CH443226A - Appareil pour mettre en contact deux liquides non miscibles - Google Patents

Description

  
 



  Appareil pour mettre en contact deux liquides non miscibles
 La présente invention a pour objet un appareil pour mettre en contact deux liquides non miscibles, constituant   un contacteur à deux phases. Un n tel appareil peut tre    utilisé comme extracteur de liquides avec deux liquides non miscibles.



   Un contacteur à deux phases utilise généralement plusieurs éléments tels que des disques qui sont plongés dans un liquide, exposés à un gaz puis plongés à nouveau dans le liquide. Un tel appareil peut tre utilisé aussi avec deux liquides non miscibles, auquel cas les éléments passent à travers un liquide, puis dans l'autre et reviennent ensuite dans le premier liquide. Un but de ce passage alterné à travers des liquides différents est d'extraire d'un liquide un composant particulier et de le transférer dans le second liquide. Un exemple Ide cette application se trouve dans le transfert d'un acide à partir de l'hexane dans de l'eau, ou le transfert de la pénicilline d'un milieu de fermentation à un liquide organique, après quoi le liquide organique est évaporé pour laisser un concentré de pénicilline.



   La difficulté principale rencontré avec un contacteur   à deux phases traitant deux liquides non n miscibles est    d'obtenir l'écoulement d'un volume suffisant de liquides à travers le contacteur par suite de l'obstruction exercée par chaque disque. On a essayé de surmonter cette difficulté en ménageant des trous dans les disques, mais on a trouvé que ces trous tendent à se couvrir d'une pellicule, formant ainsi une paroi et empchant l'écoulement du liquide à travers les trous.



   L'invention permet de remédier à cet inconvénient et   a en conséquence pour objet un appareil l pour mettre    en contact deux liquides non miscibles, comprenant une cuve allongée, un arbre s'étendant longitudinalement et monté rotativement dans la cuve, des moyens d'entraînement pour faire tourner l'arbre, des disques montés sur l'arbre, espacés axialement le long de ce dernier et disposés dans la cuve, et des moyens pour conduire une première solution à travers le fond de la cuve et une seconde solution non miscible avec la première à travers la partie supérieure de la cuve.

   Cet appareil est caractérisé en ce que chaque disque comporte un moyeu et des pièces espacées le long d'un arc et s'étendant radialement depuis le moyeu, la largeur des espaces entre ces pièces étant suffisante pour éviter, en fonctionnement, que les   solutions s forment une pellicule entre les pièces adja-    centes.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante :
 La fig. 1 est une vue en perspective, avec arrachement, de cette forme d'exécution.



   La fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'un organe représenté à la fig. 1.



   La fig. 3 est une vue de la variante, correspondant   àlafig.    2.



   Le contacteur à deux phases 10 représenté constitue un extracteur liquide-liquide comprenant une cuve allongée 11 dans la partie inférieure de laquelle circule une première solution 12, tandis qu'une seconde solution 13 s'écoule dans la partie supérieure de la cuve. Un arbre horizontal 14 peut tourner dans des paliers 15 et porte des disques 16 disposés entre les paliers et agencés pour tourner chacun dans un plan vertical. Les disques sont disposés de façon que la moitié de chaque disque environ soit en contact avec chacune des deux solutions dans la cuve. L'arbre est entraîné par un moteur, électrique par exemple. L'arbre tourne de préférence à une vitesse relativement faible pour éviter de créer une turbulence excessive dans la cuve.



   La cuve 11 présente les entrées et les sorties voulues permettant de commander l'écoulement des solutions. En fait, la cuve présente une entrée 18 à une extrémité de sa  partie supérieure et une sortie 19 à l'autre extrémité de la mme partie supérieure. Une entrée 20 est ménagée aussi dans la partie inférieure de la cuve, à l'une de ses extrémités, ainsi qu'une sortie 21 à l'autre extrémité de cette partie inférieure. Il est avantageux que la solution placée au fond de la cuve coule à contre-courant de la solution placée dans la partie supérieure de la cuve. On utilise pour cela un dispositif de pompage comprenant des pompes 23 et 24 qui dirigent les solutions dans les sens désirés.



   Le disque 16 (fig. 2) est une pièce plate circulaire dont des sections en forme de V ont été enlevées. Le disque présente ainsi des pièces 17 disposées en rayons, relativement larges, espacées le long d'un arc et s'étendant radialement à partir d'un moyeu 25. Le but de cette configuration est de laisser un espace suffisant entre les pièces 17 pour permettre aux liquides de s'écouler lon  gitudinalement    à travers la cuve quand la série de disques 16 est mise en rotation. Il est important que la largeur des espaces entre les pièces 17 soit suffisante pour   emp-    cher la formation d'une pellicule par les liquides ou les solutions traités.



   Le disque représenté à la fig. 3, constituant une variante de celui de la fig. 2, comprend des pièces 31 espacées le long d'un arc et s'étendant radialement depuis un moyeu 32 pour former entre elles des fentes radiales 33. Ce disque 30 présente l'avantage sur le disque 16 d'une largeur plus uniforme des espaces entre les pièces 31 adjacentes (fentes 33) sur toute l'étendue radiale ou la longueur de ces pièces, ce qui permet à une plus grande quantité de liquide de s'écouler dans la partie radialement intérieure des fentes 33 et par conséquent des disques 31, comparativement aux disques 16, tout en donnant aux disques une plus grande surface agissant comme agent de transfert.

   Le disque 16, cependant, tend à rompre toute pellicule formée par les   solutions    plus rapidement que le disque 30 et, par conséquent, il sera utilisé de préférence avec des solutions plus visqueuses.



   En fonctionnement, les deux liquides ou solutions non miscibles sont pompés à travers la cuve   1 1    en deux couches différentes. Quand l'arbre 14 tourne, les disques 16 sont mouillés par la solution contenant le composant à transférer. Quand le disque mouillé se déplace à travers la seconde solution, le composant est transféré dans cette seconde solution dans laquelle il est plus soluble que dans la première. La seconde solution est alors retirée de la cuve par la sortie correspondante et le composant peut tre séparé de cette solution.



   Pour effectuer efficacement le transfert d'un composant d'une solution à l'autre, la matière dont est constitué chaque disque doit tre soigneusement choisie de façon que le disque ne soit mouillé que par la solution contenant le composant à transférer. En outre, la seconde solution doit tre non seulement insoluble dans la première, mais elle doit aussi présenter une densité différente afin d'tre aisément séparée de la première solution. Enfin, le composant doit tre plus soluble dans la seconde solution que dans la première afin que le composant se transfère de la première à la seconde solution quand le disque tourne dans cette seconde solution.



     Les disques tournent en ! général à une vitesse relative-    ment faible pour éviter de créer une turbulence excessive qui peut former des émulsions stables empchant à leur tour la séparation complète des solutions après le transfert du composant.



   Les   ex, périences    ont montré que des matières telles qu'un fluorocarbone polymérisé et un composé arylique polymérisé présentent des caractéristiques propres qui les rendent mouillables par une solution et non par l'autre.



  On a trouvé en outre que la rugosité de la surface de ces matières affecte la quantité de liquide qui est captée dans l'une et l'autre phase. Par exemple, dans un contacteur utilisé comme extracteur entre une solution aqueuse et une solution organique telle que l'hexane, un disque d'acrylique polymérisé est mouillé par la solution aqueuse et transfère un composant de cette solution à la solution organique. Par conséquent, pour chaque application particulière, la matière constituant le disque doit tre choisie selon les solutions à traiter, le sens du transfert et le composant à transférer.



   Un contacteur à deux phases à deux liquides non miscibles peut tre utilisé aussi comme dispositif de transfert thermique. Un tel transfert est accompli par les disques tournant à travers une solution de façon à recueillir le liquide le plus chaud et passant ensuite à travers le liquide le plus froid, de   facon    que ce dernier capte la chaleur du liquide le plus chaud. Ce dernier reste séparé du liquide plus froid par suite de la différence de densité et de solubilité entre les solutions. Il est évident que ce processus peut tre inversé de manière que le liquide le plus froid soit plus   mouillable    que le liquide le plus chaud et soit capté ainsi par le disque et envoyé à travers le liquide le plus chaud afin de le refroidir.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil pour mettre en contact deux liquides non miscibles, comprenant une cuve allongée, un arbre s'étendant longitudinalement et monté rotativement dans la cuve, des moyens d'entraînement pour faire tournes l'arbre, des disques montés sur l'arbre, espacés axialement le long de ce dernier et disposés dans la cuve, et des moyens pour conduire une première solution à travers le fond de la cuve et une seconde solution non miscible avec la première à travers la partie supérieure de la cuve, caractérisé en ce que chaque disque comporte un moyeu et des pièces espacées le long d'un arc et s'étendant radialement depuis le moyeu, la largeur des espaces entre ces pièces étant suffisante pour éviter, en fonctionnement, que les solutions forment une pellicule entre les pièces adjacentes.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que chaque disque présente des espaces en forme de V entre ses pièces radiales.

   2. Appareil l selon la revendication, caractérisé en ce que chaque disque présente des fentes d'une largeur uniforme entre ses pièces radiales.