AT160744B - Verfahren zum Reinigen, Trennen und Konzentrieren von kolloidalen Dispersionen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Reinigen, Trennen und Konzentrieren von kolloidalen Dispersionen. 



   Der Gegenstand des Patentes betrifft ein Verfahren zum Reinigen, Trennen und Konzentrieren von kolloidalen Dispersionen in einem elektrischen Felde, bei welchem die Anteile der Dispersionen unter Einwirkung des elektrischen Feldes nach Massgabe ihres spezifischen Gewichtes unter Erhaltung des Solcharakters der Kolloide geschichtet werden. 



   In der Elektrochemie ist es allgemein bekannt, Abscheidungen durch Einwirkung elektrischer Ströme auf Dispersionen zu erzielen. Zur Erzielung eines erhöhten Wirkungsgrades für die Abscheidung bzw. zur Verringerung des Material-und Kostenaufwandes wurde eine Vergrösserung der Abseheidungsflächen bzw. eine Verringerung des Abstandes der   Abscheidungsflächen   bereits vielfach vorgeschlagen, wie beispielsweise beim Seriensystem der Kupferraffination, bei den Bleichelektrolyseuren sowie bei einigen auf elektroosmotischer Grundlage beruhenden elektrophoretisehen Verfahren. 



   In allen diesen Fällen handelt es sich aber um bipolar wirkende Mittelleiter, an welchen die Abscheidung durch elektrische Entladung stattfindet. Diese Verfahren und Einrichtungen sind jedoch zur Abscheidung von Dispersionen im Solzustand deshalb ungeeignet, weil durch die elektrische Entladung an den   Abscheidungsflächen   zwangsläufig ein Übergang des Solzustandes in den Gelzustand eintreten müsste. 



   Das patentgemässe Verfahren ermöglicht hingegen die Abscheidung an Diaphragmen unter Erhaltung des Solcharakters der Kolloide in wirtschaftlicher Weise dadurch, dass der Arbeitszellenraum der in bekannter Weise durch stromdurchlässige, jedoch kolloidundurchlässige Diaphragmen von den Elektrodenräumen vollständig getrennt ist in möglichst viele, miteinander kommunizierende Abteilungen unterteilt wird, so dass die Feldlinien zwischen den Elektroden möglichst viele der Dispersion dargebotene   Diaphragmenfläehen   schneiden. 



   Die patentgemäss vorgesehene, serienstromisolierte Membrane in der Arbeitszelle gewährleistet einen ausserordentlich guten Wirkungsgrad der Elelctrodekantation, weil die Wanderungswege der einzelnen geladenen Kolloidteilchen wesentlich abgekürzt sind, nämlich auf den geringen Abstand zwischen je zwei in die Arbeitszelle eingehängten stromisolierten Diaphragmenwänden. 



   Das gegenständliche Verfahren unterscheidet sich auch von allen elektrodialytischen oder elektroosmotischen Verfahren, weil diese nur dann ausgeübt werden können, wenn die zur Unterteilung der Arbeitszelle vorgesehenen Diaphragmen voneinander vollständig abgetrennte Einzelräume bilden. Im Gegensatz dazu ist es gerade ein Kennzeichen des Gegenstandes des Patentes, dass die einzelnen, durch die stromisolierten Diaphragmen gebildeten Zellen miteinander kommunizieren und lediglich die die Elektroden enthaltenden Aussenzellenräume in bekannter Weise von dem die Diaphragmen enthaltenden Arbeitszellenraum vollständig abgetrennt sind. 



   Die zur Ausführung des Verfahrens dienende Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gefäss, in welchem die Dispersion von den Elektroden in bekannter Weise durch Diaphragmen vollständig getrennt ist, wobei diese Diaphragmen wohl stromdurchlässig, aber für das Kolloid undurchlässig sein müssen. In die auf diese Weise geschaffene mittlere Arbeitszelle ist nun patentgemäss eine Serie von Arbeitsdiaphragmen eingehängt. Diese Diaphragmen sind vorteilhaft senkrecht zur Stromrichtung und parallel zueinander angeordnet. Das Verfahren ist jedoch auch ausführbar, wenn die Diaphragmen 

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 eine beliebig geneigte Lage erhalten. Auch die Diaphragmen, durch welche der Arbeitszellenraum in miteinander kommunizierende Abteilungen'unterteilt ist, müssen   stromdurchlässig,   aber für das
Kolloid undurchlässig sein.

   Auf diese Weise ist es möglich, zwischen den von einer Elektrode zur andern führenden Feldlinien möglichst viele   Abscheidungsflächen   vorzusehen und dadurch die Ausnutzung des elektrischen Stromes zu vervielfachen, so dass bei geringsten Wanderungswegen der geladenen
Kolloidteilchen eine rasche Abscheidung stattfindet. Das Verfahren bietet weiter infolge der kommuni- zierenden Arbeitszellen die Möglichkeit, die Abscheidungsprodukte auf einfachste Weise gemeinsam abziehen zu können. 



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Zelle für die Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung veranschaulicht. 



   Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist die Zelle 1 gegen die Elektroden 2,3 durch Dia- phragmen   4,     5   abgeschlossen, die die Elektroden in bekannter Weise von dem Kolloid trennen. Der
Raum zwischen den Diaphragmen   4,   5 ist durch quergestellte Diaphragmen 6, 61, 62 usw., z. B. Mem- branen aus Zellophan, Pergamentpapier od. dgl. in möglichst viele Teile unterteilt zum Zwecke, eine möglichst grosse Membranfläche zu gewinnen, wobei die durch die Diaphragmen 6, 61 usw. gebildeten
Teile der Zelle miteinander in Verbindung stehen, so dass für sämtliche Teile ein gemeinsamer Zufluss 7 für die zu behandelnde Dispersion und gemeinsame Ablässe 8, 9 für die Abscheidungen vorgesehen sein können. 



   Die Unterteilung der Zelle kann aber auch durch eine Membrane 6, die in Windungen durch die
Zelle geführt ist, erfolgen, wie z. B. im Grundriss schematisch gezeigt ist (s. Fig. 2). 



   Als Diaphragmen werden Diaphragmen von möglichst geringem Widerstand verwendet. So z. B. können als Diaphragmen Membranen aus Zellophan, Pergamentpapier od. dgl. dienen. 



   Die Schichtung kann noch dadurch begünstigt werden, dass man der Dispersion, bevor man sie dem patentgemässen Verfahren aussetzt, die Elektrolyte möglichst entzieht, z. B. durch Dialyse od. dgl. 



   Dadurch kann an Strom ganz erheblich gespart werden. 



   Das patentgemässe Verfahren kann für kolloidale Dispersionen jeder Art, z. B. für Pektine,
Gelatine, Kaseine, kolloidal gelöste Farbstoffe, Metallsole u. dgl., insbesondere aber für natürliche und künstliche Kautschukdispersionen, z. B. Latex, angewendet werden. 



   Hiefür wird folgendes Beispiel gegeben :
In einem Trog aus Hartgummi von 80 cm Länge, 24 cm Breite und 38 cm Höhe sind an den schmalen Wänden je eine Elektrode, z. B. aus Eisenblech, in der Grösse 20   x35   cm eingesetzt und durch   flüssigkeitsdichtschliessende   Zellophanmembranen gegen den übrigen Zellenraum abgeschlossen. Der
Zellenraum zwischen diesen Membranen ist durch weitere Membranen im Abstand von etwa 1-5 cm unterteilt, jedoch derart, dass durch Ausnehmungen im oberen und unteren Rand dieser Zwischen- membranen die Flüssigkeit kommuniziert. In die beiden abgeschlossenen Elektrodenräume wird   0-7% igues   Ammoniakwasser eingefüllt.

   In den Mittelraum der Zelle, welcher ungefähr   70l   fasst, wird durch in die Seitenwand ungefähr in der Höhenmitte eingesetzte Rohre der zu behandelnde Latex, welcher mit Ammoniakwasser auf einen Trockengehalt von etwa   30%   gebracht wurde, eingefüllt. Die
Zelle wird oben dicht abgeschlossen mit einem Deckel, welcher ein Abflussrohr für den konzentrierten
Latex und Gasableitungsrohre oberhalb der Elektroden besitzt. Wenn die Mittelzelle mit Latex gefüllt ist, wird eine in Abständen von je 10 Minuten umgepolte Gleichstromspannung von 55 Volt angelegt. 



   Durch den Stromfluss von etwa 4 Amp. tritt eine Schichtung des Zelleninhaltes ein und nach etwa
30 Minuten kann man bei einer am Zellenboden angebrachten Öffnung das Serum mit einem Gummi- gehalt von etwa 3-8% ableiten. Wenn dieser Abfluss so geregelt wird, dass er dauernd mit einer Geschwin- digkeit von   4 3 I/Stunde erfolgt   und zugleich frischer Latex in einer Menge von   9 !/Stunde (durch   in ungefähr halber Höhe der Seitenwand angebrachte Öffnungen) in das Innere der Zelle geleitet wird, dann kann man durch das Ablaufrohr im Deckel einen regelmässigen Strom von Konzentrat mit etwa
62% Kautschukgehalt in einer Menge von 4-7 I/Stunde erhalten.

   Dieses Konzentrat enthält nur mehr   einen Bruchteil der kolloiden Nicht-Kautschukstoffe, wie Eiweisskörper und Kohlenwasserstoff, welche wegen ihres höheren spezifischen Gewichtes nach unten wandern und mit dem Serum abfliessen.  

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zum Reinigen, Trennen und Konzentrieren von kolloidalen Dispersionen in einem elektrischen Felde, bei welchem die Anteile der Dispersionen unter Einwirkung des elektrischen Feldes nach Massgabe ihres spezifischen Gewichtes unter Erhaltung des Solcharakters der Kolloide geschichtet werden und bei welchem der Arbeitszellenraum durch stromdurchlässige, jedoch kolloidundurchlässige Diaphragmen von den Elektrodenräumen vollständig getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszellenraum in möglichst viele, miteinander kommunizierende Abteilungen unterteilt wird, so dass die Feldlinien zwischen den Elektroden möglichst viele der Dispersion dargebotene Diaphragmen- flächen schneiden.