RU2543260C2 - Способ, использующий гидроциклоны - Google Patents
Способ, использующий гидроциклоны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543260C2 RU2543260C2 RU2011128434/13A RU2011128434A RU2543260C2 RU 2543260 C2 RU2543260 C2 RU 2543260C2 RU 2011128434/13 A RU2011128434/13 A RU 2011128434/13A RU 2011128434 A RU2011128434 A RU 2011128434A RU 2543260 C2 RU2543260 C2 RU 2543260C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- solution
- hydrocyclone
- starch
- particles
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 14
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 124
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 83
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 69
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 69
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims description 17
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 4
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims description 3
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 claims description 2
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 65
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- -1 brackets Substances 0.000 description 4
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000005273 Canna coccinea Nutrition 0.000 description 1
- 240000008555 Canna flaccida Species 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 244000151018 Maranta arundinacea Species 0.000 description 1
- 235000010804 Maranta arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 240000008790 Musa x paradisiaca Species 0.000 description 1
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 1
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012419 Thalia geniculata Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 1
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010746 mayonnaise Nutrition 0.000 description 1
- 239000008268 mayonnaise Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 230000000869 mutational effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу производства суспензий крахмала. Способ предусматривает сбор раствора (А) растворенных частиц (А′) и сбор суспензии (В) взвешенных частиц крахмала (В′). Растворенные частицы содержат один или более катализаторов, реагентов и/или реакционных добавок. Направляют раствор (А) и суспензию (В) в оборудование гидроциклона, оборудование дисковой центрифуги и/или оборудование центрифуги с выгрузкой осадка через сопло. Накапливают суспензию (В″). Суспензия (В″) содержит по меньшей мере часть растворенных частиц (А′). Причем накопленная суспензия (В″) имеет суммарную концентрацию сухого вещества взвешенных частиц (В′) и растворенных частиц (А′) выше, чем объединенная концентрация сухого вещества раствора (А) и суспензии (В). Также предложено применение стадии гидроциклона или батареи гидроциклонов для осуществления этого способа. Изобретение позволяет получить суспензию крахмала с повышенным содержанием сухого вещества. 2 н. и 18 з. п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу приготовления суспензий путем объединения раствора растворенных частиц и суспензии взвешенных частиц.
Область техники, к которой относится изобретение
В промышленности и во многих применениях необходимо объединять потоки, растворы, суспензии вместе либо для использования их в качестве объединенной реакционной среды, либо в качестве конечного продукта. Обычно сталкиваются с эффектом разбавления или бывают вынуждены применять методы сушки, которые могут быть неэффективными и/или дорогостоящими.
Известно использование гидроциклонов при обработке особого исходного сырья с целью удаления примесей или относительно низкосортных веществ, таких как загрязняющие вещества. Такие загрязняющие вещества могут, например, находиться в растворе в жидкой среде, в которой исходное сырье в виде частиц является взвешенным, и/или они могут находиться в виде нерастворенных твердых частиц.
В соответствии с одной обычно используемой процедурой используют множество стадий гидроциклонов, составленных последовательно или в каскад для проведения непрерывного противоточного процесса промывания. Исходное сырье в виде частиц вместе с жидкой средой, которая содержит растворенные загрязняющие вещества, подается в первую стадию гидроциклона и свежая жидкость непрерывно подается в последнюю стадию.
US 4 283 232 обсуждает такую типичную организацию гидроциклонов.
В промышленности много реакций проводят, используя гетерогенные смеси веществ, такие как суспензия твердых или нерастворенных веществ, которые в конце распределяются в реакционной жидкости. На такие суспензии часто ссылаются как на суспензии или реакционные суспензии. В таких суспензиях реакционная жидкость не растворяет нерастворенные вещества или она растворяет только часть таких веществ, так что оставшаяся часть является нерастворенной. Часто некоторые из реагентов, продуктов и/или компонентов реакции, которые не превратились в процессе реакции, такие как катализаторы или другие реакционные добавки, которые обеспечивают подходящее реакционное окружение и/или промотируют реакцию, растворяются в реакционной среде, в то время как другие являются взвешенными, а не растворенными или не полностью растворенными.
Гидроциклоны обычно используют при обработке гетерогенных смесей, например, в пульпе и на бумажной фабрике для удаления песка, скобок, пластиковых частиц и других загрязняющих веществ, в буровой промышленности для отделения песка от дорогостоящей глины, которую используют для смазки в процессе бурения, в промышленности для отделения масла от воды или наоборот, и в металлообработке для отделения металлических частиц от охлаждающей жидкости.
US 3 890 888 также описывает аппарат на основе гидроциклона для извлечения неразбавленного или немного разбавленного сока и крахмала из корнеплодов.
GB 2 011 451 описывает способ и аппарат для производства модифицированных крахмалов, в котором суспензию крахмала центрифугируют, и образовавшийся в результате осадок затем разбавляют и подвергают химической модификации, суспензию модифицированного крахмала затем центрифугируют и фильтрат возвращают назад в цикл в резервуар разбавления, посредством чего его используют для разбавления реагентов, таким образом избегая ликвидации сточных вод.
Следовательно, все еще существует потребность в данной области техники в способе эффективного использования гидроциклонов, дисковых центрифуг или центрифуг с выгрузкой осадка через сопло для получения суспензии.
Сущность настоящего изобретения
Данное изобретение относится к способу приготовления суспензий, содержащих взвешенные и растворенные частицы, и включающему следующие стадии:
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А'),
b. Сбор суспензии (В) взвешенных частиц (В'),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) в оборудование гидроциклона, оборудование дисковой центрифуги и/или оборудование центрифуги с выгрузкой осадка через сопло, предпочтительно оборудование гидроциклона,
d. Накопление суспензии (В″), содержащей, по меньшей мере, часть растворенных частиц (А').
Данный способ отличается тем, что накопленная суспензия (В″) имеет суммарную концентрацию сухого вещества взвешенных частиц (В') и растворенных частиц (А'), которая выше, чем объединенная концентрация сухого вещества раствора (А) и суспензии (В).
Данное изобретение далее относится к использованию стадии гидроциклона или батареи гидроциклонов для объединения сухого вещества двух потоков в единый поток, имеющий суммарную концентрацию сухого вещества, которая выше, чем концентрация сухого вещества объединенных потоков.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 представляет технологическую карту одного примера гидроциклонного оборудования, включающего одну стадию в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура 2 представляет технологическую карту одного примера гидроциклонного оборудования, включающего две стадии в соответствии с настоящим изобретением.
Фигура 3 представляет технологическую карту одного примера гидроциклонного оборудования, включающего девять стадий в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание настоящего изобретения
Данное изобретение относится к способу приготовления суспензий, содержащих взвешенные и растворенные частицы, и указанный способ включает следующие стадии:
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А'),
b. Сбор суспензии (В) взвешенных частиц (В'),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) в оборудование гидроциклона, оборудование дисковой центрифуги и/или оборудование центрифуги с выгрузкой осадка через сопло, предпочтительно оборудование гидроциклона,
d. Накопление суспензии (В″), содержащей, по меньшей мере, часть растворенных частиц (А').
Раствор представляет собой гомогенную смесь, состоящую из двух или более веществ. В такой смеси растворенное вещество растворено в другом веществе, известном как растворитель. Все растворы характеризуются взаимодействиями между фазой растворителя и молекулами растворенного вещества или ионами, что приводит к чистому уменьшению свободной энергии.
Растворенные частицы получаются за счет растворения или сольватации твердого вещества в растворителе, давая раствор. Однако растворы не ограничиваются активно растворенными частицами в жидкости. Некоторые растворы могут существовать как таковые, например морская вода. Данное изобретение не ограничивается каким-либо типом раствора и/или растворенных частиц.
Растворенные частицы (А') настоящего изобретения также относятся к частицам, присутствующим в коллоидах, в которых частицы являются маленькими и не отстаиваются.
Коллоид представляет собой тип механической смеси, где одно вещество распределено равномерно через другое. Из-за такого рассредоточения некоторые коллоиды имеют внешний вид раствора, однако коллоидная система состоит из двух отдельных фаз: дисперсная фаза (или внутренняя фаза) и непрерывная фаза (дисперсионная среда). Обычными примерами коллоидов являются молоко, майонез, окрашенные чернила и аналогичное.
Суспензия, в основном, является суспензией твердых веществ в жидкости. Например, суспензией может быть смесь воды и цемента, смесь воды и загустителя, смесь древесной массы и воды, используемая для изготовления бумаги, смесь воды и отходов животноводства, используемая как удобрение, абразивный материал, используемый в химическо-механическом полировании, смесь ледяной воды и понизителя точки замерзания, смесь воды и керамического порошка и различных добавок (например, диспергатора), используемая при обработке керамики, смесь воды и крахмала или производного крахмала и аналогичное.
Взвешенные частицы (В') присутствуют в суспензии, которая является гетерогенной жидкостью, содержащей твердые частицы, которые являются достаточно большими для седиментации. Внутренняя фаза (твердое вещество) взвешена через внешнюю фазу (жидкость) посредством механического перемешивания, в конце концов, с использованием определенных наполнителей или суспендирующих агентов. В отличие от коллоидов, суспензии, в конце концов, отстоятся. Взвешенные частицы видны под микроскопом и будут осаждаться со временем при оставлении нетронутыми. Суспензии классифицируют на основе диспергируемой фазы и дисперсионной среды, где первое является, по существу, твердым веществом, в то время как последнее может являться или твердым веществом или жидкостью, или газом. Обычными примерами суспензий со взвешенными частицами (В') являются грязь или загрязненная вода, где грунт, глина или частицы ила взвешены в воде, или мука, взвешенная в воде, краска, порошок мела, взвешенный в воде, частицы пыли, взвешенные в воздухе, водоросли в воде, песок в воде и аналогичное.
Гидроциклон является устройством для классифицирования/разделения или сортировки частиц в жидкой суспензии на основе плотностей частиц. Гидроциклон будет обычно иметь цилиндрическую секцию наверху, где жидкость подается тангенциально, и геометрическое основание. Угол и соответственно длина конической секции играют роль в определении рабочих параметров.
Гидроциклон имеет два выхода на оси: меньший - на дне (нижний продукт) и больший - наверху (верхний продукт). Нижний продукт обычно является плотной или густой фракцией, в то время как верхний продукт является более легкой или более жидкой фракцией.
Внутри центробежная сила противостоит сопротивлению жидкости с тем эффектом, что более крупные или плотные частицы переносятся к стенке для конечного выхода с ограниченным количеством жидкости, пока более легкая жидкость выходит на стороне верхнего продукта через трубу, расширяющуюся слегка в теле циклона в центре.
Гидроциклоны могут быть сделаны из металла (главным образом стали), керамики, пластика, такого как полиуретан, полипропилен или других типов. Металлические или керамические гидроциклоны используются для ситуаций, требующих большей прочности или долговечности в терминах тепла или давления. Когда существует вероятность большего износа, такого, как в случае с частицами песка, полиуретан работает лучше, чем металлы и керамика. Металл, облицованный полиуретаном, используется в случаях объединенного абразивного изнашивания и высокого давления.
Эффективность разделения является функцией концентрации твердого вещества: чем выше концентрация, тем ниже эффективность разделения. Дальнейшие параметры, такие как: диаметр циклона, размеры выходов, давление подачи и относительные характеристики частиц и жидкости могут все или по отдельности влиять на эффективность данного процесса.
Несколько типов гидроциклонов являются коммерчески доступными и в настоящее время используют торговые названия Dorr Oliver, FluidQuip, Alva Laval и Mozley, те, которые продаются под торговым названием ″DorrClone″, являются предпочтительными. DorrClone гидроциклон, который может быть использован в настоящем изобретении, включает три основных части: вихревую часть, коническую часть и часть вершины.
Данный гидроциклон также относится к дисковой центрифуге или центрифуге с выгрузкой осадка через сопло, и обе они предназначены для разделения тяжелых и легких в жидкости за счет использования центробежной силы. В предпочтительном варианте осуществления гидроциклонное оборудование применяют для объединения сухого вещества раствора (А) и суспензии (В). Гидроциклонное оборудование может представлять собой стадию одного гидроциклона или может состоять из множества стадий гидроциклонов. Стадия гидроциклона сама по себе может состоять из одного гидроциклона или из множества гидроциклонов. Также оборудование дисковой центрифуги или центрифуги с выгрузкой осадка через сопло может представлять собой одну центрифугу или может состоять из множества центрифуг.
Данный способ отличается тем, что накопленная суспензия (В″) содержит, по меньшей мере, часть растворенных частиц (А'). Накопленная суспензия (В″) далее содержит основную часть взвешенных частиц (В'). По меньшей мере, 90% по массе исходных взвешенных частиц (В') накапливается в суспензии (В″). Предпочтительно, по меньшей мере, 92% по массе, более предпочтительно, по меньшей мере, 93%, 95%, 96%, 97%, 98%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 99% по массе накапливается в суспензии (В″). Более того, часть растворенных частиц (А') содержится в накопленной суспензии (В″). По меньшей мере, 10% по массе исходных растворенных частиц (А'), присутствующих в исходном растворе (А), перерабатываются в накопленной суспензии (В″). Предпочтительно, по меньшей мере, 20%, более предпочтительно 30%, более предпочтительно 35%, более предпочтительно 40%, более предпочтительно 45%, более предпочтительно 50%, более предпочтительно 52%, более предпочтительно 53%, более предпочтительно 55%, более предпочтительно 56%, более предпочтительно 58%, более предпочтительно вплоть до 60%, даже более предпочтительно вплоть до 65%, 70% или даже 80% по массе исходных растворенных частиц (А') перерабатываются в накопленной суспензии (В″).
Данный способ отличается тем, что накопленная суспензия (В″) имеет суммарную концентрацию сухого вещества взвешенных частиц (В') и растворенных частиц (А'), которая выше, чем объединенная концентрация сухого вещества раствора (А) и суспензии (В). Простым смешением раствора (А) и суспензии (В) суммарное сухое вещество объединяется в объединенный объем раствора (А) и (В), что приводит к разбавлению взвешенных частиц (В'), так же как и растворенных частиц (А'). Настоящее изобретение предлагает способ, в котором конечная концентрация сухого вещества накопленной суспензии (В″) выше, чем концентрация, которую получили бы путем простого смешения раствора (А) и суспензии (В). Для того чтобы иметь эффективный процесс, суммарная концентрация сухого вещества (выраженная в массе на массу) взвешенных частиц (В') и растворенных частиц (А') в суспензии (В″) составляет, по меньшей мере, 3%, исходя из начальной концентрации, предпочтительно, по меньшей мере, 5%, более предпочтительно, по меньшей мере, 7%, более предпочтительно, по меньшей мере, 10%, более предпочтительно 15%, более предпочтительно 20%, более предпочтительно 30%, более предпочтительно 35%, более предпочтительно 38%, более предпочтительно 45%, даже вплоть до 50% выше, чем концентрация сухого вещества объединенного раствора (А) и суспензии (В). Суспензия (В″) является концентрированной (= концентрация сухого вещества увеличивается) по сравнению с объединенной концентрацией сухого вещества при простом смешении раствора (А) и суспензии (В).
Среда раствора (А) и суспензии (В) может быть выбрана из любого подходящего растворителя или смеси растворителей. В предпочтительном варианте осуществления среда представляет собой жидкость, включающую воду, более предпочтительно, водную среду. Предпочтительно среда раствора (А) и суспензии (В) является одной и той же или, по меньшей мере, похожей.
Настоящее изобретение далее относится к способу, в котором суспензия (В) является суспензией крахмала и/или производных крахмала.
Крахмалы могут быть извлечены из любого природного источника. Если не определено специально, ссылки на крахмал в данном описании включают соответствующую им муку, которая еще содержит белки, такие как пшеничная клейковина (в дальнейшем ″крахмал″). Типичными источниками для таких крахмалов являются зерновые культуры, клубни, коренья, бобовые, фруктовые крахмалы и гибридные крахмалы. Подходящие источники включают, но не ограничиваются, кукурузу, горох, картофель, сладкий картофель, сорго, банан, ячмень, пшеницу, рис, саго, амарант, тапиоку, маранту, канну и низшую амилозу (содержащую не более чем примерно 10% по массе амилозы, предпочтительно не более чем 5%) или высшую амилозу (содержащую, по меньшей мере, примерно 40% по массе амилозы) и их разновидности. Также подходящими являются крахмалы, выделенные из растения, полученного методами селекции, включая гибридизацию, транслокацию, инверсию, трансформацию или любой другой метод генной или хромосомной инженерии, включая их разновидности. Кроме того, крахмал, выделенный из растения, выращенного из искусственной мутации и разновидностей вышеуказанной родовой композиции, которая может быть получена известными стандартными методами мутационной селекции, является также подходящими здесь. Модификации подразумевают включение химических модификаций и физических модификаций. Химические модификации подразумевают включение, без ограничений, сшитых крахмалов, ацетилированных крахмалов, гидроксиэтилированных и гидроксипропилированных крахмалов, неорганически эстерифицированных крахмалов, катионных, анионных, окисленных крахмалов, цвиттер-ионнных крахмалов, крахмалов, модифицированных энзимами и комбинации их, при условии, что данные крахмалы не являются полностью растворенными в жидкой среде и обеспечивают суспензию взвешенных частиц (В'). Физически модифицированные крахмалы, такие как термически ингибированные крахмалы, как раскрыто, например, в патенте ЕР № 1 038 882, могут также быть подходящими для использования здесь. Следует понимать, что смеси любых из вышеуказанных крахмалов и/или мука также находятся в границах настоящего изобретения. Ради простоты, любую ссылку здесь на крахмал, производные крахмала или субстрат крахмала следует понимать как включающую один или несколько видов природного крахмала и/или производных крахмала.
Настоящее изобретение далее относится к способу, в котором гидроциклонное оборудование является как раз стадией одного гидроциклона или альтернативно является батареей стадий гидроциклонов, по меньшей мере, двух стадий гидроциклонов. Поскольку стадия гидроциклона может содержать множество гидроциклонов, батарея стадий гидроциклонов содержит более чем одну стадию, такую как две стадии гидроциклонов, три стадии гидроциклонов, четыре стадии гидроциклонов, пять стадий гидроциклонов, шесть стадий гидроциклонов, семь стадий гидроциклонов, восемь стадий гидроциклонов, девять стадий гидроциклонов, десять стадий гидроциклонов или более десяти стадий, такую как одиннадцать или двенадцать или даже более.
В предпочтительном варианте осуществления применяется батарея из 9 стадий гидроциклонов.
Применением батареи стадий гидроциклонов раствор (А) и суспензию (В) предпочтительно добавляют на различной стадии батареи стадий гидроциклонов.
Настоящее изобретение далее относится к способу, который включает стадию концентрации (= увеличение сухого вещества), по меньшей мере, на одной стадии гидроциклона. Если указанная батарея стадий гидроциклонов содержит множество стадий гидроциклонов, данный способ, выполняемый на указанной батарее стадий гидроциклонов, может включать одну или более стадии концентрации. Данная концентрация далее обогащает содержание сухого вещества взвешенных частиц (В') и может уменьшить количество жидкости в накопленной суспензии (В″).
Кроме того, в присутствии множества стадий гидроциклонов в указанной батарее гидроциклонов данный способ может далее включать одну или более стадии осветления. Такое осветление вносит вклад в уменьшение количества взвешенных частиц (В') во фракции, которую не намереваются накапливать и которая называется потоком сточной воды (А″).
Самое большее 10% по массе от исходных взвешенных частиц (В') накапливается в потоке сточной воды (А″). Предпочтительно, самое большее 8% по массе, наиболее предпочтительно, самое большее 7%, 5%, 4%, 3%, 2%, наиболее предпочтительно, самое большее 1% по массе накапливается в потоке сточной воды (А″).
Настоящее изобретение далее относится к способу, отличающемуся тем, что растворенные частицы (А') включают один или более реактивов, катализаторов и/или реакционных добавок.
Реактив или реагент представляет собой вещество или соединение, расходуемое в процессе химической реакции. В отличие от других реактивов, которые участвуют в химической реакции, катализатор не расходуется, но оказывает влияние на скорость реакции.
Реакционные добавки вносят вклад в обеспечение подходящего окружения для химической или физической реакции. Последние поглощают вещества, которые изменяют рН и/или ионную силу среды, стабильность и/или растворение взвешенных частиц (В) накопленной суспензии (В″), или реакционную способность реактивов и/или продуктов, без ограничения для этой цели. Данные вещества могут только изменять окружение или они могут принимать участие в дальнейшей реакции путем образования промежуточного вещества в реакционной стадии, и высвобождаться в более поздней реакционной стадии, так что они не расходуются или только частично расходуются в дальнейшем реакционном процессе.
Предпочтительно растворенные частицы (А') включают соли, более предпочтительно, выбранные из группы щелочных, щелочноземельных, соли железа, алюминия и их смеси. Данные соли могут иметь в качестве противоиона ион, выбранный из группы, состоящей из хлоридов, сульфатов, сульфонатов, фосфатов и их смесей.
Например, в некоторых реакциях модификации крахмала соли легко используются для стабилизации особых компонентов суспензии. Данные соли могут быть выбраны из щелочных сульфатов, щелочноземельных сульфатов, щелочных фосфатов и аналогичного, только чтобы назвать несколько возможностей без какого-либо ограничения.
В частности, примером такого стабилизирующего действия соли является гидроксиалкилирование крахмального субстрата пропиленоксидом в производстве гидроксипропилированного крахмала. В данной реакции является обычной практикой в данной области техники использование солей сульфатов, таких как сульфат натрия, в качестве реакционной добавки, которая смешивается с суспензией крахмала перед реакцией. В соответствии с предшествующим уровнем техники, гидроксипропилированный крахмал обычно получают в реакторе периодического действия с сульфатной солью, дозируемой в кристаллической форме в каждую реакционную загрузку. После проведения реакции гидроксипропилирования реакционная жидкость, содержащая сульфатную соль, сбрасывается в обработку сточных вод и теряется. Это суммируется к значительным затратам на закупку данной соли, не говоря уже о затратах на обработку, поскольку часто необходимо удалять значительные количества сульфата из сточной воды перед тем, как их можно будет выпускать в окружающую среду, например, путем обессеривания с использованием дорогостоящих процессов SulFerox™ и THIOPAQ®.
Альтернативно, простым добавлением (= примешиванием) рекуперированного потока (раствор (А)), содержащего сульфат натрия как таковой, к суспензии (В) будет уменьшена концентрация крахмала и, следовательно, можно иметь отрицательное влияние на эффективность дальнейшего процесса.
В соответствии с настоящим изобретением суммарная концентрация сухого вещества накопленной суспензии (В″), следовательно, регулируется путем использования, по меньшей мере, одной стадии гидроциклона или дисковой или центрифугой с выгрузкой осадка через сопло. Предпочтительно используют стадию гидроциклона.
Настоящее изобретение далее относится к способу, включающему следующие стадии:
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А'),
b. Сбор суспензии (В) крахмала и/или производных крахмала (В'),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) на различные стадии батареи стадий гидроциклонов,
d. Накопление суспензии (В″) крахмала и/или производных крахмала, содержащей, по меньшей мере, 10% массовых от суммарной массы реакционных добавок (А'), присутствующих в растворе (А),
е. Накопление суспензии (А″), содержащей макс. 90% массовых от суммарной массы реакционных добавок (А'), присутствующих в растворе (А).
По меньшей мере, 10% по массе от исходных растворенных реакционных добавок (А'), присутствующих в растворе (А), возвращаются в накопленную суспензию (В″). Предпочтительно, по меньшей мере, 20%, более предпочтительно 30%, более предпочтительно 35%, более предпочтительно 40%, более предпочтительно 45%, более предпочтительно 50%, более предпочтительно 52%, более предпочтительно 55%, более предпочтительно 56%, более предпочтительно 58%, даже более предпочтительно, вплоть до 60%, 70% или даже 80% по массе от исходных растворенных реакционных добавок (А') возвращаются в накопленную суспензию (В″).
Растворенные частицы можно отнести в предпочтительном варианте осуществления к реакционным добавкам, которые могут быть растворенными щелочными сульфатами, как отмечено ранее, но могут включать далее другие реакционные добавки, такие как гликоль или другие реакционные продукты, образовавшиеся в процессе реакции и аналогичное.
Раствор (А″), который называют также потоком сточных вод, содержит максимально 90% по массе от суммарной массы реакционных добавок (А'), вначале присутствующих в растворе (А). Предпочтительно раствор (А″) содержит менее 80%, более предпочтительно 70%, более предпочтительно 65%, более предпочтительно 60%, более предпочтительно 55%, более предпочтительно 50%, более предпочтительно 48%, более предпочтительно 45%, более предпочтительно 44%, более предпочтительно 42%, даже более предпочтительно, менее 40%, 30% или даже не более 20% по массе от исходных растворенных реакционных добавок (А').
По меньшей мере, 90% по массе от исходных взвешенных частиц крахмала и/или производных крахмала (В') накапливается в суспензии (В″). Предпочтительно, по меньшей мере, 92%, более предпочтительно, по меньшей мере, 93%, 95%, 96%, 97%, 98%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 99% по массе накапливается в суспензии (В″).
Суммарная концентрация сухого вещества (выраженная в массе на массу) взвешенных частиц крахмала и/или производных крахмала (В) и растворенных реакционных добавок (таких как щелочной сульфат и гликоль и аналогичное) (А') в суспензии (В″) составляет, по меньшей мере, 3% исходя из начальной концентрации, предпочтительно, по меньшей мере, 5%, более предпочтительно, по меньшей мере, 7%, более предпочтительно, по меньшей мере, 10%, более предпочтительно 15%, наиболее предпочтительно 20%, даже вплоть до 50% выше, чем концентрация сухого вещества объединенного раствора реакционных добавок (А') и суспензии частиц крахмала и/или производных крахмала (В'). Суспензия (В″) является концентрированной (= концентрация сухого вещества увеличивается) по сравнению с объединенной концентрацией сухого вещества при простом смешении раствора (А) и суспензии (В).
Далее настоящее изобретение относится к способу, в котором раствор (A”) повторно направляют в стадию a) и используют в качестве единственного раствора (A) или объединяют с любым другим раствором (A) растворенных реакционных добавок (A').
В предпочтительном варианте осуществления раствор (A”) концентрируют (увеличивают сухое вещество) любым традиционным методом концентрирования, известным специалисту в данной области, перед рециркуляцией в стадию a) данного способа. В стадии a) концентрированный раствор (A”) можно использовать в качестве единственного раствора реакционных добавок или его можно объединить с другим раствором (A) (свежеприготовленным или регенерированным любым другим способом).
Настоящее изобретение относится к способу, отличающемуся тем, что накопленную суспензию (В″) используют в процессе модифицирования крахмала. Модифицирование представляет собой окисление, подкисление, эстерификацию, этерификацию, реакцию сшивания, алкилирование, гидроксиалкилирование, гидролиз или комбинацию, включающую одну или несколько данных реакций, предпочтительно, гидроксиалкилирование, наиболее предпочтительно гидроксиэтилирование или гидроксипропилирование.
В предпочтительном варианте осуществления данный способ отличается тем, раствор (A) растворенных реакционных добавок (A') регенерируют из процесса модифицирования крахмала.
Пример потока материала в такой батарее гидроциклонов, использующей систему противоточной промывки, схематически показан на Фиг. 1-3. На фигуре 3 показана батарея из девяти стадий гидроциклонов. Согласно системе противоточной промывки верхний продукт из одного гидроциклона, который содержит более легкую и более текучую фракцию, подают в гидроциклон, обозначенный следующим более низким номером, а нижний продукт, содержащий более густую или плотную фракцию, подают на стадию гидроциклона, обозначенную следующим более высоким номером. Суспензию (В) подают на четвертую стадию гидроциклона в данном примере, в то время как раствор (A) подают на восьмую стадию гидроциклона. Конечную накопленную суспензию (В″) получают в виде нижнего продукта в девятом гидроциклоне батареи. Однако если желаемые компоненты обогащают в менее плотную фракцию, также можно было бы собрать верхний продукт из первого гидроциклона.
Более того, настоящее изобретение имеет потенциально дополнительные преимущества, как описывается ниже, но вовсе ими не ограничивается.
Регулирование концентрации частиц накопленной суспензии на установке гидроциклона или дисковой центрифуге или центрифуге с выгрузкой осадка через сопло дополнительно дает возможность осуществить приготовление суспензии в виде непрерывного способа. Это позволило бы непрерывное питание различных периодических реакторов при смещенных интервалах или для непрерывного питания непрерывной реакции суспензии.
В зависимости от типа накопленной суспензии (В″) регулировке концентрации можно дополнительно содействовать проведением способа при особой температуре. Например, способ можно провести при повышенных температурах. Данные повышенные температуры можно получить любым возможным способом, известным из уровня техники, таким как предварительный нагрев подаваемого сырья. Альтернативно или в добавление материал также можно нагреть подводом энергии в течение работы оборудования гидроциклона или дисковой центрифуги, или центрифуги с выгрузкой осадка через сопло, хотя данное увеличение температуры можно было бы регулировать дополнительным нагреванием или охлаждением аппарата, если это желательно. Для некоторых реакций было обнаружено, что особенно хорошо подходящего увеличения концентрации можно добиться при температурах выше 30°C, например, между 40 и 60°C или от 50 до 55°C.
Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения данный способ использует раствор (A), в котором указанный раствор получают из предшествующей реакции. Данный раствор, полученный из предшествующей реакции, можно получить из любого вида реакций, которые позволяют извлечение полезных частиц для реакционной суспензии. Однако особенно предпочтительно получать раствор из предшествующей реакции такого же типа, например из предшествующей реакции гидроксиалкилирования крахмальной основы для нового гидроксиалкилирования другой загрузки крахмальной основы. Компоненты, такие как катализаторы, реагенты и/или реакционные добавки, которые не расходуются в течение реакции и которые растворимы, можно легко извлечь из реакции, такой как модифицирование крахмала, отделяя продукты реакции. Например, если желаемый продукт реакции представляет собой модифицированный крахмальный продукт, который не растворим в реакционной жидкости, его можно легко отделить фильтрованием и/или стадией центрифугирования. Нерасходуемые растворимые компоненты остаются растворенными в фильтрате или надосадочной жидкости цетрифугирования и могут быть, таким образом, направлены на повторное использование для получения новой накопленной суспензии (В″) для модифицирования новой загрузки крахмальной основы посредством введения раствора в оборудование гидроциклона или дисковую центрифугу или центрифугу с выгрузкой осадка через сопло.
Такая процедура также уменьшает количество отходов или сточных вод, получаемых в реакции. Растворенные частицы в данной среде после реакции не должны осаждаться в окружающую среду или отделяться от отходов с использованием дорогих способов очистки для уменьшения концентрации в отходах, но их можно повторно использовать в дальнейших реакциях.
Настоящее изобретение далее относится к способу, в котором накопленную суспензию (В″) используют в качестве конечного продукта. В определенных областях использования может быть полезным иметь суспензию крахмала и/или производного крахмала, которая содержит растворенные реакционные добавки, катализаторы и/или реагенты, предпочтительно, соли. Подходящие области использования можно ожидать в бумажной промышленности, и любом другом типе промышленности, где предпочтительно иметь соль, содержащую суспензию на основе крахмала. Суспензию (В″) при использовании в качестве конечного продукта, можно концентрировать (= увеличивать содержание сухого вещества), по существу, до полной сухости (содержание влаги менее 5%) перед использованием.
Наконец, настоящее изобретение относится к использованию, по меньшей мере, одной стадии гидроциклона или батареи гидроциклонов для объединения сухого вещества двух потоков в единый поток, имеющий суммарную концентрацию сухого вещества, которая выше, чем концентрация сухого вещества объединенных потоков.
Более того, оно относится к использованию, по меньшей мере, одной стадии гидроциклона или батареи гидроциклонов для объединения сухого вещества двух потоков, отличающемуся тем, что один поток представляет собой раствор (A) растворенных частиц (A'), а другой поток представляет собой суспензию (B) взвешенных частиц (B').
Для того чтобы иметь эффективный способ, общая концентрация сухого вещества (выраженная в массе на массу) взвешенных частиц (B) и растворенных частиц (A') в суспензии (B”) составляет, по меньшей мере, 3%, исходя из начальной концентрации, предпочтительно, по меньшей мере, 5%, более предпочтительно, по меньшей мере, 7%, более предпочтительно, по меньшей мере, 10%, более предпочтительно, 15%, наиболее предпочтительно, 20%, даже вплоть до 50% выше, чем концентрация сухого вещества объединенного раствора (A) и суспензии (B). Суспензия (B”) является концентрированной (= концентрация сухого вещества увеличивается) по сравнению с концентрацией объединенного сухого вещества при простом смешении раствора (A) и суспензии (B).
В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения накопленная суспензия представляет собой суспензию крахмала и/или производного крахмала.
Далее способ по настоящему изобретению объясняется более подробно со ссылкой на примеры гидроксипропилирования крахмала. Понятно, что данные примеры даются только для иллюстративной цели и не имеют намерения ограничивать объем настоящего изобретения каким-либо образом.
ПРИМЕРЫ
Примеры, приведенные ниже, осуществляют с суспензией крахмала кукурузы восковидной спелости на батарее гидроциклонов, содержащей от 7 до 9 стадий, используя противоточную систему промывки. Суспензию крахмала (B) подавали на батарею гидроциклонов на стадии 4. Раствор (A), содержащий растворенные частицы, вводили на стадии 7 или 8. Технологическая схема узла гидроциклонов предоставляется на Фиг. 3, показывающей 9-стадийную систему, в которой раствор вводят на стадии 8.
Анализ:
Измерение содержания сухого вещества суспензии крахмала посредством взвешивания Боме осуществляли согласно стандартному методу NEN 3090:1982nl.
Измерение содержания влаги суспензии крахмала осуществляли согласно стандартному методу NEN 1666:1997 EN.
Измерение натрия (или калия, магния) осуществляли согласно стандартному методу NEN 6869.
ПРИМЕР 1
Использовалась батарея гидроциклонов в соответствии с Фиг. 3. Раствор (А) был верхним продуктом батареи промывания крахмала из предыдущей партии гидроксипропилирования крахмала. Дальнейшие данные процесса были следующими:
Конфигурация гидроциклона (Dorr Oliver, имеющий внутренний диаметр 10 мм): каждая из данных цифр описывает число гидроциклонов, присутствующих на стадии: например, стадия 1 содержит 7 гидроциклонов, стадия 2 содержала 10 гидроциклонов, и т.д.: 7, 10, 12, 12, 8, 8, 10, 6.
| Число стадий | 9 |
| Стадия подачи суспензии (В) | 4 |
| Стадия раствора (А) | 9 (стадия концентрации не включена) |
| Питающий поток суспензии (В) | 900 л/ч |
| Крахмал в суспензии (В) | 360 г/кг |
| Питающий поток раствора (А) | 880 л/ч |
| Нижний продукт (В″) | 982 л/ч |
| Крахмал в нижнем потоке | 32,43% = 98,7% рекуперация |
| Сульфат натрия в питающем растворе (А) | 44400 мг/кг |
| Сульфат натрия в нижнем продукте (В″) | 23482 мг/кг = 66,5% рекуперация |
Данным примером мы в состоянии показать:
1). гидроциклонная система в состоянии производить насыщенную сульфатом суспензию крахмала (В″);
2). Путем смешения раствора и суспензии конечная концентрация крахмала составляла 19,2% и сульфата натрия составляла 20700 мг/кг.
ПРИМЕР 2
В данном примере подача раствора вводилась стадией 7, и с суммарным числом из 9 стадий использовались 2 стадии концентрации. Кроме того, подача суспензии и подача раствора, содержащего сульфат натрия, подавались при повышенных температурах, что вело совместно с подводимой энергией от работы гидроциклона к температуре нижнего продукта, равной 55°С:
| Число стадий | 9 |
| Стадия подачи | 4 |
| Стадия промывания водой | 7 |
| Конфигурация гидроциклона: 7, 10, 12, 12, 8, 8, 10, 6 | |
| Питающий поток суспензии (В) | 850 л/ч |
| Крахмал в суспензии (В) | 360 г/кг |
| Питающий поток раствора (А) | 900 л/ч |
| Нижний продукт (В″) | 838 л/ч |
| Температура подачи суспензии | 38°С |
| Температура подачи раствора | 43°С |
| Температура нижнего продукта | 55°С |
| Плотность нижнего продукта | 1164 г/л |
| Крахмал в нижнем потоке | 35,39% = 97,7% рекуперация |
| Сульфат натрия в питающем растворе (А) | 44400 мг/кг |
| Сульфат натрия в нижнем продукте (В″) | 22680 мг/кг = 53,4% рекуперация |
Использованием стадии концентрации после стадии промывания может быть получена увеличенная концентрация крахмала.
Путем смешения раствора и суспензии конечная концентрация крахмала составляла 18,4% и концентрация сульфата натрия составляла 21600 мг/кг.
Claims (20)
1. Способ приготовления суспензий крахмала и/или производных крахмала, содержащих взвешенные частицы крахмала и растворенные частицы, содержащие один или более катализаторов, реагентов и/или реакционных добавок и указанный способ, включает следующие стадии:
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А′),
b. Сбор суспензии (В) взвешенных частиц (В′),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) в оборудование гидроциклона, оборудование дисковой центрифуги и/или оборудование центрифуги с выгрузкой осадка через сопло, предпочтительно оборудование гидроциклона,
d. Накопление суспензии (В″), содержащей, по меньшей мере, часть растворенных частиц (А′), отличающийся тем, что накопленная суспензия (В″) имеет суммарную концентрацию сухого вещества взвешенных частиц (В′) и растворенных частиц (А′), которая выше, чем объединенная концентрация сухого вещества раствора (А) и суспензии (В).
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А′),
b. Сбор суспензии (В) взвешенных частиц (В′),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) в оборудование гидроциклона, оборудование дисковой центрифуги и/или оборудование центрифуги с выгрузкой осадка через сопло, предпочтительно оборудование гидроциклона,
d. Накопление суспензии (В″), содержащей, по меньшей мере, часть растворенных частиц (А′), отличающийся тем, что накопленная суспензия (В″) имеет суммарную концентрацию сухого вещества взвешенных частиц (В′) и растворенных частиц (А′), которая выше, чем объединенная концентрация сухого вещества раствора (А) и суспензии (В).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидроциклонное оборудование стадии с) является стадией одного гидроциклона.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидроциклонное оборудование стадии с) является батареей стадий гидроциклонов, содержащей, по меньшей мере, две стадии гидроциклона.
4. Способ по п. 3, в котором раствор (А) и суспензия (В) добавляются на различной стадии батареи стадий гидроциклонов.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что данный способ включает стадию концентрации, по меньшей мере, на одной стадии гидроциклона.
6. Способ по любому из пп.4 или 5, отличающийся тем, что данный способ далее включает стадию осветления, по меньшей мере, на одной стадии гидроциклона.
7. Способ по любому одному из пп.1, 2, 3, 4 или 5, отличающийся тем, что растворенные частицы (А′) включают один или более катализаторов, реагентов и/или реакционных добавок.
8. Способ по любому одному из пп.1, 2, 3, 4 или 5, отличающийся тем, что растворенные частицы (А′) включают соли.
9. Способ по любому одному из пп.1, 2, 3, 4 или 5, включающий следующие стадии:
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А′),
b. Сбор суспензии (В) крахмала и/или производных крахмала (В′),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) на различные стадии батареи стадий гидроциклонов,
d. Накопление суспензии (В″) крахмала и/или производных крахмала, содержащей, по меньшей мере, 10% массовых от суммарной массы растворенных реакционных добавок (А′), присутствующих в растворе (А),
е. Накопление раствора (А″), содержащего макс. 90% массовых от общей массы растворенных реакционных добавок (А′), присутствующих в растворе (А).
а. Сбор раствора (А) растворенных частиц (А′),
b. Сбор суспензии (В) крахмала и/или производных крахмала (В′),
с. Предоставление раствора (А) и суспензии (В) на различные стадии батареи стадий гидроциклонов,
d. Накопление суспензии (В″) крахмала и/или производных крахмала, содержащей, по меньшей мере, 10% массовых от суммарной массы растворенных реакционных добавок (А′), присутствующих в растворе (А),
е. Накопление раствора (А″), содержащего макс. 90% массовых от общей массы растворенных реакционных добавок (А′), присутствующих в растворе (А).
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что накопленная суспензия (В″) содержит, по меньшей мере, 90% по массе от исходного крахмала и/или производных крахмала (В′).
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в стадии а) растворенные частицы (А′) являются растворенными реакционными добавками.
12. Способ по любому одному из пп. от 10 или 11, отличающийся тем, что раствор (А″) возвращается в цикл в стадии а.
13. Способ по любому одному из пп. от 10 или 11, отличающийся тем, что раствор (А″) концентрируют до высокой концентрации сухого вещества растворенных реакционных добавок (А′) и возвращают в цикл в стадии а).
14. Способ по любому одному из пп. от 10 или 11, отличающийся тем, что суспензия (В″) применяется в процессе модификации крахмала.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что модификацией является окисление, подкисление, эстерификация, этерификация, реакция сшивания, алкилирование, гидроксиалкилирование, гидролиз или комбинацию, включающую одну или несколько данных реакций, предпочтительно гидроксиалкилирование, наиболее предпочтительно гидроксиэтилирование или гидроксипропилирование.
16. Способ по любому одному из пп.10 или 11, отличающийся тем, что раствор (А) растворенных реакционных добавок (А′) возвращают из процесса модификации крахмала.
17. Способ по любому одному из пп.10 или 11, отличающийся тем, что суспензия (В″) применяется как конечный продукт.
18. Способ по любому одному из пп.10 или 11, отличающийся тем, что суспензия (В″) концентрируется до высокой концентрации сухого вещества и применяется как конечный продукт.
19. Применение стадии гидроциклона или батареи гидроциклонов для осуществления способа по п.1.
20. Применение по п.19, отличающееся тем, что один поток представляет собой раствор (А) растворенных частиц (А′), и другой поток представляет собой суспензию (В) взвешенных частиц (В′).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP08021433 | 2008-12-10 | ||
| EP08021433.1 | 2008-12-10 | ||
| PCT/EP2009/008580 WO2010066368A1 (en) | 2008-12-10 | 2009-12-02 | Process using hydroclones |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011128434A RU2011128434A (ru) | 2013-01-20 |
| RU2543260C2 true RU2543260C2 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=40589752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011128434/13A RU2543260C2 (ru) | 2008-12-10 | 2009-12-02 | Способ, использующий гидроциклоны |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9109050B2 (ru) |
| EP (1) | EP2376539A1 (ru) |
| CN (1) | CN102317321B (ru) |
| AU (1) | AU2009326566A1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0922438A2 (ru) |
| CA (1) | CA2746484C (ru) |
| RU (1) | RU2543260C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010066368A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BRPI0922438A2 (pt) | 2008-12-10 | 2020-06-30 | Cargill, Incorporated | processo usando hidrociclones |
| US8906237B2 (en) * | 2009-06-09 | 2014-12-09 | Curt Johnson | Water treatment and reuse system |
| CA3088016A1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Scinogy Products Pty Ltd | System, method and controller for recovery of concentrated particles suspended in fluid |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2011451A (en) * | 1977-11-21 | 1979-07-11 | Cpc International Inc | Process and apparatus for the production of modified starches and products obtained thereby |
| WO2007107648A1 (fr) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Roquette Freres | Procede de cuisson d'une matiere amylacee a hautes matieres seches pour la preparation d'une composition adhesive |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB815358A (en) * | 1956-06-26 | 1959-06-24 | Scholten Chemische Fab | A process for the manufacture of derivatives of polysaccharides, more particularly of starch, by a dry process |
| NL157350B (nl) * | 1972-01-05 | 1978-07-17 | Scholten Honig Research Nv | Werkwijze voor de winning van zetmeel en vruchtwater uit hakvruchten. |
| US4283232A (en) * | 1978-05-24 | 1981-08-11 | Wessanen Nederland B.V. | Process and apparatus for use in treating materials in hydrocyclones |
| FR2664603B1 (fr) * | 1990-07-10 | 1994-04-29 | Roquette Freres | Procede de permutation ionique d'amidons ionises et amidons ionises ainsi obtenus. |
| BRPI0922438A2 (pt) | 2008-12-10 | 2020-06-30 | Cargill, Incorporated | processo usando hidrociclones |
-
2009
- 2009-12-02 BR BRPI0922438-6A patent/BRPI0922438A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2009-12-02 CA CA2746484A patent/CA2746484C/en active Active
- 2009-12-02 WO PCT/EP2009/008580 patent/WO2010066368A1/en active Application Filing
- 2009-12-02 EP EP09764458A patent/EP2376539A1/en not_active Withdrawn
- 2009-12-02 US US13/139,209 patent/US9109050B2/en active Active
- 2009-12-02 RU RU2011128434/13A patent/RU2543260C2/ru active
- 2009-12-02 AU AU2009326566A patent/AU2009326566A1/en not_active Abandoned
- 2009-12-02 CN CN2009801565016A patent/CN102317321B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2011451A (en) * | 1977-11-21 | 1979-07-11 | Cpc International Inc | Process and apparatus for the production of modified starches and products obtained thereby |
| WO2007107648A1 (fr) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Roquette Freres | Procede de cuisson d'une matiere amylacee a hautes matieres seches pour la preparation d'une composition adhesive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0922438A2 (pt) | 2020-06-30 |
| CA2746484C (en) | 2017-03-14 |
| US20110240010A1 (en) | 2011-10-06 |
| RU2011128434A (ru) | 2013-01-20 |
| AU2009326566A1 (en) | 2011-07-28 |
| US9109050B2 (en) | 2015-08-18 |
| EP2376539A1 (en) | 2011-10-19 |
| CN102317321B (zh) | 2013-08-21 |
| CN102317321A (zh) | 2012-01-11 |
| CA2746484A1 (en) | 2010-06-17 |
| WO2010066368A1 (en) | 2010-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0325614B1 (en) | Process for leaching particulate solid materials | |
| HUT64572A (en) | Method for producing starch by means of wet milling maize for regenerating waste rock piles consistging of sand | |
| US20040159613A1 (en) | System & method for enhancing cyclonic vessel efficiency with polymeric additives | |
| RU2543260C2 (ru) | Способ, использующий гидроциклоны | |
| RU2266258C1 (ru) | Способ переработки нефтесодержащего шлама и устройство для его реализации | |
| JPH10510213A (ja) | 製紙廃水の処理方法 | |
| CN109264898A (zh) | 一种飞灰多级脱氯与水洗液脱钙软化工艺及其系统 | |
| US4132566A (en) | Method for the separation of wheat gluten and wheat starch | |
| Saengchan et al. | New hydrocyclone design for high starch yield: Effect of cylindrical-conical length proportion on the starch, sulfur and protein separation efficiencies | |
| JP5251109B2 (ja) | セメントキルン排ガスから抽出されたダストの処理方法及び処理システム | |
| EP0090533A2 (en) | Separation of gluten and starch from wheat flour | |
| EP0015736A2 (en) | Method of recovering coal by coal handling operations and system therefor | |
| WO2012161855A1 (en) | Method of processing a bituminous feed using agglomeration in a pipeline | |
| CN209333513U (zh) | 一种飞灰多级脱氯系统 | |
| US4828811A (en) | Method for producing phosphoric acid from phosphate ore | |
| US5093088A (en) | Apparatus for producing phosphoric acid from phosphate ore | |
| CA2789235A1 (en) | Reactor and a method of purifying a process solution | |
| Meiring | Thickeners versus centrifuges–a coal tailings technical comparison | |
| CN222218622U (zh) | 一种蒙脱石湿法提纯生产系统 | |
| US3630893A (en) | Method of concentrating and hydroextracting suspensions | |
| CN204918455U (zh) | 淀粉的精制和分级设备 | |
| US20230061315A1 (en) | Methods for producing cornstarch | |
| JPS58194709A (ja) | 粒状の次亜塩素酸カルシウムと塩化ナトリウムとを分離する方法 | |
| Küspert | Flue gases: Gypsum dewatering in desulphurisation | |
| JPS6168324A (ja) | 硫酸マグネシウム水溶液より二水せつこうと水酸化マグネシウムとを生成回収する方法 |