Verfahren und Vorrichtung zum raschen Auflösen von pulverförmigen Stoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum raschen Auflösen von pulverförmigen Stoffen in unbewegten oder schleichend strömenden Lösungsmitteln.
Beim Ansetzen von Lösungen ergeben sich immer dann Schwierigkeiten, wenn die zu lösende Substanz z. B. infolge ihrer Hygroskopizität durch Wasseraufnahme zum Zusammenbacken, d. h. zur Klumpenbildung neigt, und dadurch die schnelle Herstellung einer Lösung in Frage gestellt ist. Man könnte selbstverständlich in manchen Fällen, um eine solche meist am Boden des Lösegefässes festanhaftende Masse aufzulösen, mechanische Rührwerke einschalten. Einfacher ist es aber, es erst gar nicht oder teilweise zu einem Anhaften der Substanz kommen zu lassen.
Die vorliegende Erfindung erzielt dies dadurch, dass man die pulverförmigen Substanzen mit lösungsmitteldurchtränkten Körpern von ISchwammstruktur in Berührung bringt. Auf diese Weise wird eine Beschleunigung des Löseprozesses bewirkt, so dass es z. B. gar nicht oder höchstens zu einem teilweisen Zusammenbacken während des Löseprozesses kommt.
Dabei kann das Lösungsmittel bzw. die Lösung einer natürlichen oder künstlichen Zirkulation ausgesetzt sein.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lösebehälter Körper mit Schwammstruktur aufweist.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längs schnitt durch ein Lösegefäss mit Umwälzpumpe,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Gefäss gemäss Fig. 1, nach der Linie I-I,
Fig. 3 einen Längsschnitt analog Fig. 1, mit einer andern Anordnung im Gefäss innern,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Schwammstück,
Fig. 5 einen weitern Längsschnitt durch ein Lösegefäss mit spiralförmig angeordneter Schwammstruktur aufweisenden Masse.
Das Verfahren kann so erfolgen, dass man die Schwammkörper derart in die Masse der pulverförmigen Substanz einbringt, dass sie eine Art Dränagekanäle darin bilden (Fig. 1 und 2), oder aber in zerstückelter Form mit der zu lösenden pulverförmigen Substanz vermischt und dann das Lösungsmittel dem Gemisch zugeführt wird (Fig. 3). Man kann auch die Lösevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so einrichten, dass sie eine Lösekammer aufweist, deren Boden und Wände innen mit Platten von Schwammstruktur ausgekleidet sind, eventuell der Innenraum des Behälters weitere Löseflächen in Form von Schwammplatten oder Bruchstücken aus schwammförmigem Material enthält und die der Substanz zugekehrten Seiten der Platten in Schwammstruktur zur Vergrösserung der Fläche eine rauhe Form haben, z. B. mit Rippen oder Höckern versehen sind (Fig. 4).
Die Schwammkörper 4, 5, 9 und 10 wirken fol gendermassen:
Innerhalb dieser Schwammkörper 4, 5, 9 und 10 setzt an den Berührungsstellen mit einer zu lösenden Substanz 1 - z. B. Natrium-Polyphosphat - der Löseprozess ein. Es entsteht eine Lösung, die spezifisch schwerer ist als das Lösungsmittel und diese spezifisch schwerere Lösung dringt auf Grund natürlicher Zirkulation durch die Schwammkörper und eine Siebplatte 3 abwärts in einen Raum 2, aus welchem das leichte Lösungsmittel, z. B. Wasser, so lange aufwärts steigt, bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Der Löseprozess kann durch eine Umwälzpumpe 8 künstlich beschleunigt werden, indem die Lösung aus dem Raum 2 durch ein Rohr 7 in einen obern Teil 6 des Behälters gepumpt wird.
Die Pumpe 8 kann in beiden Fliessrichtungen arbei ten, also unten absaugen und oben einführen oder umgekehrt. Die Ausführung nach Fig. 3 verlangt Entnahme oben und Einführung unten, damit sich im Lösebehälter eine Strömung von unten nach oben ergibt, welche das Chemikal auflockert. Auf diese Weise ist die Masse des zu lösenden Phosphats aufgeteilt und liegt nicht als Block vor. Die Oberflächen der zu lösenden Substanz sind als Folge der porösen Oberfläche der Körper vielfach grösser und dadurch geht der Löseprozess rascher vor sich. Ober- raschenderweise steigt aber die Lösegeschwindigkeit bei Verwendung von schwammförmigen Körpern nicht nur proportional mit der Flächezunahme, sondern steiler.
Für diese weiter erhöhte Lösegeschwindigkeit ist eine endgültige Erklärung bisher nicht gefunden worden, dürfte aber auf die grosse Porenfläche zurückzuführen sein.
Als Material für diese Schwammkörper eignen sich besonders Neopren, Polymeth an, Filterstein, Harnstoffharz, Gummi, Polyurethen, Polyäther, Polyvinylchlorid, Naturschwamm usw.
Viele Stoffe, z. B. auch die polymeren Phosphate, die sich in einem Lösebehälter befinden, dehnen sich bei der Aufnahme von Flüssigkeiten, z. B. Wasser, oft unter Bildung einer zeitweilig festen Masse aus.
Hierdurch entsteht die Gefahr, dass durch die Ausdehnung dieser Stoffe die Behälterwände gesprengt werden. Dies tritt insbesondere bei Glasbehältern ein, deren Festigkeit meist geringer ist als diejenige von Metallbehältern. Auch dieser Nachteil wird durch den Einsatz der Schwammkörper in dem Lösebehälter behoben. Es hat sich gezeigt, dass es zur Vermeidung dieses Nachteils ausreicht. ein von oben nach unten durchgehendes Stück Schwammkörper innen an der Peripherie der zylindrischen Glaswand anzuordnen. Im allgemeinen verwendet man nicht ein gerades, parallel zur Zylinderachse des Lösegefäss es verlaufendes Schwammstück, sondern ein spiralförmiges, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Der strangförmige Schwammkörper 5 verläuft innerhalb der zu lösenden Masse spiralförmig an den Innenwänden des glasförmigen Lösebehälters 11.
Bei dieser einfachsten Ausführungsform sind beide Vorteile voll gewährleistet, indem sowohl die kontinuierliche Auflösung der zusammengebackenen Substanz an den Grenzen zwischen der Substanz und dem mit Flüssigkeit benetzten Schwammkörper für Dosierzwecke ausreichend schnell vonstatten geht als auch eine Sicherheit gegen das Zerspringen des Glasgefässes durch das Zusammenbacken der Masse gegeben ist.
Method and device for the rapid dissolution of powdery substances
The invention relates to a method and a device for the rapid dissolving of powdery substances in immobile or creeping solvents.
When preparing solutions there are always difficulties when the substance to be dissolved z. B. due to their hygroscopicity by water absorption for caking, d. H. tends to form lumps, thereby jeopardizing the rapid preparation of a solution. In some cases, of course, in order to dissolve such a mass, which usually adheres firmly to the bottom of the dissolving vessel, mechanical agitators could be switched on. It is easier, however, not to let the substance adhere at all or to some extent.
The present invention achieves this by bringing the powdery substances into contact with solvent-soaked bodies of an I-sponge structure. In this way, the dissolution process is accelerated, so that it B. does not come at all or at most a partial caking during the loosening process.
The solvent or the solution can be exposed to natural or artificial circulation.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the dissolving container has bodies with a sponge structure.
The invention is explained in more detail, for example with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 is a longitudinal section through a dissolving vessel with a circulation pump,
FIG. 2 shows a section through the vessel according to FIG. 1, along the line I-I,
3 shows a longitudinal section analogous to FIG. 1, with a different arrangement inside the vessel,
4 shows a longitudinal section through a piece of sponge,
5 shows a further longitudinal section through a dissolving vessel with a mass having a spirally arranged sponge structure.
The method can be carried out in such a way that the sponge bodies are introduced into the mass of the powdery substance in such a way that they form a kind of drainage channels in it (Figs. 1 and 2), or else mixed in fragmented form with the powdery substance to be dissolved and then the solvent is fed to the mixture (Fig. 3). You can also set up the release device for carrying out the method so that it has a release chamber, the bottom and walls of which are lined with plates of sponge structure on the inside, possibly the interior of the container contains further release surfaces in the form of sponge plates or fragments of spongy material and the Substance facing sides of the plates in a sponge structure to enlarge the surface have a rough shape, z. B. are provided with ribs or humps (Fig. 4).
The sponge bodies 4, 5, 9 and 10 act as follows:
Within this sponge body 4, 5, 9 and 10, at the points of contact with a substance to be dissolved 1 - z. B. Sodium Polyphosphate - the dissolving process. The result is a solution that is specifically heavier than the solvent and this specifically heavier solution penetrates due to natural circulation through the sponge body and a sieve plate 3 down into a space 2, from which the light solvent, e.g. B. water, rises until an equilibrium has been established. The dissolution process can be artificially accelerated by a circulation pump 8 in that the solution is pumped out of the space 2 through a pipe 7 into an upper part 6 of the container.
The pump 8 can work in both directions of flow, ie suction below and introduce above or vice versa. The embodiment according to FIG. 3 requires removal at the top and introduction at the bottom so that there is a flow from bottom to top in the dissolving container, which loosens the chemical. In this way the mass of the phosphate to be dissolved is divided and is not present as a block. As a result of the porous surface of the body, the surfaces of the substance to be dissolved are many times larger and the dissolving process is therefore faster. Surprisingly, however, when using sponge-shaped bodies, the rate of release increases not only proportionally with the increase in area, but more steeply.
A final explanation has not yet been found for this further increased rate of dissolution, but it is likely to be due to the large pore area.
Particularly suitable materials for these sponge bodies are neoprene, polymeth, filter stone, urea resin, rubber, polyurethane, polyether, polyvinyl chloride, natural sponge, etc.
Many substances, e.g. B. also the polymeric phosphates, which are located in a dissolving container, expand when absorbing liquids, e.g. B. water, often with the formation of a temporarily solid mass.
This creates the risk that the container walls will be blown up by the expansion of these substances. This occurs in particular with glass containers, the strength of which is usually lower than that of metal containers. This disadvantage is also eliminated by using the sponge bodies in the dissolving container. It has been found that it is sufficient to avoid this disadvantage. to arrange a piece of sponge body continuous from top to bottom on the inside of the periphery of the cylindrical glass wall. In general, a straight piece of sponge running parallel to the cylinder axis of the dissolving vessel is not used, but a spiral-shaped one, as shown in FIG. The strand-like sponge body 5 runs inside the mass to be loosened in a spiral shape on the inner walls of the glass-shaped loosening container 11.
In this simplest embodiment, both advantages are fully guaranteed, in that both the continuous dissolution of the caked substance at the boundaries between the substance and the sponge body wetted with liquid takes place sufficiently quickly for dosing purposes, as well as security against the glass vessel bursting due to the caking of the mass given is.