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" Fabrication et utilisation de gels pour le traitement de liquides ".
L'invention a pour objet un procédé d'épuration du su- ore ou de matières saccharifères, couine par exemple la bouil- lie ae betteraves, las rognures de betteraves, la canne à sucre pressée et leurs analogues, les jus bruts, les jus clairs, les jus épais , en particulier les eaux de claircage et égouts coloras et incolores de toutes sortes provenant de la fabrioation du sucre, ainsi que la mélasse et les jus saccharifères provenant de la désaocharifieation de la mélas- se et de son traitement/et d'autres enoores, le sucre pou- vant être indifféremment du sucre de betterave, de canne ou d'amidon.
De même, les produits correspondants de la sacha- rifioation du bois, ainsi que des industries traitant le su- cre peuvent suivant l'invention être traités de la même ma- nière. Le prooédé repose sur l'effet d'adsorption et de coagu- lation de certaines matières ou de certains mélanges de ma- tières, qui, à cette fin, sont fabriqués et préparés d'une certaine manière.
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L'épuration de liquides saccharifères par le oharbon de -1-
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bois, le oharbon actif et leurs analogues, est connu depuis longtemps et est aussi mise en pratique en de nombreux en- droits. D'autres adsorbants, comme par exemple les composés du magnésium, l'hydrate d'alumine et leurs analogues, ont également été proposés dans ce but. Ainsi/on a essayé d'ef- feotuer l'épuration de jus sucrés rien qu'avec de l'hydrate d'alumine, par exemple suivant les indications du brevet allemand 268530, suivant lequeljpour la préparation des betteraves suorières, pour l'obtention du jus, les betteraves réduites en rognures ou en bouillie sont traitées par de l'hydrate d'alumine avant l'extraction du jus;
mais on a constaté que, étant donné que les effets d'épuration obtenus de cette manière étaient de loin insuffisante, on arrive à une épuration beaucoup meilleure lorsqu'on emploie du gel d'alumine et du oharbon actif conjointement, et on a consta- té en fait que les deux adsorbants non seulement se rempla- oent l'un l'autre mais se complètent, que l'effet n'est pas celui d'une addition mais celui d'une élévation à une puis- sanoe.
Dans le brevet tahéoo-slovaque 28265, on recommande par exemple l'emploi de oharbon et d'hydrate d'alumine oon- jointemnt, l'hydrate d'alumine étant fabriqué par exemple à partir de sels d'aluminium oristallisés, ce qui pour des raisons techniques, à oause de l'élimination des sels, est diffioile et n'est pas produotif économiquement. Un autre essai inutilisable en technique, est celui du procédé du brevet anglais 134607, dans lequel la bauxite telle quelle, est mentionnée oomme addition qu la " ignited and préoipita- ted aluminia ", bien que, ni la bauxite telle, ni l'oxyde d'alminium ne soient utilisables. D'autre part, on a propo- sé la ohaux pour la précipitation du sel, bien que de cette manière on ne puisse pas obtenir de gel isotrope; à bon pou- voir adsorbant.
On peut encore mentionner le brevet français
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459213 dans lequel on propose l'emploi de mélanges d'alumine, de charbon actif et de phosphate de calcium, et le brevet français 326975 qui mentionne l'emploi d'hydroxyde de fer fabriqué électroylstiquement comme produit d'épuration des jus.
On a encore fabriqué ou voulu fabriquer de l'hydrate d'alumine par voie éleotrolytique, ainsi que déorit dans les brevets américains 512133 et 512200/ainsi que dans le brevet anglais 136/1894, suivant lesquels on introduisait des éleo- trodes d'aluminium directement dans la solution de sucre. Mais cela n'est pas possible techniquement, paroe qu'il se fonne en même temps des aluminates solubles/et qu'une grande partie de l'hydrate d'oxyde d'aluminium désiré se dissout, et aussi parce que les jus deviennent surs et que du suore interverti se forme.
On a aussi proposé dans certains casdes produits auxi- , liaires de filtration tels que le " uperoel " ou l' "Hyflocel combinaisons encore impossibles en technique, comme par exem- ple dans le brevet anglais 31275, étant donné qu'avec la bauxite y mentionnée ou l'alumine précipitée on ne peut point obtenir une bonne épuration à oause du manque de pouvoir ad- sorbant ; de même, on a encore essayé de travailler par éleo- trolyse aveo des anodes solubles dans les solutions suorées , l'aluminium et le zinc étant utilisés oomne anodes (voir bre- vet allemand 76853).
Des propositions analogues ont enoore été faites dans le brevet amérioain 543249, suivant lequel uns anode en plomb était plongée dans une solution de sucre lors de l'électrolyse, procédé qui ne pouvait point être réalisé en pratique en égard à la toxioité du plomb.
Mais tous ces procédés ne sont pas parvenus à sdassurer une place durable dans la technique, de même que les méthodes qui recommandent l'emploi de deux adsorbants simultanément ou successivement.
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En tous cas, on n'est jamais parvenu à fabriquer un bon adsorbant, que ce soit par voie chimique ou par voie électro- lytique, et de plus, chose particulièrement importante, les difficultés de séparation, même dans le cas de l'emploi de me- langes d'adsorption, à deux composants, subsistaient dans l'essentiel. Enfin, on ne doit pas oublier que le prix élevé des différents oomposants par rapport à leur effet constituait un obstacle à leur introduction dans la technique.
Conformément à l'invention, ces difficultés sont suppri- mées si on ajoute au système saocrifère des gels d'hydrate d'oxyde d'aluminium gélatineux qui ont un bon pouvoir d'ad- sorption pour les matières entrant en ligne de oompte et se comportant de façon optiquement isotrope au microscope pola- risant ; l'emploi de gels qui sont optiquement anisotropes ou polarisent oiroulairement et présentent une structure percep- tible au microscope, donne de mauvais résultats.
Ces gels isotropes peuvent être obtenus par précipita- tion tant électrolytique que chimique, mais seulement lors- qu'on observe certaines précautions et certaines conditions.
On prépare un tel gel électroyltiquement en plongeant deux électrodes , adéquatement en aluminium pur, dans une solution ne contenant pas plus d'environ 1 % d'un sel tel que le chlo rure de sodium ou le ohlorure d'ammonium et en électrolysant à 0,1 - 1 amp./om2 , une vitesse d'agitation suffisante de- vant être observée. La séparation du gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium de la solution se fait adéquatement par décanta- tion.
Pour fabriquer le gel chimiquement on part le plus souvent de bauxite.!lors que dans le traitement usuel de la bauxite on s'efforoe, après la fabrication de la solution d'aluminate, de produire la prépipitation de l'hydrate d'alu- mine par des acides en solution concentrée, par quoi on ob- tient un gel grenu inutilisable aux fins présentes, on doit, pour obtenir un gel efficace , soit donc un gel isotrope gé- latineux à bon pouvoir adsorbant effectuer les prîcipita-
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tions dans des solutions d'aluminate en se servant de solu- tions'acides diluées. Il est important que, contrairement à de nombreuses propositions antérieures, on 'fabrique toujours le gel,dans toutes les oonditions/séparément de la solution de suore.
En outre, il est essentiel que l'on veille à ce que le gel ne soit pas soumis, pendant sa formation, à une tem- pérature supérieure à environ 75 C etque l'on applique des mesures de précautions spéciales, par exemple l'introduction lente d'anhydride carbonique dans la solution de sel d'alu- minium pendant la préoipitation.
L'effet d'un tel gel lyophile optiquement isotrope peut encore être beauooup amélioré si, suivant la nature des im- puretés, on mélange au dit gel, outre du charbon actif, un adsorbant lycphobe, en particulier chargé d'électricité de nom contraire. Comme matières de cette nature, on peut citer en premier lieu les produits qui, par exemple, sontobtenus à partir de kieselguhr par traitement aoide, comme par exem- ple le " Superoel" , 1' " Hyflooel " et analogues.
Exemples : ----------
I. Du caramel fabriqué en ohauffant du sucre de oanne à une température allant de 160 à 200 et dissous dans de l'eau, ne peut pas être éliminé techniquement de sa solu- tion par du charbon actif.
Par addition de 0,01 g.de gel d'hydrate d'oxyde d'alu- minium à 100 cc d'une solution de oaramel d'un brun très foncé on pouvait déjà déterminer une bonne élimination,oe- pendant que 1 à 2 gr. d'un charbon très actif ne montaient qu'une très faible effet de déooloiation.
Si au 0,01 gr. de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium em- ployé on ajoute seulement une quantité de charbon égale à Une*petite fraction de la quantité de gel employée , il se produit une élimination pratiquement complète.
Si on égale à 100 la valeur comparative oolorimétrique
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de la solution de caramel utilisée,cette valeur reste prati- quement inchangée lorsqu'on emploie 2 g. de oharbon actif par 100 cc. du liquide employé; au contraire, elle monte à 490 lorsqu' on emploie 0,1 g. de gel d'oxyde d'aluminium opti- quement isotrope obtenu éleotrolytiquement, et à 780 lors- qu'on emploie un mélange oorrespondant à 0,09 g. de gel d'hy- drate d'oxyde d'aluminium + 0,01 g. de charbon actif.
II. 2000 litres d'un jus de sucre de canne brun clair à 60 % furent additionnés de gel d'hydrate d'onde d'aluminium obtenu électrolytiquement et cela dans la prapartion de 0,017 % calculée sur l'al2O3 Le degré de décoloration mesure colo- rimétriquement , fut = 6,5 %. Par addition de 0,035 % de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium il s' éleva à 17,8 %.
2.2000 litres du même jus de sucre do canne ä 60 % furent additionnés de 0,05 % de oharbon actif (Carboraffin ).
Le degré de décoloration fut = 15,9 %.
3.2000 litres du même jus de sucre de canne à 60 Il' fu- rent additionnés de 0,01 % de charbon actif (Carboraffin) et de 0,01 % de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium sous la forme du gel. Le degré de décoloration fut = 37,9 % Lorsqu'on emploie 0,02 % de Carboraffin + 0,2 % de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium, il s'élève à 43,7 % , et lorsque lorsqu'on em- ploie 0,01 % de Carboraffin + 0,05 % de gel d'hydrate d'oxy- de d'aluminium il est = 51,7 %.
En ce qui concerne le rapport de mélange du gel hydro- phile avec le charbon, on doit, par exemple pour une teneur élevée en caramel de la solution de suore, par exemple aug- menter la quantité de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium par rapport à la quantité de oharbon actif, tandis qu'en présenoe de plus grandes quantités de matières bien adsor- bées par le oharbon, telles que les oolloides à surfaoe aoti- ve et les oolorants chargés électriquement on accroît la quantité de oharbon par rapport aux gels d'hydrate d'oxy-
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de. S'il s'agit , par exemple, de l'épuration de sucre blanc dénaturé par du caramel, la quantité de charbon à employer est pratiquement Iras petite ou même disparaît.
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Un effet plus prononcées on n'emploie pas un système binaire mais un système ternaire tel que le mélange de char- bon actif, de gel d'hydrate d'aluminium et un produit filtrant auxiliaire tel que 1'" Hyflooel " .On a oonstaté que 1'" Hy- flocel " même prend part à l'épuration dans une mesure non négligeable.
On mélange par exemple une quantité correspondant à 13= 15 g d'Al2O3 d'un gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium à bon pouvoir adsorbant fabriqué éleotrolytiquement, avec un char- bon actif bien adsorbant tel que le " Carboraffin" et on y ajoute suivant le cas 15 - 45 g.de " Superoel - Hyflo ". On filtre ensuite ce mélange à l'aide d'un entonnoir-filtre avec formation d'un gâteau de 4 à 8 mm d'épaisseur, que, dans le cas de la fabrioation chimique du gel, on lave plusieurs fois à l'eau. Si on verse alors sur ce gâteau un jus dilué jaune. provenant d'une sucrerie.ce dernier est complètement décoloré lors de la filtration et la couleur d'un jus épais brun foncé se transforme en un jaune très clair.
Le gâteau de filtration peut être utilisé à plusieurs reprises après le lavage si on complète ou renouvelle l'addition de charbon.
Dans l'aperçu suivant, on a rassemblé une série d'expé- riences comparables entre elles, qui mettent en lumière l'ef- fet épurateur'd'un traitement des jus sucrés conforme à la nou- velle'invention. Dans tous les cas une solution de mélasse fut amenée à la température ordinaire sur une couche filtrante de 4 mm de haut. Le rapport de la masse filtrante à la quanti- té de liquide qui filtre était d'environ 1 : 1000. La mélasse était diluée par de l'eau dans le rapport 1 : 1.
Dans le tableau ci-après :
A = charbon actif.
B = Bauxite
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C = gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium optiquement isotro- pe.
D = Superoel Hyflo.
Expérience :
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<tb> Produit <SEP> filtrant <SEP> Couleur <SEP> en <SEP> degrés <SEP> oolorimétriques.
<tb>
<tb>
1) <SEP> - <SEP> 100
<tb>
<tb> 2) <SEP> A <SEP> 76
<tb>
<tb> 3) <SEP> B <SEP> 98
<tb>
<tb> 4) <SEP> D <SEP> 97
<tb>
<tb> 5) <SEP> C <SEP> 84
<tb>
<tb> 6) <SEP> A <SEP> + <SEP> C <SEP> 39
<tb>
<tb> 7) <SEP> A <SEP> + <SEP> B <SEP> 74
<tb>
<tb> 8) <SEP> A+B <SEP> +D <SEP> 72
<tb>
<tb> 9) <SEP> A <SEP> + <SEP> C <SEP> + <SEP> D <SEP> 26
<tb>
Un autre avantage de ce nouveau mode opératoire est aus- si que les mélanges de gel après régénération adéquate peuvent être utilisés à plusieurs reprises dans le procédé d'épura- tion. On peut par exemple avec 1000 g d'un mélange de 30 g. de oharbon actif, 300 gr.de gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium et 670 g de Superoel, traiter une solution de 50 Kg,de sucre dans 100 kg d'eau, par quoi on obtient., décoloration de cette solution suorée atteignant 80 %.
Il suffit ensuite de rempla- cer 10 % du mélange adsorbant déjà utilisé,par un mélange frais pour pouvoir décolorer dl la même manière avec le même effet 50 àutres kilogs de sucre. Cette régénération peut être
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répétéindéfintment.
Il est enoore possible aussi de régénérer le mélange em- ployé en le lavant simplement à l'eau à plusieurs reprises et en ajoutant seulement pour sa régénération 1'adsorbant hydrophobe, donc .par exemple,le charbon actif.
L'élimination de l'adsorbant lors de la solution sucrée peut se faire par nnimporte quelle méthode de séparation con-
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nue, par conséquent aussi bien par centrifugatioryque par
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. filtration ou analogue. La seule chose essentielle'lorsqu'on
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emploie des mélanges est que les adsorbants présents doivent, toujours être employés tous simultanément.
REVEND ICATIONS.
1. Procédé pour l'épuration du suore ou de matières, . que saocharifères , telles/la, bouillie de betterave les rognures de betteraves, la oanne à sucre pressée et analogues,les jus bruts, les jus épais, les jus dilués/ en partioulier les eaux de claircage et les égouts colorés et inoolores de toutes espèces provenant de la fabrioation du sucre, les solutions sucrées contenant du caramel, ainsi que la mélas- se et les jus saccharifères provenant de la désaooharifioa- tion de la mélasse, du traitement de la mélasse et analogues de l'industrie du suore de betterave, de oanne, d'amidon et de bois,
caractérisé en ce que ces systèmes sont traités en présence d'adsorbants lyophobes par des gels d'hydrate d'oxyde d'aluminium à bon pouvoir d'absorbant qui parais- sent isotropes à la lumière polarisée.
2. Procédé suivant la revendioation 1, caractérisé en ce que, comme gel d'hydrate d'oxyde d'aluminium , on em- ploie un hydroxyde d'aluminium obtenu éleotrolytiquement.