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" Procédé de fabrication de décolorants."
L'invention est relative à un procédé de fabrication de gels de résine très poreux et insolubles, qui possèdent un pouvoir adsorbant particulièrement grand à l'égard des impure- tés de nature organique contenues dans les liquides, telles que les colorants, les matières sapides et les matières odorantes, les corps générateurs de pousse et les substances empêchant la cristallisation.
Les décolorants obtenus conformément à l'invention sont particulièrement propres à la purification des solutions de sucre industrielles, telles que les jus fluides ou clairs, les jus épais, les sirops et la mélasse de la fabrication du sucre de canne et du sucre de betterave, les solutions de sucre brut, les produits de raffinage etc. et pour la purification du sirop
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d'amidon, de la dextrose aqueuse etc., mais aussi pour la puri- fication de liquides aqueux en général, tels que les solutions d'acide citrique, de sulfate de quinine, de sorbitol etc., pour la purification de l'eau potable, pour la purification des huiles et graisses végétales, animales et minérales et d'autres liquides organiques et non aqueux, tels que les alcools, les cétones, les éthers, les esters etc.
Des exemples de ces résines sont les produits de con- densation d'aldéhydes avec des phénols, de préférence polyva- lents, et/ou des amines et/ou imines, de préférence polyvalen- tes, aromatiques et/ou aliphatiques. D'autres résines, telles que les résines de furfurolaldéhyde, les résines glyptaliques, les résines coumaroniques, les résines obtenues par condensa- tion de polyamines ou polyimines avec, par exemple, des dihalo- génures, les résines vinyliques etc. peuvent aussi en principe être obtenues sous la forme très poreuse et insoluble désirée.
Le procédé selon l'invention est propre en particulier à être appliqué à la fabrication de gels de résine , dans les- quels sont contenus tant des groupes acides (par ex. -COOH, -OH et -S03H) que basiques (par ex. -NH2 et =NH-), (résines dites mixtes). On peut fabriquer séparément des gels de résine moyennant emploi de composants de résine acides et des gels de résine moyennant emploi de composants de résine baqiques et les employer en mélange intime ; est toutefois préférable d'opé- rer la mixtion des constituants générateurs de résine acides et basiques déjà préalablement, de façon à obtenir en même temps deux structures de gel de résine mixte tissées intimement l'une dans l'autre, qui peuvent être employées ensuite sous forme de granules ou de poudre.
Ces derniers gels de résine ne présentent, au cours de leur emploi, aucun phénomène de gonfle- ment ou de contraction, quand ils entrent en contact avec des liquides acides ou basiques, et possèdent un grand pouvoir adsorbant envers les impuretés organiques, cependant qu'ils ne
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présentent, en outre, aucun ou presque aucun pouvoir d'échange des ions à l'égard des électrolytes accompagnant maintes fois les impuretés.
La présence d'une grande quantité d'eau ou de milieu aqueux pendant la susdite condensation de gels de résine joue un rôle important pour l'obtention d'un grand pouvoir d'ad- sorption du gel de résine envers les impuretés de nature orga- nique. En faisant varier la quantité du milieu ne participant pas à la condensation on peut influencer le nombre et la gran- deur des pores déterminant la surface aotive. Plys il y a d'eau présente, plus haut est le pouvoir adsorbant que l'on peut ob- tenir. Dans presque tous les cas où la quantité de liquide dans laquelle la condensation a lieu est augmentée, il en ré- sulte cependant une diminution de la résistance mécanique des gels de résine, et l'on obtiendra des gels de résine mécanique- ment et chimiquement instables et, parfois, même particulière- ment mous.
Or, on a constaté que même en employant une grande quan tité du milieu ne participant pas à la condensation, on peut supprimer cet inconvénient en condensant, ou en soumettant à une condensation complémentaire, à température élevée. L'éléva- tion de température oausée par la chaleur dégagée par la réac- tion ne suffirait pas par elle-même, à cause de la dilution, au maintien de la température voulue, excepté dans le cas où, par des mesures spéciales et intentionnelles, on veille à l'ob- tention d'une température d'au moins 70 à 80 C.
Si, par exemple par condensation d'un mélange de résor- oine et de m-phénylène-diamine avec de l'aldéhyde formique en milieu aqueux, on veut fabriquer un gel de résine, on serait, à la température ordinaire, astreint à une quantité d'eau maxi- mum, car en dépassant cette quantité on obtiendrait un gel de résine qui serait chimiquement ou mécaniquement instable et, partant, inutilisable. En choisissant, conformément à l'inven-
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tion, une température de condensation plus élevée, par exemple en travaillant à température initiale élevée, en soumettant le gel instable à une condensation complémentaire à température élevée, en veillant à une isolation thermique ou calorifugeage spécial ou en combinant des mesures de ce genre, on est à même d'employer de plus grandes quantités d'eau.
Dans tous les cas il faut veiller en outre à ce que les gels de résine obtenus ne puissent, pendant ou après leur fabrication, perdre de l'eau occluse, car, autrement, le pouvoir adsorbant se perdrait de nouveau totalement ou en grande partie.
En exposant les gels à une température élevée pendant et après leur fabrication ou à l'un de ces deux moments, on obtient des gels de réaine très poreux, qui, malgré cela, sont extrêmement stables aux lessives et aux acides, ce qui est im- portant en particulier pour la régénération des gels de résine saturés d'impuretés, car ceux-ci doivent en général être régé- nérés avec de la lessive et maintes fois en outre avec de l'a- cide. D'autres avantages du procédé consistent en ce que les gels de résine obtenus se lavent mieux et que le gonflement et la contraction sont supprimés dans une large mesure.
Le gel doit atteindre pendant ou après sa formation une température de 70 eu même de 80 pour que les propriétés dési- rées soient obtenues dans une mesure tout à fait satisfaisante.
La condensation subséquente ou complémentaire doit être opérée à température un peu plus élevée, vu qu'on doit ordinairement chauffer extérieurement et que la transmission de chaleur vers l'intérieur du gel est trop faible. On peut aussi opérer la condensation proprement dite ou première condensation ou la con- densation complémentaire dans un récipient isolé, afin qu'une température suffisamment haute soit obtenue par le dégagement de chaleur.
On obtient des résultats encore meilleurs en opérant la première condensation ou la condensation complémentaire à des
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températures élevées à un niveau tel qu'une pression élevée soit nécessaire à éviter que l'eau commence à bouillir dans les pores. On a en effet oonstaté que le pouvoir adsorbant du gel formé se perd de nouveau en grande partie lorsque l'eau des pores bout; cette ébullition doit donc être évitée. Pour cette raison, on procède en exécutant la condensation (ou la conden- sation oomplémentaire d'un gel de résine obtenu trop mou par suite de la présence de trop d'eau ou de l'emploi d'une tempé- rature trop basse) dans un récipient fermé, la pression effec- tive ou "surpression" nécessaire étant obtenue au besoin par refoulement d'air, d'azote, d'anhydride carbonique ou d'un au- tre gaz dans le récipient.
Le récipient sous pression, de pré- férence à double paroi, est chauffé par exemple à la vapeur.
Cette forme de réalisation convient en particulier aux gels de résine qui ne se condensent pas suffisamment à des températures inférieures à 1000 C et sont par conséquent trop mous, comme certaines résines mixtes, résines aminées, résines d'urée, ré- sines polyvinyliques, résines coumaroniques, etc.
En opérant la première condensation ou la condensation complémentaire à des températures supérieures à 100 C, on ob- tient des gels de résine extrêmement poreux, d'un faible poids spécifique, de sorte que l'on obtient, pour un même pouvoir adsorbant, un abaissement du prix de revient par unité de volu- me du gel de résine.
Si on le désire, la première condensation ou la conden- sation complémentaire des gels de résine peut être opérée en tels que les échangeurs d'ions/ présence d'échangeurs d'ions,/d'hydrogène ou les échangeurs d'ions d'hydroxyle.
Exemple 1.
On mélange intimement 20 parties en poids de furfurol, 10 parties en poids d'acétaldéhyde et 5 parties en poids d'a- cide chlorhydrique. Après 2 jours, la résine est encore molle et caoutchouteuse, et ce n'est qu'après environ une semaine que
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la résine est devenue suffisamment dure pour pouvoir à la ri- gueur être moulue. Si l'on répète l'essai en chauffant le mélan- ge furfurol-aldéhyde acétique à 70 , la réaction a lieu rapide- ment. La résine obtenue est immédiatement dure, n'est pas séchée et ne présente,à l'usage et à la régénération au moyen de lessi- ve et d'acide, pas de phénomènes de gonflement et de contraction tels qu'elle serait impropre pour la pratique.
Exemple II.
On chauffe lentement pendant 15 minutes 100 parties en poids d'éthylène -imine, auxquelles sont ajoutés 5 cm3 d'acide chlorhydrique concentré. Après refroidissement, on ajoute à la solution ainsi obtenue 200 parties en poids de dichloro-étha- ne en agitant à fond. La réaction est exothermique et il se for- me un gel de résine. On complète le durcissement du gel sous l'eau à 95 pendant 16 heures avec une solution de méthanal à 10% et ensuite, à l'état encore humide, on l'amène à la grosseur de grain correcte. Avant l'emploi, on traite la résine de préfé- rence tant à l'acide qu'à la lessive. La résine doit être con- servée à l'état humide.
Exemple III.
On chauffe ensemble jusqu'à 65 60 g de résorcine, 300 cm3 d'eau et 15 g de lessive de soude. On retire la solution chaude de la flamme et on y ajoute le plus rapidement possible, tout en agitant, 120 cm3 d'une solution de méthanal à 40%. Il en résulte un échauffement du mélange et le gel se fige à envi- ron 90 sous forme d'un gel. On abandonne ensuite le gel de résine à lui-même, on ne lui fait pas subir un durcissement com plémentaire et, après environ 15 minutes, on le moud à la fi- nesse correcte. On lave la résine brune à l'acide chlorhydrique; elle est alors d'un rouge clair; on la désacidifie complètement par lavage à l'eau et on la conserve à l'état humide.
Exemple IV.
On dissout ensemble, en agitant bien, 9,5 kg de m-
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phénylène-diamine, 7,6 kg de résorcine, 37,5 litres d'eau et 15,7 kg d'acide chlorhydrique à 9,2 Bé. On ajoute ensuite à cette solution, en une fois et en agitant, 21 litres d'une solu tion de méthanal à 401,eG. La résine qui se forme devient dure au bout d'environ 5 minutes, après quoi on verse dessus une solu- tion de méthanal à 10%. On opère la réaction dans un récipient isolé et fermé, et la température monte jusqu'à 75-80 . On abandonne ensuite la résine à elle-même pendant 24 heures, en- suite on la granule et on la lave bien ; est alors prête à servir.
ExempleV.
On dissout 8 kg de méta-phénylène-diamine dans 70 kg d'eau et 20 kg d'acide chlorhydrique à 9 Bé, après quoi on ajoute et dissout 6,4 kg de résoroine. On porte le mélange à une température de 45 C et on y ajoute ensuite, en agitant, 21 kg d'une solution de méthanal à 40% à 35 . La température du mélange monte jusqu'à une température d'environ 75 et se solidifie alors. Dans ce cas, le gel est cependant encore trop mou et cède encore de la couleur quand on le traite par de la lessive de soude à 5%. On réduit la masse figée en menus frag- ments, on la charge dans un autoclave à double paroi et on la recouvre d'eau. Ensuite, on soumet le contenu à une pression d'air de 20 atmosphères et on admet de la vapeur à 185 dans la double paroi.
La pression monte alors encore un peu dans l'autoclave et l'on maintient le contenu pendant quelque temps à les . On refroidit alors le contenu sans relâcher la pression jusqu'à ce que la température soit descendue en dessous du point d'ébullition de l'eau, après quoi on lâche la pression et l'on vide l'autoclave. Le gel est maintenant devenu dur et com- plètement stable à toute concentration d'aoide et de lessive.
Enfin, on l'amène à la grosseur de grain voulue et on le conserve à l'état humide.