RS64108B1 - Metoda za tretman materijala od mineralne vune - Google Patents

Description

Oblast pronalaska

Predmetni pronalazak se odnosi na kompaktno telo, konkretno briket, koje se sastoji od proizvoda dobijenog metodom za smanjenje sadržaja ugljenih hidrata u materijalu od mineralne vune koji sadrži vezivno sredstvo koje sadrži ugljene hidrate.

Pozadina pronalaska

Veštačka staklena vlakna (MMVF), kao što su, npr., bazaltna vlakna, vlakna od šljake, staklena vlakna i kamena vlakna, mogu se dobiti topljenjem mineralnog punjenja u peći i fiberizacijom otopljenog materijala. MMV vlakna koja se dobiju mogu formirati proizvode od vune, kao što je kamena vuna.

U nekim pećima koje se koriste za proizvodnju MMVF vlakana, postoji veliki rezervoar za rastopinu i mineralno punjenje se topi u ovom rezervoaru.

Primeri obuhvataju peći s rezervoarom i električne peći koje se mogu koristiti za proizvodnju kamenih vlakana, ali uglavnom za proizvodnju staklenih vlakana.

Druga vrsta peći koja se koristi za formiranje topljenja za proizvodnju MMVF vlakana, posebno vlakana tipova koji se nazivaju kamenim, od šljake i bazaltnim vlaknima, je cilindrična peć ili kupolna peć koja sadrži samonoseći stub čvrstog grubog minerala i materijala za sagorevanje, i gasovi sagorevanja se propuštaju kroz ovaj stub da bi se zagrejali i izazvali topljenje. Istopljeni materijal se odvodi do dna stuba gde se obično formira rezervoar za rastopinu, a istopljeni materijal se uklanja iz podnožja peći. S obzirom na to da stub mora da bude samonoseći i propusan, neophodno je da sirovine budu relativno grube i da imaju značajnu snagu, uprkos visokim temperaturama u stubu koje mogu biti više od 1000 °C.

Sirovi materijal može se formirati od grubo zdrobljenih, prirodno nastalih stena i šljake ili bilo koje druge vrste odgovarajućeg grubog materijala, pod uslovom da taj materijal može izdržati pritisak i temperature u samonosećem stubu u cilindričnoj peći. Pri primeni finije obrađenih sirovina poznato je da se materijali od finijih čestica kao što je pesak pretvaraju u vezane brikete za dodavanje u peć. Oni bi trebalo da imaju dovoljnu snagu i temperaturnu otpornost da izdrže uslove u samonosećem stubu u cilindričnoj peći kako bi se rastopili pre urušavanja.

Neophodno je da ukupno punjenje u peći (odnosno, samo grumeni minerala ili grumeni minerala i briketi) obezbedi sastav koji je poželjan za MMV vlakna koja se proizvode. Međutim, u cilindričnim pećima je vreme zadržavanja materijala u malom rezervoaru za rastopinu na dnu peći kratko, a sirovine se moraju dovoljno brzo inkorporirati u ovaj rezervoar za rastopinu ako je potrebno dobiti topljenje koje je prikladno za dobijanje konačnih proizvoda koji imaju specifična svojstva.

Prilikom proizvodnje mineralne vune, vlakna koja se dobijaju u procesu centrifugiranja se uduvavaju u sabirnu komoru i, dok lete u vazduhu i dok su još vruća, prskaju se rastvorom veziva i nasumično slažu na pokretnu traku kao prostirka ili mreža. Prostirka ili mreža od vlakana se potom prenosi do peći za sazrevanje gde se zagrejani vazduh uduvava kroz prostirku radi sušenja veziva. Osušena prostirka ili ploča se iseca na stranama i reže u određene dimenzije. I tokom centrifugiranja i tokom isecanja, rezanja u završnu dimenziju i naknadnog finalnog pregleda i provere nedostataka, otpadni proizvodi nastaju i ili se odlažu u otpad ili se, poželjno, recikliraju u proizvodni proces MMVF vlakana.

U tu svrhu, otpadni proizvodi se razdvajaju na manje, fino obrađene komade mlevenjem u mlinu sa šipkama ili u bilo kom odgovarajućem uređaju/opremi i/ili razmršavaju i zatim sabijaju u brikete. Briketi iz MMVF otpada se obično proizvode oblikovanjem mešavine MMVF otpada, opciono zajedno sa drugim fino obrađenim komponentama, i odgovarajućim vezivom u željeni oblik briketa i sušenjem veziva. Poželjno, za proizvodnju cementnih briketa koristi se vezivo od cementa.

Briketi, moguće nakon privremenog skladištenja, mogu da se kombinuju sa neobrađenim sirovinama i/ili drugim sirovinama u grumenu kao što je šljaka za proizvodnju MMVF vlakana i vraćaju se preko peći za topljenje u proces proizvodnje MMVF vlakana. Briketi su naročito korisni za formiranje dela, a često i većine punjenja u cilindričnoj ili kupolnoj peći. Količina briketa može da bude do 100%, na primer do 80% ili 50%, od ukupnog punjenja. Mogu se koristiti i kao deo punjenja u električnoj peći.

Kada se MMVF otpad koristi za proizvodnju briketa, otpadni proizvodi mogu da sadrže osušeno i/ili neosušeno vezivo mineralne vune, u zavisnosti od tačke u proizvodnoj liniji u kojoj se formiraju otpadni proizvodi.

Grupa veziva mineralne vune bez formaldehida čine veziva koja sadrže ugljene hidrate, na primer skrob ili šećer, kao aditive, dodatke ili kao reaktivne komponente sistema veziva; pogledajte, npr. WO 2007/014236.

Takva veziva mineralne vune koja sadrže ugljene hidrate su veoma pogodna i sa ekonomskog i sa ekološkog aspekta zato što su ugljeni hidrati jeftina komponenta i istovremeno nisu toksični i obnovljivi su. U skladu sa tim, naročito veziva mineralne vune koja sadrži ugljene hidrate kao glavnu komponentu se sve više koriste u ovom području primene.

Međutim, utvrđeno je da prisustvo neosušenog ili delimično osušenog veziva mineralne vune koje sadrži ugljene hidrate u MMVF otpacima dovodi do produženog vremena sušenja briketa koji sadrže cement zato što su ugljeni hidrati retarderi za cement. Pojam ugljenih hidrata, na način koji se koristi u ovom dokumentu, odnosi se na monosaharide, disaharide, polisaharide i njihove mešavine.

U skladu sa tim, veoma povoljna svojstva veziva mineralne vune koja sadrže ugljene hidrate su u određenoj meri umanjena činjenicom da oni otežavaju recikliranje otpadnog materijala dobijenog iz proizvodnje mineralne vune. Zbog toga postoji potreba da se prevaziđe ovaj nedostatak veziva mineralne vune koja sadrže ugljene hidrate.

WO2012/013780A1 odnosi se na dobijanje briketa iz MMVF otpada koji se koriste za proizvodnju staklenih vlakana.

Sažetak pronalaska

Predmet ovog pronalaska je pružanje sabijenog tela, konkretno briketa, koje je pogodno za upotrebu kao mineralno punjenje u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF) pripremljenih od proizvoda sa poboljšanom mogućnosti recikliranja proizvedenih tretmanom supstrata koji sadrži materijal mineralne vune koji sadrži vezivo koje sadrži ugljene hidrate i metodom koja poboljšava mogućnost recikliranja materijala mineralne vune, naročito koja omogućava smanjenje sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune čija se čvrstina poboljšava.

U skladu sa aspektom predmetnog pronalaska, pruženo je kompaktno telo, konkretno briket, pogodan za upotrebu u mineralnom punjenju u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF), navedeno kompaktno telo sadrži proizvod dobijen tretmanom supstrata metodom redukcije sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune, navedeni materijal sadrži vezivo koje sadrži ugljeni hidrat, naznačen time što metoda obuhvata korak tretmana supstrata koji sadrži materijal sa jednim ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate i/ili ekstrakt jednog ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate; i veziva cementa.

U skladu sa tim, pruženo je kompaktno telo, konkretno briket, pogodan za upotrebu u mineralnom punjenju u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF), navedeno kompaktno telo sadrži proizvod dobijen tretmanom supstrata metodom redukcije sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune, navedeni materijal sadrži vezivo koje sadrži ugljeni hidrat, naznačen time što metoda obuhvata korak tretmana supstrata koji sadrži materijal sa jednim ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate i/ili ekstrakt jednog ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate; i veziva cementa.

Predmetni pronalazak opisuje da je iznenađujuće moguće značajno poboljšati mogućnost recikliranja materijala od mineralne vune koji sadrži vezivo koje sadrži ugljene hidrate primenom takve metode. Ovo se postiže tretiranjem materijala takvim mikroorganizmima i/ili ekstraktom takvih mikroorganizama. Veoma je iznenađujuće da je, bez obzira na prisustvo velikih količina drugih komponenata veziva i vlakana mineralne vune, značajno smanjenje sadržaja ugljenih hidrata moguće tretmanom mikroorganizmima i/ili ekstraktom mikroorganizama. Predmetnim pronalaskom je dokazano da se takvom metodom sadržaj ugljenih hidrata može smanjiti bez potrebe za bilo kakvom posebnom opremom ili skupim hemikalijama.

Metoda prema predmetnom pronalasku omogućava kombinovanje prednosti upotrebe veziva mineralne vune sa visokim sadržajem ugljenih hidrata sa prednostima koja su povezana reciklažom otpadnog materijala od proizvodnje mineralne vune na efikasan način zato što jednostavno smanjenje sadržaja ugljenih hidrata u otpadnim materijalima koji su dozvoljeni metodom prema predmetnom pronalasku omogućava proizvodnju kompaktnih tela sa poboljšanom snagom koja se lako mogu vratiti u proces proizvodnje MMVF vlakana.

Opis poželjnih otelotvorenja

Kompaktno telo prema predmetnom pronalasku je kompaktno telo, konkretno briket, pogodan za upotrebu u mineralnom punjenju u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF), navedeno kompaktno telo sadrži proizvod dobijen tretmanom supstrata metodom redukcije sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune, navedeni materijal sadrži vezivo koje sadrži ugljeni hidrat, naznačen time što metoda obuhvata korak tretmana supstrata koji sadrži materijal sa jednim ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate i/ili ekstrakt jednog ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate; i veziva cementa.

U svrhe predmetnog pronalaska, pojam materijal mineralne vune podrazumeva svaki materijal u kom je mineralna vuna u kontaktu sa neosušenim i/ili osušenim vezivom. Konkretno, pojam materijal mineralne vune se odnosi na otpadni materijal iz proizvodnog procesa za proizvodnju MMVF vlakana.

U nastavku, termin „materijal” se koristi za opisivanje „materijala od mineralne vune”.

U svrhe predmetnog pronalaska, pojam supstrat znači sastav koji sadrži materijal od mineralne vune i svega što se dodaje ovom materijalu pre koraka, ili tokom ili nakon koraka tretiranja supstrata mikroorganizmima i/ili ekstraktima mikroorganizma, posebno vode i svakog oblika aditiva.

U poželjnom otelotvorenju, kompaktno telo prema predmetnom pronalasku sadrži proizvod koji je dobijen tretiranjem supstrata metodom koja obuhvata korak usitnjavanja materijala, poželjno u mlinu sa šipkama.

U poželjnom otelotvorenju, kompaktno telo prema predmetnom pronalasku sadrži proizvod koji je dobijen tretiranjem supstrata metodom koja obuhvata korak dodavanja materijalu jednog ili više: mikroorganizama, ekstrakta mikroorganizama ili aditiva pre koraka ili tokom ili nakon koraka usitnjavanja materijala, poželjno u mlinu sa šipkama.

U predloženom otelotvorenju, materijal koji se koristi u metodi predmetnog pronalaska je otpadni materijal iz procesa proizvodnje MMVF vlakana koji obično sadrži jedan ili više filtera za komoru za centrifugiranje, otpad nastao zavijanjem, isečeni otpad sa strana, isprani otpad, otpad na dnu filtera komore za centrifugiranje, otpaci nastali čišćenjem komore za centrifugiranje, otpaci od zavrtanja za centrifugiranje, osušeni otpad, podmetači filtera za centrifugiranje.

Proces dobijanja kašaste smese u jednom koraku

U jednom poželjnom rešenju, kompaktno telo prema predmetnom pronalasku sadrži proizvod koji se dobija tretmanom supstrata metodom koja se vrši na način da supstrat sadrži vodu u količini većoj od 40 do 90 wt (tj. >40 do 90 wt.-%), poželjno 50 do 76 wt.-%, na osnovu ukupne težine materijala.

Ovaj relativno visok sadržaj vode obično znači da je materijal prisutan u obliku kašaste smese. Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da je ovo rešenje predmetnog pronalaska naročito korisno kada materijal sadrži filtere komore za centrifugiranje, otpade na dnu filtera komore za centrifugiranje, otpatke nastale čišćenjem komore za centrifugiranje i/ili podmetače filtera za centrifugiranje.

Pri izvođenju ove metode, materijal se meša sa vodom (i opciono sa aditivima) kako bi se dobio supstrat sa željenim sadržajem vode.

Poželjno, jedan ili više mikroorganizama se dodaje u količini tako da je jedan ili više mikroorganizama prisutno u količini od 0,0125 × 10<9>do 500 × 10<9>, poželjno 0,1 × 10<9>do 250 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Naročito poželjno, jedan ili više mikroorganizama dodaje u količini tako da je jedan ili više mikroorganizama prisutno u količini od 0,0125 × 10<9>do 10 × 10<9>, poželjno 0,1 × 10<9>do 5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U alternativnom rešenju, dodaje se ekstrakt mikroorganizma. Poželjno, ekstrakt mikroorganizama se dodaje tako da je ekstrakt prisutan u količini od 0,5 do 25 wt.-%, poželjno 4 do 18 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Ova rešenja se takođe mogu kombinovati, tj. dodavanjem mikroorganizama i ekstrakta mikroorganizama.

Metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku može se koristiti sa materijalom mineralne koji sadrži vezivo koje sadrži ugljene hidrate i sa visokim i sa niskim sadržajem ugljenih hidrata. U poželjnom rešenju materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,1 do 35, poželjno 0,5 do 25 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

Metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku nije generalno ograničena na određeni temperaturni raspon. Međutim, u poželjnom rešenju, korak tretmana supstrata odvija se na temperaturi od 10 °C do 50 °C, poželjno od 15 °C do 45 °C. To obično znači da se korak tretmana odvija bez potrebe za spoljnim grejanjem ili hlađenjem i stoga bez potrebe za dodatnom opremom.

Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da je efektivno smanjenje sadržaja ugljenih hidrata može postići u prilično kratkom periodu. Iako metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku nije ograničena na određeni vremenski režim, poželjno je da se korak tretmana materijala odvija u periodu od 1 do 72 sata, poželjno 6 do 24 sata.

Proces u jednom koraku sa niskim sadržajem vode

U alternativnom poželjnom rešenju, metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku se vrši na supstratu koji sadrži vodu u količini od 10 do 40 wt.-%, poželjno 20 do 40 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata.

U ovom alternativnom rešenju, materijal je obično prisutan kao mokri prah od usitnjenog materijala kom je dodata voda.

U poželjnom rešenju, jedan ili više mikroorganizama je prisutno u količini od 0,000625 × 10<9>do 125 × 10<9>, poželjno 0,005 × 10<9>do 75 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Po poželjnijem rešenju, jedan ili više mikroorganizama jedan je prisutno u količini od 0,000625 × 10<9>do 2,5 × 10<9>, poželjno 0,005 × 10<9>do 1,5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U alternativnom rešenju se koristi ekstrakt mikroorganizama. U ovom rešenju, ekstrakt je poželjno prisutan u količini od 0,05 do 15 wt.-%, poželjno 0,2 do 5 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U daljem rešenju, koriste se i mikroorganizmi i ekstrakt mikroorganizama.

Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da se metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku može poboljšati kada se supstrat sastoji od pojačivača fermentacije.

Ovaj pojačivač fermentacije je obično komponenta koja stabilizuje pH vrednost i/ili služi kao nutrijent za mikroorganizme.

U poželjnom rešenju, pojačivač fermentacije je jedna ili više grupa fosfornih kiselina i/ili fosfata, sirćetne kiseline i/ili bilo kojih soli.

U kontekstu predmetnog pronalaska, termin fosforne kiseline pokriva sve vrste mineralnih kiselina koje sadrže fosfor, a termin fosfati je pokriva soli svih vrsta mineralnih kiselina koje sadrže fosfor.

Alternativno, ekstrakt mikroorganizama može poslužiti i kao pojačivač fermentacije.

Iako količina pojačivača fermentacije koji se koristi generalno nije ograničena, poželjno je da supstrat sadrži pojačivač fermentacije u količini od 0,01 do 5 wt.-%, poželjno 0,05 do 0,4 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Iako sadržaj materijala ugljenih hidrata koji se koristi za metodu koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku nije ograničen, u poželjnom rešenju, materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,05 do 70 wt.-% ugljenih hidrata, poželjno 0,05 do 50 wt.-%, naročito poželjno 0,05 do 40 wt.-%, naročito poželjno 0,05 do 30 wt.-%, na osnovu ukupne težine materijala.

U naročito poželjnom rešenju, materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,05 do 10, poželjno 0,25 do 4 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

Iako predmetni pronalazak nije generalno ograničen na određeni temperaturni raspon, u poželjnom rešenju, metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom rešenju uključuje korak tretiranja materijala na temperaturi od 10 °C do 50 °C, poželjno 15 °C do 45 °C. To obično znači da se korak tretmana odvija bez potrebe za spoljnim grejanjem ili hlađenjem, odnosno bez potrebe za dodatnom opremom.

Iako metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku prema ovom rešenju nije ograničen ni na jedan vremenski režim, u poželjnom rešenju, metoda obuhvata korak tretmana materijala u periodu od 3 sata do 30 dana, poželjno od 1 do 3 dana.

Proces u dva koraka

Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da se postižu naročito povoljni rezultati kada se proces dobijanja kašaste smese u jednom koraku kombinuje sa procesom u jednom koraku sa niskim sadržajem vode u procesu od dva koraka.

U ovom rešenju, metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku sadrži najmanje dva koraka u obliku:

1

(i) tretmana supstrata sa goreopisanim procesom dobijanja kašaste smese u jednom koraku i

(ii) tretmana kombinovanog supstrata proizvoda koraka (i) i daljeg supstrata sa goreopisanim procesom u jednom koraku sa niskim sadržajem vode.

U ovom procesu od dva koraka, prvi korak se koristi za pripremu „početne kulture” za proces u skladu sa korakom (ii).

Korak (i)

U poželjnom rešenju, korak (i) se obavlja tako da supstrat sadrži vodu u količini većoj od 40 do 90 wt.-% (tj. >40 do 90 wt.-%), poželjno 50 do 76 wt.-%, na osnovu ukupne težine materijala.

Ovaj relativno visok sadržaj vode obično znači da je materijal prisutan u obliku kašaste smese. Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da je ovo rešenje predmetnog pronalaska naročito korisno kada materijal sadrži filtere komore za centrifugiranje, otpade na dnu filtera komore za centrifugiranje, otpatke nastale čišćenjem komore za centrifugiranje i/ili podmetače filtera za centrifugiranje.

Pri izvođenju ovog koraka (i), materijal se meša sa vodom (i opciono sa aditivima) kako bi se dobio supstrat sa željenim sadržajem vode.

Poželjno, jedan ili više mikroorganizama se dodaje u količini tako da je jedan ili više mikroorganizama prisutno u količini od 0,0125 × 10<9>do 500 × 10<9>, poželjno 0,1 × 10<9>do 250 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Naročito poželjno, jedan ili više mikroorganizama dodaje u količini tako da je jedan ili više mikroorganizama prisutno u količini od 0,0125 × 10<9>do

10 × 10<9>, poželjno 0,1 × 10<9>do 5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U alternativnom rešenju, dodaje se ekstrakt mikroorganizma. Poželjno, ekstrakt mikroorganizama se dodaje tako da je ekstrakt prisutan u količini od 0,5 do 25 wt.-%, poželjno 4 do 18 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Ova rešenja se takođe mogu kombinovati, tj. dodavanjem mikroorganizama i ekstrakta mikroorganizama.

Metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku prema koraku (i) može se koristiti sa materijalom mineralne koji sadrži vezivo koje sadrži ugljene hidrate i sa visokim i sa niskim sadržajem ugljenih hidrata. U poželjnom rešenju materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,1 do 35, poželjno 0,5 do 25 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

Metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku u skladu sa korakom (i) nije generalno ograničena na određeni temperaturni raspon. Međutim, u poželjnom rešenju, korak tretmana supstrata odvija se na temperaturi od 10 °C do 50 °C, poželjno od 15 °C do 45 °C. To obično znači da se korak tretmana odvija bez potrebe za spoljnim grejanjem ili hlađenjem i stoga bez potrebe za dodatnom opremom.

Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da je efektivno smanjenje sadržaja ugljenih hidrata može postići u prilično kratkom periodu. Iako metoda koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku prema koraku (i) nije ograničena na određeni vremenski režim, poželjno je da se korak tretmana materijala odvija u periodu od 1 do 72 sata, poželjno od 6 do 24 sata.

U predloženom rešenju, supstrat tretiran u koraku (i) sadrži filtere komore za centrifugiranje.

Korak (ii)

U poželjnom rešenju, kombinovani supstrat koji se koristi u koraku (ii) je prisutan kao mokri prah od usitnjenog materijala kom je dodata voda.

U poželjnom rešenju, jedan ili više mikroorganizama je prisutno u količini od 0,000625 × 10<9>do 125 × 10<9>, poželjno 0,005 × 10<9>do 75 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Po poželjnijem rešenju, jedan ili više mikroorganizama jedan je prisutno u količini od 0,000625 × 10<9>do 2,5 × 10<9>, poželjno 0,005 × 10<9>do 1,5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U alternativnom rešenju se koristi ekstrakt mikroorganizama. U ovom rešenju, ekstrakt je poželjno prisutan u količini od 0,05 do 15 wt.-%, poželjno 0,2 do 5 wt.-%, na osnovu ukupne težine materijala, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

U daljem rešenju, koriste se i mikroorganizmi i ekstrakt mikroorganizama.

Pronalazači predmetnog pronalaska su otkrili da se metoda može poboljšati kada materijal sadrži pojačivač fermentacije.

Ovaj pojačivač fermentacije je obično komponenta koja stabilizuje pH vrednost i/ili služi kao nutrijent za mikroorganizme.

U poželjnom rešenju, pojačivač fermentacije je jedna ili više grupa fosfornih kiselina i/ili fosfata, sirćetne kiseline i/ili bilo kojih soli.

U kontekstu predmetnog pronalaska, termin fosforne kiseline pokriva sve vrste mineralnih kiselina koje sadrže fosfor, a termin fosfati je pokriva soli svih vrsta mineralnih kiselina koje sadrže fosfor.

Alternativno, ekstrakt mikroorganizama može poslužiti i kao pojačivač fermentacije.

Iako količina pojačivača fermentacije koji se koristi generalno nije ograničena, poželjno je da supstrat sadrži pojačivač fermentacije u količini od 0,01 do 5 wt.-%, poželjno 0,05 do 0,4 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

Iako sadržaj materijala ugljenih hidrata koji se koristi za metodu prema ovom rešenju nije ograničen, u poželjnom rešenju, materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,05 do 70 wt.-% ugljenih hidrata, poželjno 0,05 do 50 wt.-%, naročito

1

poželjno 0,05 do 40 wt.-%, naročito poželjno 0,05 do 30 wt.-%, na osnovu ukupne težine materijala.

U naročito poželjnom rešenju, materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,05 do 10, poželjno 0,25 do 4 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

Iako korak (ii) nije generalno ograničen na određeni temperaturni raspon, u poželjnom rešenju, metoda uključuje korak tretiranja materijala na temperaturi od 10 °C do 50 °C, poželjno 15 °C do 45 °C. To obično znači da se korak tretmana odvija bez potrebe za spoljnim grejanjem ili hlađenjem, odnosno bez potrebe za dodatnom opremom.

Iako korak (ii) nije ograničen ni na jedan određeni vremenski režim, u poželjnom rešenju, metoda obuhvata korak tretmana materijala u periodu od 3 sata do 30 dana, poželjno od 1 do 3 dana.

Veziva koja sadrže ugljene hidrate koja se koriste za proizvodnju materijala mineralne vune tretiranih metodom koja se koristi za pripremu kompaktnog tela prema predmetnom pronalasku

Patent prema predmetnom pronalasku se može koristiti na svakom materijalu mineralne vune koji sadrži ugljene hidrate.

U jednom preporučenom rešenju, vezivo koje sadrži ugljene hidrate koji se koriste u proizvodnji materijala mineralne vune sadrži smolu na bazi fenolformaldehida i ugljeni hidrat se bira iz šećera kao što je dekstroza.

U daljem preporučenom rešenju, vezivo koje sadrži ugljene hidrate se koristi u proizvodnji materijala mineralne vune dalje sadrži

(a) komponentu polikarboksilne kiseline ili bilo koja njena so i/ili neorganska kiselina ili bilo koja njena so

(b) komponentu izabranu iz grupe koja se sastoji od jedinjenja amina, amonijaka; i opciono,

(c) proizvod reakcije komponente polikarboksilne kiseline ili njenog anhidrida i komponente alkanolamina.

U daljem preporučenom rešenju, vezivo koje sadrži ugljene hidrate se koristi u proizvodnji materijala mineralne vune sadrži ugljeni hidrat izabran iz heksoze, kao što su dekstroza, fruktoza, pentoza kao što su ksiloza i/ili saharoza, glukozni sirup.

Mikroorganizmi ili ekstrakt mikroorganizama

U poželjnom rešenju, jedan ili više mikroorganizama se bira iz grupe koja se sastoji od gljivica, kvasca, poželjno kvasca koji sadrži saccharomyces cerevisiae, i/ili bakterija, posebno rodova lactobacillus, leuconostoc, pediococcos i/ili bifidobacterium.

U poželjnom rešenju, jedan ili više mikroorganizama sadrži kvasac koji sadrži saccharomyces cerevisiae.

U naročito poželjnom rešenju, mikroorganizam je

saccharomyces cerevisiae.

Kompaktno telo prema predmetnom pronalasku poželjno sadrži proizvod koji ima značajno smanjen sadržaj ugljenih hidrata u odnosu na početni materijal mineralne vune i stoga se poboljšava njegova mogućnost recikliranja.

Kompaktno telo

Predmetni pronalazak je usmeren na kompaktno telo, konkretno briket, pogodno za upotrebu u mineralnom punjenju u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF), navedeno kompaktno telo sadrži

a) proizvod dobijen tretmanom supstrata metodom redukcije sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune, navedeni materijal sadrži vezivo koje sadrži ugljeni hidrat, naznačen time što metoda obuhvata korak tretmana supstrata koji sadrži materijal sa jednim ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate i/ili ekstrakt jednog ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate;

1

b) vezivo cementa.

Kompaktno telo prema predmetnom pronalasku je poboljšano u pogledu snage i stoga se može koristiti veoma pogodno kao punjenje za cilindrične peći.

Primeri

Sledeći primeri su predviđeni da dodatno ilustruju pronalazak bez ograničavanja oblasti primene.

Kvasac i aditivi i druge komponente

Sveži komprimovani pekarski kvasac, aktivne ćelije Saccharomyces cerevisiae, oko 30% suve materije (>31% suve materije), dobijen od kompanije De Danske Gaerfabrikker. Instaferm® RED instant suvi pekarski kvasac, Saccharomyces cerevisiae, oko 95% suve materije (≤6% vlage), oko 20 milijardi živih ćelija po gramu, je dobijen od kompanije Lallemand. Sveži i suvi pekarski kvasac su izračunati kao bezvodni radi jednostavnosti.

Fosfatni puferi, glacijalna sirćetna kiselina i natrijum dihidrogen fosfat monohidrat za upotrebu kao aditivi u studijama fermentacije na laboratorijskoj vagi dobijeni su od kompanije Sigma-Aldrich. Glacijalna sirćetna kiselina i natrijum dihidrogen fosfat monohidrat za studije fermentacije na vagi od 1 tone su dobijeni od kompanije Panreac.

Veziva koja sadrže ugljene hidrate

Smola alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa

Ovo vezivo je na bazi proizvoda reakcije alkanolamina anhidrida polikarboksilne kiseline.

Dietanolamin (DEA, 120,5 g) postavljen je u stakleni reaktor od 5 litara sa mešačem i omotačem za zagrevanje/hlađenje. Temperatura dietanolamina povećana je na 60 °C nakon čega je dodat tetrahidroftalni anhidrid (THPA, 67,1 g). Nakon povećanja i održavanja temperature na 130 °C, dodat je drugi deo tetrahidroftalnog anhidrida (33,6 g), praćen trimelitnim anhidridom (TMA, 67,1 g).

1

Nakon reagovanja na 130 °C tokom 1 sata, mešavina je ohlađena na 95 °C.

Dodata je voda (241,7 g) i mešanje je nastavljeno još 1 sat. Potom je dodata urea (216,1 g) i mešanje je nastavljeno dok sve čvrste materije nisu rastvorene. Nakon hlađenja na sobnu temperaturu, mešavina je usuta u vodu (3,32 kg) i dodato je 50% vodenog rastvora hipofosforaste kiseline (5,0 g) i 25% vodenog rastvora amonijaka (56,3 g) uz mešanje.

Glukozni sirup (1,24 kg) zagrejan je na 60 °C i potom dodat uz mešanje, praćen sa 50% vodenog rastvora silana (Momentive VS-142) (5,0 g).

Askorbinska kiselina – vezivo glukoze

Mešavina L-askorbinske kiseline (1,50 g, 8,52 mmol) i 75,1% vodenog rastvora glukoznog sirupa (18,0 g; praktično 13,5 g glukoznog sirupa) i uree (0,75 g) u vodi (30,5 g) mešana je na sobnoj temperaturi dok nije dobijen providan rastvor. 50% vod. hipofosforasta kiselina (0,6015 g; na taj način efikasno 0,30 g, 4,55 mmol hipofosforaste kiseline) (pH 1,3). U kapljicama je potom dodato 28% vodenog rastvora amonijaka (0,99 g; praktično 0,28 g, 16,3 mmol amonijaka) do pH = 6,7. Potom je izmerena čvrsta faza veziva (20,1 wt.%).

Silan je dodat u iznosu koji odgovara 0,5% čvrstih materija.

Fenolformaldehid sa ureom (PUF) – vezivo glukoznog sirupa

Ovo vezivo je fenol-formaldehidna smola modifikovana ureom, PUF-rezol.

Fenol-formaldehidna smola pripremljena je reakcijom 37% vodenog rastvora formaldehida (606 g) i fenola (189 g) u prisustvu 46% vodenog rastvora kalijum hidroksida (25,5 g) na temperaturi reakcije od 84 °C kojoj je prethodila stopa zagrevanja od 1 °C u minuti. Reakcija je nastavljena na 84 °C dok tolerancija smole na kiselinu nije dostigla 4 i dok veći deo fenola nije konvertovan. Potom je dodata urea (241 g), nakon čega je smeša ohlađena.

Tolerancija na kiselinu (AT) izražava broj koliko puta se data zapremina veziva može razblažiti kiselinom bez zamućivanja smeše (talog veziva). Sumporna kiselina se koristi za utvrđivanje kriterijuma zaustavljanja u proizvodnji veziva, dok tolerancija na kiselinu ispod 4 ukazuje na kraj reakcije veziva.

1

Kako bi se izmerio AT, titrant se proizvodi razblaživanjem 2,5 ml konc. sumporne kiseline (>99 %) sa 1 l vode sa razmenjenim jonima. Potom se 5 ml veziva koje se ispituje titrira na sobnoj temperaturi sa ovim titrantom, dok se vezivo održava u pokretu ručnim mućkanjem; ako je tako poželjno, koristiti magnetnu mešalicu i magnetni štap. Titracija se nastavlja dok se u vezivu ne pojavi blagi oblak, koji ne nestaje pri mućkanju veziva. Tolerancija na kiselinu (AT) izračunava se tako što se korišćena količina kiseline za titraciju (ml) podeli količinom uzorka (ml):

Korišćenjem ureom modifikovane fenol-formaldehidne smole, vezivo se proizvodi dodavanjem 25% vodenog rastvora amonijaka (90 ml) i amonijum sulfata (13,2 g), kao i vode (1,30 kg) i silana (2,4 g).

Model otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama (RMW) koji sadrži smolu alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa ili vezivom askorbinske kiseline – glukoze dobijen je mešanjem toploto obrađenog otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama iz različitih izvora sa datom mešavinom veziva, vodom i drugim aditivima, ako je to relevantno. Toplotni tretman otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama je izvršen preko noći na temperaturi od 590 °C kako bi se uklonile ostale organske komponente.

Model otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama koji sadrži fenolformaldehid sa ureom (PUF) – vezivo glukoznog sirupa proizveden je mešanjem otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama koji sadrži fenolformaldehid sa ureom (PUF) sa vodenim rastvorima glukoznog sirupa, vode i drugih aditiva, ako je to relevantno.

1

Merenje sadržaja glukoze pomoću HPLC aparata i/ili glukometra

Razvoj sadržaja glukoze u mešavinama fermentacije praćen je pomoću HPLC i/ili glukometra (AccuChek® Aviva Nano) na vodenim ekstraktima mešavinama fermentacije.

Prikaz rezultata

Rezultati su prikazani u tabelama koje sadrže informacije o sledećem:

• Mešavina fermentacije (%): Sastav mešavina fermentacije, izračunat kao %-wt. kvasac, veziva, vlakna, vlaga i aditivi ukupne mešavine (tako da kvasac vezivo vlakna vlaga aditivi = 100%-wt). Podaci koji su navedeni u kurzivu sadrže informacije koje detaljno pokazuju koliko se %-wt. ukupne mešavine sastoji od određene izabrane podkomponente.

• Uslovi fermentacije: Uslovi pod kojima su obavljene fermentacije. Sadrži informacije kao što su temperature skladištenja, vreme merenja i pH vrednosti vodenih ekstrakata na početku i na kraju fermentacije.

• Uklanjanje glukoze: Navodi pojedinosti o vremenu (dani/sati) potrebno za >25%, >50%, >75% i >90% smanjenja sadržaja glukoze u vodenim ekstraktima iz mešavina za fermentaciju izračunatih u odnosu na početne vrednosti. Mereno pomoću HPLC-a ili aparata za šećer u krvi. U testovima u kojima su napravljeni briketi, dodatno je detaljno opisano smanjenje glukoze na dan briketiranja.

• Sastav testne poluge (%): Sastav testnih poluga napravljenih u FEhS u Duisburgu. U tabelama je detaljno opisan samo sadržaj mešavine fermentacije ili referentne vune dobijene mlevenjem u mlinu sa šipkama. Ostale komponente u testnim polugama od fermentisanog otpada uključuju: Cement 52.5R (12,3%), pesak (53,8%). Ostale komponente u testnim polugama od referentnog otpada samlevenog u mlinu sa šipkama uključuju: Cement 52.5R (13,0%), pesak (57,0%).

• Snaga komprimovanja (MPa): Snaga komprimovanja testnih poluga nakon određenog broja dana, mereno u FEhS, Duisburg.

1

• Sastavi briketa (%): Sastav testnih briketa. U tabelama je detaljno opisan samo sadržaj mešavine fermentacije ili referentne vune dobijene mlevenjem u mlinu sa šipkama, kao i sadržaj cementa. Ostale komponente u briketima od fermentisanog otpada uključuju: Valdi (6,9%), dolomitski pesak (4,9%), laitier criblé (9,8%), MTMS (5,9%), SSA SSIAAP (7,9%), prosejana mešavina (4,9%), pepeo od uglja (3,9%), boksit (14,7%). Ostale komponente u briketima od referentnog otpada samlevenog u mlinu sa šipkama uključuju: Valdi (7,0%), dolomitski pesak (5,0%), laitier criblé (10,0%), MTMS (6,0%), SSA SSIAAP (8,0%), prosejana mešavina (5,0%), pepeo od uglja (4,0%), boksit (15,0%).

• Detalji briketa (%): Težina, visina, gustina testnih briketa, kao i snaga komprimovanja testnih briketa nakon određenog broja dana. Vrednost snage komprimovanja briketa 5 od MPa ili više može se smatrati odgovarajućom.

Tabela 1

2

Za poređenje su uključena dva primera bez fosfata (npr.1 i 5).

Pri vlažnosti od 30%, uključivanje fosfatnih pufera pH vrednosti od 3,0, pH vrednosti od 6,5 ili pH vrednosti od 8,5 fosfatnih pufera imalo je efekat skraćivanja vremena za uklanjanje glukoze (npr.2 do 4 u odnosu 1). Dakle, sve tri fermentacije su završene u roku od jednog dana.

Pri vlažnosti od 19% do 20% i sa malo smanjenim sadržajem pekarskog kvasca i malo većim sadržajem veziva, uključivanje fosfatnih pufera takođe je imalo efekat skraćivanja vremena za uklanjanje glukoze (npr.6 do 8 u odnosu na 5).

Tabela 2

Uticaj sadržaja kvasca proučavan je menjanjem koncentracije kvasca sa 0,2% na 5,0% (npr.1 do 4) upotreba toplo tretiranog otpada samlevenog u mlinu sa šipkama. Uključivanje sve većih količina kvasca dovelo je do skraćivanja potrebnog vremena fermentacije: uključivanje 0,2% kvasca zahtevalo je 6 dana za uklanjanje glukoze od >90% (npr.1) dok je samo 1 dan bio potreban za uklanjanje glukoze od >90% za 1,1% do 5,0% kvasca (npr.2 do 4). Početna pH vrednost se postepeno smanjivala sa 9 na 7, uz povećanje sadržaja kvasca.

Činilo se da je došlo do postepenog smanjenja snage testnih poluga sa povećanjem sadržaja svežeg pekarskog kvasca (npr.1 do 4).

Tabela 3

Rezultati pokazuju da je fermentacija u prisustvu smole alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa od 1,6% sa 0,2% do 1,0% svežeg pekarskog kvasca izvodljiva (npr.2 do 4). Sve fermentacije imale početnu pH vrednost od 8,5 i završnu vrednost od 6,5 do 7,5. Vreme potrebno za uklanjanje sadržaja glukoze od >90% je smanjeno kao funkcija povećanja sadržaja kvasca (70 dana za 0,2% kvasca u odnosu na 23 dana za 1,0% kvasca, npr.2 u odnosu na 4). Određeno uklanjanje glukoze je uočeno u primeru bez dodatog kvasca, ali konverzija je bila veoma spora (npr.1).

Uklanjanje sadržaja glukoze u prisustvu askorbinske kiseline od 1,6% – moguće je uklanjanje veziva glukoze sa 0,2% do 1,0% svežeg pekarskog kvasca (npr. 6 do 8). Ove fermentacije su imale početnu pH vrednost od 7,5 do 8 i završnu vrednost od 5,5. Vreme potrebno za uklanjanje sadržaja glukoze od >90% smanjeno je značajno kao funkcija povećanja sadržaja kvasca (51 dana za 0,2% kvasca u odnosu na 16 dana za 1,0% kvasca, npr.6 u odnosu na 8). Određeno uklanjanje glukoze je uočeno u primeru bez dodatog kvasca, ali konverzija je bila veoma spora (npr.5).

Tabela 4

2

Brza fermentacija uočena je u svim testovima fermentacije, a >90% uklanjanja glukoze je uočeno u roku od jednog dana (npr.1 do 3).

Testne poluge proizvedene od ovih fermentacija pokazale su relativno niske snage komprimovanja nakon 3 dana (2,1 do 3,3 MPa, npr.1 do 3) i nakon 7 dana (5,2 do 5,9 MPa, npr.1 do 3). Ove vrednosti su niže od referentne vrednosti (5,9 MPa nakon 3 dana, 8,6 MPa nakon 7 dana, npr.4).

Primer 2: 25% vod. glukoznog sirupa (32,0 g; tako efektivno 8,0 g glukoznog sirupa, 24,0 g vlage) je dodato u svaki deo uz mešanje u otpad samleven u mlinu sa šipkama uključuju PUF (868,4 g, 2,1% veziva, 92,1% vlakana, 5,8% vlage; tako efektivno 18,2 g veziva, 799,8 g vlakana, 50,4 g vlage). Mešanje je nastavljeno još nekoliko minuta i mešavina natrijum dihidrogen fosfat hidrata (2,37 g; tako efektivno 2,06 g natrijum dihidrogen fosfata i 0,31 g vlage) i svežeg pekarskog kvasca (2,09 g; izračunat kao bezvodni) u vodi (132,7 g) je tada dodata u svaki deo uz neprekidno mešanje. Mešavina fermentacije je u početku bila sastavljena od 20%-wt. vlaga, 0,20%-wt. sveži pekarski kvasac, 0,77%-wt. glukoza sirup, 1,8%-wt. PUF vezivo, 0,20%-wt. natrijum dihidrogen fosfat i 77%wt. vlakna. Nakon još 10 minuta mešanja, mešavina je preneta u plastičnu kantu od 2,5 l i kanta je bila prekrivena aluminijumskom folijom.

Merenja sadržaja glukoze i pH vrednosti vodenih ekstrakata izvršena su neposredno nakon prenosa mešavine u kantu, kao i u odgovarajućim danima nakon toga (intervali od 1 do 2 dana u zavisnosti od razvoja u sadržaju glukoze). Uzorak mešavine fermentacije (16 g, navedena tačna težina) je razblažen vodom (40 g, navedena tačna težina) u boci sa navojem od 100 ml, a dobijena kašasta smesa je bila mućkana 10 minuta. Za HPLC studije, mešavina je filtrirana, pri čemu je posle pH vrednosti i sadržaja glukoze (HPLC, dvostruke odrednice) izmeren filtrat. Za studije glukometra, promućkana mešavina je jednostavno bila ostavljena da se slegne na nekoliko minuta, a pH vrednost i sadržaj glukoze (glukometar, dvostruke odrednice) supernatanta je izmeren.

Tabela 5

2

Rezultati fermentacije i briketiranja su prikazani sa fermentacije na vagi od 1 tone otpada smole alkanolamina anhidrida sa glukoznim sirupom dobijenog u mlinu sa šipkama. Upotrebljeni su sledeći uslovi fermentacije: 20% vlage, 0,2% svežeg pekarskog kvasca, 2,1% smole alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa i 0,1% do 0,4% natrijum dihidrogen fosfata ili sirćetna kiselina.

Fermentacije su bile završene u roku od 4 do 12 dana (npr.1 do 4). Fermentacije su počele na pH vrednosti od 7 do 8,5 (najniža u prisustvu 0,2% do 0,4% natrijum dihidrogen fosfata), a završile se sa oko 7,5 do 9 (najniža u prisustvu 0,1% do 0,2% sirćetne kiseline). Fermentacije su bile brže kada su se vršene u prisustvu 0,2% do 0,4% dihidrogen fosfata nego u prisustvu 0,1% do 0,2% sirćetne kiseline (4 dana u odnosu na 12 dana za >90% uklanjanja glukoze, npr. 1 do 2 u odnosu na 3 do 4).

Fermentisani otpadi su korišćeni u proizvodnji briketa nakon 8 dana fermentacije. U ovom trenutku, dve fermentacije izvršene u prisustvu natrijum dihidrogen fosfata bile su skoro završene, dok su dve fermentacije izvršene u prisustvu sirćetne kiseline dostigle oko 80% do 90% uklanjanja glukoze. Veće snage briketa su dobijene sa najnižim sadržajem aditiva i sirćetne kiseline zato što je aditiv doveo do jačih briketa u odnosu na natrijum dihidrogen fosfat. Tri od četiri sastava fermentisanog otpada dala su brikete koji su bili iznad 5 MPa posle 3 dana (0,2% natrijum dihidrogen fosfat, 0,1% i 0,2% sirćetne kiseline kao aditivi,

2

npr. 1 i 3 do 4), dok je četvrti bio veoma blizu (0,1% natrijum dihidrogen fosfat kao aditiv, npr. 2). Briketi napravljeni od sve četiri mešavine fermentacije bile su jače od referentne mešavine nakon 3 dana (4,8 do 8,8 u odnosu na 4,1 MPa, npr.1 do 4 u odnosu na 5). Ovo, međutim, može da bude delimično zbog manje težine i gustine referentnih briketa.

Primer 1: Mešavina natrijum dihidrogen fosfat hidrata (2,6 kg; tako efektivno 2,3 kg natrijum dihidrogen fosfata i 0,3 kg vlage) i svežeg pekarskog kvasca (2,3 kg; izračunat kao bezvodni) u vodi (133 kg) bila je pomešana u svakom delu otpada dobijenog u mlinu sa šipkama (1015 kg, 2,4% veziva, 88,1% vlakana, 9,5% vlage; tako efektivno 24,4 kg veziva, 894,2 kg vlakana, 96,4 kg vlage). Mešavina fermentacije je u početku bila sastavljena od 20%-wt. vlaga, 0,20%-wt. sveži pekarski kvasac, 2,1%-wt. smola alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa, 0,20%-wt. natrijum dihidrogen fosfat i 78%-wt. vlakna. Posle mešanja još 15 minuta, mešavina je prenesena na 1000 l IBC koji je potom bio prekriven plastičnom kesom.

Merenja sadržaja glukoze i pH vrednosti vodenih ekstrakata izvršena su neposredno nakon prenosa mešavine u IBC, kao i u odgovarajućim danima nakon toga (intervali od 1 do 2 dana u zavisnosti od razvoja u sadržaju glukoze). Uzorak mešavine fermentacije (50 g, navedena tačna težina) je razblažen vodom (50 g, navedena tačna težina) u boci sa navojem od 100 ml, a dobijena kašasta smesa je bila mućkana 10 minuta. Za HPLC studije, mešavina je filtrirana, pri čemu je posle pH vrednosti i sadržaja glukoze (HPLC, dvostruke odrednice) izmeren filtrat. Za studije glukometra, promućkana mešavina je jednostavno bila ostavljena da se slegne na nekoliko minuta, a pH vrednost i sadržaj glukoze (glukometar, dvostruke odrednice) supernatanta je izmeren.

Nakon 8 dana fermentacije (>97% smanjenja sadržaja glukoze), mešavina fermentacije je upotrebljena u proizvodnji testnih briketi.

Tabela 6

2

Rezultati pokazuju da je bilo moguće ukloniti >90% sadržaja glukoze u filterima komore za centrifugiranje (SCF) u roku od samo nekoliko sati u zavisnosti od uslova (npr.2 do 8). Sadržaj kvasca u ovim kašastim fermentacijama bio je visok (4-18%) zato što da je kvasac sada bio fokusiran samo na SCF. U skladu sa tim, sadržaj veziva je takođe bio veoma visok (7% do 18%). Kao što se moglo očekivati, postojala je opšta tendencija ka bržoj fermentaciji za visoke nivoe vlage (>60%, npr.2 i 4) i/ili visok sadržaj kvasca (>4%, npr.2 do 6).

Nisu potrebni nikakvi aditivi u ovim fermentacijama sa velikim sadržajem vlage. Nije neverovatno, iako aditivi kao što su oni koji se koriste u prethodnim testovima mogu još više da povećaju brzinu fermentacije. Kontrola bez dodatog kvasca nije dala značajno smanjenje sadržaja glukoze u roku od 72 sata (npr. 1).

Tabela 7

2

Fermentacije u dva koraka su izvršene prvim sprovođenjem fermentacije kašaste smese SCF-a, a zatim dodavanjem količine ove

2

fermentisane mešavine modelu otpada dobijenog mlevenjem u mlinu sa šipkama smole alkanolamina anhidrida sa glukoznim sirupom. Fermentisane mešavine SCF dodate su u količini koja bi dovela do ukupnih koncentracija kvasca od 0,2% do 0,7% i tako da bi vlakna nastala iz fermentacije SCF-a bila 1,3% do 1,4% ukupne mešavine fermentacije. Dva primera napravljena direktnom fermentacijom modela otpada smole alkanolamina anhidrida sa glukoznim sirupom dobijenog u mlinu sa šipkama je uključena za poređenje (npr.3 i 6).

Rezultati dobijeni za fermentaciju u dva koraka modela otpada smole alkanolamina anhidrida sa glukoznim sirupom dobijenog u mlinu sa šipkama (npr.1 do 2 i 4 do 5) pokazuju da je zaista moguće provesti proces fermentacije kao proces u dva koraka, tako što će prvo brzo fermentisati SCF, a zatim prebaciti ovu mešavinu u preostali otpad dobijen u mlinu sa šipkama za kompletiranje ukupne fermentacije.

Primer 2, prvi korak: Filteri komore za centrifugiranje alkanolamina anhidrida smole sa glukoznim sirupom (250 g, 37,3% vezivo, 49,9% vlakana, 12,8% vlage; tako efektivno 93,3 g veziva, 124,8 g vlakana, 32,0 g vlage) rezani su u blokove oko 5×5×5 cm i zatim su mešani u vodu (250 g) 25 min. na sobnoj temperaturi. U dobijenu kašastu smesu je dodata mešavina svežeg pekarskog kvasca (65,9 g; izračunato kao bezvodni) i sporo mešanje je nastavljeno u periodu od 8 sati na sobnoj temperaturi pre nego što je dobijena mešavina upotrebljena u sledećem koraku. Mešavina fermentacije je u početku bila sastavljena od 50%-wt. vlaga, 12%-wt. sveži pekarski kvasac, 16%-wt. smola alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa i 22%-wt. vlakna.

Merenja sadržaja glukoze i pH vrednosti vodenih ekstrakata izvršena su odmah nakon mešanja svih sastojaka, kao i u odgovarajućim periodima nakon toga (intervali od 1 do 2 sata u zavisnosti od razvoja u sadržaju glukoze). Uzorak mešavine fermentacije (0,5 g, navedena tačna težina) je razblažen vodom (7,5 g, navedena tačna težina) u maloj laboratorijskoj čaši, a dobijena kašasta smesa je bila mućkana 1 minut. Za HPLC studije, mešavina je filtrirana, pri čemu je posle pH vrednosti i sadržaja glukoze (HPLC, dvostruke odrednice) izmeren filtrat. Za studije glukometra, promućkana mešavina je jednostavno bila ostavljena da se slegne na nekoliko minuta, a pH vrednost i sadržaj glukoze (glukometar, dvostruke odrednice) supernatanta je izmeren.

Drugi korak: 20% vlage, 0,7% svežeg pekarskog kvasca, 1,2% veziva smole alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa.

Smola alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa (68,0 g, 18,0% čvrstih materija; tako efektivno 12,2 g veziva i 55,8 g vlage) je dodata u svakom delu uz mešanje u toplo tretirani otpad dobijen mlevenjem mlinom sa šipkama (780 g). Mešanje je nastavljeno još nekoliko minuta, a voda (121,4 g) je zatim dodata u svaki deo uz neprekidno mešanje. Jedan deo mešavine koja sadrži fermentisane filtere komore za centrifugiranje proizvedene u prvom koraku (51,6 g, 26,4% vlakana, 59,7% vlage, 13,9% kvasca pod pretpostavkom da su sve čvrste materije veziva pretvorene u CO2 i isparile dok su sve ostale komponente ostale nepromenjene; na taj način je efikasno dodato 13,6 g vlakana, 30,8 g vlage, 7,2 g kvasca) u deo pod deo uz mešanje. Mešavina fermentacije je u početku bila sastavljena od 20%-wt. vlaga, 0,70%-wt. sveži pekarski kvasac, 1,2%-wt. smola alkanolamina anhidrida sa vezivom glukoznog sirupa i 78%-wt. vlakna. Nakon još 10 minuta mešanja, mešavina je preneta u plastičnu kantu od 2,5 l i kanta je bila prekrivena aluminijumskom folijom.

Merenja sadržaja glukoze i pH vrednosti vodenih ekstrakata izvršena su neposredno nakon prenosa mešavine u kantu, kao i u odgovarajućim danima nakon toga (intervali od 2 do 7 dana u zavisnosti od razvoja u sadržaju glukoze). Uzorak mešavine fermentacije (10 g, navedena tačna težina) je razblažen vodom (75 g, navedena tačna težina) u boci sa navojem od 100 ml, a dobijena kašasta smesa je bila mućkana 10 minuta. Za HPLC studije, mešavina je filtrirana, pri čemu je posle pH vrednosti i sadržaja glukoze (HPLC, dvostruke odrednice) izmeren filtrat. Za studije glukometra, promućkana mešavina je jednostavno bila ostavljena da se slegne na nekoliko minuta, a pH vrednost i sadržaj glukoze (glukometar, dvostruke odrednice) supernatanta je izmeren.

1

Claims (26)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Kompaktno telo, konkretno briket, pogodno za upotrebu u mineralnom punjenju u proizvodnji veštačkih staklenih vlakana (MMVF), navedeno kompaktno telo sadrži

a) proizvod dobijen tretmanom supstrata metodom redukcije sadržaja ugljenih hidrata u materijalu mineralne vune, navedeni materijal sadrži vezivo koje sadrži ugljeni hidrat, naznačen time što metoda obuhvata korak tretmana supstrata koji sadrži materijal sa jednim ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate i/ili ekstrakt jednog ili više mikroorganizama koji su u stanju da metabolišu ugljene hidrate;

b) vezivo cementa.

2. Kompaktno telo prema zahtevu 1, naznačeno time što metoda obuhvata korak usitnjavanja materijala, poželjno mlevenja materijala u mlinu sa šipkama.

3. Kompaktno telo prema zahtevu 1 ili 2, naznačeno time što materijal sadrži jedan ili više filtera za komoru za centrifugiranje, otpad nastao zavijanjem, isečeni otpad sa strana, isprani otpad, otpad na dnu filtera komore za centrifugiranje, otpaci nastali čišćenjem komore za centrifugiranje, otpaci od zavrtanja za centrifugiranje, osušeni otpad, podmetači filtera za centrifugiranje.

4. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što supstrat sadrži vodu u količini većoj od 40 do 90 wt.-%, poželjno 50 do 76 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata.

5. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što je jedan ili više mikroorganizama prisutno u količini od 0,0125 × 10<9>do

10 × 10<9>, poželjno 0,1 × 10<9>do 5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

2

6. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što je ekstrakt prisutan u količini od 0,5 do 25 wt.-%, poželjno 4 do 18 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

7. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,1 do 35, poželjno 0,5 do 25 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

8. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što se korak tretmana supstrata obavlja na temperaturi od 10 °C do 50 °C, poželjno na temperaturi od 15 °C do 45 °C.

9. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što se korak tretmana supstrata obavlja u periodu od 1 do 72 sata, poželjno od 6 do 24 sata.

10. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3, naznačeno time što supstrat sadrži vodu u količini od 10 do 40 wt.-%, poželjno 20 do 40 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata.

11. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu 1 do 3 ili 10, naznačeno time što je jedan ili više mikroorganizama je prisutno u količini od 0,000625 × 10<9>do 2,5 × 10<9>, poželjno 0,005 × 10<9>do 1,5 × 10<9>mikroorganizama/po gramu, na osnovu ukupne težine supstrata, i mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

12. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3 ili 10 ili 11, naznačeno time što je ekstrakt prisutan u količini od 0,05 do 15 wt.-%, poželjno 0,2 do 5 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

13. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3 ili 10 do 12, naznačeno time što supstrat sadrži pojačivač fermentacije poželjno u obliku mineralne ili organske kiseline ili bilo koje soli.

14. Kompaktno telo prema zahtevu 13, naznačeno time što je pojačivač fermentacije jedna ili više grupa fosfornih kiselina i/ili fosfata, sirćetne kiseline i/ili bilo kojih soli.

15. Kompaktno telo prema zahtevima 13 ili 14, naznačeno time što supstrat sadrži pojačivač fermentacije u količini od 0,01 do 5 wt.-%, poželjno 0,05 do 0,4 wt.-%, na osnovu ukupne težine supstrata, mikroorganizama i/ili ekstrakta mikroorganizama.

16. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 10 do 15, naznačeno time što materijal ima sadržaj ugljenih hidrata od 0,05 do 10, poželjno 0,25 do 4 wt.-% ugljenih hidrata, na osnovu ukupne težine materijala.

17. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3 ili 10 do 16, naznačeno time što se metoda odnosi na korak tretmana supstrata na temperaturi od 10 do 50 °C, poželjno 15 do 45 °C.

18. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 3 ili 10 do 17, naznačeno time što se metoda odnosi na korak tretmana supstrata u periodu od 3 sata do 30 dana, poželjno od 1 do 3 dana.

19. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što metoda sadrži najmanje dva koraka u obliku:

(i) tretmana supstrata prema zahtevu 4, i

(ii) tretmana kombinovanog supstrata proizvoda koraka (i) i supstrata prema zahtevu 10.

20. Kompaktno telo prema zahtevu 19, naznačeno time što korak (i) ima jednu ili više karakteristika bilo kog od zahteva od 5 do 9.

21. Kompaktno telo prema patentnom zahtevu 19 ili 20, naznačeno time što korak (ii) ima jednu ili više karakteristika bilo kog od zahteva od 10 do 18.

22. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 19 do 21, naznačeno time što je supstrat tretiran u koraku (i) sadrži filtere komore za centrifugiranje.

4

23. Kompaktno telo, prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što vezivo koje sadrži ugljene hidrate koji se koriste u proizvodnji materijala mineralne vune sadrži smolu na bazi fenol-formaldehida i ugljeni hidrat se bira iz šećera kao što je dekstroza.

24. Kompaktno telo prema bilo kom patentnom zahtevu od 1 do 22, naznačeno time što se vezivo koje sadrži ugljene hidrate koje se koristi u proizvodnji materijala mineralne vune dalje sadrži

(a) komponentu polikarboksilne kiseline ili bilo koja njena so i/ili neorganska kiselina ili bilo koja njena so

(b) komponentu izabranu iz grupe koja se sastoji od jedinjenja amina, amonijaka; i opciono,

(c) proizvod reakcije komponente polikarboksilne kiseline ili njenog anhidrida i komponente alkanolamina.

25. Kompaktno telo, prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što vezivo koje sadrži ugljene hidrate se koristi u proizvodnji materijala mineralne vune sadrži ugljeni hidrat izabran iz heksoze, kao što su dekstroza, fruktoza, pentoza kao što su ksiloza i/ili saharoza, glukozni sirup.

26. Kompaktno telo prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačeno time što se jedan ili više mikroorganizama bira iz grupe koja se sastoji od gljivica, kvasca, poželjno kvasca koji sadrži saccharomyces cerevisiae, i/ili bakterija, posebno rodova lactobacillus, leuconostoc, pediococcos i/ili bifidobacterium.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5