KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
Klasa 12 (6)
INDUSTR1SKE SVOJINE
Izdan 1. Jula 1931.
PATENTNI SPIS BR. 8093
Superfine Chemicals Limiled, London, Engleska.
Postupak za proizvodnju kristalnih supstanaca.
Piijava od 12. maja 1930.	Važi od 1. oklobra 1930.
Traženo pravo prvenstva od 13. maja 1929. (Engleska).
Ovaj se pronalazak odnosi na jedan postupak za proizvodnju kristalnih supstanaca, a naročilo na proizvodnju soli u jednom poboljšanom odliku, koji je poglavito korisan za to, što soli načinjene u ovom obliku, pokazuju veću rastvorljivost u odnosu na iste soli iii supstance u običnom kristalnom obliku. Ova povećana raslvor-Ijivost dolazi otuda što su povećane površine koje se izlažu, kada se soli proizvodu prema ovom pronalasku. 1 ako se postupak prema ovom pronalasku može primenili na veliki broj kristalastih supstanaca, kako će to biti u daljem označeno, ima se razumeti da se taj postupak ipak ne može prime-niti na sve tome slične supstance.
Pojava supersaluracije sonih rastvora bila je poznata već mnogo godina u labo-ratorijama, a lako je isto bilo postignuto, da se kristalizacija tako presićenih rastvora započne sejući kroz rastvor neki od kristala rastvorenog materijala. Prema ovom pronalasku, koji se bavi sa materijama, koje obično daju vrlo nestabilne presićene rastvore, to jest, presićene rastvore, koji su osetljivi, na prmer, prema vibracijama, nađeno je da se može učinili da se i takve materije dobiju u presićenim rastvorima u komercijalnom obliku. Pažljivim ispitivanjem nađeno je, da se i iz takvih presićenih rastvora mogu proizvoditi kristalasta tela na veliko, ako se preduzmu izvesne predo-slrožn >s!i naročito u pogUdu hlađenja ra-
stvore u potpuno mirnom slanju, u sudovima, čije su površine uglač .ne i bitno neprekidne a na način da se spreči svako isparavanje rastvora na izloženim površinama. Kristalizacijom takvih rastvora na pogodnim temperaturama i koncentracijama moguće je dobiti bolje proizvode koji se mogu staviti na pijacu verovatno sa nižom cenom, ali u svakom slučaju bez povećanja koštanja proizodnje takvih proizvoda, naročito u poređenju na one, koji se sada obično proizvode. Pri tome, ovi proizvodi, naši proizvodi, imaju i to pre-imućstvo nad običnim komercijalnim proizvodima, šlo lepše izgledaju! što se lakše rastvaraju.
Prema tome, postupak se sastoji u pri premanju jednog vrelog presićonog rastvora supstance u pitanju, u hlađenju tog rastvora u mirnom stanju tako, da nastupi pre-sićenost, pri čemu se to sve obavlja u sudovima napred pomenutog tipa, uz sprečavanje isparavanja na površini jednim od od poslupakp, koji će niže dole biti pome-nuli, i u sejanju i mešanju odn. sejanju ili mešanju, presićenog rastvora na pogodnoj niskoj temperaturi, Čime se prouzrokuje da se rastvoreni materijal naglo izdvoji u kri-talastom obliku, čije su površine vrlo velike u odnosu na masu.
Ma da ovaj postupak iziskuje malo više pažnje nego što se to obično iziskuje u poznatim komercijalnim postupcima za kri-
Din. 10.
slalizaciju materijala, od velikog je pre-imućstva da se skoro sva dobijena kristalasta masa može iskoristiti kao trgovački artikl, što nije uvek, a često uopšte i nije slučaj pri običnom kristalisanju, gde se čvrst aglomerat načini po bokovima i na dnu suda, pri čemu se još načini i kora na površini rastvora. Ovi čvrsti kristalasti aglo-merali, u slučajevima prvoklasne robe, moraju se izdvojiti i ponova kristalisati u narednom postupku, pošto se oni ne mogu prodati, jer su čvrsti, zajedno sa glavnim proizvodom. Vrlo često ove bočne čvrste kore sačinjavaju skoro 20 Vo materijala, koji bi se mogao dobiti. Naprotiv, pri ovom postupku, kristali se proizvode bilo kao rasuta masa, bilo kao ispletena masa, koja se lako raspada pri i najmanjem uznemirenju, i koja se lepi vrlo malo, ali nikako za zidove i dno suda. Sve što se može u-činiti u takvim slučajevima, jeste da se u mesto da se pažljivo vade središni de-lovi kristalaste mase, kao što je jelo vrlo često praksa, prvo se ocedi sav suvišan rastvor, pa se zatim stavi celokupan sadržaj iz kristalizacionog suda u neku napravu ža izvlačenje vlage ili tome slično, či me se sav suvišan rastvor, koji prianja za kristale, iscrpe. Prema tome, i ako postupak iziskuje povećanu pažnju pri radu i pri hlađenju, povećani dobitak kristala, poboljšan kvalitet i formacija proizvoda, uz vrlo lako izdvajanje njegovo iz osnovnog rastvora, više nego isplaćuje potrebnu prvobitnu pažnju.
Supstance, koje se prerađuju prema ovom pronalasku, obično pokazuju definitivne kristalne karakteristike sasvim različite od kristala iste materije, koji su dobijeni na uobičajeni način. Obično se razlika pojavljuje u tome, što se vrši smanjenje rašće-nja kristala u jednom ili više pravaca.
Vrlo je važno da se za vreme kristali-sanja spreči isparavanje tečnosti, jer se za vreme takvog isparavanja obrazuje kora na površini, koja teži da odmah proizvede kristalizaciju. Isto je tako potrebno da se spreči svako uznemiravanje tečnosti za vreme hlađenja, pošto i to isto iako može da^proizvede kristalizaciju.
Što se tiče ove druge tačke, pokazano je da strujanje tečnosti, usled nejednakog hlađenja, ne mora u nekim slučajevima da prouzrokuje kristalizaciju, dok u nekim . drugim slučajevima suviše brzo hlađenje spoljnih površina odmah prouzrokuje kristalizaciju. Isto tako, u mnogim slučajevima oštar udar o sud, u kome se vrši kristaliza-: čija, prouzrokuju njeno naglo širenje.
Prisustvo oštrih tačaka u tečnosti isto lako izgleda da u svima slučajevima ide u prilog kristalizaciji zasićenog rastvora,
i usled loga, potrebno je da se kristizaci-oni sudovi, koji se u postupku upotrebljavaju, načine sa glatkim unutranjim površinama i da su tako sagrađeni da im polu-prečnik krivine, na ma kojem delu površine ne iznosi manje od približno 12 mm, ma da ipak i oštrije krivine nisu sasvim ubitačne za kristalizaciju. Celokupna je površina sudova za kristalizaciju, obično sa velikim preimućstvom, prevučena sa nekim emaljem, koji je, šio je moguće više slobodan od šupljina! poraidrugih nejednakosti.
Kristali, koji se dobijaju mešanjem ili potresanjem tečnosti obično su manjih razmera, nego kristali, koji se dobijaju zase-javanjem, ili se u svakom slučaju jako razlikuju od kristala, dobljenim običnim postupcima. Deset minuta obično je potrebno da se dobije kristalisanje celokupne moguće sadržine kristala. Isto tako nađeno jc u nekim slučajevima, da je sigurnost presićenja veća, u koliko je sud manji. To je, donekle, sasvim očevidna stvar jer ima mnogo više izgleda da će se prerana i nepravilna kristalizacija započeti pre u većem sudu nego u manjem, te će prema tome, izbor veličine kristalizacionog suda Zavisili uglavnom od substance, koja se prerađuje i od pažnje, sa kojom je rastvor pripremljen. Prema tome, primera radi, u slučaju magnezium suha ta nađeno je, da se supersaturacija lako postiže, čak i ako rastvor sadrži čvrstih nečistoča kao što se obično nalaze u trgovačkim proizvodima i vrstama tih supstanaca.
S druge strane, u slučaju natrium karbonata, potrebno je da se osigura da se rastvor, koji se ima presilili, potpuno o-slobodi od materije u suspenziji. U slučajevima nekih rastvora, nije nikako moguće da se dobije supersaturacija vrelog rastvora, koje bilo zasićenosti. U drugim slučajevima opet, vrlo je lako dobiti su-persaturirani rastvor iz ma kojeg vrelog rastvora ako je samo dovoljno zgusnut.
U pogledu sprečavanja obrazovanja kore na površini tečnosti za vreme dok se hladi, jedan od načina da se to postigne jeste taj, što se vrela tečnost, za vreme hlađenja, prekrije jednim slojem vode. To se mora učiniti, u koliko je t) pažljivije moguće i bez ikakvog uznemirivanja nižih slojeva rastvora. Isto tako utvrđeno je da nema nikakvog značenja da Ii će nasuta voda biti hladnija ili toplija od rastvora, jer u oba slučaja di uzija nije značajna, za vreme, koje je potrebno da se rastvor ohladi. Isto je tako bilo moguće da se spreči obrazovanje kore(nn površini tečnosti poklapajući sud sa jednim pasentnim poklopcem iznad površine tečnosti. Na taj se način atmosfera održava postojano zasićenom;
' 1 u koliko se sud hladi, jedan se deo vodene pare zgusne i na površini tečnosti i 1 na donjoj strani poklopca. Ali, pošto kapljanje vode, u nekim slučajevima, može da proizede dovoljno uznemirenja zasićene ' iečnosti da se otpočne kristalizacija, to se prilike za upotrebu ovog načina moraju .utvrditi pokušajima. Kapljanje vode može se ^prečiti odgovarajućom konstrukcijom , poklopca, tako da se kondenzovana voda radije skuplja na obodu poklopca i odatle mirno oliče niz zidove suda do u zasićenu tečnost.
U nekim je slučajevima nađeno za ko-i risno, da se upotrebi sloj od neke tečnosti, koja se sa vodom ne meša, da bi se time sprečilo stvaranje kore na tečnosti. Jedan primer za to jeste boraks, koji i ako se lako ne može nalerati da dade presi-ćeni rastvor pri srednjim koncentracijama, daje iste pri jakim koncentracijama vrlo lako, i može se ukazati na njega kao primer gde se supersaturacija pojavljuje samo onda, kada je površina rastvora prekrivena nekom tečnošću, koja se ne meša sa vodom, recimo, parafinom.
Vodeni sloj može se stvoriti nad rastvorom bez jakog uznemiravanja na razne načine, ali je nađeno kao zgodno, da se na rastvor pusti da pliva jedna tanka daščica . ili neki drugi lagani materijal, pa se zatim pusti da voda curi na to parče daščice, odakle se ona širi preko ostale površine vrelog rastvora. Kada se dovoljno vode nalije, obično oko 12 mm, mala se daščica ukloni što je moguće pažljivije, i teč-vost se ostavi da se rashladi.
Sledći primeri služiće kao prikaz određenih temperatura, koncentracija i pređo-strožnosti koje se moraju preduzimati pre-1 ma ovom pronalasku u slučajevima izve-snih važnijih supstanaca, za koje je nađeno da se ovaj pronalazak može na njih primeniti.
Primer 1.
Hepla-hidrat magnezijum sulfata (MgSOt -j- 7H..O) obično poznati pod imenom ,,Ep-som“ soli, može se pripremiti u obliku vrlo sitnih lako rastopljivih iglica, hladeči njegov rastvor specifične težine od 1.33 na 100 C., lako da supersaturacija nastupi, pa se taj rastvor zaseje kristalima na temperaturi od 201C., kada se dobije kristala od približno l1/« kgr na 3.78 litara prvo-) bitnog rastvora. Kao primer, daje se na 36 litara hladnog rastvora specifične težine 1.25 na 15° C., 19.7 kgr obične krista-1 laste Epsom-soli, što će, pri zagrevanju dali 48.6 litara potrebnog vrelog rastvora, ili alternativno, 2 litra vode i 3 kgr Epsom : soli pri zagrevanju daće 3.76 litara potreb-t nog vrelog rastvora. Guština dobijenog
proizvoda upoređena sa gustinom obične Epsom soli stoji u razmeri 65:100 i ovaj se proizvod odlikuje mnogo lakšim rastva-ranjem nego obična so.
Magnezijum sulfat, kako se obično do-bija kao redovan trgovački proizvod, sadrži vrlo veliku proporciju nerastvornih nečistoća, pa i ako presićeni rastvor ove soli nije osetljiv prema njima, kao što je to slučaj kod nekih drugih supstanaca, presićeni rastvor treba da se filtruje pre nego što se počne hladiti, ako se želi dobiti farmaceutički proizvod prvoklasne vrednosti.
Primer 2.
Deka-hidrat natrium karbonata (Na2C03 -j-lOH-jO) obično poznat kao „soda za pranje" može se dobiti kao svetlucave Ijuspe zasejavanjem na oko 20°C., presi-ćenog rastvora načinjenog hladeči rastvor specifične težine od 1.24 na 50 C. Tako, 2.5 litara vode i 4.47 kgr obične kristalne sode za pranje daće oko 5.6 litara vrelog rastvora. Kristalni proizvod iznosi oko 2V2 kgr na 3.78 lit. prvobitnog rastvora.
Ovaj je proizvod od naročite upotrebe pri pravljenju raznih soli za kupanje, pošto je njegova rastvorljivost vrlo velika naročito kada se uporedi sa običnim proizvodom, ier su kristali u obliku tankih Ijuspi-ca. Nađeno je da je natrium karbonat mnogo osetljiviji od magnezijum sulfata u pogledu prisustva nečistoće, a tako isto i u pogledu naglog hlađenja. Dok magnezijum sulfat može biti hlađen u rukavcu sa hladnom vodom, natrijum karbonat mora se mnogo sporije hladiti, da bi se izbeglo obrazovanje kompaktnih masa na bokovima suda.
Primer 3.
Natrium sulfat, čiji je deka-hidrat poznat pod imenom „Gleuberove soli" (Na2S04 10H20) može se dobiti u obliku vrlo velikih tankih Ijuspi iz rastvora od 450 kgr kristalastog natrijum sulfata u 250 litara vode ohlađenog od 50 C., na kojoj temperaturi ima specifičnu težinu od 1.25. Dobitak kristala iz ove količine iznosi oko 150 kgr.
Menjajući koncentraciju prvobitnog rastvora, formacija i veličina kristala može se menjati do znatnih granica, kao što je to slučaj i sa natrijum karbonatom. Ta se varijacija najbolje prikazuje u slučaju na-trijum-tiosulfata.
Primer 4.
U niže dole datoj tabeli prikazuje se kristalna formacija penla-hidrata natrijumo-vog, (NasS^Oj, 5H.,G) koja se dobija zasejavanjem rastvora natrijum tiosulfata različitih koncentracija uz odgovarajuće speći-fične težine na 60° C.
a)	Specifična iežina 1.39
b)	Specifična težina 1.44
vrlo velike igle (mali dobitak)
Formacija koja se nalezi između igala i ljuspi.
C) Fežina’lT	°rube 1jusPe 1 Ijuske
d) Specifična	Fine mekane pločice
težina 1.59	ili ljuspice.
Primera radi, brzina rastvaranja u jednakim količinama hladne vode za jednake težine pod istim uslovima, izlazi:
Obični kristalni hiposulfit (tiosulfat) rastvorio se u 3 min.
Proizvod pod „c" rastvorio se u dva minuta.
Proizvod pod „d“ rastvorio se potpuno za jedan minut.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za proizvodnju supstanaca
u lako rastvorljivom kristalnom obliku, naznačen time, što se u jednom sudu, čije su unulranje površine glatke i neprekidne, proizvede relativno velika količina presiće-nog rastvora te supstance hladeči prvobitno vreli i koncenlrisani rastvor te supstance u mirnom stanju, što se za to vreme Sprečava isparavanje tečnosti na izloženim površina ma, i što se tako ohlađeni rastvor uzdrma ili zaseje, ili se i uzdrma i zaseje kristalima, da bi se otpočela kristalizacija pomenute supstance.
2.	Postupak prema zahtevu 1, naznačen time što se konvekcione struje kroz tečnost, usled hlađenja, umanjuju usporavajući hlađenje.
3.	Postupak prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time što se tečnost, koja se hladi, čuva od spoljnih uznemiravanja kao što su vibracije ili neki drugi mehanički uzroci i dejstva.