HU200369B

HU200369B - Oil-in-water emulsion bases on xantane rubber

Info

Publication number: HU200369B
Application number: HU842580A
Authority: HU
Inventors: Michel Peignier; Michel Garcia; Alain Senechal; Pierre Gagne; Jean-Bernard Chaux; Dominique Lespinasse
Original assignee: Rhone Poulenc Spec Chim
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1990-05-28
Also published as: FR2548676A1; CA1280049C; ATE42758T1; EP0130891A1; US4894335A; DE3478029D1; EP0130891B1; HUT35284A; NO842665L; SU1681734A3; FR2548676B1; NO169189B; NO169189C

Description

Találmányunk xantárgumi-alapú olaj-a-vízben emulzió készítményekre vonatkozik, találmányunk tárgya közelebbről magas xatángumi- koncentrációjú, stabil olaj-a-vízben emulziók, 47894-3035 KY

A „biopolimer” vagy „biogumi” kifejezésen megfelelő mikroorganizmus asszimilálható szénahidrát felhasználásával történő fermentációjával előállított, mikrobás eredetű heteropoliszacharidokat értünk. Az ilyen biopolimerek legjelegzetesebb képviselője a xantángumi. A heteropoliszacharidok sűrítő tulajdonságaik és Teológiai jellegük révén különösen az élelmiszer-, építő-, festék, papír-, textil- és kozmetikai iparban, továbbá az egészségügyben alkalmazhatók, valamint vizek kezelésére és az olajiparban nyerhetnek felhasználást (pl. ásványolaj fúrásoknál és kőolaj kinyerésénél).

Számos felhasználási területen a biopolimer kis koncentrációjú vizes oldat formájában kerül felhasználásra. Ismeretes, hogy a legtöbb poralakú biogumi keverés nélkül igen nehezen oldódik fel gyorsan. A gyors oldódás biztosításához nyíróhatás kifejtésére van szükség és ez bizonyos tilajdonságok romlását okozhatja. Sok felhasználási területen nincs szükség nagytisztaságú biopolimerekre és ezért a fermentlé közvetlenül felhasználható; a magas szállítási költségek azonban az ilyen termékek kereskedelmi mértékben történő alkalmazásának akadályát jelentik.

A xantángumi diszperzibilitásának növelése és alkalmazhatóságának megkönnyítése céljából nagy polimer-koncentrációjú kompozíciók felhasználását javasolták. A 016640 sz. európai szabadalmi bejelentésben szuszpendálószert tartalmazó hidrofób oldószerrel ké' pezett xantángumi „szuszpenziókat” írtak le. Ezeket a szuszpenziókat poralakú polimerből készítik.

Találmányunk fő célkitűzése szivattyúzható, stabilan tárolható és az ipari felhasználás helyén gyorsan feloldódó, viszonylag magas xantángumi-koncentrációjú kompozíciók előállítása. Találmányunk további célkitűzése viszonylag magas xantángumi koncentrációjú kompozíciók előállítása fermentléből kiindulva, a poralakú közbenső állapot elhagyásával. Találmányunk további célkitűzése olyan kompozíciók előállítása, amelyek vizes közeggel történő hígításkor nemzavarosodó és az ásványolaj kinyerésénél előnyösen felhasználható oldatokat szolgáltatnak.

A találmányunk szerinti xantángumi-kompozíciókat az jellemzi, hogy 9-38 tömeg % xantángumit, 1-48 tömeg % olajat, 16-81 tömeg % vizet és 4-26 tömeg % legalább egy felületaktív anyagot tartalmaz.

A találmányunk szerinti emulziók xantángumi-tartalma előnyösen 15 tömeg % feletti érték.

Vizes fázisként ásványmentes víz, ionmentesített víz, valamint különböző mennyiségű ásványi ionokat tartalmazó csapvíz alkalmazható.

A biopolimerek - mint már említettük - magas molekulatömegű mikroorganizmusok szénhidrát-tartalmú táptalajon történő fermentációjával előállított heteropiliszacharidok. Különböző mikroorganizmus fajok képesek hidrofil-gumik termelésére.

A találmányunk szerinti emulziók készítésére általában bármely, fermentációval előállítható és hidrofil, pszeudo plasztikus és viszkozitásnövelő tulajdonságokkal rendelkező heteropoliszacharid felhasználható. A mikroorgazizmusok közül elsősorban a Xanthomonnas, Arthobacter vagy Azotobakter nem2 zetségbe tartozó baktériumok alkalmazhatók. Gyakorlati tapasztalatok szerint bizonyos baktériumfajok különösen hatékonyan alkalmazhatók polimerek termelésére. így a Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas incanae és Xanthomonas pisi fajok különösen előnyösen használható fel heteropoliszacharidok szintézisére.

A xantángumi a Xanthomonas campestris faj által termelt biopolimer. Molekula tömege 10⁶ feletti érték. A xantángumi natív állapotban D-glükóz-, D-mannózés D-glükuronát-egységeket, O-acetil-gyököket és piruvát-gyököket tartalmaz. A xantángumi előállítását számos közleményben és szabadalomban ismertették, (pl. 3. 020 206, 3 391 060, 4 154 654 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírások, stb.)

A poliszacharid fermentációval történő előállítása során a fermentlé biopolimer tartalma általában 15-30 g/liter. A fermentlevet sok esetben előnyösen hőkezelésnek vetik alá, így pl. 10-60 percen át 80-130 ’C-on melegítik (3 591 578 sz. Amerikai Egyesült Államok- beli szabadalmi leírás). A biopolimert a fermentléből kicsapószer segítségével (általában izopropanol) történő lecsapással, szűréssel és szárítással nyerik ki. Eljárhatunk oly módon is, hogy a fermentlevet vagy a poralakú biopolimerből készített oldatot tisztítjuk (pl. centrifugálással, diatómaföldön történő átszűréssel, enzimes behatással, vagy más, az irodalomból ismert módszerrel).

Az olajos fázis vízzel nem vagy kevéssé elegyedő (oldhatóság 20 ’C-on 1 t % vagy ennél kisebb érték) hidrofób folyadékból áll. Olajos fázisként az alábbi folyadékot említjük meg, anélkül, hogy találmányunkat ezek alkalmazására korlátoznánk. Elónyösen legalább 8 szénatomos alifás szénhidrogének, aromás szénhidrogének, legalább 6 szénatomos nagy szénatomszámú alkoholok észterei. A szénhidrogének általában keverékek alakjában férhetók hozzá, pl. dezaromatizált alifás szénhidrogénpárlatok, izoparaffinok keverékei, keroszén, ásványolaj desztillációnál nyert párlatok, stb. Bizonyos felhasználási területeken növényi olajok is előnyösen felhasználhatók (pl. kukoricaolaj, arahidsav olaj, szójaolaj, stb.).

Az olajos fázisnak a vizes fázisban történő diszpergálásának és stabilizálásának elősegítése céljából felületaktív anyagokat alkalmazunk, amelyek HLB értékét a felhasznált olaj és az alkalmazási terület alapján választjuk meg. A felhasznált felületaktív anyagok kémiai szerkezetében hidrofil és lipofil végcsoportokat tartalmaz. A felületaktív anyagok nemionosak, anionosak, aktionosak, vagy amfoterek lehetnek, előnyösen ionos vagy anionos felület aktív anyagokat alkalmazhatunk.

A felületaktív anyagok megválasztásával kapcsolatban - többek között - az „Encyclopedia of Chemical Technology”, Kitk Otmer, 19. kötet című könyvre, valamint a Séria Surfactant c. műre (kiadó; Marcel Drekker. Non-ionic Surfactants Vol. I, Schick - Cationic Surfactans Vol. IV, Jungerman - Anionic Surfactants Vol. VII, Linfield) hivatkozunk.

Anionos felületaktív anyagként pl. az alábbi vegyületek alkalmazhatók: szulfonátok, pl. alkil- és/vagy arilszulfonátok; foszfátéit származékok, pl. etil-alkohol-foszfátok.

A nem-ionos felületaktív anyagként előnyösen alkilén-oxidoknak alifás vagy aralifás szerves vegyü-21

HU 200369 Β letekkel képezett kondenzációs termékei alkalmazhatók, így pl. alkil-fenoloknak, alkoholoknak, zsírsavaknak vagy triglicerideknek etilénnel képezett polikondenzációs termékei, polioxietilén- és polioxipropilén- származékok. A felületaktív anyagok fenti osztályába tartozó vegyületek előnyös képviselői a nonil-fenoloknak átlagosan 4-16 mól etilén-oxiddal képezett kondenzációs termékei, valamint a 8-18 szénatomos alifás alkoholok átlagosan 2-16 mól etilénoxiddal képezett kondenzációs termékei.

A fenti felületaktív anyagok önmagukban vagy keverékeik formájában alkalmazhatók. A felületaktív anyagot - tulajdonságaitól függően - olajos vagy vizes közegben adagolhatjuk.

A satabil emulziókat oly módon állítjuk elő, hogy a komponenseket a pontosan meghatározott tömegarányban összekeverjük; a felületaktív anyagokat(anyagot) előnyösen a felhasznált olaj figyelembevételével választjuk meg. A felületaktív szer szükséges mennyiségét rutinkísérletekkel könnyen meghatározhatjuk. Azt találtuk, hogy a találmányunk szerinti emulziók különösen előnyös kiviteli alak szerint 20-30 tömegrész xantángumit, 30-50 tömegrész vizet, 25-40 tömegrész aromás vagy alifás szénhidrogént és 4-10 tömegrész felületaktív anyagot tartalmaznak.

A találmányunk szerinti emulzió készítéséhez poralakú xantángumit vagy kb. 15-18 tömeg % xantángumi -tartalmú vizes oldatot alkalmazunk. Megjegyezzük, hogy a fenti koncentrációértéket csupán tájékoztató, de nem korlátozó jellegűek.

A találmányunk szerinti eljárás egyik megvalósítási módja szerint az emulziót porból kiindulva állítjuk elő. Először olaj-a-vízben emulziót készítünk oly módon, hogy egy vagy több felületaktív anyagok tartalmazó olajat vízzel keverés közben elegyítünk, majd keverés közben lassan hozzáadjuk a xantángumit. Eljárhatunk úgy is, hogy a felületaktív anyagot az oldószerrel összekeverjük, majd a poralakú xantángumit keverés közben megfelelő mennyiségű oldószerben diszpergáljuk, végül erős keverés közben vizet adunk hozzá.

Az eljárás mási? megvalósítása szerint az emulziót a xantángumi híg vizes oldatából állítjuk elő. Ezt az eljárást az jellemzi, hogy a) mintegy 1-18 tömeg % xantángumit tartalmazó vizes oldathoz valamely olajat és felületaktív anyagot adunk és ily módon olaja-vízben emulziót készítünk (az olaj/víz arány 1:100 és 2:1 között érték), majd

b) az emulziót ismert módon a víz eltávolításával bepároljuk és a vizes fázisban 10-60 tömeg % polimert tartalmazó emulziót nyerünk.

A víz eltávolítása pl. bepárlással vagy adott esetben vákuumban történő desztillációval végezhetjük el. Eljárhatunk oly módon is, hogy az olajos fázis egy részét vízzel együtt adott esetben azeotrop formájában - távolítjuk el. A víz eltávolítását ezenkívül ultraszűréssel klasszikus hidrofil membránok alkalmazásával hajthatjuk végre.

Az eljárás különösen előnyös megvalósítási módja szerint az emulziót fermentléből kiindulva állítjuk elő. E célra nyers, tisztított vagy előzetesen betöményített fermentlevet alkalmazhatunk.

A nyers fermentlé bepárlását vagy derítését bérmely szokásos és ismert módszerrel elvégezhetjük, így pl. bepárlás vagy ultraszűrés segítségével. Utóbbi módszer ipari méretekben különösen előnyösnek bizonyult, mert ismert módon lehetőséget nyújt az alacsony és magas molekulatömegű anyagok szétválasztására és a polimereknek a reológiai tulajdonságok megtartása mellett történő koncentrálásra. A fermentlevet bepárlás után vagy előtt a szennyezésektől szűrés és/vagy enzimes kezelés útján megszabadíthatják. A nyers fermentlé biopolimer- tartalma általában 15-30 g/1. A fermentlé koncentrációja ultraszűréssel kb. 150-180 g/1 értékig növelhető.

Az eljárás előnyös megvalósítási módja szerint az emulziót nyers fermentléből készítjük, amelyet ultraszűréssel betöményítünk. E célra szokásos és önmagukban ismert módszereket és berendezéseket alkalmazhatunk, éspedig oly porózus hidrofil membránt használhatunk, amelynek pórusai olyan kis mértékűek, hogy megakadályozzák a biopolimer áthatolását a membránon.

Az ultraszűrés biztosítja az emulzió folytonos vizes fázisának fenntartását. Az ultraszűréssel történő betöményítés további előnye, hogy a vizes fázis sótartalma - a polimertartalomtól függetlenül - az eredeti fermentlé sótartalmához hasonló érték marad.

Eljárhatunk oly módon is, hogy az emulziót előbb ultraszűréssel, majd más műveletei (pl. bepárlással desztilláció) töményítjük be.

A találmányunk szerinti emulziók kívánt esetben baktericid szert, enzimet vagy az adott felhasználást elősegítő bármely más olyan adalékot tartalmazhatnak, amely az emulzió stabilitását nem csökkentheti.

A találmányunk szerinti olaj-a-vízben emulziók minden olyan területen felhasználhatók, ahol viszkózus vizes folyadékokra van szükség. A találmányunk szerinti emulziók előnyösen közvetlenül használhatók fel hígított vizes oldatok készítésére, mikoris a fázisokat megfordítására nincs szükség. A találmányunk szerinti emulziók vízben nagyon jól diszpergálódnak, oldódási sebességük az eredeti fermentlével legalábbis azonos. A találmányunk szerinti emulziók nagy koncentráció-tartományban szivattyúzhatók és stabilak. Az emulziók viszkozitása lényegesen alacsonyabb az egyenértékű mennyiségű biopolimert tartalmazó vizes oldatokénál és ezáltal a vizes fázisban nagyobb mennyiségű poliszacharidot tartalmazó, könnyen folyó és szivattyúzható emulziók készítése válik lehetővé. A hígítás után nyert kis koncentrációjú oldatok reológiai jellemzői legalábbis egyenértékűek a kiindulási feimentlé értékeivel.

A találmányunk szerinti emulziók fenti előnyös tulajdonságaik revén különösen előnyösen az ásványolajiparban alkalmazhatók a kőolaj kinyerésénél felhasznált vizes oldatok készítése során.

Találmányunk további részleteit az alábbi példákban ismertetjük anélkül, hogy az oltalmi kört a példákra korlátoznánk.

I. példa

Keverővei (1000 fordulat/perc) felszerelt reaktorba 395 g SOLVESSO 200-t (az Esso Chimie cég által forgalomba hozott aromás szénhidrogén-elegy), (1. a jellemzőek az alábbiakban) 20 g tisztiril-fenol-oxietilént, 20 g kalcium-dodecil-benzol- szulfonátot és 15 g alkil-aril-fenoloxi-etilén-foszfátot (a Rhone-Poulenc cég által SOPROPHOR S 25, SOPROPHOR 70, SOPROPHOR 3 D 33 kereskedelmi néven forgalomba hozott termék) mérünk be.

HU 200369 Β

Jellemző tulajdonságok	Átlagérték	SOLVESSO200 Módszer
Sűrűség 15 ’C-on	0,985	ASTM D 1298
Desztilláció ’C Pl	226	ASTM D 1078
10%	239
50%	249
90%	271
PS	286
Lobbanáspont ’C	103	ASTM D 93 PM
Szín	-	ASTM D 1500
Aromás t %	98	G. C.
Benzol mg/kg	<100	G. C.
Kauri-Butanol-szám	105	ASTM D 1133
Anilinpont	14	ASTM D 611
Brómszám mgBr/100 g	1500	vegyes ASTM D 2710
Kén mg/kg	10	ASTM D 3120
Viszkozitás 25 ’C-on mPa.s 2,86	ASTM D 445
Párolgási arány	<1	ESSO
n-butil-acetát=100
Törésmutató 20 ’C-on	1,592	ASTM D 1218
Öngyulladás ’C	>500	ASTM D 286
Robbanáshatár % gőz
levegőben 25 ’C-on	1-6

Átalgos összetétel (tömeg %)

C5 C₆ C7 Ce C9 C10 Ci 1 C12 C13

Paraffinos

Izoparaffinos

Cikloparaffinos

Aromás 10 45 40 5

Az emulzió rendszer feloldódása után 250 g xantán gumit adunk hozzá (a Rhone-Ploulenc cég által RHODOPOL 23 védjegyezett néven forgalomba hozott termék).

A szemcsenagyság eloszlása a következő:

200 pm 77,5 %

200-250 pm 14 %

250 pm 8,5 %

Az oldószerben alaposan diszpergált porhoz 15 perc alatt keverés közben 300 g vizet adunk.

Nagyon homogén, olaj-a-vízben emulziót kapunk, amely szobahőmérsékleten 20 napon át tárolva sem válik szét fázisokra.

A fenti emulzióból 0,3 t % xantán-gumi tartalmú vizes oldatot készítünk. A kapott szól viszkozitását megmérjük és RHODOPOL porból készített azonos koncentrációjú szól (referens anyag) viszkozitásával hasonlítjuk össze.

A szólok készítése a következőképpen történik (minden kísérlethez 400 g szólt készítünk):

- keverővei (fordulatszám 500 percenként) felszerelt lombikba 400 g csapvizet mérünk be;

- a kívánt mennyiségű kompozíciót vagy port gyorsan hozzáadjuk; az adagolás ideje 30 másodpercnél rövidebb;

- a keverést az adagolás befejezése után l percig folytatjuk.

A viszkozitást 23 ’C-on, Brookfield viszkoziméter segítségével (RTV típus) 2-es számú úszó felhasználásával 10 fordulat/perc sebességgel mérjük.

A méréseket 10 perces, 30 perces, 60 perces és 24 órás pihentetés után végezzük el.

A kapott eredményeket az alábbi táblázatban foglaljuk össze:

Keverés időtartama Viszkozitás és mPa S

1. sz, kísérlet Referencia anyag

10 perc	220	110
30 perc	540	320
60 perc	740	560
24 óra	860	740

2. példa

Az 1. példában felsorolt komponenseket az ott megadott mennyiségben összekeverjük és a következőképpen járunk el:

Az emulgeáló-szereket a SOLVESSO-hoz adjuk. Oldódás után keverésközben lassan vizet, majd xantán-gumiport adunk hozzá.

Stabil emulziót kapunk, amely 20 napos tárolás után sem válik szét fázisokra.

3. példa

Keverővei termosztált fürdővel ellátott reaktorba 500 g, ultraszűréssel 8 7,61 % xantán-gumi tartalomig koncentrált fermentlevet mérünk be.

Keverés közben (percenként 500 fordulat) 74,5 g alábbi összetételű keveréket adunk hozzá:

SOLVESSO200 67 g

SOPROPHOR 70 2,75 g

SOPROOHOR S 25 2,75 g

SOPROPHOR 3 D 33 2 g

A keverést 10 percen át folytatjuk, majd a reaktort vákuumm alá helyezzük (20.000-21.330 Pa) és a hőmérsékletet 80-85 ’C-ra emeljük. A bepárlás időtartama 3 óra.

Az alábbi összetételű, folyamatos vizes fázist képező emulziót kapunk: „

Xantán-gumi 231 %

Víz 441%

Olaj 28,51 %

Felületaktív anyagok 4,51 %

Homogén és önthető emulziót kapunk. Szobahőmérsékleten történő 1 hónapos tárolás után a fázisok nem válnak szét. Meghatározzuk a viszkozitásnak a különböző sebesség gradiens függvényében bekövetkező változását: 2 t % xantán-gumi (Rhodopol 23) por csapvízzel képezett oldatát illetve a másik kísérlethez fermentlevet használunk fel. A kapott eredményeket az I. táblázatban foglaljuk össze.

Emulzióból készített különböző koncentrációjú oldatok Teológiai tulajdonságait Rheomat-tal meghatározzuk és összehasonlítjuk a kiindulási fermentléből készített azonos koncentrációjú oldatok megfelelő értékeivel.

Minden koncentrációhoz az elkészítése után 24 órával reogramot veszünk fel és

- meghatározzuk a folyásküszöbön mért kritikus összehúzódás;

HU 200369 Β

- kiszámítjuk a különböző sebesség-grandiensekhez tartozó látszólagos viszkozitást;

- meghatározzuk a pszeudoplaszticitásL

A kapott eredményeket a Π. táblázat tartalmazza.

A méréseket 23 ’C-on 10 napon át végzett tárolás után megismételve azonos eredményeket kapunk.

A kiindulási fermentlével összehasonlítva azt találtuk, hogy a folyásküszöb és viszkozitás tekintetében az oldatok tulajdonságai minden koncentrációban jelentős mértékben javulnak. A pszeudoplaszticitás minden esetben nő, minthogy a szól koncentrációja emelkedik.

Csapvízzel és nátrium-klorid-oldattal végzett kísérletek szerint a folyásküszöb és viszkozitás nátrium-klorid-oldat alkalmazása esetén javul, míg a pszeudoplaszticitás azonos marad.

4. példa

A 3. példában leírt módon az alábbi komponensekből olaj-a-vízben emulziót készítünk:

500 g 7,8 t % xantángumi (szárazanyag) tartalma fermentlé 60 g SOLVESSO 200

1(5 CEMULSOL LA 20 (Laurilalkohol-etiléter, SFOS Sooieté cég által forgalomba hozott tennék)

1(5 g CEMULSOL NP 14 (nonilfenol-polietiléter, a SFOS cég által forgalomba hozott termék).

Bepárlás után az alábbi összetételű emulziót kapjuk:

Xantángumi 22,31 %

Víz 40,51 %

Olaj 28,61 %

Felületaktív anyagok 8,61 %

5. példa

A 3. példában leírt módon az alábbi komponensek felhasználásával emulziót készítünk:

- a vizes fázist 87 g, 7,81 % xantángumit tartalmazó fermentléből áll;

- az olajos fázis g EXSOL D-100-t (az Esso Chimie cég által forgalomba hozott, aromamentesített alifás szénhidrogének, d=O,805) g CEMULSOL LA 20 g CELANOL PA 17 (alkil-poliéter-foszfát, SFOS Socícté)

Bepárlás után (70 ’C - 20000-21500 Pa) alábbi összetételű végső emulziót kapunk:

Xantángumi 25,21 %

Víz 29,01%

Olaj 38,11 %

Emulgálószer 7,71 %

Meghatározzuk a fenti emulzióból készített és a kiindulási fermentléből előállított (referens) vizes oldatok reológiai tulajdonságait és szűrhetőségét.

Reológia: az emulziót vagy a fermentlevet nátrium-klorid-oldattal (50 g/liter NaCl és 5 g/liter CaCh) hígítva 1000 ppm xantángumi tartalmú oldatot készítünk.

Különböző nyírségi sebességek mellett mérjük a látszólagos viszkozitást.

Folyási vagy szűrhetőségi teszt állandó hozam mellett.

A teszt segítségével a biopolimer hígított oldatának az olajlelőhelybe történő befecskendezésekor fellépő iszapképződés jelenségét vizsgáljuk és egyúttal meghatározzuk a biopolimer oldatnak olaj kinyerésénél való felhasználhatóságát

A teszt lényege, hogy a hígított oldatot álandó sebességgel kalibrált szűrőn áramoltatunk át A szűrhetőséget a biopolimer- oldatnak a szűrőn való átvezetésekor fellépő nyomás-cökkenés jellemzi. (ΔΡ).

Az olajmezőkön való felhasználás szempontjából az oldatokat azonos viszkozitás mellett alkalmazzuk (nem pedig azonos koncentrációjú oldatokat használunk).

A teszt során az alábbi kísérleteket alkalmazzuk:

- hőméséklet 30 ’C;

- átfolyási sebesség: 22,5 ml/óra

- szűrő: 47 mm átmérőjű Millipore, pórusátmérő 8-12 pm;

- az oldat készítése: a fermentlevet nátrium-klorid-oldattal (50 g/liter NaQ és 5 g/liter CaCh) oly mértékben hígítjuk, hogy 35 mPaS viszkozitású oldatot nyerünk (a viszkozitást Brookfield-viszkoz méterrel mérjük, UL adaptátor, 30 ’C, nyírás 7,3 s'¹);

- a nyomás-veszteséget (ΔΡ) 350 ml oldat átszűrésnél mérjük.

Ha a nyomás 50 mbar értéket meghaladja, a zárójelben feltűntetett szám az 50 mbar nyomásról átszűrt folyadék térfogatát jelzi. A III. táblázatban

Állandó nyomás melletti végzett befecskendező teszt

E teszt segítségével a hígított biopolimer oldatok befecskendezési tulajdonságait határozzuk meg. A teszt lényege, hogy az oldatot állandó nyomás mellett kalibrált szűrőn vezetjük át. Az idő függvényében mért átfolyó térfogat jellemzi a befecskendezhetőséget.

Az alábbi körülmények között dolgozunk:

- Millipore szűrő 47 mm átmérőjű, a pórusok átmérője 5—12 um;

- nyomás 3 bar;

- oldat készítés: az azonos állandó áramlási sebesség mellett végzett szűrhetőségi teszttel azonos módon; viszkozitás 35 mPas (Brookfield -UL adaptátor 30 C - 7,3 s·¹);

-1000 ml oldat átfolyásához szükséges időt mérjük. Ha ez az idő 10 peceknél hosszabb, a zárójelben feltüntetett érték jelzi az átszűrt oldat térfogatát.

A kapott eredményeket a ΠΙ. táblázatban tüntetjük fel.

6. példa

1700 g fermentléhez (xantángumi-tartalom 15 g/kg) keverés közben 38,1 g alifás szénhidrogén (EXSOL D 100) és 7,7 g emulgeálószer (CEMULSOL LA 20 és CEMULSOL PA 17 50:50 arányú elegye) keverékét adjuk.

Az emulziót IRIS 30-38 (a PROLABO Societé cég által forgalomba hozott termék) membránnal felszerelt UFP2 ultraszűrő segítségével vézett eltraszűrésel betöményítjük.

Kezdeti nyomás: belépéskor	5 bar
kilépéskor	3 bar
végső nyomás: belépéskor	7 bar
kilépéskor	3 bar

Az ultraszűrést addig folytatjuk, míg a xantángumi koncentrációja a 12 t % emulzió értékét eléri.

HU 200369 Β

A látszólagos viszkozitást a nyírógradiens függ- töményítjük (12 %). A kapott eredményeket a IV. vényében mérjük. Összehasonlítás céljából a kiindu- táblázat tartalmazza, lási fermentlevet ultraszűréssel azonos mértékben beI táblázat

Viszkozitás Pa.s.

0,1 S'¹ 1 S'¹ 100 S’¹ t %-os Xantángumi-tartalmú

találmányunk szerinti emulzió	1350	280	19
7,61 % Xantángumi-tartalmú
fermentlé	3400	510	12
2 T % Xantángumi-tartalmú
szól	1500	200	4

II táblázat

Oldat xantángumi tartalma tömeg %

Összehúzódási küszöb mPa

Viszkozitás, mPa,

S¹ sebesség 10 S'¹ gradiens mellett 100 S’¹

3. példa
csapvíz	0,1	60	140	39	11
	0,3	950	1900	325	55
	0,5	4285	6600	920	125
Kiindulási	1	13800	18000	2300	290
fermentlé	0,1	30	98	31	10
csapvíz	0,3	860	1640	290	52
	0,5	3215	5250	760	110
3. példa	1	12020	16000	2100	260
nátrium-	0,1	78	175	46	12
klorid oldat	0,3	1475	2800	440	72
20 g/1	0,5	3930	6600	950	135
	1	14755	21500	2750	350

III. táblázat
Reológia	Szűrhetőségi állandó	Eecskendezhetóség
viszkozitás mPas 3,7 s'¹ 7,3 s’¹ 14,7 s'¹	ΔΡ mbar	3 bar nyomás alatt
8 gm 12 gm	5 gm	Idő 8 gm 12 gm

Emulzió 72,0 52,0 36,5	50 7,5 (175 ml)	1’45”	1’23” 11”
Fermentlé (referens 76,0 55,7 39,2	50 5,4	10’	3,25” 13’
anyag)	(88 ml)	(360 ml)
Brookfield-viszkoziméter - UL adaptátor	- 30 ’C
	IV táblázat
		Viszkozitás*	100 s'¹
0,1 s	Pa.S 1 s	⁴ 10 ί¹
Emulzió 12 t %-os 4800	1000	210	46
fermentlé (referens anyag) 13000	1800	290	46

* Rhéomat 30 - MSD rendszer

HU 200369 Β

7. példa

Az 1. példa szerint 8,9 t % xantán gumit tartalmazó emulziót készítünk a következő komponensekből:

xantán gumi	16 g
vizes fázis
víz	144 g
olaj Exsol D 100	15 g
Chemulsol LA 30	1,4 g
felületaktív anyagok
Chemulsol I. Pa 17	1,6 g
Homogén és stabil emulziót kapunk, amely

talmaz:

a) 91,4 tömegrész vizes fázist, amely 10 t % xantánből és 90 t % vízből áll

b) 8,6 tömegrész Exsol D 100 olajat

c) az a) és b) keverékekre vonatkoztatva 1,68 t % felületaktív anyagot.

8. példa

Olaj a vízben emulziót készítünk a következő komponensekből:

250 g 8 t % szárazanyagtartalmú xantán-lé g olaj (Exsol D 100) g Chemulsol LA 30

17,5 g Chemulsol PA 17.

Az emulziót a víz lepárlásával besűrítjük és így olyan emulziót kapunk, amely 20 tömeg % xantángumit tartalmaz és amelynek az összetétele a következő:

a) 98,5 t % vizes fázis, amely 31,25 t % xantán-gumit tartalmaz

b) 1,5 t % olaj

c) 35 t % felületaktív anyag (a + b) keverékre vonatkoztatva

Ez olaj-a-vízben típusú emulzió és stabil marad.

9. példa

Olaj-a-vízben emulziót készítünk a következőkből:

300 g 8 t % szárazanyagtartalmú xantán-gumi lé 45 g Exsol D 100 olaj g felületaktív anyag (Chemulsol LA 30 és Chemulsol PA 17 50:50 arányú keveréke)

A víz lepárlásával végzett öményítés után 24 t % xantán-gumit tartalmazó emulziót kapunk, amelynek összetétele a következő:

a) 45,5 tömegrész vizes fázis, amely 60 t % xantán-gumiból és 40 t % vízből áll

b) 54,4 tömegrész olaj

c) 13,6 t % felületaktív anyag (a+b) keverékre vonatkoztatva.

Stabil, olaj-a-vízben típusú emulzió.

10. példa

Olaj a vízben típusú emulziót készítünk a 7. példa szerint a következő komponensekből:

xantán gumi 38,2 g

Exsol D 100 olaj 30,6 g felületaktív anyagok 4,2 g víz 27 g

Stabil emulziót kapunk, amely

a) 68 tömegrész vizes fázist tartalmaz, amely 58,6 tömeg % xantánből és 41,4 % vízből áll

b) 32 tömegrész olajat és

c) 4,2 tömeg % felületaktív anyagot tartalmaz (az a+b keverékekre vonatkoztatva).

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Xantángumi alapú olaj-a-vízben emulzió kompozíció olajmezőkön történő felhasználásához, azzal jellemezve, hogy 9-38 tömeg % xantángumit, 1-48 tömeg % alifás, aromás vagy legalább 6 szénatomos alkoholok észterét tartalmazó olajat, 16-81 tömeg % vizet és emulgeálószerként 4-26 tömeg % trisztiril-fenoxi-etilén, kalcium- dodecil-benzolszulfonát, alkil-aril-fenoxi-etilén-foszfát, 12-14 szénatomos etoxilezett alkohol, polietoxilezett nonil-fenol, polialkil-éter-foszfát közül legalább egyet tartalmaz.
2. Az 1, igénypont szerinti kompozíció, azzal jellemezve, hogy az olaj-a-vízben emulzió 20-30 tömegrész xantángumit, 30-50 tömegrész vizet, olajként 25-40 tömegrész alifás, aromás vagy legalább 6 szénatomos alkoholok észterét és 4-10 tömegrész legalább egy felületaktív anyagot tartalmaz.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kompozíció, azzal jellemezve, hogy olajként max. 8 szénatomos alifás szénhidrogént tartalmaz.