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Verfahren zur Trennung von in Lösungen vorhandenen oder gelösten Gemischen beliebiger Art, z. B. von dissoziierten oder nicht dissoziierten Verbindungen oder von Kolloiden verschiedenen Dispersitätsgrades unter Anwendung eines elektro-osmotischen
Diaphragmenapparates.
Es ist bekannt, in Flüssigkeiten vorhandene oder gelöste Gemische mit Hilfe des elektroosmotischen Verfahrens zu trennen. Bei diesem bekannten Verfahren ist es auch bereits vorgeschlagen worden, solche Ionen, welche den Wanderungssinn oder die Wanderunp : sge- schwindigkeit der zu trennenden Substanzen ungünstig beeinflussen oder gar schädigen auf sie einwirken, vorher zu entfernen.
Es ist weiterhin bekannt, dass bei der mannigfachen Anwendung des elektro osmotischen Verfahrens als Ziel die Absonderung bzw. Reindarstellung eines Bestandteiles aus einem Gemisch, einer Aufschlämmung mechanischer oder kolloidaler Natur oder einer Lösung zu erreichen versucht wird.
Es ist nun in der mannigfache Nutzanwendung des Verfahrens aufgefallen, dass bei sonst gleichen apparatetechnischen und betrieblichen Bedingungen die Reindarstellung eines und desselben Bestandteiles aus den verschiedenen natürlichen Vorkommen unter ganz verschiedenen Bedingungen vor sich geht. Die Bestandteile des Ausgangsmaterials bzw. der aus demselben hergestellten Aufschlämmung oder Lösung beeinflussten massgebend den Verlauf des Verfahrens, wie namentlich die Stromverhältnisse und die Zeitdauer. Es konnte nun nachgewiesen werden, dass dieser verschiedene Verlauf der bekannten Verfahren im wesentlichen davon abhängt, mit welcher Wasserstomonenkonzentration dabei gearbeitet wird.
Das vorliegende Verfahren beruht auf der überraschenden neuen Entdeckung, die darin besteht, dass es für jede Substanz eine, und nur eine ganz bestimmte, Wasserstofnonen- konzentration gibt, bei welcher die betreffende Substanz mit Hilfe des elektro-osmotischen Verfahrens quantitativ von andern Substanzen trennbar ist.
Gemäss dem vorliegenden Verfahren wird diese neue Erkenntnis in der Weise für die Praxis nutzbar gemacht, dass vor dem eigentlichen elektro osmotischen Trennprozess, sei es durch Zusatz von Chemikalien oder durch Verwendung einer elektro osmotischen Vorbehandlung, die für die zu trennende Sustanz charakteristische Wasserstoffionenkonzentration hergestellt wird. Während also bei dem erwähnten bisher bekannten Verfahren es lediglich vom Zufall
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Apparates einstellt, werden nach vorliegendem Verfahren die zuzusetzenden Chemikalien oder die Betriebsverhältnisse des elektro-osmotisehen Vorbereitungsverfahrens so gewählt, dass die charakteristische, das Optimum der Trennfähigkeit ergebende Wasserstomonenkonzentration für die betreffende Substanz erreicht wird.
Durch die Anwendung des vorliegenden Verfahrens kann man z. B. sämtliche in einem Wasser beliebiger Provenienz vorhandenen Salze oder kolloidal gelöste Stoffe, wie z. B. Eisenhydroxyd oder organische Substanzen usw., vollkommen aus dem Wasser entfernen. Ebenso ist es auf diese Weise möglich, die Trennung von Eiweisskörpern in ihre verschiedenen Bestandteile und die Reindarstellung gewisser Lösungen wertvoller Substanzen, d. h. die Entfernung
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von störenden und die Fabrikation behindernden Verunreinigungen, z. B. aus Zuckerlösungen, in jedem Stadium der Fabrikation, Glyzerinlaugen, Leim, Gelatine, Molke usw. durchzuführen.
Wesentlich ist dabei nur, dass man vor der vollkommenen oder teilweisen Absonderung einzelner oder aller Bestandteile aus den Lösungen die für das Optimum der Trennfähigkeit notwendige Wasserstoffionenkonzentration in der Lösung herstellt.
Dabei wurde gefunden, dass es zunächst ganz gleichgültig ist, auf welchem Wege man die \\7" asserstoffionenkonzentration, bei der das Optimum der Trennfähigkeit erreicht wird,
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welchem Zustande derselben die Trennung vorgenommen wird.
Auch wässerige Suspensionen, welche Salze oder Kolloide gelöst enthalten, können nach vorstehendem Verfahren zwischen Diaphragmen in der Weise ganz'oder teilweise von diesen Beimengungen befreit werden, dass man sie zwischen Diaphragmen so lange elektro osmotisch behandelt, bis die für das Optimum der Trennfähigkeit einer solchen Suspension erforderliche günstige Wasserstoffionenkonzentration erreicht ist. Die Trennung oder Niederschlagung der Suspension selbst kann dann nach einem der bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Die Anwendung von Diaphragmen in diesem speziellen Fall ist notwendig, weil die durch Elektrolyse
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Die Erzeugung dieser Wasserstoffionenkonzentration kann gefördert werden durch Arbeiten bei bestimmten Temperaturen, beispielsweise in der Hitze, weil die verschiedenen lonenkonzentrationen, die die gewünschte Wasserstoffionenkonzentration herbeiführen, auch durch die Temperatur beeinflussbar sind.
Wesentlich bleibt jedenfalls immer die Einhaltung der Wasserstoffionenkonzentration der Suspension in den für die in Behandlung befindlichen Stoffarten charakteristischen Grenzen.
Es ist ferner gleichgültig, ob man mit den Urprodukten arbeitet oder mit Mittelprodukten, die nach einer der bekannten Methoden gewonnen wurden.
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von Eiweisskörper in die verschiedenen Bestandteile bietet das Heilserum. Man kann hiebei zweckmässig so verfahren, dass man zunächst die störenden Albumine durch chemische Mittel, insbesondere Halbsättigung mit Ammonsulfat usw., in an sich bekannter Weise entfernt. Das dabei gewonnene Gemisch von Euglobulin und Pseudoglobulin kann dann elektro osmotisch dadurch quantitativ getrennt werden, dass die für Euglobulin charakteristische Wasserstoffionenkonzentration von etwa 6,4 eingestellt wird.
Bei dieser \\7" asserstoffionenkonzentration fallen die Euglobuline restlos aus und können infolgedessen leicht elektro osmotisch von den in Lösung bleibenden Pseudoglobulinen getrennt werden.
Ein anderes Beispiel für das neue Verfahren ist die Reinigung von Zuckersäften und Glyzerinlaugen. Gleichgültig, ob die Zuckersäfte aus Rüben oder aus Rohr stammen, enthalten sie unmittelbar nach dem Diffusionsprozess in dem gelösten Zucker Salze organischer oder anorganischer Art, Eiweisskörper, Farbstoffe usw. Die Schwierigkeit in der Reinigung dieser Lösung bedingt die Kompliziertheit der Zuckerfabrikation bzw. der Raffination. Beim Eindampfen solcher verunreinigten Zuckerlösungen konzentrieren sich nicht allein Zucker, sondern sämtliche Verunreinigungen, wie Salze, Eiweisskörper, Farbstoffe.
Wohl entfernt man während des Prozesses einen Teil dieser Verunreinigungen durch Saturierung ; es bleiben aber immer noch so viel verunreinigende Beimengungen übrig, dass aus den Endlaugen bisher nicht chemisch reiner Zucker in praktischer Ausbeute gewonnen werden konnte, sondern das sogenannte Zweitprodukt und Melasse.
Auch für diesen Spezialfall wurde gefunden, dass man eine Trennung von Zucker und den vorhandenen Verunreinigungen, die besonders störend auf das Endprodukt einwirken, wie kolloidale Eiweisskörper oder deren Abbauprodukte, Farbstoffe usw., dadurch herbeiführen kann, dass man in der Zuckerlösung eine Wasserstoffionenkonzentration herstellt, die in ganz bestimmten, für die Trennung charakteristischen Grenzen liegt und bei welcher Wasserstoffionenkonzentration eine vollständige Abwanderung bzw. Ausflockung der Verunreinigungen, wie Eiweisskörper, Farbstoffe usw., eintritt.
Man wird also so vorgehen, dass man zwischen Diaphragmen die Zuckerlösung mit elektrischem Gleichstrom behandelt, u. zw. so lange, bis die charakteristische Wasserstoffionenkonzentration erreicht ist. Ist sie erreicht, so wandern die noch vorhandenen Verunreinigungen ab oder flocken aus, und es bleibt eine praktisch vollkommen chemisch reine Zuckerlösung zurück. Man braucht diese Abwanderung
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kann die so hergestellten Lösungen sofort mit reinigenden Substanzen, die im allgemeinen in der Zuckerindustrie angewandt werden, wie Tierkohle oder andere Absorptionsmittel, behandeln und auf diese Weise die Verunreinigungen entfernen.
Es ist jedoch praktisch unmöglich. zu
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Absorptionsmittel arbeiten wurde, ohne die charakteristische Wasserstoffionenkonzentration erreicht zu haben.
Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse beispielsweise bei der Reinigung von Glyzerinlaugen oder andern Lösungen von chemischen Substanzen, die rein hergestellt werden sollen und welche durch Eiweisskörper, deren Spaltprodukte, Salze, Säuren anorganischer oder organischer Art verunreinigt sind, welche Körper eben bei der Herstellung dieser Substanzen entstehen.
Es bezieht sich dies beispielsweise auf die Herstellung von Milchzucker aus Molke, von Zitronen bzw. Weinsäuren aus den natürlich vorkommenden Produkten, auf die Reinigung von Traubenzucker, auf die Herstellung von Stärke.
Ein anderes Anwendungsgebiet der Erfindung bildet die Gewinnung von Kautschuk aus Latex. In diesem Falle handelt es sich weniger um die Entfernung von Verunreinigungen als vielmehr um die Abscheidung des Kautschuks aus dem Latex. Die Abscheidung des Kautschuks aus dem Latex geschieht praktisch vielfach entweder durch Hinzufügen von Säuren oder durch Einwirkung von organischen Substanzen auf Latex in dünnen Schichten (Rauch usw.).
Zur Abscheidung von Kautschuk aus Latex könnte auch in an sich bekannter Weise die Einwirkung des elektrischen Gleichstromes benutzt werden, welche das Kolloid Kautschuk zum Wandern bringt, ganz ähnlich wie etwa die Entwässerung von Kaolin-oder Tonsuspensionen durch diese Eigenschaft des elektrischen Stromes bei Kolloiden durchgeführt wird. Diese Wanderung vollzieht sich am vollkommensten nur bei einer bestimmten charakteristischen Wasserstoffionenkonzentration.
Die für den jeweiligen Anwendungsfall charakteristische optimale Wasserstoffionenkonzentration, wie sie für die jeweilig gewünschte elektro osmotische Entfernung einzelner oder aller in der Lösung vorhandenen dissoziierten oder kolloidal gelösten Bestandteile erforderlich ist. kann entweder vorher errechnet oder auch experimentell ermittelt werden.
Die Auswahl der Diaphragmen hat bei dem neuen Verfahren nur eine untergeordnete Bedeutung.
Von einem gewissen Einfluss ist jedoch die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, da dieselbe bereits eine gewisse Wasserstoffionenkonzentration besitzt. Diese muss durch einen entsprechenden errechneten oder einmalig experimentell festgestellten Zusatz geeigneter Reagentien auf denjenigen Wasserstoffionenkonzentrationswert gebracht werden, welcher für die günstigste Trennfähigkeit des gewünschten Bestandteiles kennzeichnend ist. Die exakte Dosierbarkeit dieser Zusätze ist von ausschlaggebender Bedeutung für die nunmehr unter den günstigsten Bedingungen vorzunehmenden elektro osmotischen Verfahren, wobei bei geringstem Stromverbrauch in kürzester Zeit die für die quantitative Ausbeute erwünschte optimale Wasserstoffionenkonzentration erreicht werden kann.
Hiedurch wird die günstigste Ausbeute und möglichst reinste Abscheidung des angestrebten Bestandteiles gewährleistet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Trennung von in Lösungen vorhandenen oder gelösten Gemischen beliebiger Art. z. B. von dissoziierten oder nicht dissoziierten Verbindungen oder von Kolloiden verschiedenen Dispersitätsgrades unter Anwendung eines elektro osmotischen Diaphragmenapparates. dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung zunächst so lange einer Vorbehandlung unterworfen wird, bis eine für die jeweilige Substanzart charakteristische-vorher errechnete oder experimentell ermittelte-, das Optimum der Trennfähigkeit ergebende Wasserstoffionenkonzentration erreicht ist, z. B. für die Trennung von Euglobulin und Pseudoglobulin etwa 6. 4 und dass erst darauf in dem Diaphragmenapparat die elektro osmotische Trennung in an sich bekannter Weise durchgeführt wird.