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" Procédé pour éliminer des liquider aqueux les impuretés de nature 'organique ".
La présente invention concerne les procédés pour éliminer les impuretés de nature organique des ,liquides aqueux,, comme les solutions industrielles de sucre et de glucose., au moyen de gels synthétiques de résines insolubles dans l'eau. On sait que les gels de résines de ce genre, en particulier lorsqu'ils ne ,sont pas. desséchés après leur préparation, et lorsqu'ils sont conservés à l'état humide, possèdent un pouvoir d'adsorption -considérable pour les-substances colorantes, odorantes, sapides, et moussantes, ..Si.l'on choisit correctement les ingrédients à partir des- quels'on prépare les gels de résine;
ces gels ne possèdent pas ¯ seulement un pouvoir décolorant remarquable,mais encore ils ne présentent, lorsqu'on les met en contact avec,des liquides '
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i -ides Qu alcalins, comme les liquides de régénération,pas nùis'ibles dilatatiqn'.et contraction. test, ;
.,dep7erorenes,nùisibles de dilatati4n,.et de contraction 'fl.
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le cas, par exemple,, pour un gel de résine qui est obtenu par la condensation d'un mélange approprié de composants résineux, acides et basiques, aves des aldéhydes, par exemple d'un mélange de résorcine et de métaphénylène-diamino avec de l'aldéhyde formique en milieu aqueux, ou pour un gel de résine qui est obtenu par condensation en employant des composés organiques qui contiennent, dens la même molécule, des groupes acides et des groupes basiques, comme l'amino-phénol
Ces gels de résines et les gels analogues sont régénérés, après emploi, au mayen de solutions aqueuses d'électrolytes appropriés, par exemple d'alcalis, d'acides ou de sels.
En particulier, les solutions aqueuses de substances alcalines comme l'hy- droxyde de potassium , l'hydroxyde de sodium, le carbonate de soude ou le carbonate de potasse, conviennent à l'élimination des impuretés organiques qui se sont accumulées dans les Gels de rési- nes.
Le procédé normal consiste donc à épuiser par lavage les impuretés dissoutes au moyen d'une lessive alcaline, jusqu'a ce que la lessive s'écoule incolore, après quoi la lessive qui est demeurée dans les pores est enlevée par rinçage à l'eau. Fréquem- ment on effectue ensuite encore un traitement par un acide dilué, afin de neutraliser les dernières traces d'alcali . Dans ce dernier cas, on emploie souvent l'acide en léger excès, après quoi on épuise de nouveau par lavage à l'eau.
En raison de sa consommation élevée en produits chimiques, ce procédé de régénération dans lequel on utilise donc la lessive ou un produit analogue comme liquide de rinçage pour les impuretés du filtre, est assez coûteux. 'En outre, il demeure, ainsi que la demanderesse a pu l'éta- 'blir , une quantité notable d'impuretés dans les filtres derésine.
Or il a été découvert que l'on peut réaliser une économie notable en produits chimiques si l'on dissout simplement , dans les solutions d'électrolytes les impuretés accumulées dans les gels .de -résines, après quoi l'enlèvement par rincée.se fait à l'eau.
Si cette eau est employée chaude/et de.préférence très chaude,
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les impuretés sont en outre enlevées beaucoup plus rapidement et plus à fond par le lavage. Si l'on veut déjà se contenter de ce dernier avantage, on peut dissoudre dans la solution d'électrolyte, par exemple dans la. lessive, les impuretés accumulées dans les gels, de résines, 'et ensuite rincer avec une solution d'électrolyte en excès jusqu'à ce que le liquide d'écoule incolore, après quoi on procède à un nouveau traitement avec de l'eau chaude, et de préférence très chaude.
Le liquide qui. s'écoule Prend de, et de préférence très chaude. ..Le liquide qui s'écoule prend alors de nouveau une couleur foncée, et, pendant un temps assez prolongé, des quantités assez considérables d'impuretés, qui resteraient, si l'on procédait au nouveau traitement par l'eau froide, s'éliminent encore . L'élimination des impuretés organiques des gels de résines se produit d'une manière beaucoup plus inten,.e, et, avant tout, plus complète que quand on procède à l'épuisement par rinçage au moyen de lessive, après quoi on lave encore une fois l'eau.
On explique ces phénomènes en admettant que, lors de la régénération des géls de résines par la lessive, les impuretés adsorbées à la surface se dissolvent facilement et sont enlevées . par rinçage par les quantités subséquentes de lessive, tandis que la diffusion dams les capillaires ne se produit plus du fait que les concentrations en lessive sont devenues égales dans la résine et à l'extérieur de cette résine . Lorsqu'on rince à l'eau froide, la lessive elle-même diffuse à, vrai dire vers l'extérieur; mais il ne se produit pas ou presque pas de diffusion des complexes moléculaires organiques de grandes dimensions dissous dans la lessive, cette 'absence de diffusion étant due à la différence considérable de vitesse de diffusion.
Si'l'on emploie de l'eau chaude , la vitesse de diffusion des complexes molèculaires organiques est à ce point augmentée que ces complexes peuvent s'é;liminer d'une manière pratiquement complète. Ceci se manifeste aussi de la manière suivante : lorsque l'on a, de cette façon, apparement éliminé les impuretés, et lorsque la concentration .
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en lessive dans les pores 3. été accrue par un traitement renouvelé par la lessive, on constate,' en cas de traitement consécutif par l'eau chaude, qu'il s'écoule de nouveau de la couleur , mais cependant dans une Mesure bien moindre .
Les complexes molé-
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cula.ires aya.nt les plus grandes dimensions , COWlil0 ceux qui eondtituent les substances sapides et moussantes, sont é:Lj.1:tiné è. la fin, Pour éliminer les complexes moléculaires dc¯ grandes ninensions, il est manifeG8H12¯t nécessaire d'avoir un poids spécifique au moins suffisant àe la lessiva pour ootenir une vitesse de diffusion 2: S'e élevée . Ce poids SJGG1;'lQh7 peut aussi être obtenu en employant uns solution saline alcaline (par exemple un solution de NaCl ou l,-a2so 4 avec de l'alcali libre ). Cependant., il faut employer suffisamment d'alcali pour pouvoir dissoudre les impuretés.
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Lorsqu'on utilise les els de résines dans des ÒÀoilr.e5 tOlativement élevées, il n'y a pas besoin d'employer assez de solution d'électrolyte , par exemple de lessive, pour que colle-ci
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co'm'-ience sortir après traversée de la colonne, triais on peut s'arrête= déjà beaucoup plus tôt et expulser la lessive @ travers la colonne par addition d'eau, cette lessive dissolvant les impuretés qui sont ensuite enlevées par le rinçage à l'eau.
Il a, été établi en outre qu'une résine saturée d'impuretés
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peut déjà céder une quantité assez considérable de ces i1ú;:ll ret'2s par un simple traitement à l'eau chaude (c'est-à-dire sans trai- teillent préalable par la lessive ). Si l'on doit décolorer par conséquent un liquide chaud, cette décoloration se produira également, et c'est pourquoi on fera passer de pré@érence le liquider décolorer sur les gels de résines à des températures plus basses.
Alors donc que l'on fait usage d'une part d'eau de lavage à 90 C, par exemple en employant de l'eau chaude de condensation ou en procédant à une injection de vapeur, on fera d'autre part passer le liquide à décolorer à froid à travers le filtre de ré- sine.
Il a été découvert en outre qu'il est avantageux d'opérer @
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avec de l'eau @ adoucie, sans quoi les impuret-és dissoutes sont plus difficiles à éliminer au moyen de l'eau. La chaux provenant de cette eau entre en effet en combinaison moins soluble avec ces impuretés organiques, en sorte que l'enlèvement' par rin- çage est plus malaisé,,, Après la régénération par l'acide, on rince avec de l'eau, et, comme les résines ont tendance à fixer, dans de proportions plus ou moins considérables, les sels de calcium de cette eau, cescombinaisons se forment déjà lors de la purifica- tion consécutive du liquide, ce qui aurait pour effet de rendre la régénération plus difficile, et c'est pourquoi on .emploie de préférence;
aprèsla régénération par l'acide, de l'eau exempte de chaux, par exemple de l'eau adoucie ou del'eau de condensa- tion,.
Exemple 1:
Une résine obtenue par condensation d'un mélange de métaphény- lène-diamine et derésorcine avec de l'aldéhyde formique , et qui est saturée par les.impuretés d'une solution industrielle de glucose obtenue par conversion d'amidon, est traitée par une lessive de soude à 5 % . Dès que la solution de lessive, présentant une coloration foncée /,commence à sortir après traversée du filtre (et même auparavant dansles filtres élevés), ce qui est le cas lorsqu'on a 'ajouté un volume sensiblementégal delessive desoude, on épuise avec de-l'eau de 90 à 95 C.
La coloration du liquide froid qui s'écoule devient d'abord progressivement encore plus faible jusqu'à ce que l'eau chaude commence àsortir, ce qui coincide avec le fait que la couleur devient sensiblement plus fon- cée.
Lorsque la coloration a entièrement ou presque entièrement disparu avec l'eau chauds, on traite la résine par une solution diluée d'acide chlorhydrique et les impuretés ainsi libérées' sont enlevées par rinçage à l'eau chaude. Apparemment, l'eau s'écoule incolore; mais si l'on rend alcalin le liquide de perco- lation, ce liquide secolore d'un ton foncé.
L'épuisement par 1' eau chaude est alors poursuivi jusqu'à ce que' ce Phénomène ne se
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produise plus, après quoi la résine est de nouveau utilisable sans avoir rien perdu de son pouvoir décolorant.Le Phénomène indique peut s'expliquer par la présence d'une matière colorante imdicatrice qui est incolore en milieu acide (leuco-base), Liais qui est au contraire colorée en brun foncé en milieu alcalir.
Exemple II.
La résine saturée utilisée dans l'exemple 1. est traitée par la lessive jusqu'à, ce que le liquide qui s'écoule soit sensiblement incolore . Ensuite la résine est traitée par l'eau chaude , après quoi il s'écoule de nouveau un liquide fortement coloré . Au lieu de lessive alcaline, on peut aussi @ employer un acide, par exemple l'acide chllrhydrique, mais avec un résultat moindre..
Exemple !Il:
La résine saturée :le l'exemple 1 est traitée , ainsi qu'il a été décrit dans cet exemple, par une lessive de soude à 5 n. Des que la solution de lessive, présentant une coloration foncée, commance à sortir après traversée du filtre, on procède au rinçage par l'eau froide Dès que l'eau froide a traverse , co qui se manifeste par réduction de la concentration de la lessive, la coloration ne fonce plus , Etais, cette coloration diminue progressivement et disparaît finalement. Si on laisse alors reposa cette résine avec de l'eau, on enlèvera de nouveau de la couleur par rinçage en amenant une nouvelle quantité d'eau .
On peutrépéter cette opération ,plusieurs fois . Le traitement ultérieur par l'aeide, etc....., sefait comme dans l'exemple I. De cette façon cepen- dant on n'obtient pas une régénération au.-.si complète que dans 1'exemple I.
Exemple IV :
Une solution de glucose chaude qu'on fait passer sur la résine régénérée suivant l'example 1 est décolorée aussi biem que si on la disait passer sur une résine fraîche. Si l'on refroidit cependant la solution avant de la faire passer sur la résine, on peut traiter une quantité notablement plus importante de solution de glucose.
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Exemple V.
Une solution de glucose chaude que 'l'on fait passer sur une résine régénérée suivant l'exemple III, ne'sedécolore pas aussi complètement que quand on la fait passer sur une résine fraîche.
Cependant, si l'on refroidit la solution de glycose, le pouvoir de décoloration s'élève,'ici encore, Exemple VI :
La résine saturée suivant l'exemple I est traitée par une lessive'de soude à 5 %, ainsi qu'il a été décrit dans cet exemple,, .Dès que la ,solution de lessive, présentant une couleur foncée, sort après avoir traversé le filtre, on enlève par rinçage à l'eau froide la lessive jusqu'à ce que l'eau qui s'écoule soit encore faiblement alcaline, par exemple 0,1 n.
Alors seulement la lessi- ve qui existe sncore dans le gel est enlevée par rincage à l'eau chaude. Ceci présente l'avantage que 1'eau chaude ne vient pas directement en contact avec la lessive concentrée, car une solu- tion de lessive relativement/chaude concentrée peut,provoquer,dans certaines résines, une diminution durable de volume, et par suite une réduction correspondante du pouvoir d'adsorption . Le traite- ment ultérieur par l'acide etc: . , s'effectue comme dans l'exemple.
I ; il est avantageux de commencer aussi par rincer à l'eau froide, afin de refroidir la résine, car il est préférable que l'acide ne vienne pas en contact avec la résine à une température trop éle- vée et à une concentration trop forte.