CA1160937A - Procede et dispositif pour l'obtention de dispersions - Google Patents
Procede et dispositif pour l'obtention de dispersionsInfo
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Classifications
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
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- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
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Abstract
Un procédé et un dispositif pour l'obtention de dispersions fines et régulières d'un produit divisé dans un liquide. La poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans le dispositif en des points séparés, sont mis en vitesse instantanément et indépendamment, puis entrent en contact de manière dynamique. La mise en oeuvre du procédé est effectuée au moyen d'une turbine composée d'au moins deux parties non continues ne permettant pas le retour des produits au centre de la turbine, deux conduits séparé, l'un amenant la poudre, l'autre le liquide, et un conduit d'évacuation des dispersions. Le procédé et le dispositif selon l'invention s'appliquent particulièrement aux liquides possédant un pouvoir de solvatation important vis-à-vis des poudres avec lesquelles ils doivent être mélangés.
Description
t7 La présente invention concerne un procede et un dispositif pour l'obtention continue de dispersions fines.
Elle concerne en particulier un procede et un dis positif pour liobtention de dispersions d'un produit divisé
sous forme de poudre dans un liq~ide.
Elle slapplique particulièrement aux liquides pre-sentant un pouvoir de solvatation important vis-a-vis des poudres avec lesquelles ils doivent être melanges, par exemple des polymeres sous forme de poudre.
Par exemple, la dissolu-tion de certains polymeres filables en solution presente de yrosses difficultes, c'es-t pourquoi il est plus facile dans un premier temps de les dis-perser dans des conditions ou la dissolution ne se produit pas avant de les dissoudre; cela permet d'eviter la formation de grumeaux voir même la prise en masse de la poudre et du liquide.
Ainsi, jusqu'a présent, la dissolution du chlorure de polyvinyle en poudre dans le melange solvant acetone/sul-fure de carbone nécessitait un malaxage de plusieurs heures dans un malaxeur et devait se faire nécessairement en discon-tinu; de surcroit, le melange obtenu manquait d'homogeneite, inconvenient qui se repercutait sur la qualite des fils obtenus.
On a essaye également de preparer des dispersions selon le procedé decrit dans le brevet fransais no 2 250 564 délivre le 19 novembre 1976 en formant d'abord un conduit liquide dans le liquide dans lequel la poudre doit être dis-persée, en introduisant la poudre dans le conduit liquide puis en pulverisant le conduit liquide contenant la poudre.
Mais un tel procédé ne convient pas pour l'obtention de dispersions de certains polymeres telles que celles de poly-chlorure de vinyle dans le mé].ange solvant acétone/sulfure de carbone: le polymere et le solvant se prennent en masse en ___ . ~.~ ,~
, ., .~'` ```
:` .
. .
.
~ 2 ~ 3~7 bloquant totalement l'appareil.
Il a maintenant été trouvé un procédé et un dispo-sitif convenant meme pour l'obtention de dispersions de certains polymères que l'on ne savait pas disperser régulière-ment jusque-la comme le pol~chlorure de vinyle.
Selon la présente demande il est prévu un procédé
pour l'obtention continue de dispersions fines et régulières, caractérisé par le fait qùe:
- la poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans le dispositif de mélange en des points séparés, chacun des constituants étant amené en un seul point, - les delix composants sont mis indépendamment et instantané-ment en grande vitesse, - ils sont mis ensuite en contact l'un avec l'autre de manière dynamique, - la durée de contact entre la poudre et le liquide étant de de l'ordre de quelques millisecondes.
En géneral, pour obtenir en continu des disper-sions régulières, il est pré~érable que la poudre soit amenée au dispositif de mélange par gravité. De preférence, la poudre est amenée au niveau du centre de l'appareil de mé]ange alors que le liquide est amené sur la partie exté-rieure du même appareil.
Pour l'obtention de dispersion de poudre dans un liquide ayant un pouvoir de solvatation important vis-à-vis de la poudre, la durée de contact à l'intérieur du dispo-sitif est aussi faible que possible, de l'ordre de la milli-seconde tel qu'indiqué plus haut; ce temps doit être d'autant plus faible, que le pouvoir de solvatation du liquide est élevé vis-à-vis de la poudre.
Il est également préférable que le solvant et la poudre soient amenés à des températures respective~ telles que le pouvoir de solvatation soi-t le plus faible possible au cours de l'opération, pour éviter les risques de colmatage.
La présente invention concerne également un .
~ 3~
dispositif pour l'obten~ion de dispersions fines et reguli-ères comprenant'une turbine composée d'au moins deux par-ties non continues ne permettant pas le retour des prodults au centre de ladite turbine, l'une au centre et l'autre dans la partie la plus extérieure de la turbine: un conduit d'amenée de la poudre et un conduit d'amenée du liquide en des points separes de ladite turbine, respectivemen~ au niveau de chaque partie de la turbine , et un conduit d'evacuation des dispersions.
De preference, celui-ci est place tangentiellement par rapport à la turbine.
De preference, egalement, les deux parties non con-tinues sont constituees par au moins deux ranyees de pales et le conduit d'amenee de la poudre debouche dans la partie centrale de la turbine alors que le conduit d'amenee du liquide debouche au niveau de la partie exterieure de celle-ci.
De preference, le plan de la turbine est incline pour favoriser l'ecoulement des dispersions.
De manière preferentielle egalement, le conduit amenant la poudre est incline de telle sorte que celle-ci arrive par gravite.
Un procede selon l'invention convient même dans le cas de liquide presentant un pouvoir de solvatation eleve vis-à-vis de la poudre, destinee à être dispersee dans ledit liquide.
Il convient particulièrement pour l'obtention de dispersions de polychlorure de vinyle dans un solvant tel que le melange sulfure de carbone/acétone. Les dispersions ainsi obtenues sont fines et regulières si bien que les solutions en resultant peuvent ensuite être filees en continu sans problème pour donner des fils et fibres égale-ment de composition regulière. Par ailleurs, la dissolu-tion proprement dite peut être realisée plus _ rapidement et plus facilemen-t si bien que l'eneryie nécessi-tee pour l'obtention des collodions est bien moindre.
Enfin, il est possible selon ce procede d'obtenir des dispersions plus concentrees que celles utilisées habi-tuellement permettant de réaliser aussi une économie sur laquantité de solvant utilise. La limite de concentration est determinee par la viscosité des produits obtenus au-dela de laquelle ils ne sont plus vehiculables.
La mise en oeuvre du procedé selon l'invention sera mieux comprise à l'aide des figures 1 et 2 qui constituen-t des exemples de realisation du dispositif selon l'inven-tion a titre illustratif mais non limitatif.
Selon la figure 1, la poudre de polychlorure de vinyle est vehiculee par gravité dans le conduit 1 arrivant au centre de la turbine 2 puis immediatement mise en vitesse par force centrifuge au moyen des pales 3. Le solvant est vehicule séparément au moyen d'un conduit 6 placé perpendicu-lairement par rapport au plan de la turbine et arrive sur la serie de pales exterieure puis est mis en mouvement aussitôt, la poudre et le solvant entrant en contact en vitesse sur la partie exterieure de la turbine 2. Celle-ci est inseree dans une pièce 4 et actionnee au moyen du moteur 5. La turbine est inclinee à 45 par rapport a l'horizontale. La dispersion sort tangentiellement à la turbine 2 au moyen du conduit 7 et la dispersion est recueillie par gravite.
La figure 2 represente un mode de realisation du procede selon l'invention un peu different. Il comprend un con-duit (1) muni d'une vis sans fin, place horizontalement ame-nant la poudre de polymère au centre de la turbine (2) munie ` 30 de pales (3) permettant la mise en vitesse de la poudre de polymère dans la partie exterieure de la turbine; le condui-t 6 permet l'introduction directe du solvant sur les pales exterieures de la turbine, les deux produi-ts etant disperses instantanement par la turbine 2 actionnee par le moteur 5.
5 ;~ 7 La dispersion obtenue sort par gravité au moyen du conduit 7 tangentiellement a la turbine.
Le procede et le dispositif selon la presente demande permettent d'ob-tenir, en un laps de -temps tres cour-t, pouvant ê-tre aussi faible que quelques millisecondes, des dis-persions fines et regulières de concentration variable depen-dant de la viscosité desdites dispersions et de leur ap-titude a être vehiculees. Pour le cas particulier des dispersions de polychlorure de vinyle en poudre dans le melange solvant sulfure de carbone/acetone (50/50 en volume) de concentration 28 a 30 ~ en poids, il s'avère meme possible d'obtenir des dispersions en introduisant le melange-solvant à temperature ambiante ce qui presente un interêt economique important.
Les exemples qui suivent sont donnes à titre indi-catif pour illustrer l'invention.
Exem le 1 -P
On utilise le dispositif tel que represente sur la figure 2 que l'on a fait tourner en continu pendant 100 heures, tout en introduisant de la poudre de polychlorure de vinyle avec un debit de 45 kg/heure au centre de la turbune, par l'intermediaire d'une vis doseuse et le melange solvant sul-fure de carbone/acétone ~50/50 en volume) maintenu à environ 2C à raison de 115 l/heure sur l'extérieur de la turbine.
L'appareil de diamètre interieur de 12 cm comporte une rangée extérieure de 12 pales inclinées a 30; les pales centrales sont simplement constituées par une vis papillon.
La vitesse de rotation de la turbine est de 3 000 t/minute et la dispersion est produite en un laps de temps de 5 milli-secondes environ a raison de 160 kg/heure.
La dispersion ainsi obtenue est reprise dans un réservoir et peut être utilisée de maniere continue dans des stades ultérieurs de traitement.
Exemple 2 -Dans la turbine utilisée dans l'exemple 1, on intro-.... ..... _ .
, duit séparement de la poudre de polychlorure de vinyle a raison de 60 kg/heure et le mélange solvant sulfure de carbone/acétone à raison de 160 kg/heure a tempérakure am-biante. La dispersion a été produite en continu avec un débit de 220 kg/heure pendant 5 heures directement a tempéra-ture ambiante.
'~ f . ~ .
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Elle concerne en particulier un procede et un dis positif pour liobtention de dispersions d'un produit divisé
sous forme de poudre dans un liq~ide.
Elle slapplique particulièrement aux liquides pre-sentant un pouvoir de solvatation important vis-a-vis des poudres avec lesquelles ils doivent être melanges, par exemple des polymeres sous forme de poudre.
Par exemple, la dissolu-tion de certains polymeres filables en solution presente de yrosses difficultes, c'es-t pourquoi il est plus facile dans un premier temps de les dis-perser dans des conditions ou la dissolution ne se produit pas avant de les dissoudre; cela permet d'eviter la formation de grumeaux voir même la prise en masse de la poudre et du liquide.
Ainsi, jusqu'a présent, la dissolution du chlorure de polyvinyle en poudre dans le melange solvant acetone/sul-fure de carbone nécessitait un malaxage de plusieurs heures dans un malaxeur et devait se faire nécessairement en discon-tinu; de surcroit, le melange obtenu manquait d'homogeneite, inconvenient qui se repercutait sur la qualite des fils obtenus.
On a essaye également de preparer des dispersions selon le procedé decrit dans le brevet fransais no 2 250 564 délivre le 19 novembre 1976 en formant d'abord un conduit liquide dans le liquide dans lequel la poudre doit être dis-persée, en introduisant la poudre dans le conduit liquide puis en pulverisant le conduit liquide contenant la poudre.
Mais un tel procédé ne convient pas pour l'obtention de dispersions de certains polymeres telles que celles de poly-chlorure de vinyle dans le mé].ange solvant acétone/sulfure de carbone: le polymere et le solvant se prennent en masse en ___ . ~.~ ,~
, ., .~'` ```
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~ 2 ~ 3~7 bloquant totalement l'appareil.
Il a maintenant été trouvé un procédé et un dispo-sitif convenant meme pour l'obtention de dispersions de certains polymères que l'on ne savait pas disperser régulière-ment jusque-la comme le pol~chlorure de vinyle.
Selon la présente demande il est prévu un procédé
pour l'obtention continue de dispersions fines et régulières, caractérisé par le fait qùe:
- la poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans le dispositif de mélange en des points séparés, chacun des constituants étant amené en un seul point, - les delix composants sont mis indépendamment et instantané-ment en grande vitesse, - ils sont mis ensuite en contact l'un avec l'autre de manière dynamique, - la durée de contact entre la poudre et le liquide étant de de l'ordre de quelques millisecondes.
En géneral, pour obtenir en continu des disper-sions régulières, il est pré~érable que la poudre soit amenée au dispositif de mélange par gravité. De preférence, la poudre est amenée au niveau du centre de l'appareil de mé]ange alors que le liquide est amené sur la partie exté-rieure du même appareil.
Pour l'obtention de dispersion de poudre dans un liquide ayant un pouvoir de solvatation important vis-à-vis de la poudre, la durée de contact à l'intérieur du dispo-sitif est aussi faible que possible, de l'ordre de la milli-seconde tel qu'indiqué plus haut; ce temps doit être d'autant plus faible, que le pouvoir de solvatation du liquide est élevé vis-à-vis de la poudre.
Il est également préférable que le solvant et la poudre soient amenés à des températures respective~ telles que le pouvoir de solvatation soi-t le plus faible possible au cours de l'opération, pour éviter les risques de colmatage.
La présente invention concerne également un .
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dispositif pour l'obten~ion de dispersions fines et reguli-ères comprenant'une turbine composée d'au moins deux par-ties non continues ne permettant pas le retour des prodults au centre de ladite turbine, l'une au centre et l'autre dans la partie la plus extérieure de la turbine: un conduit d'amenée de la poudre et un conduit d'amenée du liquide en des points separes de ladite turbine, respectivemen~ au niveau de chaque partie de la turbine , et un conduit d'evacuation des dispersions.
De preference, celui-ci est place tangentiellement par rapport à la turbine.
De preference, egalement, les deux parties non con-tinues sont constituees par au moins deux ranyees de pales et le conduit d'amenee de la poudre debouche dans la partie centrale de la turbine alors que le conduit d'amenee du liquide debouche au niveau de la partie exterieure de celle-ci.
De preference, le plan de la turbine est incline pour favoriser l'ecoulement des dispersions.
De manière preferentielle egalement, le conduit amenant la poudre est incline de telle sorte que celle-ci arrive par gravite.
Un procede selon l'invention convient même dans le cas de liquide presentant un pouvoir de solvatation eleve vis-à-vis de la poudre, destinee à être dispersee dans ledit liquide.
Il convient particulièrement pour l'obtention de dispersions de polychlorure de vinyle dans un solvant tel que le melange sulfure de carbone/acétone. Les dispersions ainsi obtenues sont fines et regulières si bien que les solutions en resultant peuvent ensuite être filees en continu sans problème pour donner des fils et fibres égale-ment de composition regulière. Par ailleurs, la dissolu-tion proprement dite peut être realisée plus _ rapidement et plus facilemen-t si bien que l'eneryie nécessi-tee pour l'obtention des collodions est bien moindre.
Enfin, il est possible selon ce procede d'obtenir des dispersions plus concentrees que celles utilisées habi-tuellement permettant de réaliser aussi une économie sur laquantité de solvant utilise. La limite de concentration est determinee par la viscosité des produits obtenus au-dela de laquelle ils ne sont plus vehiculables.
La mise en oeuvre du procedé selon l'invention sera mieux comprise à l'aide des figures 1 et 2 qui constituen-t des exemples de realisation du dispositif selon l'inven-tion a titre illustratif mais non limitatif.
Selon la figure 1, la poudre de polychlorure de vinyle est vehiculee par gravité dans le conduit 1 arrivant au centre de la turbine 2 puis immediatement mise en vitesse par force centrifuge au moyen des pales 3. Le solvant est vehicule séparément au moyen d'un conduit 6 placé perpendicu-lairement par rapport au plan de la turbine et arrive sur la serie de pales exterieure puis est mis en mouvement aussitôt, la poudre et le solvant entrant en contact en vitesse sur la partie exterieure de la turbine 2. Celle-ci est inseree dans une pièce 4 et actionnee au moyen du moteur 5. La turbine est inclinee à 45 par rapport a l'horizontale. La dispersion sort tangentiellement à la turbine 2 au moyen du conduit 7 et la dispersion est recueillie par gravite.
La figure 2 represente un mode de realisation du procede selon l'invention un peu different. Il comprend un con-duit (1) muni d'une vis sans fin, place horizontalement ame-nant la poudre de polymère au centre de la turbine (2) munie ` 30 de pales (3) permettant la mise en vitesse de la poudre de polymère dans la partie exterieure de la turbine; le condui-t 6 permet l'introduction directe du solvant sur les pales exterieures de la turbine, les deux produi-ts etant disperses instantanement par la turbine 2 actionnee par le moteur 5.
5 ;~ 7 La dispersion obtenue sort par gravité au moyen du conduit 7 tangentiellement a la turbine.
Le procede et le dispositif selon la presente demande permettent d'ob-tenir, en un laps de -temps tres cour-t, pouvant ê-tre aussi faible que quelques millisecondes, des dis-persions fines et regulières de concentration variable depen-dant de la viscosité desdites dispersions et de leur ap-titude a être vehiculees. Pour le cas particulier des dispersions de polychlorure de vinyle en poudre dans le melange solvant sulfure de carbone/acetone (50/50 en volume) de concentration 28 a 30 ~ en poids, il s'avère meme possible d'obtenir des dispersions en introduisant le melange-solvant à temperature ambiante ce qui presente un interêt economique important.
Les exemples qui suivent sont donnes à titre indi-catif pour illustrer l'invention.
Exem le 1 -P
On utilise le dispositif tel que represente sur la figure 2 que l'on a fait tourner en continu pendant 100 heures, tout en introduisant de la poudre de polychlorure de vinyle avec un debit de 45 kg/heure au centre de la turbune, par l'intermediaire d'une vis doseuse et le melange solvant sul-fure de carbone/acétone ~50/50 en volume) maintenu à environ 2C à raison de 115 l/heure sur l'extérieur de la turbine.
L'appareil de diamètre interieur de 12 cm comporte une rangée extérieure de 12 pales inclinées a 30; les pales centrales sont simplement constituées par une vis papillon.
La vitesse de rotation de la turbine est de 3 000 t/minute et la dispersion est produite en un laps de temps de 5 milli-secondes environ a raison de 160 kg/heure.
La dispersion ainsi obtenue est reprise dans un réservoir et peut être utilisée de maniere continue dans des stades ultérieurs de traitement.
Exemple 2 -Dans la turbine utilisée dans l'exemple 1, on intro-.... ..... _ .
, duit séparement de la poudre de polychlorure de vinyle a raison de 60 kg/heure et le mélange solvant sulfure de carbone/acétone à raison de 160 kg/heure a tempérakure am-biante. La dispersion a été produite en continu avec un débit de 220 kg/heure pendant 5 heures directement a tempéra-ture ambiante.
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Claims (13)
1. Procédé pour l'obtention continue de dispersions fines et régulières, caractérisé par le fait que:
- la poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans le dispositif de mélange en des points séparés, chacun des constituants étant amené en un seul point, - les deux composants sont mis indépendamment et instanta-nément en grande vitesse, - il sont mis en contact l'un avec l'autre de manière dyna-mique, - la durée de contact entre la poudre et le liquide étant de l'ordre de quelques millisecondes.
- la poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans le dispositif de mélange en des points séparés, chacun des constituants étant amené en un seul point, - les deux composants sont mis indépendamment et instanta-nément en grande vitesse, - il sont mis en contact l'un avec l'autre de manière dyna-mique, - la durée de contact entre la poudre et le liquide étant de l'ordre de quelques millisecondes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le liquide présente à l'égard de la poudre un pouvoir de solvatation élevé.
par le fait que le liquide présente à l'égard de la poudre un pouvoir de solvatation élevé.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé par le fait que la poudre est du polychlorure de vinyle et le liquide un mélange solvant sulfure de carbone/
acétone.
acétone.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
par le fait que le pouvoir de solvatation du liquide est d'autant plus élevé vis-à-vis de la poudre que la durée de contact entre la poudre et le liquide est plus faible.
par le fait que le pouvoir de solvatation du liquide est d'autant plus élevé vis-à-vis de la poudre que la durée de contact entre la poudre et le liquide est plus faible.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que la poudre est amenée au dispositif de mélange par gravité.
par le fait que la poudre est amenée au dispositif de mélange par gravité.
6. Procédé selon la revendication 1 ou 5, caractérisé par le fait que la poudre est amenée au niveau du centre de l'appareil de mélange alors que le liquide est amené par une partie extérieure du même appareil.
7. Procédé selon la revendication 1, 4 ou 5, caractérisé par le fait que le solvant et la poudre sont amenés à des températures respectives telles que le pouvoir de solvatation soit le plus faible pour éviter des risques de colmatage.
8. Dispositif pour l'obtention continue de dispersions fines et régulières, caractérisé par le fait qu'il comprend:
- une turbine composée d'au moins deux parties non continues ne permettant pas le retour des produits au centre de la turbine, l'une au centre et l'autre dans la partie la plus extérieure de la turbine, - un conduit amenant la poudre et un conduit amenant le liquide en des points séparés de ladite turbine, respec-tivement au niveau de chaque partie de la turbine, - un conduit d'évacuation des dispersions.
- une turbine composée d'au moins deux parties non continues ne permettant pas le retour des produits au centre de la turbine, l'une au centre et l'autre dans la partie la plus extérieure de la turbine, - un conduit amenant la poudre et un conduit amenant le liquide en des points séparés de ladite turbine, respec-tivement au niveau de chaque partie de la turbine, - un conduit d'évacuation des dispersions.
9. Dispositif selon la revendication 8, carac-térisé par le fait que les parties non continues sont constituées par au moins deux rangées de pales.
10. Dispositif selon la revendication 8, caracté-risé par le fait que le conduit amenant la poudre débouche au niveau de la zone centrale et celui amenant le liquide débouche au niveau de la partie extérieure.
11. Dispositif selon la revendication 8, 9 ou 10 caractérisé par le fait que le conduit d'évacuation des dispersions est placé tangentiellement à la turbine.
12. Dispositif selon la revendication 8, 9 ou 10 caractérisé par le fait que le plan de la turbine est incliné pour favoriser l'écoulement des dispersions.
13. Dispositif selon la revendication 8, 9 ou 10 caractérisé par le fait que le conduit amenant la poudre est incliné de sorte que la poudre arrive par gravité.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8003217 | 1980-02-13 | ||
| FR8003217A FR2475418A1 (fr) | 1980-02-13 | 1980-02-13 | Procede et dispositif pour l'obtention de dispersions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1160937A true CA1160937A (fr) | 1984-01-24 |
Family
ID=9238559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000370737A Expired CA1160937A (fr) | 1980-02-13 | 1981-02-12 | Procede et dispositif pour l'obtention de dispersions |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4529321A (fr) |
| EP (1) | EP0034548B1 (fr) |
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