Verfahren und Vorrichtung zur Dispergierung fester und : Rüssiger Stoffe.
Die Dispergierung von festen in. flüssigen Stoffen sowie von flüssigen, nicht miteinan- der mischbaren Stoffen untereinander mittels schnellaufender Miihlen und Riihrwerke ist bekannt. Für manche Zwecke jedoch, wie für die Dispergierung eines in Lösung befindlichen festen Stoffes in Fl ssigkeiten unter Verdampfung des Lösungsmittels sind diese Vorrichtungen nicht geeignet, da sie entweder geschlossen sind, und somit die Verdampfung des Lösungsmittels unmöglich ma-- chen, oder die Dispergierung des festen Stoffes unter gleichzeitiger Verdampfung des Lösungsmittels erfordert eine für einen technischen Vorgang zu lange Zeit.
Es wurde nun gefunden, dass sich diese Nachteile der bekannten Verfahren vermeiden en lassen, wenn man die miteinander zu dispergierenden'Stoffe auf einem sich mit mindestens 500 Umdrehungen pro Minute mit einer Welle, die in einem. Führungsrohr angeordnet ist, drehenden Teller, in dessen kon kavem. Teil ringförmige Erhebungen vorhanden sind, besitzt, die mit dem Fuhrungsrohr fest verbundenen, sich nicht drehenden Glokken derart gegenüberstehen, daB durch Heben oder Senken des Führungsrohres beliebig einstellbare Schlitze entstehen, wobei die Zufuhr der miteinander zu dispergierenden Stoffe an der zutiefst liegenden Stelle des Tellers durch ein oder mehrere Zuführungs- rohre erfolgt, dispergiert.
In der Zeichnung ist eine zur Durchfüh rung dieses Verfahrens zur Dispergierung fester und flüssiger Stoffe geeignete Vorrich- tung dargestellt. Es bedeutet b einen Teller, der sich mit der Welle a dreht, die in einem Führungsrohr c angeordnet ist. Der Teller b besitzt drei einander parallele Erhebungen e, e, und e2, von denen e2 gleichzeitig seinen äussern Rand darstellt.
Diesen Erhebungen stehen drei mit dem Führungsrohr c fest ver- bundene Glocken g, gt und g2 derart gegen über, dass durch Heben oder Senken des Führungsrohres c beliebig einstellbare Schlitze entstehen, An der zutiefst liegenden Stelle des Tellers b mündet, der Welle a bezw. ihrem Führungsrohr c benachbart, das Zuführungsrohr d.
Das Arbeiten mit dieser Vorrichtung ge schieht wie folgt :
Durch das Zuleitungsrohr d werden die miteinander zu dispergierenden Stoffe, beispielsweise eine wässerige Lösung und ein mineralisches oder pflanzliches 01, an der zutiefst liegenden Stelle des konkaven Tellers b, das heisst innerhalb des durch b und die innerste Glocke g gebildeten Hohlraumsaufgegeben und durch die mehr als 500 Umdrehungen pro Minute betragende Drehung des Tellers b in wirbelnde Bewegung unter teilweiser Zerstäubung versetzt und schliess- lich durch den zwischen der Erhebung e und der mit dem Führungsrohr c fest verbun- denen Glocke g entstandenen Schlitz in den nächsten,
durch die Glocke g, begrenzten Hohlraum gedr ckt. Hier findet derselbe Vorgang statt. Das Gemisch verlässt diesen Hohlraum durch den zwischen der mit dem Fiihrungsrohr-c gleichfalls fest verbundenen Glocke g, und der Erhebung e1 des rotieren- den konkaven Tellers b gebildeten Schlitz und tritt nun, in den durch die äussere Glocke begrenzten Hohlraum, wo es nochmals unter teilweiser Zerstäubung durcheinandergewirbelt wird.
Diesen Hohlraum verlässt das nun in eine homogene Dispersion verwandelte Gemisch durch den zwischen der mit dem Fiihrungsrohr c fest verbundenen Glocke g2 und der mit den Erhebungen e und e1 parallelen Erhebungen e2 des konkaven Tellers b befindlichen Schlitz und wird in einem beliebigen Sammelgefäss aufgefangen.
Die-Vorrichtung kann aus verschieden sten, für den genannten Zweck geeigneten Werkstoffen, z. B. aus Glas oder für Ausführungen technischen Ausmasses aus geeigneten Metallen, wie Bronze oder Stahl bestehen.
Die Anzahl der Erhebungen e des Tellers b und der mit ihnen Schlitze bildenden gegen überstehenden Glocken g richtet sich nach den zu verarbeitenden Stoffen und dem ge wünschten Dispersitätsgrad, doch werden in der Regel zwei derselben notwendig sein.
Das Verfahren eignet sich ausgezeichnet zur Dispergierung aller fein zerkleinerten Feststoffe in Flüssigkeiten, beispielsweise von Pigmentfarben in Wasser oder Ölen, ferner zur Herstellung einschlägiger pharmazeu- tischer Zubereitungen, wie Salben und dergleichen, ebenso wie zur Herstellung von Dispersionen bezw. Emulsionen von Flüssig- keiten untereinander, z. B. wässeriger Disper sionen in der Íl-, Fett- und Wahrungsmittel- industrie und dergleichen, gegebenenfalls unter Zusatz von Emulgatoren und bezw. oder Schutzkolloiden bekannter Art.
Eine besonders vorteilhafte Anwendungsart des Verfahrens ist die Dispergierung von festen, in einem Lösungsmittel gelösten Stoffen in F'liissigk. iten unter gleichzeitiger Verdampfung des Lösungsmittels, wobei naturgemäss der Siedepunkt der flüssigen Phase erheblich höher liegen muss als der des Lö sungsmittels. Dieser Vorgang findet z. B. bei der Dispergierung von wässerigen : ataly- satorlösungen in einer ¯ligen Phase zur ehemischen Umwandlung der letzteren statt, wobei vor der Umsetzung das eingebrachte Wasser entfernt werden muss.
Somit kann das Verfahren mit ausgezeichnetem Erfolg bei der Oxydation von Paraffinkohlenwasserstoffen, beispielsweise von solchen, die durch Eohlenoxydhydrie- rung nach Franz Fischer oder durch Hydrierung von Tieftemperaturteeren aus Steinkohlen erhalten werden, ferner von solchen aus Braunkohlenhart-oder-weichparaffinen sowie aus Erdölen, vermittels Sauerstoff oder mole kularen Sauerstoff enthaltenden Gasen, wie Luft in Gegenwart von wasserlöslichen Kata- lysatoren, wie z. B. Ealiumpemiangajiat, angewendet werden.
Hierbei wird die wässerige Eatalysatorlösung in den gegebenenfalls durch Hitze verflüssigten Paraffinkohlen- wasserstoffen dispergiert, wobei es wichtig ist, dass das Wasser vor der eigentlichen Oxydation restlos-entfernt wird.
Das Verfahren eignet sich sowohl für unter brochenen als auch besonders vorteilhaft für ununterbrochenen Betrieb, da mittels der be se. hriebenen Vorrichtung schon bei mässigen A. bmessungen derselben grosse Mengen fester und bezw. oder flüssiger Stoffe zu homogenen Dispersionen verarbeitet werden kön- nen.
Beispiel :
1500 Gewichtsteile Gatsch aus der Koh- lenoxydhydrierung nach Fischer-Tropsch und eine Lösung von 2 Gewichtsteilen Kalium- permanganat in 30 GewichtsteilenWasserwerden innerhalb von einer Stunde durch das Zuleitungsrohr d in den von der Glocke g begrenzten innern Hohlraum des sich mit 7000 Umdrehungen pro Minute drehenden konkaven Tellers b gegeben.
Die Weite der Schlitze zwischen den Glocken g und den Erhebungen e des Tellers b beträgt 0, 4 mm. Die Temperatur der Mischung beim Aufgeben auf den Teller b ist 130 . Aus dem äussern Schlitz zwischen der Glocke ga und der Erhebung ev des Tellers b tritt eine praktisch wasserfreie homogene Dispersion von Mangandioxyd in Gatsch mit einer Temperatur von 102 aus, die ohne weiteres zur Oxydation mittels Luft geeignet ist. Der Durchsatz durch die Vorrichtung erfolgt so schnell, dass die Dispersionsbildung praktisch innerhalb der Stunde beendet ist.