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Appareil de séparation et de fractionnement de substances par essorage de mousses.
Dans son Brevet belge 438.951 du 11 1;fiai 1940, la Demanderesse a décrit un procédé dans lequel la séparation ou le fractionnement de substances peut être réalisé par moussage de solutions ou de suspensions desdites substances dans un liqui- de, et essorage des mousses dans un tube vertical formant colonne de séparation ou de fractionnement. D' autre part, dans la demande de Brevet belge du 1 mars 1943 (brevet N 449.425) , la Deman- deresse a signalé le rôle néfaste que peuvent jouer les remous à l'intérieur des masses de mousses en cours d'essorage, ces remous empêchant de réaliser un classement précis des mousses en couches horizontales homogènes.
La Demanderesse a reconnu que l'état des parois in- ternes des récipients contenant ces mousses joue un rôle prépon- @
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dérant dans le mécanisme de la formation de ces remous.
En particulier, la principale cause d'amorçage d'un remous, dans un volume de mousse en mouvement, est une variation de l'adhérence de cette mousse sur certains points des parois internes du récipient qui la contient.
Cette variation est due, le plus souvent, à des dif- férences de mouillabilité, d'un point à un autre de la paroi du récipient, vic-à-vis de la mousse que celui-ci contient, diffé- rences qui font varier le frottement de la mousse sur cette paroi.
Ces différences de mouillabilité peuvent être provo- quées, par exemple, par un manque de propreté du récipient (dé- pots ou enduits irréguliers sur les parois) ou par des traînées, zones, ou gouttes de liquides laissées à 1.'intérieur du récipient par un séchage imparfait de celui-ci avant usage.
Ces dépôts ou enduits peuvent, d'ailleurs, se former au cours du moussage-essorage.
La Demanderesse a trouvé un moyen général d'obtenir une bonne régularité du frottement exercé, sur les parois in- ternes d'un récipient, par la mousse qui se déplace à l'inté- rieur de celui-ci, ce procédé conduisant à l'obtention de sur- faces de très grandes mouillabilités, sur lesquelles les frotte- ments exercés par les mousses sont, de ce fait, très faibles.
Pour réaliser une mouillabilité aussi complète que possible des parois, on pourrait penser qu'un nettoyage très poussé de celles-ci serait suffisant (par exemple, un nettoyage au mélange sulfo-chromique ou à l'acide sulfurique chaud, puis à l'eau distillée, s'il s'agit de parois de verre). L'expérience montre que ce n'est pas le cas, surtout si quelques portions de ces parois sèchent pendant l'opération de moussage-essorage.
Par contre, la. Demanderesse .a trouvé que le dépolis- sage de ces parois permet d'obtenir, très facilement, une excel- lente mouillabilité de celles-ci.
On constate en effet que, lorsqu'une surface dépolie a été une première fois, mouillée par un liquide (eau ou solu-
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tion aqueuse par exemple), cette surface, après le départ de l'excès de liquide qui la recouvrait,. reste, pendant un temps très long, uniformément mouillée par une très minoe touche de liquide sans que cette couche se fragmente en zones irrégulières ayant tendance à se résorber ultérieurement pour donner des gout- tes, ce qui serait le cas sur une surface de même nature, mais non dépolie.
Si la surface dépolie, qui se trouve ainsi uniformément humectée de liquide, est, par exemple plongée de nouveau dans ce même liquide ou dans un autre liquide de même nature (eau et solutions aqueuses, par exemple), il est bien évident que l'an- gle de raccordement du ménisque qui joint ce liquide à la paroi, déjà uniformément humectée du fait de sa surface dépolie, est nul.
Tout se passe donc comme si cette surface était par- faitement mouillable.
L'appareil de moussage et d'essorage de mousses sui- vant l'invention comporte en conséquence des parois internes dé- polies dans les parties destinées à être au contact des mousses.
Pour que le dépolissage produise son maximum d'effica- cité, il est préférable que le grain ou la structure de celui-ci ne soient ni trop fins, ni trop grossiers.
La Demanderesse a constaté qu'un degré de dépolissage analogue à celui que donne le sablage au pistolet est parfaite- ment oonvenable.
Ce' dépolissage peut, bien entendu, être effectué par tous moyens appropriés, mécaniques ou chimiques, tels, par exem- ple, que le sablage au pistolet, l'emploi de poudres, toiles, ou papiers abrasifs, d'acide fluorhydrique, de revêtements (émaux, vernis 'ou enduits) à structure mate, granuleuse ou rayée, gravés ou moulés, eto...
En outre, le dépolissage peut présenter une structure superficielle granulaire plus ou moins régulière ou, au contrai- re être constitué par des rayures, très rapproohées les unes @ ,.
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des autres et plus ou moins orientées. Une orientation, stricte ou statistique, dans le sens vertical, est alors préférable.
Lorsqu'on utilise de semblables parois pour le mous- sage, on constate que la mouillabilité due au dépolissage est encore augmentée par le dépôt, sur les surfaces internes des pa- rois des récipients, de couches, probablement mono ou pauci-molé- cula.ires, de substances à molécules polaires, dé pats abandonnés sur ces parois par les mousses riches en constituants tensio- actifs, donc très adsorbables.
L'exemple ci-dessous montre à. quel point la mouillabi- lité d'une surface peut, pendant un moussage, être améliorée par le dépolissage.
On sait que la mouillabilité par l'eau d'une surface paraffinée est pratiquement nulle. Cependant, l'efficacité du dépolissage est telle que les parois internes d'un appareil mousseur peuvent être recouvertes d'une couche de paraffine et, néanmoins, devenir rapidement mouillables par une mousse aqueuse contenant des substances tensio-actives. Il suffit, pour cela, que la surface des parois qui est en contact avec la mousse soit dépolie. Ce dépolissage des surfaces paraffinées peut, d'ailleurs, s'obtenir spontanément si l'épaisseur de la couche de paraffine et la vitesse de refroidissement de celle-ci, après étendage à chaud, sont convenables.
On comprend que l'appareil suivant l'invention permet d'obtenir un excellent classement des mousses en tranches hori- zontales homogènes, et par conséquent un fractionnement précis.
Ce fractionnement est d'autre partplus poussé ou plus sensible en raison de la moindre inertie opposée par les porois à la mo- bilité desmousses.
'En outre, le dépolissage facilite la formation de mousses dsms des solutions ou dispersions moussant avec diffi- culté, du fait que les premières mousses formées s'élèvent plus facilement et perdent ainsi contact avec le liquide dans lequel elles ont tendance à se résorber.
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Le dépolissage facilite de même l'essorage, en raison du faible frottement du liquide sur les parois. @ REVENDICATIONS
1.- Un appareil pour la séparation ou le fractionne- ment de substances par essorage de mousses, caractérisé en ce que les parois internes de l'appareil devant se trouver au contact de la mousse sont dépolies dans le but de faciliter le moussage et l'essorage des mousses, et d'empêcher la formation de remous à l'intérieur de ces mousses.
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Apparatus for separating and fractionating substances by dewatering foams.
In its Belgian Patent 438.951 of 11 January 1940, the Applicant has described a process in which the separation or fractionation of substances can be carried out by foaming solutions or suspensions of said substances in a liquid, and dewatering the foams in a liquid. a vertical tube forming a separation or fractionation column. On the other hand, in the Belgian patent application of March 1, 1943 (patent N 449,425), the Applicant pointed out the harmful role that eddies can play inside the masses of foam during dewatering, these swirls preventing a precise classification of the foams in homogeneous horizontal layers.
The Applicant has recognized that the condition of the internal walls of the containers containing these foams plays a major role.
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drifting in the mechanism of the formation of these eddies.
In particular, the main cause of the initiation of an eddy, in a volume of foam in motion, is a variation in the adhesion of this foam to certain points of the internal walls of the container which contains it.
This variation is due, most often, to differences in wettability, from one point to another on the wall of the container, with respect to the foam that it contains, differences which cause the variation to vary. the friction of the foam on this wall.
These differences in wettability can be caused, for example, by a lack of cleanliness of the container (deposits or irregular coatings on the walls) or by streaks, areas, or drops of liquids left inside the container. by imperfect drying of the latter before use.
These deposits or coatings can, moreover, form during the foaming-spinning process.
The Applicant has found a general means of obtaining good regularity of the friction exerted, on the internal walls of a container, by the foam which moves inside the latter, this process leading to 'obtaining surfaces of very high wettability, on which the friction exerted by the foams are, therefore, very low.
To achieve as complete a wettability as possible of the walls, one might think that a very thorough cleaning of the latter would be sufficient (for example, cleaning with a sulfo-chromic mixture or with hot sulfuric acid, then with water. distilled, if it is glass walls). Experience shows that this is not the case, especially if some portions of these walls dry out during the foaming-spin operation.
On the other hand, the. Applicant has found that the unpolishing of these walls makes it possible to obtain, very easily, excellent wettability thereof.
It is in fact observed that, when a frosted surface has been wetted for the first time by a liquid (water or solu-
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aqueous tion for example), this surface, after the departure of the excess liquid which covered it ,. remains, for a very long time, uniformly wetted by a very small touch of liquid without this layer breaking up into irregular zones having a tendency to be absorbed later to give drops, which would be the case on a surface of the same nature , but not frosted.
If the frosted surface, which is thus uniformly moistened with liquid, is, for example, immersed again in this same liquid or in another liquid of the same nature (water and aqueous solutions, for example), it is quite obvious that the The connecting angle of the meniscus which joins this liquid to the wall, already uniformly moistened due to its frosted surface, is zero.
Everything therefore takes place as if this surface were perfectly wettable.
The foaming and foaming apparatus according to the invention therefore has internal walls which are polished in the parts intended to be in contact with the foams.
In order for the roughening to produce its maximum efficiency, it is preferable that the grain or structure thereof is neither too fine nor too coarse.
The Applicant has found that a degree of roughening similar to that provided by sandblasting with a gun is perfectly suitable.
This roughening can, of course, be carried out by any suitable means, mechanical or chemical, such as, for example, sandblasting with a gun, the use of powders, cloths or abrasive papers, hydrofluoric acid, coatings (enamels, varnishes or plasters) with a matt, granular or striped structure, engraved or molded, etc.
In addition, the roughening can have a more or less regular granular surface structure or, on the contrary, be formed by stripes, very close together @,.
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others and more or less oriented. An orientation, strict or statistical, in the vertical direction, is then preferable.
When such walls are used for foaming, it is found that the wettability due to roughening is further increased by the deposition, on the internal surfaces of the walls of the containers, of layers, probably mono or pauci-molecular. .ires, substances with polar molecules, deposits left on these walls by foams rich in surfactant constituents, therefore very adsorbable.
The example below shows at. how much the wettability of a surface can, during foaming, be improved by roughening.
It is known that the wettability by water of a waxed surface is practically zero. However, the efficiency of the roughening is such that the internal walls of a foaming apparatus can be covered with a layer of paraffin and, nevertheless, quickly become wettable by an aqueous foam containing surface-active substances. It suffices, for this, that the surface of the walls which is in contact with the foam is frosted. This roughening of the paraffinized surfaces can, moreover, be obtained spontaneously if the thickness of the paraffin layer and the rate of cooling thereof, after hot spreading, are suitable.
It will be understood that the apparatus according to the invention makes it possible to obtain an excellent classification of the foams into homogeneous horizontal slices, and consequently an accurate fractionation.
This fractionation is on the other hand more extensive or more sensitive due to the lower inertia opposed by the porois to the mobility of the foams.
Further, roughening facilitates the formation of foams in the difficult foaming solutions or dispersions, since the first foams formed rise more easily and thus lose contact with the liquid in which they tend to be reabsorbed.
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Frosting also facilitates wringing, because of the low friction of the liquid on the walls. @ CLAIMS
1.- An apparatus for the separation or fractionation of substances by dewatering foams, characterized in that the internal walls of the apparatus which are to be in contact with the foam are frosted in order to facilitate foaming and l squeezing the foams, and to prevent the formation of eddies inside these foams.