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Brevet 3'invention. "PROCEDE ET APPAREIL POUR L' ELIMINATION DES IMPURETES COLLOÏDALES DES SOLUTIONS ET EN PARTICULIER DES JUS DE SUCRERIE ET EAUX
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RES IDUAlRES Il .
Lorsqu'on soumet une solution colloïdale à un courant électrique continu* il se produit un transport
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des micelles colloldales soit vers l'anodet soit vers la cathode. Dans le,cas de colloïdes positifs ceux-ci se déplacent dans le sens du courant pour
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se décharger snr ltéleotxode négative. Dans le cas de
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colloïdes négatifs, ceux-ci voyagent dans le sens opposé pour se décharger sur l'électrode positive. Cette propriété des colloïdes est connue sous le nom d'éleo- trophorèse.
Elle est fréquemment utilisée au laboratoire pour étudier les propriétés physico-chimiques des peaticlo-solutions et dans l'industrie pour l'épuration de certaines matières colloïdales (caoutchouc, argiles, eto.). Sa mise en oeuvre nécessite l'emploi d'un courant continu. En outre, les colloïdes déchar- gés se déposent autour de leur électrode respective sous forme d'un gel plus ou moins hydraté, mais tou-. jours très volumineux. Peur l'enlèvement du ou des dépôts, il est nécessaire d'interrompre le passage du courant. L'électrophorèse est donc toujours une opéra-' tion discontinue.
Le dépôt (gel) formé sur les électrodes est, d'autre part, réversible, c'est-à-dire que si on lui restitue une partie des électrolytes éliminés par l'électrolyse, le gel se disperse à nouveau pour prendre la forme initiale d'un sol. Dans les applica- tions industrielles, où il s'agit d'éliminer des colloïdes.organiques ou inorganiques sous forme de floculats, par exemple dans le domaine de la sucrerie, de la laiterie, etc., l'électrophorèse ne peut être pratiquement employée,d'abord en raison du caractère discontinu de l'opération, en second lieu à cause de la consommation de courant électrique relativement élevée qu'elle entraîne.
L'invention a pour objet un procédé éleotrolyti- que pour l'élimination des impuretés colloïdales de liquides qui supprime ces inconvénients. Ce procédé
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consiste à traiter le liquide dans une cave dont il constitue l'électrolyte, les électrodes étant, l'une, en aluminium et, l'autre, en un métal choisi parmi le fart le plomb, le cuivre, le zino, etc...
et soumises à des différences de potentiel de caractère alternatif,
On forme ainsi an redresseur électrolytique, du type de celai connu par les découvertes de Buff (1857) et Duoretet (1876). On sait, en effet, que, lorsqu'on applique des différences de potentiel alternatives aux électrodes d'une cave électrolytique dont l'une des électrodes est en aluminium, et l'autre en fer, zinc, plomb ou oaivre, le courant circule très faoilement pendant la demi-période pour laqaelle l'électrode d'aluminium joue le rôle de oathode, alors que, pendant la demi-période pour laquelle cette électrode joue le rôle d'anode, le courant se trouve pratiquement interrompu,
en raison de la couche d'alumine qui se forme instantanément et qui présente une très grande résis- tanoe.
Or, si l'on introduit dans la cuve d'un tel re- dresseur électrolytique une solution colloïdale, telle que du jus de betteraves ou de oannes et que* après avoir, de préférence.), additionnée au préalable, le jus d'une substance ayant la propriété de s'y dissooier à l'état ionique, telle qu'une substance alcaline ou un sel neutre ou acide,, on constate qu'il se produit au bout de quelques secondes un flooulat très volumineux qui a tendance à se déposer aa fond de la oavé, où il peut être enlevé.
Dans le oas de jus brut de sucrerie, le flooulat
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ainsi obtenu est constitué en majeure partie par des matières albuminoïdes et pectiques, mais il contient aussi une certaine quantité de sels adsorbés par le flocalat lui-même, notamment de colorants.En outre ce floou- lat se forme dans un milieu contenant des produits de dissociation électrolytique$ tel l'oxygène.
Dans le cas du jus de sucrerie, le liquide qui sort du redresseur est ensuite réchauffé à 75 C. environ puis alcalinisé à un pH variant entre 6.9 et 9.0. Cette alcalinité est ensuite réduite, si nécessaire, à un pH voisin de 7.5, soit par la carbonatation habituelle, soit par l'anhydride sulfureux, soit encore par l'acide phosphorique.
On a très schématiquement, sur le dessin annexé, un appareil poar l'élimination des impuretés colloïdales, par application du procédé de l'invention.
Cet appareil comporte une cuve électrolytique 1.
Par une tubulure 2, aboutissant à la partie inférieure de la cave, arrive le liquide, jus de sucrerie par exemple, dont on désire éliminer les impuretés. Dans le liquide circulant dans la cuve 1 plonge une électrode 3 en plomb, fer, cuivre ou zinc, ainsi qu'une électrode 4 en aluminium. Le liquide sort de la cave par une tubulure 5. L'électrode 3 est réunie, par un fil 6, à un des pôlea d'une source de courant alternatif. L'au- tre pôle de cette source est réuni à l'électrode 4 par un fil 7, un ou des appareils d'utilisation 8 ( lampes, moteurs, etc...) et un fil 9.
La cuve 1 reçoit, d'une manière continue, le jus à épurer par l'intermédiaire de la tubulure 2. Lorsqu'on
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réunit les électrodes 3 et 4 aux pôles d'une source de courant alternatif, les colloïdes présents dans le jus floculent et se rassemblent au fond de la cave 1 d'où. ils peuvent être soutirés par un moyen quelconque* par exemple par un robinet. Le jus éparé sort par la canalisation 5.
La surface des électrodes est telle que tout le jus traversant la cave 1 puisse être éparé par floculation. Il se comprend, d'ailleurs* que, dans ane même cuve, plusieurs électrodes, telles que 3 et 4; peuvent être montées en série, les électrodes en platnb, ou analogue, étant réunies à un même pôle de la source de courant, et les électrodes ,telles que 4, en aluminium, étant réunies à l'autre pôle.
D'une manière générale) toas les modes de montage. connus pour le redresseur électrolytique* da type rappe. lé ci-dessus, peuvent être utilisés pour l'application du prooédé selon l'invention.
La consommation de courant électrique pour l'élimination des colloïdes est relativement très faible ; elle ne représente que la perte due au redressement du courant, soit environ 20 à 30 %.
Le courant redressé peut étre utilisé pour l'éclairage de l'usine ou pour la force motrice, ainsi qa'il est représenté symboliquement par l'appareil d'utilisation 8,
La consommation de courant peut enoore étre réduite en employant plusieurs caves électrolytiques en série.
On indique, à titre d'exemple, pour le traitement
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des jus de betteraves, le processus suivant t
Le jus brut venant de la diffusion est préalablement chauffe à une température de 60-70 C.; ensuite, il est chaulé par 30 à 150 grammes de chaux par heotolitre de jus, puis traité pendantquelques minutes dans un redresseur électrolytique du type ci-dessus décrit. Il se produit une floculation et le jus devient clair. Quand la flocu- lation semble avoit atteint son maximum, on réchauffe le jus à 80 C., puis on l'alcalinise avec une base quelconque, mais de préférence avec du lait de chaux, jusqutà un pH voisin de 11.0.
Ensuite, on réduit l'aloalinité, soit par une oarbonatation, soit par une sulfitation, ou encore par un acide approprié jusqu'à un pH voisin de 7.8.
Le jus ainsi traité est réchauffé à 80 C., puis filtré sur un filtre-presse ordinaire. La vitesse de filtration du jus traité est considérablement augmentée. par rapport à celui obtenu par le procédé courant.
Le traitement des jus de cannes et des eaux résiduaires ou impuretés est encore plus simplifié.
Dans le cas des jus de cannes, il suffit de chauffer le jus sortant des moulins à 60-70 C. et de l'in-
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produire, après une alcalinisation à un pH de 7-7.4. dans une cuve électrolytique du type ci-dessus pour obtenir, au bout de quelques minutes, une floculation de beaucoup plus importante que par les moyens habituels, Après réchauffage à 95-100 C., le jus est décanté dans les décanteurs habituels ou bien filtré, ou bien encore le jus est décanté et le jus clair est filtré avant son envoià l'évaporation,
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selon
Le procédé l'invention s'applique également au traitement des eaux résiduaires ou impures.
Celles- ci sont, suivant leur nature chimique, traitées, ou nont .au préalable, avec une substance ayant la propriété de se dissocier à l'état ionique; ensuite, l'eau est trai- tée dans une cave électrolytique du type ci-dessus jusqu'à floculation des impuretés. Après floculation, elle est filtrée ou décantée ou encore décantée et f iltrée.
L'emploi du procédé de l'invention permet d'obte- nir des jus et des eaux très pars.'Dans le cas du trai- tement des jus de betteraves, il supprime la nécessité de la première oarbonatation et permet d'obtenir des jus ayant des puretés supérieures à celles obtenues par les procédés courants.
L'installation est peu coûteuse et le prix de re- vient du traitement insignifiant. Le procédé permet, diantre part, une économie de chaux qui est toujours supérieure à 90% par rapport aux procédés courants.