chlorkowo-tlenkowych, przy czym metal ten jest wybrany spośród glinu i metali przejściowych,

- opcjonalnie środek do nastawiania pH, natryskuje się na sól wybraną spośród NH4CI, MgCI2, KCI i NaCI, aż do uzyskania pH końcowej kompozycji w zakresie 0-11, przy czym stosuje się taką ilość węglowodanowego kompleksu metalu, że zawartość metalu wynosi 0,1-1000 mg na kg końcowej niezbrylającej się kompozycji soli.

9. Zastosowanie kompozycji soli określonej w jednym z zastrz. od 1 do 7 jako soli stołowej, soli drogowej lub w procesach elektrolizy.

10. Zastosowanie kompozycji soli według zastrz. 9 w prosesach elektrolizy do wytwarzania chloru.