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Die
vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen und Verfahren zum
Abtrennen der Feststoffkomponente aus einer Flüssig-Fest-Mischung in einem
industriellen Nahrungsmittelherstellungsverfahren. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung Zusammensetzungen und Verfahren
zum Abtrennen der Feststoffkomponente aus einer in einem industrielles
Nahrungsmittelherstellungsverfahren vorhandenen Flüssig-Fest-Mischung,
bei welchem die flüssige
Komponente in dem industriellen Nahrungsmittelherstellungsverfahren
rückgewonnen
werden soll. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
feststellbares hochmolekulares kationisches Flockungsmittel zur
Verwendung beim Ausflocken einer Komponente eines Stroms bei der
Zuckerherstellung, bei welcher eine Flüssigkeit durch ein Filtermedium
hindurch geleitet wird, wobei die in dem Zuckerherstellungsverfahren
vorhandene Flüssigkeit
weiter bearbeitet wird, um zusätzliche(n)
Zucker rückzugewinnen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
industriellen Nahrungsmittelherstellungsverfahren muss gewöhnlich eine
Flüssig-Fest-Mischung in
ihre flüssige
Komponente und ihre feste Komponente getrennt werden. Zur Ausführung dieser
Trennung stehen gegenwärtig
polymere Flockungsmittel zur Verfügung. Jedoch werden geeignete
Materialien in der flüssigen
Komponente solcher Trennungen typischerweise nicht gesammelt, da
befürchtet
wird, dass die flüssige Komponente
mit polymeren Flockungsmitteln kontaminiert ist. Diese Furcht vor
Kontaminierung hat dazu geführt,
dass viel wertvolles Material ausgesondert wird.
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Beispielsweise
werden bei der Rückgewinnung
von Zucker kationische Flockungsmittel zur Ausführung der Fest-Flüssig-Trennung
verwendet. Der flüssige
Teil enthält
noch rückgewinnbaren
Zucker, jedoch wird dieser Zucker nicht rückgewonnen, da die Flüssigkeit
mit Flockungsmittel kontaminiert worden sein kann. Um diesen rückgewinnbaren
Zucker nicht zu vergeuden, wird eingeräumt, dass entweder ein umweltfreundliches (in
Nahrungsmitteln verwendbares) Polymer oder ein nach weisbares Polymer
entwickelt werden muss. Zu diesen zwei Methoden wurde beschlossen,
ein nachweisbares Polymer als Lösung
zu verfolgen.
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Bei
der Anwendung einer Lösung
wurde bemerkt, dass eine Immunassaynachweistechnik bereits für die koagulierenden
Polymere Epichlorhydrindimethylamin (im Folgenden "Epi-DMA") und Polydiallyldiammoniumchlorid
(im Folgenden "PolyDADMAC") vorhanden war.
Epi-DMA ist als Nalco® 8105 von der Nalco Chemical
Company, One Nalco Center, Naperville, IL 60563 ((630) 305–1000) erhältlich.
PolyDADMAC ist als Nalco® 8103 von der Nalco Chemical
Company erhältlich.
Diese Polymere sind zwar nachweisbar, jedoch wurde festgestellt,
dass diese Polymere kein ausreichendes Molekulargewicht zu Wirkung
als Flockungsmittel aufweisen.
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Unter
Berufung auf die Verwendung des Immunassays als gewähltes Nachweisverfahren
wurde ein Copolymer aus 30/70 Mol-% Acrylamid/DADMAC (das als Nalco® 7527
von der Nalco Chemical Company erhältlich ist) auf Anwendung bei
Zucker getestet. Dieses Polymer weist höhere Molekulargewichte als
die Koagulierungsmittel, jedoch nicht so hohe wie ein Flockungsmittel
auf. Auf Grund der hohen Konzentration von DADMAC war dieses Polymer
mit Hilfe der Immunassay-Testausstattung
für Nalco® 8103
(polyDADMAC) nachweisbar. Es wurde ein Feldtest gefahren, der ein
Misserfolg war. Zwar war das Polymer in der flüssigen Komponente nachweisbar,
bildete jedoch keine festen, robusten Flocken, und die Feststoffe
wurden nicht wirksam entwässert.
Dieser Misserfolg kann auf die Ladung wie auch auf das Molekulargewicht
zurückgeführt werden.
Es war bekannt, dass das Monomer DADMAC nicht zu hohen Molekulargewichten
polymerisiert und Polymere mit DADMAC darin deshalb mehr Koagulierungsmitteln
als Flockungsmitteln gleicht.
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Auf
Grund der obigen Ergebnisse wurden die Kriterien, damit sich ein
polymeres Flockungsmittel bei dieser Anwendung bewährt, als
die folgenden ermittelt:
- 1) Ein polymeres Flockungsmittel
muss effektive Flocken bilden, welche eine Fest-Flüssig-Trennung
bewerkstelligen (d.h. die richtige Ladung erhalten),
- 2) Die Festigkeit der Flocken muss ausreichen, um die Scherwirkung
des Entwässerungsvorgangs
auszuhalten (d.h. ein ausreichendes Molekulargewicht aufweisen),
und
- 3) Das Polymer muss (durch Immunassay) nachweisbar sein, um
den Grad des Polymers in der Flüssigkeit zu
quantifizieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
erste Ausgestaltung der Erfindung ist ein kationisches, ausflockendes
Dispersionspolymer, mit:
einer etwa 60 Mol-% umfassenden Monomerkomponente,
welche nichtionisch ist;
einer zweiten, etwa 30 Mol-% umfassenden
Monomerkomponente, welche kationisch ist; und
einer dritten,
etwa 10 Mol-% umfassenden Monomerkomponente, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist;
wobei die erste Monomerkomponente, welche nichtionisch
ist, aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus
Acrylamid, Vinylacetat, Vinylcaprolactam, protonierter
Acrylamidopropylsulfonsäure,
protoniertem 2-Sulfoethylacrylat; substituierten oder nicht substituierten
Amiden oder Estern von Acrylsäure,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N-N-dimethylacrylamid,
N-t-butylacrylamid,
N-isopropylacrylamid, Hydroxymethylacrylat, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxypropylylacrylat und Hydroxybutylacrylat gehören; und
substituierten oder nicht substituierten Amiden oder Estern von
Methacrylsäure
besteht, zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N,N-dimethylmethacrylamid,
N-methylmethacrylamid,
N-isopropylmethacrylamid,
Hydroxymethylmethacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylmethacrylat
und
Hydroxybutylmethacrylat gehören; wobei die zweite Monomerkomponente,
welche kationisch ist, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz
(DMAEA.MCQ); Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz (DMAEM.MCQ);
Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz (DMAEM.MSQ); Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz
(DMAEM.BCQ); Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz (DMAEA.MSQ);
Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz (DMAEA.BCQ); Methacryl-amidopropyltrimethylammoniumchlorid
(MAPTAC); Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (APTAC); 2-vinylpyridin; und
4-vinylpyridin gehören.
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Die
zweite Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausflocken
von Feststoffen aus der flüssigen
Komponente eines industriellen Lebensmittelverfahrens, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a)
Einbringen eines kationischen ausflockenden Polymers in eine flüssige Komponente
eines industriellen Lebensmittelverfahrens, was zur Ausbildung von
ausgeflockten Teilchen führt,
wobei das kationische ausflockende Polymer eine erste Monomerkomponente,
welche nichtionisch ist; eine zweite Monomerkomponente, welche kationisch
ist; und eine dritte Monomerkomponente umfasst, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist; wobei die erste Monomerkomponente, welche nichtionisch ist,
aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Acrylamid, Vinylacetat, Vinylcaprolactam, protonierter Acrylamidopropylsulfonsäure, protoniertem
2-Sulfoethylacrylat; substituierten oder nicht substituierten Amiden
oder Estern von Acrylsäure,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N-N-dimethylacrylamid, N-t-butylacrylamid,
N-isopropylacrylamid, Hydroxymethylacrylat, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxypropylylacrylat und Hydroxybutylacrylat gehören; und substituierten
oder nicht substituierten Amiden oder Estern von Methacrylsäure besteht,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N,N-dimethylmethacrylamid,
N- methylmethacrylamid,
N-isopropylmethacrylamid, Hydroxymethylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylmethacrylat und Hydroxybutylmethacrylat gehören; wobei
die zweite Monomerkomponente, welche kationisch ist, aus der Gruppe
ausgewählt
ist, die aus Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz (DMAEA.MCQ);
Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz (DMAEM.MCQ); Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz
(DMAEM.MSQ); Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz (DMAEM.BCQ);
Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz (DMAEA.MSQ); Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz
(DMAEA.BCQ); Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC);
Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (APTAC); 2-Vinylpyridin;
und 4-Vinylpyridin besteht;
- b) Abtrennen der ausgeflockten Teilchen aus der flüssigen Komponente;
und
- c) Bestimmen der Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers in der Flüssigkeit;
wobei der Schritt des Bestimmens der Konzentration des kationischen
ausflockenden Polymers des weiteren folgendes umfasst:
- i) Bebrüten
der Flüssigkeitsprobe
mit einem monoklonalen Antikörper
mit einer Affinität
für das
kationische ausflockende Polymer, wobei die Affinität stark
genug ist, um ein Monomer-Antigen
in dem kationischen ausflockenden Polymer zu erkennen und das kationische
ausflockende Polymer von anderen Polymeren in der Probe zu differenzieren;
- ii) Erfassen und Messen des Grades der Bindung des monoklonalen
Antikörpers
an das Monomer-Antigen; und
- iii) Bestimmen der Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers, bezogen auf den Grad der Bindung des monoklonalen Antikörpers.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
der gesamten Patentanmeldung gelten die folgenden Definitionen:
Polymere
Dispersionsmittel: sind gewöhnlich
ein anionisches Polymer mit massegemittelten Molekülmassen im
Bereich von 1000 bis 50000 Atommasseneinheiten (im Folgenden "amu"), wobei die Molekülmasse jedoch vorzugsweise
im Bereich von 3000–15000
amu liegt. Wie der Name besagt, werden Dispersionsmittel in Prozesse
eingebracht, um suspendierte Teilchen in Dispersion zu halten und
sie keine Ablagerungen oder Zunder bilden zu lassen. Dispersionsmittel
wirken durch Einbringen einer gleichen Ladung in eine geladene Art.
Das wiederum führt
zu Abstoßungen,
durch welche die geladenen Teilchen in Suspension gehalten werden.
Radikalische Polymerisierungen mit Monomeren oder Anhydriden auf
Acrylbasis (wie Maleinsäureanhydrid)
sind die üblichste
Methode zur Herstellung dieser Polymere. Die Hauptbereiche, in denen
Dispersionsmittel verwendet werden, sind Kessel und Kühltürme.
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Polymere
Koagulierungsmittel: sind gewöhnlich
kationisch, können
aber auch anionisch sein. Massegemittelte Molekülmassen können im Bereich von 10000 bis
1000000 amu liegen, liegen jedoch vorzugsweise im Bereich von 20000
bis 500000 amu. Koagulierungsmittel weisen gewöhnlich eine hohe Ladungsdichte
auf. Auf Grund dieser hohen Ladungsdichte wirken Koagulierungsmittel
als Ladungsneutralisatoren, wenn sie mit entgegengesetzt geladenen
Teilchen zusammenwirken. Es gibt zwei übliche Verfahren zur Herstellung
von Koagulierungsmitteln, und zwar durch radikalische Polymerisierung
von Monomeren auf Acryl- oder Allylbasis und durch Additionspolymerisierungen.
Beispiele für
radikalische Polymere sind DAD-MAC
und niedrigmolekulare kationische Acrylamide. Nalco® 8103
ist ein pol-DADMAC,
das mit dem Immunassay nachgewiesen werden kann. Beispiele für Additionspolymere
sind Epichlorhydrin-Dimethylamin-Polymere (Epi-DMA) und Ethylendichlorid-/Ammoniak-Polymere
(im Folgenden "EDC-Ammoniak"). Nalco® 8105
ist ein Koagulierungsmittel Epi-DMA, welches mit einer im Handel
erhältlichen
Immunassayneinrichtung nachgewiesen werden kann.
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Polymere
Flockungsmittel: können
kationisch, anionisch oder ladungsneutral sein. Im Gegensatz zu Koagulierungsmitteln,
welche sehr hohe Ladungsdichten aufweisen, können Flockungsmittel eine unterschiedliche
Ladung aufweisen. Die massegemittelten Molekülmassen sind äußerst groß und können im
Bereich von 1000000 bis 30000000 amu liegen. Das üblichste
Verfahren zur Herstellung von Flockungsmitteln ist dasjenige durch
eine radikalische Polymerisierung von Monomeren auf Vinylbasis,
für welche
Acrylamid und Acrylsäure
Beispiele sind. Flockungsmittel wirken dadurch, dass sie Teilchen
durch Wechselwirkung zwischen Ladungen ansammeln. Wenn sich mehr
Teilchen an der Polymerkette ansammeln, nehmen Größe und Gewicht
der Teilchenmasse zu. Dadurch werden die ausgeflockten Teilchen
abgetrennt, und es wird eine Fest-Flüssig-Trennung bewirkt.
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Alle
in dieser Patentanmeldung angeführten
Polymerdosierungen sind in ppm des Polymers als Produkt angegeben.
Ein Beispiel für
die erforderliche Berechnung zum Bestimmen der Polymerdosis ist
das folgende:
Es werden 2 Gramm reinen Polymers in 198 Gramm
Wasser eingegeben, was eine 1 %-ige Lösung des Polymers gemäß der Erfindung
ergibt. Zur Aktivierung des Polymers wird die Mischung kräftig umgerührt. Dann wird
die Lösung
in 200 ml des Abgangsstroms eindosiert. 1 ml einer 1 %-igen Lösung ist
gleich 50 ppm des Polymers als Produkt. Siehe die folgende Berechnung.
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Das
gleiche Verfahren wird für
die Feldversuche angewandt.
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Abgangsstrom:
die flüssige
Komponente des an Diatomeenerde verwendeten Waschwassers in einem
Zuckerherstellungsverfahren.
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RSV
steht für
reduzierte spezifische Viskosität,
welche eine Anzeige für
Polymerkettenlänge
und mittleres Molekulargewicht ist. Die RSV wird bei einer gegebenen
Polymerkonzentration und einer gegebenen Temperatur gemessen und
folgendermaßen
berechnet
- η
- = Viskosität der Polymerlösung
- ηo
- = Viskosität des Lösungsmittels
bei der gleichen Temperatur
- c
- = Konzentration des
in Lösung
befindlichen Polymers.
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In
dieser Patentanmeldung lauten die Konzentrationseinheiten "c" (Gramm/100 ml oder g/Deziliter). Deshalb
lauten die RSV-Einheiten dl/g. In dieser Patentanmeldung war das
zur Messung der RSV verwendete Lösungsmittel
eine 1.0N – Natriumnitratlösung. Es
wurde eine 0,045%-ige Lösung
des Polymers verwendet. Die RSV wurde bei 30°C gemessen. Die Viskositäten η und ηo wurden mit Hilfe eines Halbmikro-Verdünnungsviskosimeters
Cannon Ubbelohde der Größe 75 gemessen.
Das Viskosimeter wird in vollkommen vertikaler Position in einem
Bad mit konstanter Temperatur angebracht, welches auf 30 ± 0,02°C eingestellt
wird. Der bei der Berechnung der RSV enthaltene Fehler beträgt etwa
2 dl/Gramm. Wenn zwei Polymere der gleichen chemischen Zusammensetzung ähnliche
RSVs aufweisen, ist das eine Anzeige dafür, dass sie ähnliche
Molekulargewichte besitzen.
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Die
erste Ausgestaltung der Erfindung ist ein ausflockendes Dispersionspolymer,
mit:
einer etwa 60 Mol-% umfassenden Monomerkomponente, welche
nichtionisch ist;
einer zweiten, etwa 30 Mol-% umfassenden
Monomerkomponente, welche kationisch ist; und
einer dritten,
etwa 10 Mol-% umfassenden Monomerkomponente, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist.
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Bei
diesem Polymer liefert die zweite Monomerkomponente das Volumen
der kationischen Ladung und stellt in Verbindung mit der ersten
Monomerkomponente ein hohes Molekulargewicht bereit. Die dritte
Monomerkomponente DAD-MAC
wird zum Nachweis verwendet. Die dritte Monomerkomponente stellt
auch eine zusätzliche
kationische Ladung für
das Polymer bereit. Die Schaffung dieses Flockungsmittels ist dadurch schwierig,
dass durch Erhöhen
der DADMAC-Konzentration
die Empfindlichkeit für
den Immunassay zunimmt, jedoch die Effektivität des Polymers als Flockungsmittel
auf Grund einer Einbuße
an Molekulargewicht abnimmt.
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Die
erste Monomerkomponente ist aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Acrylamid, Vinylacetat, Vinylcaprolactam, protonierter Acrylamidopropylsulfonsäure, protoniertem
2-Sulfoethylacrylat; substituierten oder nicht substituierten Amiden
oder Estern von Acrylsäure,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N-N-dimethylacrylamid, N-t-butylacrylamid,
N-isopropylacrylamid, Hydroxyrnethylacrylat, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxypropylylacrylat und Hydroxybutylacrylat gehören; substituierten
oder nicht substituierten Amiden oder Estern von Methacrylsäure besteht,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N,N-dimethylmethacrylamid, N-methylmethacrylamid,
N-isopropylmethacrylamid, Hydroxymethylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat
und Hydroxybutylmethacrylat gehören.
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Die
zweite Monomerkomponente ist aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz (DMAEA.MCQ; Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz
(DMAEM.MCQ; Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz (DMAEM.MSQ;
Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz (DMAEM.BCQ; Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz
(DMAEA.MSQ; Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz (DMAEA.BCQ;
Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC); Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid
(APTAC); 2-vinylpyridin; und 4-vinylpyridin gehören.
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Die
dritte Monomerkomponente ist Diallyldiammoniumchlorid.
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Die
erste Monomerkomponente, welche nichtionisch ist, ist in einer Menge
von etwa 5 Mol-% bis etwa 80 Mol-% des gesamten Polymers vertreten.
Vorzugsweise ist sie in einer Menge von etwa 25 Mol-% bis etwa 75
Mol-% vertreten, und am meisten vorzugsweise ist die erste Monomerkomponente
in einer Menge von etwa 60 Mol-% des gesamten Polymers vertreten.
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Die
zweite Monomerkomponente, welche kationisch ist, ist in einer Menge
von etwa 5 Mol-% bis etwa 90 Mol-% des gesamten Polymers vertreten.
Vorzugsweise ist sie in einer Menge von etwa 5 Mol-% bis etwa 50
Mol-% vertreten, und am meisten vorzugsweise ist die zweite Monomerkomponente
in einer Menge von etwa 30 Mol-% des gesamten Polymers vertreten.
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Die
dritte Monomerkomponente, welche Diallyldiammoniumchlorid ist, ist
in einer Menge von etwa 3 Mol-% bis etwa 30 Mol-% des gesamten Polymers
vertreten. Vorzugsweise ist sie in einer Menge von etwa 3 Mol-%
bis etwa 20 Mol-% vertreten, und am meisten vorzugsweise ist die
dritte Monomerkomponente in einer Menge von etwa 10 Mol-% des gesamten
Polymers vertreten.
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Bei
der Wahl der verschiedenen Molprozente für jede Komponente ist es wichtig
anzumerken, dass die Molprozente derart gewählt werden müssen, dass
alle drei Monomerkomponenten in mindestens einem Minimalwert von
3 Mol-% des Polymers vertreten sind. Mithin ist der mögliche Bereich
für die
Molprozente der Monomerkomponenten in diesem Dispersionspolymer
der folgende:
etwa 5 bis etwa 80 Mol-% für die erste Monomerkomponente,
welche nichtionisch ist;
etwa 5 bis etwa 90 Mol-% für die zweite
Monomerkomponente, welche kationisch ist; und
etwa 3 bis etwa
30 Mol-% für
die dritte Monomerkomponente, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist.
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Die
Zusammensetzung des zum Entwässern
bei der Anwendung in der Zuckerlebensmittelherstellung bevorzugten
Polymers beträgt
etwa 60 Mol-% für
die erste Monomerkomponente, welche Acrylamid ist; etwa 30 Mol-%
für die
zweite Monomerkomponente, welche Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz (DMAEM.MCQ)
ist; und etwa 10 Mol-% Diallyldiammoniumchlorid.
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Das
(die) am meisten bevorzugte(n) Polymer(e) zur Verwendung in anderen
Anwendungen für
die Fest-Flüssig-Nahrungsmittelherstellung
sind je nach dem Ladungsbedarf des auszuflockenden Materials verschieden.
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Auf
Grund der Empfindlichkeit des Immunassays und dessen Affinität für Diallyldimethylammoniumchlorid
ist es zweifelhaft, dass wesentliche Änderungen in diesem Molekül toleriert
werden würden.
Subtile Änderungen,
wie der Wechsel des Gegenions von Chlorid zu Bromid oder zu Methylsulfat
oder einem anderen Halogen oder Pseudohalogen, sollte das System
nicht beeinträchtigen.
Andere Änderungen
an der Integrität des
DADMAC-Moleküls,
beispielsweise das Substituieren von Dimethyl durch "Diethyl", ist hinsichtlich
der Nachweisbarkeit dieses Polymers nachteilig.
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Die
Polymere der vorliegenden, beanspruchten Zusammensetzung eines "kationischen ausflockenden
Dispersionspolymers" gemäß der Erfindung
werden in einer Dispersionspolymerisierung hergestellt. Man kann
sie in Form von Latex herstellen, es versteht sich jedoch, dass
die Latex-Versionen dieser Polymere in der Technik bekannt sind
und nicht als Polymere der vorliegenden, beanspruchten Zusammensetzung
eines "kationischen
ausflockenden Dispersionspolymers" gemäß der Erfindung
zu betrachten sind, selbst wenn die Latex-Versionen dieser Polymere
bei der vorliegenden, beanspruchten Erfindung eines "Verfahrens zum Ausflocken
von Feststoffen" verwendet
werden können.
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Neben
sämtlichen
anderen, im Folgenden aufgezählten
Unterschieden besteht ein Vorteil bei der Herstellung des Polymers
in Form einer Dispersion darin, dass keine Polymerisierungsöle bei dem
Polymer vorhanden sind. Das ist ein Vorteil, weil es unerwünscht ist,
dass Polymerisierungsöle
in irgendwelchen Lebensmittelherstellungsströmen vorhanden sind.
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Man
kann die kationischen ausflockenden Polymere auch in der in der
Technik als trockene Form bekannten Weise herstellen. Dem Fachmann
sind gewöhnlich
Verfahren zur Herstellung dieser kationischen ausflockenden Polymere
in trockener Form bekannt.
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Zur
Herstellung des Dispersionspolymers gemäß der vorliegenden Erfindung
kann ein diskontinuierliches oder halbkontinuierliches Verfahren
angewandt werden. Bei einer diskontinuierlichen Polymerisierung werden
die polymeren Stabilisatoren, Kettenübertragungsreagenzien, Monomere,
der Chelatbildner und Wasser zu Anfang in den Reaktor eingegeben.
Alle oder ein Teil des (der) Foumlierungssalze(s) werden ebenfalls zu
diesem Zeitpunkt in den Reaktor eingegeben. Es beginnt das mechanische
Umrühren,
und der Reaktorinhalt wird auf die gewünschte Polymerisierungstemperatur
erhitzt. Wenn die Sollwerttemperatur erreicht ist, wird der Initiator
eingegeben, und es beginnt eine Reinigung mit Stickstoff. Die Reaktion
kann bis zur Beendigung bei der gewünschten Temperatur ablaufen,
und dann wird der Inhalt des Reaktors abgekühlt. Während oder nach der Polymerisierung
können
zusätzliche
anorganische Salze zugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit aufrechtzuerhalten
oder Einfluss auf die Endproduktqualität zu nehmen. Weiterhin kann
während der
Reaktion ein weiterer Initiator zugesetzt werden, um gewünschte Umwandlungsgeschwindigkeiten
zu erzielen und die Reaktion leichter abzuschließen. Die Anwendung des halbkontinuierlichen
Polymerisierungsverfahrens unterscheidet sich von einem diskontinuierlichen
Polymerisierungsverfahren nur darin, dass eines oder mehrere der
bei der Synthese des Polymers verwendeten Polymere zu Beginn der
Reaktion zum Teil oder ganz ferngehalten wird. Das zurückgehaltene
Polymer wird dann im Laufe der Polymerisierung eingebracht. Wenn
ein Acrylamidmonomer als halbkontinuierlich eingebrachtes Monomer
verwendet wird, wird während des
halbkontinuierlichen Zeitraums oft auch ein Chelatbildner zugesetzt.
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Die
Dispersionspolymere gemäß der vorliegenden,
beanspruchten Erfindung umfassen die drei oben genau beschriebenen
monomeren Bestandteile, und zwar eine nichtionische Monomerkomponente,
eine kationische Monomerkomponente und eine monomere DADMAC-Komponente.
Des weiteren umfasst das Dispersionspolymer andere Reaktionskomponenten
wie Wasser, anorganische Salze, polymere Stabilisatoren, Kettenübertragungsreagenzien,
Initiatoren und RSV-Stabilisatoren.
Das Wasser hat den Zweck, als Polymerisierungsmedium zu wirken.
Anorganische Salze und polymere Stabilisatoren dienen zur Förderung
des Abscheidungsvorgangs und wirken als Verarbeitungshilfen. Der
polymere Stabilisator dient auch als ein Teilchenstabilisierungsmittel.
Das Kettenübertragungsreagens
dient als das Molekulargewicht des Polymers regelndes Mittel. Die
Initiatoren werden zum Initiieren der Polymerisierungsreaktion verwendet.
Die RSV-Stabilisatoren werden zur Stabilisierung des Molekulargewichts
des Polymers verwendet.
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Wie
weiter oben kurz erwähnt,
enthält
das Dispersionspolymer der vorliegenden, beanspruchten Erfindung
im Gegensatz zu in Entwässerungsvorgängen verwendeten
herkömmlichen
Latex-Polymeren keinerlei Öl
oder Tensid. Die Mo nomere, Salze und das Wasser werden zusammen
mit den polymeren Stabilisatoren in einen Reaktionsbehälter eingefüllt. Wenn
die Reaktion vor sich geht, bilden sich Polymerketten und werden schnell
größer. Da
sich diese Polymere in einer Salzlösung von hoher Ionenstärke befinden,
neigen sie zum Herumwickeln um sich selbst. Wie oben angemerkt,
helfen die polymeren Stabilisatoren bei der Stabilisierung dieser
spiralförmigen
Polymere, die sich in dichte Polymerteilchen verwandeln. Zur Verwendung
der Dispersionspolymere wird die Polymerlösung in Wasser eingegeben.
Durch die Änderung
der Ionenstärke
können
sich die Polymere auseinanderwickeln und ausdehnen. Zu diesem Zeitpunkt
sind die Dispersionspolymere gebrauchsfertig.
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Da
die Dispersionspolymere weder Tenside noch Öl enthalten, sind die Dispersionspolymere
umweltfreundlich und idealerweise mehr als die Latex-Polymere zu
Anwendungen bei Nahrungsmitteln geeignet. Außerdem ist das Fehlen von Öl in den
Dispersionspolymeren gleichbedeutend damit, dass solche Polymere praktisch
einen flüchtigen
organischen Anteil von Null (VOC) aufweisen, und das ist ein weiterer
umweltbezogener Vorteil dieser Polymere.
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Noch
weiter wird das Polymer, da die Dispersionspolymere im Gegensatz
zu Latex-Produkten nicht in einer Ölmatrix emulgiert sind und
eher wäßrige Lösungen von
suspendiertem Polymer in Salzwasser sind, durch einfache Verdünnung der
Dispersionsprodukte mit Wasser in einen nutzbaren Zustand gebracht.
Weiterhin ist nicht nur die einfache Nutzbarkeit ein Vorteil der
Dispersionspolymere, sondern die vorliegende Erfindung sorgt für Kosteneinsparungen
durch die Benutzer, da bei Verwendung solcher Dispersionspolymere keine
komplizierten und kostspieligen Polymerverdünnungs- und Zuführsysteme
erworben werden müssen.
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Überraschenderweise
wurde festgestellt, dass die dritte Monomerkomponente, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist, die Fähigkeit
zum Nachweis der Polymere gemäß der vorliegenden
Erfindung bietet. Die Polymere sind durch Verwendung von Hybridomzellenlinien
nachweisbar, welche monoklonale Antikörper mit einer Affinität für das eingebaute,
in dem Polymer vertretene DADMAC-Monomer
erzeugen. Geeignete Immunabsorptionsassays zur Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung lassen sich gemäß den in
dem USA-Patent Nr. 5,593,850 ausführlich beschriebenen Verfahren
vorbereiten. Sie sind auch als "(polyDAD-MAC)-Immunassaynausrüstung Nalco® 8103", die von der Nalco
Chemical Company hergestellt wird, im Handel erhältlich.
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In
dem USA-Patent Nr. 5,338,541 sind doppelte kationische Terpolymere
offenbart, welche Acrylamid, Dimethyldiallylammoniumchlorid und
ein zweites kationisches Monomer umfassen und für kosmetische Anwendungen bei
Haar, Nägeln
und Haut als geeignet bekannt sind.
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In
dem USA-Patent Nr. 4,617,362 sind Inversemulsionspolymere offenbart,
welche einen verstärkten Einbau
von Diallyldimethylammoniumchlorid in ein Acrylamidpolymer vorsehen.
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In
dem USA-Patent Nr. 5,006,596 sind selbstinvertierende, wasserlösliche Polymere
offenbart, die zum Ausflocken von suspendierten anorganischen und
organischen Stoffen in wässrigen
Systemen verwendet werden.
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In
dem USA-Patent Nr. 5,593,850 ist ein Verfahren zum Nachweisen wasserlöslicher
Polymere mit Hilfe von monoklonalen Antikörpern gelehrt. Diese Antikörper wurden
durch Injizieren eines Polymers in ein Kaninchen abgeleitet; das
Kaninchen entwickelt dann Antikörper
zur Bekämpfung
dieses speziellen Fremdkörpers.
Die Antikörper
produzierenden Zellen werden dem Kaninchen entzogen und zwecks Erzeugung
geeigneter Mengen der Antikörper
kultiviert. Beispiele für
Polymere, die sich mit Hilfe dieser Technik nachweisen lassen, sind
die Polymere Nalco® 8103, Nalco® 8105
und Prism®,
die alle von der Nalco Chemical Company erhältlich sind. Diese sämtlichen
Polymere wurden in Tiere injiziert, welche den speziellen Antikörper ausbildete.
Man kann einen Antikörper
als Schloss und das Antigen (das Polymer) als Schlüssel betrachten,
wobei es sich versteht, dass nur dieser eine spezielle Schlüssel in
jedes spezielle Schloss passt.
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Bei
den bei dieser Arbeit synthetisierten Polymeren wurde eine andere
Technik verwendet. Bei dieser Arbeit wurde ein Polymer synthetisiert.
Das Polymer wurde weder in ein Kaninchen injiziert, noch wurden
spezielle Antikörper
daraus erzeugt. Das geschaffene Polymer enthielt eine spezielle
Menge des eingebauten DADMAC-Polymers, welches das gleiche Monomer
ist, das zur Herstellung von Nalco® 8103
verwendet wurde und sich mit Hilfe des Immunassaynverfahrens gemäß dem USA-Patent
5,593,850 nachweisen lässt.
Bei dieser Arbeit wurde festgestellt, dass der Antikörper für das DADMAC-Polymer
durch Konzentration auf die eingebauten Komponenten des DADMAC-Polymers
das gesamte Polymer identifiziert. Ziemlich wenig erwartet worden
war, dass die Verwendung eines Antikörpers, die selektiv für polyDADMAC
wirkte, auch als Nachweis für
ein Polymer wirken würde,
welches andere Monomere in sich besitzt, wobei eine von den vertretenen
Monomeren nur eine sehr kleine Menge DADMAC ist. Der Grund, aus
welchem man das nicht erwartete, lag darin, dass es nicht feststand,
ob der Antikörper
die eingebaute DADMAC-Komponente in dieser komplizierten Matrix "erkennen" würde. Es
wurde jedoch festgestellt, dass die ausflockenden Polymere gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Hilfe des Immunassayverfahrens des USA-Patents 5,593,850
bis hinab zu ppb-Graden gemessen werden können.
-
In
der aktuellen Praxis wird die Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers durch einen Immunassay bestimmt. Zunächst wird die Wasserprobe mit
einem monoklonalen Antikörper
mit einer Affinität für die Komponente
Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) bebrütet, welcher als Antigen in
dem kationischen ausflockenden Polymer wirkt. Die Affinität ist stark
genug, um ein kationisches ausflockendes Polymer mit der DADMAC-Komponente
darin zu erkennen und das kationische ausflockende Polymer von anderen
Polymeren in der Wasserprobe zu differenzieren. Als nächstes wird
bei der Immunassay der Grad der Bindung des monoklonalen Antikörpers an
die DADMAC-Komponente gemessen. Dann wird die Konzentration des
kationischen ausflockenden Polymers je nach dem Bindungsgrad des
monoklonalen Antikörpers
bestimmt, siehe Analusis, 25 (7), 25–29 (1997).
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Grad der Antikörper-Bindung mit einem
heterologen "Sandwich"-Enzym-Immunassay
(im Folgenden "ELISA") bestimmt. Bei diesem
Assay werden die Antikörper mit
magnetischen Teilchen und einem Enzym konjugiert. Wenn die konjugierten
Antikörper
mit einer Wasserprobe mit dem Polymer darin bebrütet werden, erkennen die Antikörper das
Antigen der DADMAC-Komponente an dem Polymer und werden daran gebunden.
Der entstandene Komplex ist ein "Sandwich" aus Enzym-Antikörper-Antigen-Antikörper-magnetischen
Teilchen. Dieses Sandwich wird dann durch Einwirkung eines Magneten
von dem Rest der Wasserprobe abgetrennt. Das Sandwich wird an dem
Magneten befestigt, und die verbleibende Probe wird dekantiert und
fortgespült.
Dann wird das Sandwich von dem Magneten abgenommen, und dann wird
es in einer Lösung
eines Substrats des Enzyms in dem Sandwich wieder suspendiert. Das Enzym
in dem Sandwich katalysiert die Reaktion des Substrats auf eine
nachweisbare Verbindung. Ein Beispiel für diese Reaktion ist die Dephosphorylierung
von p-Nitrophenylphosphat, um p-Nitrophenol zu ergeben. Das p-Nitrophenol
weist eine gelbe Farbe auf. Die Zunahme der gelben Farbe ist proportional
der Enzym-Sandwich-Konzentration,
welche wiederum proportional der Polymerkonzentration ist.
-
Mithin
wird die Konzentration des kationischen ausflockenden Polymers mit
Hilfe dieser Antikörper-Verfahren
ermittelt. Die Kenntnis der Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers ist von hohem Wert bei industriellen Nahrungsmittelherstellungsvorgängen, bei
welchen Systemerfordernisse vorschreiben, dass die Menge des ausflockenden
Polymers, das nach dem Ausflocken des Fest-Flüssig-Systems
vorhanden ist, bekannt sein muss. Mit Hilfe der hier beschriebenen
Immunassayverfahren lassen sich kationische ausflockende Polymere
gemäß der vorliegenden
Erfindung und ihre Latex-Gegenstücke
bis hinab zu Graden von Teilen pro Billion ("ppb")
nachweisen. In der Praxis wurde festgestellt, dass die kationischen
ausflockenden Dispersionspolymere gemäß der vorliegenden beanspruchten
Erfindung bis hinab zu 50 ppb nachgewiesen werden können. Auf
Grund dieser Nachweisempfindlichkeit lassen sich sehr große Vorteile
erhalten. Beispielsweise kann nunmehr der in einer flüssigen Probe
obenauf schwimmende Decke entsprechend der vorliegenden Erfindung
untersucht werden, um die Menge des darin enthaltenen ausflockenden
Polymers zu quantifizieren. Dadurch kann festgestellt werden, ob
eine bestimmte Ablaufflüssigkeit
je nach der Qualität
des vorhandenen aus flockenden Polymers abgegossen oder nicht abgegossen
werden sollte. Ein Beispiel dafür
ist, ob Flüssigkeit
mit Zucker darin in umweltsicherer Weise abgegossen werden oder
weiter versucht werden sollte, den Zucker rückzugewinnen. In der Vergangenheit
wäre die
Flüssigkeit
auf Grund von Besorgnis über
eine mögliche
Kontaminierung mit ausflockendem Polymer abgegossen worden. Nunmehr
ist es mit Hilfe der Polymere und der Verfahren gemäß der vorliegenden
beanspruchten Erfindung ein genauer Nachweis dafür möglich, wieviel kationisches
ausflockendes Polymer in der Flüssigkeit
vorhanden ist, und mithin kann nun Zucker aus Flüssigkeit mit quantifizierbaren
Mengen an vorhandenem polymerem Flockungsmittel rückgewonnen werden.
-
Die
zweite Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausflocken
von Feststoffen aus der flüssigen
Komponente in einem industriellen Lebensmittelverfahren, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a)
Einbringen eines kationischen ausflockenden Polymers in eine flüssige Komponente
eines industriellen Verfahrens, was zur Ausbildung von ausgeflockten
Teilchen führt,
wobei das kationische ausflockende Polymer eine erste Monomerkomponente,
welche nichtionisch ist; eine zweite Monomerkomponente, welche kationisch
ist; und. eine dritte Monomerkomponente umfasst, welche Diallyldimethylammoniumchlorid
ist; wobei die erste Monomerkomponente, welche nichtionisch ist,
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Acrylamid, Vinylacetat, Vinylcaprolactam, protonierter
Acrylamidopropylsulfonsäure,
protoniertem 2-Sulfoethylacrylat; substituierten oder nicht substituierten
Amiden oder Estern von Acrylsäure,
zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N-N-dimethylacrylamid,
N-t-butylacrylamid,
N-isopropylacrylamid, Hydroxymethylacrylat, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxypropylylacrylat und Hydroxybutylacrylat gehören; und
substituierten oder nicht substituierten Amiden oder Estern von
Methacrylsäure
besteht, zu denen, wenn auch nicht darauf beschränkt, N,N-dimethylmethacrylamid, N-methylmethacrylamid,
N- isopropylmethacrylamid,
Hydroxymethylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat
und Hydroxybutylmethacrylat gehören;
wobei die zweite Monomerkomponente, welche kationisch ist, aus der
Gruppe ausgewählt
ist, die aus Dimethylaminoethylacrylatmethylchloridsalz (DMAEA.MCQ);
Dimethylaminoethylmethacrylatmethylchloridsalz (DMAEM.MCQ); Dimethylaminoethylmethacrylatmethylsulfatsalz
(DMAEM.MSQ); Dimethylaminoethylmethacrylatbenzylchloridsalz (DMAEM.BCQ);
Dimethylaminoethylacrylatmethylsulfatsalz (DMAEA.MSQ); Dimethylaminoethylacrylatbenzylchloridsalz
(DMAEA.BCQ); Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC);
Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (APTAC); 2-Vinylpyridin; und
4-Vinylpyridin besteht;
- b) Abtrennen der ausgeflockten Teilchen aus der flüssigen Komponente;
und
- c) Bestimmen der Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers in der Flüssigkeit;
wobei der Schritt des Bestimmens der Konzentration des kationischen
ausflockenden Polymers des weiteren folgendes umfasst:
- i) Bebrüten
der Flüssigkeitsprobe
mit einem monoklonalen Antikörper
mit einer Affinität
für das
kationische ausflockende Polymer, wobei die Affinität stark
genug ist, um ein Monomer-Antigen
in dem kationischen ausflockenden Polymer zu erkennen und das kationische
ausflockende Polymer von anderen Polymeren in der Probe zu differenzieren;
- ii) Erfassen und Messen des Grades der Bindung des monoklonalen
Antikörpers
an das Monomer-Antigen; und
- iii) Bestimmen der Konzentration des kationischen ausflockenden
Polymers, bezogen auf den Grad der Bindung des monoklonalen Antikörpers.
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Die
industriellen Lebensmittelherstellungsvorgänge, in welchen das Verfahren
gemäß der vorliegenden,
beanspruchten Erfindung ausgeführt
werden kann, sind Vorgänge
in der Zuckerherstellungsindustrie.
-
Das
Raffinieren von Zucker, entweder aus Rohr oder Zuckerrüben, ist
ein mehrstufiger Vorgang, der schließlich zu Tafelzucker (Saccharose)
führt.
Wenn die Feldfrüchte
in den Fabriken eintreffen, enthalten sie Schmutz und Verunreinigungen,
der sich beim Erntevorgang angesammelt hat. Bei der Ernte von Zuckerrohr, das
mit Planierraupen ähnlich
Bulldozern geerntet wird, kann der Abfall nicht weniger als 10%
bis 25% des Gewichts des zu der Fabrik gelieferten Materials ausmachen.
Infolgedessen ist das Reinigen ein entscheidender Vorgang bei der
Herstellung der weiteren Gewinnungsvorgängen zugeführten Rohmaterialien.
-
Nach
dem gründlichen
Waschen des Rohrs oder der Zuckerrüben wird aus dem Rohmaterial
Saccharose gewonnen. In Rohrzuckerfabriken erfolgt das gewöhnlich durch
Zerdrücken
und Zerkleinern der gewaschenen, zerschnittenen Rohrmasse, wodurch
ein Saft mit annähernd
12% bis 15% Saccharose darin entsteht. Dagegen werden bei Zuckerrüben die
Rüben in
lange, schmale Stücke
(Schnitzel) zerschnitten, und die Saccharose wird durch Waschen
mit Wasser in Extraktionsanlagen bei etwa 71,1°C gewonnen.
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Nach
dem anfänglichen
Zerdrücken
und Zerkleinern werden die Rohrmassen ausgepresst, um so viel Zucker
wie möglich
zu gewinnen, und die verbleibenden Feststoffe (die Bagasse) werden
gewöhnlich
in Kesseln verbrannt, um Dampf zu erzeugen. Die Bagasse kann auch
für solche
Produkte wie Isolierplatten oder schalldämpfende Fliesen verwendet werden.
In der Zuckerrübenindustrie
enthält
der Rübenbrei-Rückstand ziemlich
viel Protein, und er kann mit einem Teil der Anlagenproduktion von
Melasse zu Rinderfutter gemischt werden.
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Die
Haupttriebkraft beim Reinigen von Zucker ist der beim Entzuckern
angewandte Kristallisierungsschritt. Aus der Ausgangskläre werden
Zuckerkristalle entzogen und nacheinander rekristallisiert. Die "Verunreinigungen" in diesen aufeinanderfolgenden
Rekristallisierungen werden zu einer als Melasse bekannten, dicken
Lösung
konzentriert.
-
Melasse
enthält
annähernd
50% Saccharose und andere stickstoffhaltige Verbindungen wie Betain, Invertzucker,
organische Säuren
wie Glutaminsäure
und andere Verbindungen, die aus dem Zuckerrohr oder der Rübe kommen.
Die Melasse ist auf Grund ihres hohen Zucker- und Stickstoffgehalts
ein wertvolles Rohmaterial, welches im Gärungsgewerbe verwendet wird.
-
Sie
wird auch in Tierfutterergänzungen
und durch die pharmazeutische Industrie verwendet. Tatsächlich sind
Verkäufe
von Melassen eine zusätzliche
Einkommensquelle für
Zuckerhersteller. Da die Melasse ungefähr 50% Zucker ist, betrachten
sie manche Zuckerhersteller auch als zusätzliche Quelle für Zucker,
welcher raffiniert werden kann. In einem bekannten Verfahren zur
Gewinnung von Zucker aus Melasse ist eine mehrstufige Ionenaustauschersäule vorhanden.
Die bei diesem Verfahren entstehende Ablaufflüssigkeit, welche Zucker enthält, wird
dann mit Diatomeenerde gemischt und zum Entwässern zu einem Schichtrahmenfilter
geführt.
Der gelöste
Zucker befindet sich in der Ablaufflüssigkeit und wird zum weiteren
Raffinieren zum Einlass einer Anlage geführt. Jedoch ist ein sehr großer Teil
des Zuckers, der auf der Diatomeenerde aufgesaugt wurde, noch in
auf der Erde aufgesaugter Form vorhanden.
-
Deshalb
wird die Diatomeenerde nach dem Auspressen wieder mit Wasser aufgeschlämmt. Dadurch kann
sich aller aufgesaugter Zucker wieder lösen und die Ausbeute an rückgewonnenem
Zucker erhöhen.
Dabei wurden bei herkömmlichen
Verfahren versucht, ein traditionelles ausflockendes Polymer einzubringen,
um die Diatomeenerde auszuflocken. Dann werden die abgesetzten Feststoffe,
welche aus der Flüssigkeit
ausgeflockten Zucker enthalten, der weiteren Entwässerung
mit einer pneumatischen Presse zugeführt. Theoretisch lässt sich
die obenauf schwimmende Decke, welche noch Restzucker enthält, weiter
raffinieren. Auf Grund des Einbringens eines ausflockenden Polymers
entsteht jedoch die Frage, ob die Ablaufflüssigkeit mit diesem Polymer
kontaminiert wird. Durch diese Kontaminierung wird die Verwendung
der Ablaufflüssigkeit
eingeschränkt und
beeinträchtigt
sehr stark die Gesamtausbeute an rückgewinnbarem Zucker.
-
Mit
der vorliegenden Erfindung werden Verfahren und Zusammensetzungen
geschaffen, mit denen ein Flockungsmittel in einem Behandlungssystem
nachgewiesen werden kann. Die Dispersionspolymere in der Zusammensetzung
des "kationischen
ausflockenden Dispersionspolymers" gemäß der vorliegenden
Erfindung sowie ihr Latex-Polymer und ihr Trockenpolymer als ihre
Verwandten sind Flockungsmittel, welche eine hohe kationische Ladung
und ein Molekulargewicht besitzen, welche für eine hinreichende Fest-Flüssig-Trennung
ausreichen. Solche Polymere erzeugen eine feste Flocke, welche den
mit dem Entwässern
zusammenhängenden
Druck aushalten kann. Noch weiterhin lassen sich sowohl die Dispersionspolymere
in der "kationischen
ausflockenden Dispersionspolymer"-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung als auch ihr Latex-Polymer und ihr Trockenpolymer als
ihre Verwandten mit Hilfe eines heterologen Enzym-Immunassays nachweisen;
dabei liegt die Nachweisempfindlichkeit im Bereich von Teilen pro
Billion.
-
Neben
der Verarbeitung der Melasse kann die vorliegende Erfindung auch
zur Steigerung der Zuckerausbeute aus einer standardmäßigen Kläre verwendet
werden. Die Verarbeitung von standardmäßiger Kläre ist die Rückgewinnung
von Zucker aus eingedicktem Rübensaft.
Sie ist ein sauberer Vorgang als die Rückgewinnung der Melasse, macht
jedoch immer noch eine Vorreinigung notwendig, bevor dieser in die
Kristallisierungspfannen eintreten kann. Wie bei dem Melasseverfahren
wird die standardmäßige Kläre mit Diatomeenerde
gemischt und dann durch einen Schichtrahmenfilter hindurch gefiltert.
-
Wiederum
wird Zucker sehr stark auf der Diatomeenerde aufgesaugt. Zum Sammeln
dieses Zuckers wird die Diatomeenerde wieder mit Wasser aufgeschlämmt und
einem Absetzbehälter
zugeführt.
Dabei wird das kationische ausflockende Polymer gemäß der vorliegenden
Erfindung in den Absetzbehälter
eingebracht. Dieses Polymer flockt die Diatomeenerde aus und ermöglicht eine
wirksame Fest-Flüssig-Trennung. Die dekantierte
Flüssigkeit,
welche Zucker enthält,
wird dann der weiteren Bearbeitung zugeleitet, und der feste Stoff wird
der Entwässerung
zugeführt.
Wiederum weist die ausgepresste Ablaufflüssigkeit aus dem Entwässerungsvorgang ebenfalls
eine hohe Zuckerkonzentration auf und wird ebenfalls der weiteren
Bearbeitung zugeleitet.
-
Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird das kationische ausflockende Polymer
in einer zur Begünstigung
der Fest-Flüssig-Trennung
wirksamen Menge in den Absetzbehälter
eingebracht. Insbesondere wird das kationische ausflockende Polymer
in einer Menge von etwa 200 ppm bis etwa 2000 ppm eingebracht.
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Bei
den Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden vorzugsweise etwa 400 ppm bis etwa 1000 ppm des
kationischen ausflockenden Polymers verwendet. Am meisten vorzugsweise
werden bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung etwa 600 ppm bis etwa 700 ppm des kationischen ausflockenden Polymers
verwendet.
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Das
nachweisbare Flockungsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung kann im wesentlichen in jedem System verwendet werden,
in welchem ein Flockungsmittel verwendet wird und die Bestimmung
der Konzentration dieses Flockungsmittels in dem Behandlungsvorgang
vorteilhaft wäre.
Besonders vorteilhaft ist sie bei der Nahrungsmittelherstellung,
bei welcher eine Kontaminierung mit Polymer nicht hinnehmbar ist.
Beispielsweise lässt
sich die vorliegende Erfindung in Zuckerraffinierungssystemen zum
Entwässern
der Melasse und der standardmäßigen Kläreabgangsströme und in
Saftklärsystemen
verwenden.
-
Die
folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung veranschaulichen.
-
BEISPIELE
-
In
allen diesen Beispielen gelten die Beschreibungen für die angegebenen
Polymere.
-
-
Die
Polymere A, D und E sind keine kationischen ausflockenden Polymere
in der vorliegenden, beanspruchten Zusammensetzung gemäß der Erfindung;
dabei können
jedoch Polymer A und Polymer D (zusammen mit Polymer B und Polymer
C) bei der vorliegenden, beanspruchten Erfindung des "Verfahrens zum Ausflocken
von Feststoffen" verwendet
werden. Polymer E kann bei der vorliegenden, beanspruchten Erfindung des "Verfahrens zum Ausflocken
von Feststoffen" nicht
verwendet werden; es ist hier als Vergleichsbeispiel enthalten.
-
BEISPIEL 1
-
Dispersionspolymerisierung
von 20,5% polymeren Feststoffen von Acrylamid/Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz/Diallyldimethylammoniumchlorid mit Hilfe der halbkontinuierlichen
Technik
-
Es
wurden 20,5% polymere Feststoffe eines Dispersionspolymers aus 60/30/10
Mol-% Acrylamid/Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid als quaternäres Salz/Diallyldimethylammoniumchlorid
in folgender Weise synthetisiert. Ein Reaktionskolben von 1500 cm3 wurde mit einer mechanischen Rührvorrichtung, einem
Thermoelement, einem Kondensator, einem Stickstoffreinigungsrohr,
einer Eingabeöffnung
mit einem an einer Spritzenpumpe befestigten Rohr und einem Heizband
versehen. In diesen Reaktionskolben wurden 80,3g Acrylamid (50%-ige
wässrige
Lösung,
erhältlich
von der Nalco Chemical Company), 34,2g Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz (80%-ige wässrige
Lösung,
erhältlich
von der CPS Chemical Company in Old Bridge, NY), 44,6g Diallyldimethylammoniumchlorid
(62%-ige wässrige
Lösung,
erhältlich
von der Nalco Chemical Company), 60,0g eines Homopolymers von Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz (15%-ige wässrige
Lösung,
erhältlich
von der Nalco Chemical Company), 45,5g eines Homopolymer von Diallyldimethylammoniumchlorid
(15%-ige wässrige
Lösung,
erhältlich
von der Nalco Chemical Company), 12,0g Polyethylenglycol (Molekulargewicht
400, erhältlich
von der Aldrich Chemical Co. in Milwaukee, WI (1-800-558-9160)),
0,2g Ethylendiamintetraessigsäure,
Tetranatriumsalz (erhältlich
von der Dow Chemical Company in Midland, MI ((517) 636-1000)), 190,0g
Ammoniumsulfat, 50.0g Natriumsulfat und 302,9g entionisiertes Wasser
eingegeben.
-
Die
Mischung wurde auf 48°C
erhitzt, es wurden 2,0g einer 1,0-%-igen wässrigen Lösung von 2,2'-azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid
(Wako Va-50), erhältlich
von Wako Chemicals in Dallas, TX) in die Reaktionsmischung eingebracht,
und eine konstante Spülung
mit Stickstoff wurde begonnen. Die Temperatur wurde eine Stunde
lang auf 48°C
gehalten, und dann wurde eine halbkontinuierliche Zuführung einer
Monomerlösung
begonnen. Der zugeführte
Stoff bestand aus einer Mischung von 65,7g Acrylamid (50%-ige wässrige Lösung), 90,1
g Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid als quaternäres Salz
(80%-ige wässrige
Lösung) und
0,1 g Ethylendiamintetraessigsäure,
Tetranatriumsalz. Die Monomermischung wurde über annähernd 4 bis 4½ Stunden
zugeführt.
Es wurde eine zweistufige Monomereingabegeschwindigkeit verwendet,
wobei annähernd
2/3 der Monomerlösung
während
der ersten Hälfte
des Zuführzeitraums
in die Reaktion eingeführt wurde
und das restliche 1/3 der Monomerlösung während der letzten Hälfte des
Zuführzeitraums
eingeführt wurde.
Eine Stunde nach Beendigung des halbkontinuierlichen Zu- und Einführens der
Monomoerlösung
wurde eine Lösung
von 0,4g 2,2'-azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid
in 2,0g entionisiertem Wasser in die Reaktion eingebracht, und die
Temperatur wurde eine weitere Stunde lang vor dem Abkühlen auf
48°C gehalten.
-
Das
fertige Produkt war eine gleichmäßige, cremige,
weiße
Dispersion mit einer Volumenviskosität von 870 cp. Nach Verdünnung auf
eine 0,55-ige Lösung
des Polymers in 2%-igem wässrigen
Ammoniumsulfat erhielt man einen Lösungsviskositätsmesswert
von 34 cp. Bei einer 0,045-igen Lösung des Polymers in 1,0N-Natriumnitrat bei
30°C wurde
eine verminderte spezifische Viskosität von 9,7 dl/g gemessen.
-
In
dem folgenden Beispielen ist dieses das Polymer B.
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BEISPIEL 2
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Dispersionspolymerisierung
von 20,2% polymeren Feststoffen von Acrylamid/ Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz/Diallyldimethylammoniumchlorid mit Hilfe der halbkontinuierlichen
Technik
-
Es
wurden 20,2% polymere Feststoffe aus 60/30/10 Mol-% Acrylamid/Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz/Diallyldimethylammoniumchlorid in einem Verfahren ähnlich dem
in Beispiel 1 beschriebenen synthetisiert. In die beschriebene Reaktoranordnung
wurden 22,4g Acrylamid (48,9%-ige wässrige Lösung), 18,6g Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid
als quaternäres
Salz (80%-ige wässrige
Lösung),
44,3g Diallyldimethylammoniumchlorid (62,4%-ige wässrige Lösung), 60,0g eines Homopolymers
von Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid als quaternäres Salz
(15%-ige wässrige
Lösung,
erhältlich
von der Nalco Chemical Company), 45g eines Homopolymers von Diallyldimethylammoniumchlorid
(15%-ige wässrige Lösung), 12,0g
Polyethylenglycol (MW 400), 0,1g Ethylendiamintetraessigsäure, Tetranatriumsalz,
190,0g Ammoniumsulfat, 50.0g Natriumsulfat und 300,0g entiomisiertes
Wasser eingegeben.
-
Die
Mischung wurde unter Umrühren
mit 900 U/min auf 48°C
erhitzt. Nacdem 48°C
erreicht waren, wurden 2,0g einer 1,0-%-igen wässrigen Lösung von 2,2'-azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid
in die Reaktionsmischung eingebracht, und eine konstante Spülung mit
Stickstoff wurde begonnen. Die Temperatur wurde eine Stunde lang
auf 48°C
gehalten, und dann wurde eine halbkontinuierliche Zuführung einer
Monomerlösung begonnen.
Der zugeführte
Stoff bestand aus einer Mischung von 126,9g Acrylamid (48,9%-ige
wässrige
Lösung),
105,6g Dimethylaminoethylacrylatmethylchlorid als quaternäres Salz
(80%-ige wässrige
Lösung)
und 0,15g Ethylendiamintetraessigsäure, Tetranatriumsalz. Die
Monomermischung wurde über
annähernd
4 bis 4½ Stunden
zugeführt,
und es wurde die gleiche zweistufige Monomereingabegeschwindigkeit
verwendet, die in Beispiel Nr. 1 beschrieben ist. Bei 4,5 Stunden
wurde der Umrührvorgang
auf 1000 U/min erhöht.
Bei 5,5 Stunden wurden 10g Natriumsulfat eingebracht. Bei 6,25 Stunden
wurde eine Lösung
von 0,4g 2,2'-azobis(2-amidinopropan)dihydrochlorid
in 2,0g entionisiertem Wasser in die Reaktion eingebracht, und die
Temperatur wurde eine weitere Stunde lang vor dem Abkühlen auf
48°C gehalten.
-
Das
fertige Produkt war eine gleichmäßige, cremige,
weiße
Dispersion mit einer Volumenviskosität von 700 cp. Bei einer 0,045-igen
Lösung
des Polymers in 1,0N-Natriumnitrat bei 30°C wurde eine verminderte spezifische
Viskosität
von 10,3 dl/g gemessen. In den folgenden Beispielen ist dieses das
Polymer B.
-
BEISPIEL 3
-
Wirksamkeit und Nachweisbarkeit
eines kationischen ausflockenden Polymers
-
Insbesondere
wurden in der im Folgenden angegebenen Weise drei ausflockende Polymere
(ein Latex-Polymer und zwei Dispersionspolymere) getest, um zu ermitteln,
ob diese Flockungsmittel feste, entwässerbare Flocken erzeugen würden, und
ob das Polymer gemäß dem hier
offenbarten Nachweisverfahren in der Zuckermatrix nachgewiesen werden
könnte.
-
Es
erfolgte ein Test des freien Ablaufs, indem 200 ml der Abgangsflüssigkeit
in einen 500 ml fassenden Messzylinder gebracht wurden und dann
die geeignete Menge der Polymerlösung
zugesetzt wurde. Bei dieser Anwendung war kein Verdünnungswasser
vonnöten.
Dann wurde der Zylinder zwecks gründlichen Mischens des Polymers
und des Schlamms umgedreht. Dann wurde der ausgeflockte Schlamm
auf einen Gurtstoff aufgegossen, und in Abständen von 5, 10 und 15 Sekunden
wurde die Entwässerung
registriert. Ebenso wurden die Klarheit des Filtrats und die Qualität des Kuchens
registriert. Bei diesem speziellen Test wurde eine Probe der Ablaufflüssigkeit
genommen, und es wurde eine Analyse der gesamten suspendierten Feststoffe
(im Folgenden "TSS") ausgeführt.
-
Bei
dieser Untersuchung war es üblich,
die Ablaufflüssigkeit
mit ppm-Graden zu
dosieren, sie umzudrehen, auf den Filterstoff aufzugießen und
das Filtrat für
die Immunassayanalyse zu sammeln. Daten zum freien Ablauf für das erste
getestete kationische ausflockende Polymer – Polymer A – sind im
Folgenden in Tabelle I enthalten.
-
Bei
Verwendung von Polymer A wurde sehr gute Flockenbildung festgestellt;
die Flocken waren fest und gaben Wasser sehr gut frei. Die ausgeflockten Feststoffe
wurden nicht an den ausgepressten Stoff gebunden und wiesen eine
Rückhaltung
von mehr als 85% für
die suspendierten Feststoffe auf.
-
-
Ebenso
wurden zwei Dispersionspolymere mit der gleichen Monomerzusammensetzung
wie Polymer A getestet; diese Dispersionspolymere sind als Polymer
B und Polymer C bezeichnet. Das ablaufende Abwasser enthielt auf
Grund mechanischer Probleme in der Anlage wenig Feststoffe, wurde
jedoch trotzdem getestet. Daten zum freien Ablauf sind in Tabelle
II enthalten. Bei Verwendung Bei Verwendung dieser Polymer wurde sehr
gute Flockenbildung und Entwässerung
festgestellt. Der Kuchen war leicht ausgepresst und wies eine Rückhaltung
der Feststoffe von mehr als 95% auf.
-
-
BEISPIEL 4
-
Neben
dem Test darauf, ob die experimentellen Flockungsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung feste Flocken bilden könnten,
wurde auch die Fähigkeit
zum Nachweis der Polymere entsprechend dem Nachweisverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung untersucht. Bei dem Nachweisverfahren wird ein Immunassay verwendet,
bei welche das ausflockende Polymer mit Hilfe von Antikörpern nachgewiesen
wird. Diese Antikörper
werden insbesondere an selektive Stellen an der Hauptkette der Polymere
gebunden. Des weiteren werden diese Antikörper mit Eisenmolekülen markiert,
um zur Abtrennung und zur Reinigung des Polymer-Antikörper-Komplexes beizutragen.
Die bei der experimentellen Untersuchung verwendete Immunassay-Ausrüstung wurde
ursprünglich
zum Nachweis von poly-DADMAC
entwickelt. Die Immunassay-Ausrüstung
erhielt man von der Nalco Chemical Company in Naperville, IL. In
Polymer A ist ein DADMAC-Monomer mit einer niedrigen Konzentration
(10 Mol-%) eingebaut. Wie Laboruntersuchungen zeigten, ist dieses
Polymer auf die Antikörper
in diesem Assay ansprechfähig.
Da das getestete Polymer sich sehr stark von dem polyDADMAC unterscheidet,
wurde eine Standardkurve erzeugt. Zur Erzeugung der Standardkurve
wurde Polymer A auf 100, 300, 600 und 1000 ppb (bezogen auf das
Produkt) verdünnt.
Diese Standards werden gewöhnlich
doppelt ausgeführt,
und die Absorptionsgrade werden gemittelt. Dann wurde eine "am besten passende" Linie erzeugt, und
ihre Formel wurde zum Nachweis des Polymers bei der aktuellen Anwendung
verwendet. Der Test erfolgte über
einen Zeitraum von 4 Tagen.
-
BEISPIEL 4A
-
Die
erste Gruppe von Nachweisergebnissen für das Polymer A ist im Folgenden
in Tabelle III enthalten. Als erstes wurde die Standardkurve gezogen.
Das abfließende
Abwasser war (im Gegensatz zu dem standardmäßigen Kläreabgangsstrom) ein Melasseabgang
und wurde mit 200, 400, 500 und 600 ppm des Polymers A behandelt.
Die Feststoffe wurden gefiltert, und ein Teil der Abgangsflüssigkeit
wurde zur Polymeranalyse sichergestellt. Die Ablaufflüssigkeit
wurde durch Einbringen einer Teilmenge der Probe von 1 ml in die
aus der handelsüblichen
Assay-Ausrüstung
verfügbare
standardmäßige Puffersalzlösung hergestellt,
dann wurde 1 ml der Pufferlösung
in das Reagenzglas mit dem Antikörper
darin eingegeben. Nach dem Waschen und Entwickeln wurde das Reagenzglas
in ein Spektrometer eingeführt,
und sein Absorptionsgrad wurde gemessen.
-
-
-
Tabellendaten
zum Test am Melassenabgang sind im Folgenden in Tabelle IV enthalten.
Es wurde ein Standard an dem Abgang gefahren, so dass alle unwesentlichen
Werte von dem Endabsorptionsgrad abgezogen werden konnten. Bei 200
ppb des Polymers A wurde ein negativer Wert des Polymers errechnet.
Das wurde als nicht nachweisbare Polymermenge interpretiert. Die
berechnete Konzentration wird mit zunehmender Dosierung größer, wie
in einer Überdosis-Situation
zu erwarten wäre.
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An
dem Melassenabgang wurden dann zwei Dispersionspolymere, Polymer
B und Polymer C, mit der gleichen Monomerzusammensetzung wie Polymer
A getestet. Wiederum wurden für
jedes dieser Polymere standardmäßige Kurven
aufgestellt. Siehe Tabelle V unten. Die wurden mit 200, 400 und
600 ppm der Dispersionspolymere dosiert. Die Ablaufflüssigkeiten
wurden gesammelt und auf Restpolymer getestet. So wie Polymer A
ergaben diese Polymere eine positive Wechselwirkung mit den Antikörpern, und
die Polymerkonzentration in der Ablaufflüssigkeit konnte berechnet werden
(siehe Tabelle VI unten).
-
-
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BEISPIEL 4B
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Es
wurden zehn Gallonen des Polymers A einem Test mit einer Bewertung
am Ort in einer Zuckerraffinerieanlage unterzogen. Zur Zeit entwässert die
Anlage jeweilige Abgänge
mit Polymer E. Weiterhin bereitet die Anlage ihr Polymer als 1,5%-ige
Lösung
in einer 450 Gallonen umfassenden Charge der Produktlösung auf.
Da diese Methodik nicht sehr wesentlich verändert werden sollte, wurde
eine 1,5%-ige Lösung des
Polymers A hergestellt. Polymer A weist weniger Polymer-Aktivstoffe als Polymer
E auf (30 gegenüber
35%), so dass eine stärker
verdünnte
Polymerlösung
hergestellt wird.
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Die
Versuchsdaten sind im Folgenden in Tabelle VII dargestellt, wobei
ein standardmäßiger Kläreabgangstrom
verwendet wurde. Der anfängliche
TSS-Wert war höher
als 50000 ppm. Charge #1 war eine 98/2-Mischung von Polymer A und Polymer
E. Das Material ließ sich
gut auspressen, bildete einen guten, festen Kuchen und hielt mehr
als 90% der suspendierten Feststoffe fest. Ein Immunassay an dem
Abflusstrom zeigte einen Restpolymergehalt von 148 ppb. Der zweite
Lauf zeigte wie der erste eine sehr gute Kuchenbildung und Auspressbarkeit.
Die Feststoffhalterate betrug mehr als 90%, und der Abgangsstrom
wies eine Restpolymerkonzentration von 192 ppb auf. An der dritten
und der vierten Charge setzte eine Bedienungsperson der Polymerlösung versehentlich
Wasser zu. Jedes verbleibende Polymer wurde eingebracht, und die
Konzentration der entstandenen Lösung
betrug etwa 1,2%. Das Entwässern
verlief normal; es war jedenfalls besser als bei den vorhergehenden
Läufen.
Der Kuchen war trockener und stand höher auf dem Stoff. Der TSS-Wert des
Abflusstroms war auf über
92% vermindert, und das Restpolymer in dem Abgangsstrom wurde auf
unter 50 ppb vermindert.
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Die
Testergebnisse demonstrieren, dass sowohl beim Test am Prüfstand als
auch an der pneumatischen Presse sehr gute Flockenbildung, freie
Entwäserung,
gute Rückhaltung
der Feststoffe und gute Auspressbarkeit festzustellen waren. Die
Polymere bei den Experimenten (auch der Latex sowie die Dispersionspolymere)
waren wirksame Flockungsmittel für
die standardmäßige Kläre wie auch
für den
Melasseabgangsstrom. Des weiteren konnten Polymere mit der Zusammensetzung
gemäß der vorliegenden
Erfindung auf ppb-Ebene in der obenauf schwimmenden Decke beim Prüstand-Test
und den Abgangsströmen
aus der Presse nachgewiesen werden.
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BEISPIEL 5
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An
der gleichen Northwestern-Zuckerherstellungsanlage wurde in der
in Beispiel 4B beschriebenen Weise eine weitere Feldbewertung ausgeführt. Der
Test erfolgte, um die Wirksamkeit der Polymerbehandlung in einer
Vielzahl verschiedener Bedingungen und unter Anwendung verschiedener
Ströme
(Melasse oder Rübensaft)
zu bestimmen. Des weiteren wurde eine neue Testvariable eingebracht,
und zwar die Konzentration von Polymer A in dem Abgangsstrom der
Presse (dem Pressat). Der Abgangsstrom der Presse ist die durch das
mechanische Entwässen
herausgepresste Flüssigkeit.
Die Anordnung war die gleiche wie in Beispiel 4B. Tabelle VIII enthält die Ergebnisse
aus dem erweiterten Feldtest. Da Flocken- und Kuchenbildung nicht
mehr in Frage standen, konzentrierte sich die Arbeit auf die Bestimmung
des Restpolymers in dem Dekantat und dem Pressat.
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Tabelle
VIII Erweiterte Feldbewertung von Polymer D
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In
den Restpolymerdaten besteht eine starke Veränderlichkeit, welche sich leicht
erklären
lässt.
Die Veränderlichkeit
rührt von
der Probennahme her. Bei früher
Probennahme im Absetzstadium oder vor Beginn des Absetzens entsteht
eine Probe, die viele Feststoffe und deshalb viel Polymer enthält (das
an den Feststoffen haftet). Bei einer späteren Probennahme in dem Absetzzeitraum
sollten sich eine geringere Feststoffmenge und ein echterer Wert
für das
Restpolymer in dem Abgangsstrom zeigen. Dieser Gedankengang wurde
getestet und ist in Tabelle IX gezeigt. Tabelle IX. Polymerkonzentration
abhängig
von Klärungs- und Absetzzeit
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Das
gleiche Argument lässt
sich für
das Restpolymer in dem Pressat vorbringen. Zu einem frühen Zeitpunkt
in der Auspressstufe wird die Diatomeenerde auf dem Stoff abgelagert
und unter Druck gesetzt. Es ist die Annahme logisch, dass während dieser
früheren
Stufen etwas Polymer durch den Stoff hindurch gedrückt werden
kann. Zu einem späteren
Zeitpunkt in dem Vorgang, nach vielen Ablagerungen, muss der Pressenabflusstrom
durch das Filterkissen hindurchsickern, wodurch sich ein sauberer,
polymerfreierer Abgangsstrom ergibt. Der Test wurde viele Male wiederholt,
um fast 700 Gallonen Polymer D zu verbrauchen.
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Die
Bedeutung der einzelnen und der erweiterten Versuche zeigen, dass
Polymer D
- i) wirksam eine gute Fest-Flüssig-Trennung
(Klärung
und Absetzung) bewerkstelligt,
- ii) robuste Flocken bildet, welche die Scherkräfte beim
mechanischen Entwässern
aushalten kann, und
- iii) sich dieses Restpolymer A sowohl in den Ablaufflüssigkeiten
des Dekantats als auch des Pressats nachweisen und quantifizieren
lässt (Nachweis).
