DE2408638A1

DE2408638A1 - Verfahren zur behandlung von waschfluessigkeit aus der wollwaesche

Info

Publication number: DE2408638A1
Application number: DE19742408638
Authority: DE
Inventors: Joseph Del Pico
Original assignee: Abcor Inc
Current assignee: Koch Separation Solutions Inc
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1974-02-20
Publication date: 1974-08-22
Also published as: FR2218425B1; GB1456305A; JPS5621788B2; JPS5040604A; FR2218425A1; US3847804A

Description

Verfahren zur Behandlung von Waschflüssigkeit aus der Wollwäsche

Rohwolle wird normalerweise in einem Verfahren gewaschen, das als Emulsionswäsche bezeichnet wird. Bei der Emulsionswäsche wird die Rohwolle durch eine Reihe von Reinigungstanks geleitet, wobei die in der Wolle anwesenden Verunreinigungen wie getrocknete Schweißreste, Dung, Erde, Sand, Wollfett aus der Wolle entfernt werden. Die Entfernung des Wollfetts wird insbesondere in einem Tank erreicht, der eine Schaumerzeugerlösung (nichtionisch oder anionisch) enthält. Während und nach der Reinigungsbehandlung werden die verschiedenen verunreinigenden Komponenten getrennt und in Abhängigkeit von ihrem wirtschaftlichen Wert verworfen oder isoliert. Nach der Verwendung enthält die Schaumerzeugerlösung üblicherweise emulgiertes Wollfett, das reich an Lanolin ist und einen hohen wirtschaftlichen Wert besitzt. Darüber hinaus ist die Entfernung dieses Wollfettes aus der Reinigungslösung deswegen sinnvoll, weil dadurch die Wasserwege nicht verunreinigt werden, in die normalerweise die Reinigungsflüssigkeit nach der Verwendung

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geleitet wird. Deshalb wird bei der Emulsionsreinigung die Wolle in ein Kaltwasserbad eingeführt, um die wasserlöslichen Verunreinigungen herauszulösen, worauf es zur Entfernung des Wollfettes in ein Heißwasserbad mit Gehalt an Schaumerzeuger eingegeben wird. Eine solche Wollreinigung führt zu einer emulgierten Wollfettlösung, die normalerweise von etwa 1 bis 8 % Wollfett enthält.

Obwohl das Wollfett in der Flüssigkeit der Emulsionsreinigung einen hohen wirtschaftlichen Wert besitzt, sind die Kosten zur Gewinnung des Wollfettes für kleinere Betriebe häufig sehr groß, so daß diese die Flüssigkeit aufbewahren, um sie durch biologischen Abbau zu vernichten. Andere verwenden eine oder beide der bekannten Hauptverfahrensweisen zur Gewinnung des Wollfettes aus wässrigen Reinigungslösungen. Diese Verfahrensweisen sind das Zentrifugenverfahren und das saure Crackverfahren oder deren Kombination.

Im Zentrifugenverfahren wird die Waschflüssigkeitsemulsion durch einen oder mehrere Entschlammseparatoren geleitet und anschließend zum Absetzen des Schlammes zentrifugiert. Die drei von der Zentrifuge abgeleiteten Ströme sind ein Strom mit einem Wollfettkonzentrat, ein teilweise von Fett befreiter Strom der Waschflüssigkeitsemulsion und schließlich ein schmutzreicher Schlamm, der häufig von Wasser befreit oder durch Filter

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gepreßt wird, vim den zu beseitigenden Schlamm zu konzentrieren. Durch das Zentrifugenverfahren werden nur bis etwa 50 Gew.% des Wollfetts, normalerweise nur 25 bis 40 %, gewonnen. Der Strom mit dem Wollfettkonzentrat ist reich an Lanolin, das in der Seifen- und kosmetischen Industrie ein wertvolles Produkt ist. Zur Verbesserung der Fettabtrennung können eine Reihe von Trennzentrifugen eingesetzt werden. Bei Bedarf kann der teilweise von Fett befreite Flüssigkeitsstrom aus der Zentrifuge verworfen oder dem sauren Crackverfahren zur zusätzlichen Abtrennung von Wollfett unterworfen werden. Jedoch ist das auf diese Weise zusätzlich gewonnene Fett von geringer Qualität und nicht zur Gewinnung von Lanolin geeignet. Die

Abtrennung dieses Fettes geschieht im wesentlichen aus Erwägungen der Reinhaltung der Abwässer etc. Das Zentrifugenverfahren ist, obwohl einfach, hinsichtlich der Gewinnung des Gesamtgehaltes an Wollfett nicht sehr wirtschaftlich.

Eine andere Verfahrensweise zur Abtrennung von Wollfett aus Waschflüssigkeitsemulsionen wird als saures Crackverfahren bezeichnet. Hierbei wird die Emulgierreinigungsflüssigkeit zunächst in einem ersten Schlammtrenner von Schlamm getrennt. Die Flüssigkeit wird dann mit einer Säure auf einen pH-Wert zwischen etwa 2 und 4 angesäuert, um die Wollfettemulsion zu destabilisieren. Die säurebehandelte Flüssigkeit wird dann in einem Absetztank gesammelt, in dem der Hauptanteil an WoIl-

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fett und Schmutz als Schlamm abgetrennt wird, wobei das Wollfett mit den Schmutzteilen auf dem Boden des Absetztanks ablagert. Dieser Schlamm wird dann zur Gewinnung des wertvollen Wollfetts, beispielsweise mit Filterpressen, weiterbehandelt. Im allgemeinen werden bei Verwendung des sauren Crackverfahrens etwa €5 Gew.% des Wollfetts gewonnen, wobei im Filterkuchen und in der nichtabgesetzten überstehenden Flüssigkeit Verluste auftreten.

Bei dem zuvor besprochenen Zentrifugenverfahren wird die teilweise von Fett befreite Flüssigkeit häufig dem sauren Crackverfahren unterworfen, um zusätzliches Wollfett abzutrennen, im allgemeinen jedoch, um sauberere Abwasser zu erhalten. Ein Nachteil des sauren Crackverfahrens besteht darin, daß das Lanolin aus einer Mischung von Alkohol, Säure und Esterverbindungen zusammengesetzt ist. Durch die Säurebehandlung werden die Ester hydrolysiert und Säure- und Alkoholkomponenten gebildet, die häufig nicht erwünscht und von geringerem wirtschaftlichen Wert sind.

Demnach weist das Zentrifugenverfahren zur Gewinnung von Wollfett und einer wässrigen Reinigungsflüssigkeit den Nachteil auf, daß das Wollfett in unbefriedigendem Umfang gewonnen wird, und daß die teilweise von Fett befreite Flüssigkeit vor der Abgabe als Abwasser weiterbehandelt werden muß,

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während das saure Crackverfahren, obwohl hierbei das Wollfett in größerem Umfang gewonnen wird, den Nachteil aufweist, daß minderwertiges Fett gewonnen wird, das zur Lanolingewinnung ungeeignet ist.

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Membranvorrichtung bei einem Wollreinigungsprozeß zur wirksamen und wirtschaftlichen Gewinnung von Wollfett und zur Erzeugung von sauberen Abwässern. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung einer Niederdruck-Ultrafiltriermembraneinheit in einem Zentrifugenverfahren oder in einem sauren Crackverfahren zur Gewinnung von Wollfett, wodurch bei verminderten Ausrüstungs-, Verfahrensund Materialkosten schnellere, wirksamere und wirtschaftlichere Gewinnung des wertvollen Wollfettes ermöglicht wird, weil das durch die Membran durchtretende Material in das Reinigungsverfahren rückgeführt werden kann, während gleichzeitig die Verunreinigung der Abwasser aus diesem Verfahren erheblich vermindert wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Membranvorrichtung, insbesondere eine Ultrafiltermembraneinheit, die eine, semipermeable Membran enthält, verwendet, um die Waschflüssigkeitsemulsion in eine wässrige Lösung und ein Emulsionskonzentrat zu trennen. Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ein oder mehrere Membraneinheiten, insbesondere Ultrafiltermembran-

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einheiten verwendet, wobei die Membraneinheiten bei einem Druck von etwa 0,7 bis 14,1 atü, vorzugsweise bei 2,8 bis 7,0 atü betrieben werden. Die Membraneinheit enthält eine semipermeable Membran, die geeignet ist, die Emulsxonswaschflüssigkeit in gewünschter Weise zu trennen und kann üblicherweise irgendein polymeres Material enthalten, das bei Verwendung einer Ultrafiltermembraneinheit den Durchtritt von Wasser und gelöstetem niedermolekularen Material (beispielsweise mit einem Molekulargewicht von unter 100) zuläßt, während der Durchtritt von Partikeln einer Öl-in-Wasser-Emulsion ebenso wie von in der Reinigungsflüssigkeit suspendierten Partikeln verhindert wird.

Die Verwendung einer Ultrafiltermeinbranvorrichtung führt zu hoher Konzentration an Wollfett, Schmutz usw. und zur Erzeugung einer klaren wässrigen Durchtrittsflüssigkeit. Diese kann aufgrund mangelnder Verunreingungen häufig direkt in die Wasserwege geleitet werden oder bei Bedarf weiteren Membranverfahren (umgekehrter Osmose bei hohem Druck), beispielsweise zur weiteren Verminderung des Gehalts an Kaliumcarbonat und an niedermolekularen organischen Verbindungen unterworfen werden, wobei die Abwasser noch weiter gereinigt werden. Insbesondere aber kann die Durchtrittsflüssigkeit ganz oder teilweise im Wollreinigungsprozeß wiederverwendet werden, indem sie beispielsweise in die Kalttanks oder Heißtanks der Wollreinigung rückgeleitet wird.

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Eine übliche Ultrafilter- oder umgekehrte Osmosemembran besteht aus einer dünnen Filmmembran, wie beispielsweise Zelluloseacetat, die in oder auf einem porösen Träger angebracht ist. Eine übliche röhrenförmige Anordnung besteht aus einem harzverstärktem, porös umsponnenen Glasfaserträgerrohr, das eine Membran auf der inneren Oberfläche (Hochdruckseite) enthält. Die Waschflüssigkeitsemulsion oder ein anderer Strom wird in das Innere des Rohres geleitet, die als Eingabezone verwendet wird, während die durchtretende Flüssigkeitsfraktion vom äußeren der Röhre entfernt wird. Die konzentrierte Fraktion wird nach dem Durchlauf durch die Röhre oder- eine Reihe von Röhren entfernt. Die besondere poröse Struktur und die Selektivitätsfaktoren der verwendeten Membran werden durch die Poren der Ultrafiltriermembran beeinflußt und sind üblicherweise viel kleiner als die emulgierten öl-in-Wasser- oder suspendierten Partikel, so daß die Poren während der Verwendung nicht verstopfen. Die Partikel sind so groß, daß sie nicht in die Membranstruktur eintreten können. Die Ültrafiltermembranporen sind normalerweise im Größenbereich von 0,1 bis 0,01 Mikron, wobei die umgekehrte Osmosemembran eine Porengröße von unter O,OO1 Mikron aufweist. Natürlich ist es von Zeit zu Zeit notwendig und erwünscht, die Oberfläche der Membran, das heißt das Innere der röhrenförmigen Membranoberfläche, zu reinigen, um die Durchflußrate zu gewährleisten. Die Reinigung kann unter Verwendung einer wässrigen Reinigungsmittellösung und/

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oder einer wässrigen Enzymlösung zum Fettabbau erfolgen oder durch periodische Einführung eines Lösungsmittels für das Wollfett/ das die Membran während eines solchen Reinigungsvorganges nicht nachteilig beeinflußt, durchgeführt werden.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wollreinigungsflüssigkeit konzentriert, so daß sie bis zu 50 % Wollfett enthält, wodurch die leichte Gewinnung von wertvollem hoch- und mittelwertigem Wollfett ermöglicht wird. Im erfindungsgemäßen Verfahren können Membraneinheiten sowohl im Zentrifugenverfahren als auch im sauren Crackverfahren oder deren Kombination in einfacher und wirtschaftlich vorteilhafter Weise und zur Verminderung von Verunreinigungsproblemen verwendet werden. So ist beispielsweise bei Verwendung einer Membran der Zentrifugier- oder Trennschritt im Zentrifugenverfahren vermeidbar, wenn das Fett und der Schmutz im Emulsionskonzentrat mittels der Ultrafiltermembran auf solche Konzentrationen konzentriert wird, wie beispielsweise über 10 % bis hin zu 60 %, daß die Weiterverarbeitung und die Gewinnung des wertvollen Wollfettes und anderer Komponenten durch alternative Verfahrensweise geschehen kann. Hierzu zählen beispielsweise die Verfahrensweisen, bei denen jeweils der Schmutz und das Fett direkt abgesetzt und der Flotation unterworfen werden, und/oder die Abtrennung oder Gewinnung durch Filteroperationen wie beispielsweise durch das Auspressen von Filterkuchen oder das

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Trocknen in Vakuumtrommeln. Ein anderer Vorteil der Verwendung einer Membraneiftheit besteht darin, daB die Waschflüssigkeitsemulsion vor dem Zentrifugieren in einem Zentrifugenprozeß so weit konzentriert wird, daß das Zentrifugieren besonders wirksam ist, wie beispielsweise durch Konzentration des Wollfetts in der Emulsion auf 5 bis 20 %; hierdurch wird eine sehr wirksame Abtrennung des Wollfettes in der Zentrifuge möglich«

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die sauer behandelte Emulsionsflüssigkeit zu konzentrieren, so daß das Konzentrat aus einer Ultrafiltermembraneinheit, beispielsweise in eine Filterpresse geleitet werden kann, wodurch beispielsweise der Verfahrensschritt und die Vorrichtung zum Absetzen in einem Absetztank umgangen werden. Darüber hinaus kann das durch die Membran durchgetretene Material in den Kaltreinigungs- oder Warmreinigungstanks oder in anderen Teilen dieses oder ähnlicher Verfahren wiederverwendet werden oder bei Bedarf direkt ohne oder unter weiterer Behandlung in die Wasserwege geleitet werden. In einigen Fällen kann die Reinigung der Abwasser aus einer Ultrafiltereinheit durch reverse Osmosemembrane bei hohen Drücken von 35,2 bis 140,6 atü zur Entfernung von niedermolekularen organischen Verbindungen und Salzen weiterbehandelt werden, wenn dieses angebracht erscheint. Diese Abwässer, die nur

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wenig oder gar kein Fett oder Salz enthalten, können dann an die Wasserwege abgegeben oder in das Verfahren oder, andere Verfahren zurückgeführt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach sowohl Ultrafiltrations- als auch reverse Osmoseeinheiten in Wollreinigungsverfahren eingesetzt. Dabei ist es möglich, auf die Verwendung der Zentrifuge oder auf die Säurebehandlungsschritte zu verzichten und damit auf die Nachteile, die mit jedem dieser Verfahrensschritte verbunden sind, und die Wirksamkeit dieser Verfahrensweise oder deren Kombination zu verbessern, während darüber hinaus die durch die Membran durchtretende Fraktion wieder in das Verfahren rückgeführt werden kann, wodurch gleichzeitig das Verunreinigungsproblem entscheidend vermindert wird. Bei Verwendung einer Membran kann in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform das Ansäuern der Waschflüssigkeitsemulsion vermieden werden, so daß die Esterkomponenten aus dem Wollfett nicht hydrolysiert sind, und dadurch der Wert der gewonnenen Wollfettprodukte nicht vermindert ist. Bei Verwendung von Membranen im sauren Crackverfahren wird das Fett in der überstehenden Flüssigkeit, die normalerweise zum biologischen Abbau gelagert wird, auf eine solche Konzentration erhöht, daß es durch Zentrifugieren oder Filterpressen abgetrennt werden kann, während ein Strom gebildet wird, dessen Fettgehalt stark herabgesetzt ist und der geeignet ist, in

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den Kaltwasser- oder Heißwasserwaschtanks wiederverwendet zu werden, oder der in die örtlichen Wasserwege geleitet werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Membraneinheit verwendet, um Wollfett niederer bis mittlerer Qualität in einem Abwasserstrom aus der Zentrifuge zu konzentrieren. Bei einem Zentrifugenverfahren ist das in der Zentrifuge gewonnene Wollfett, obwohl die Abtrennung nicht sehr wirkungsvoll ist, von hoher Qualität, das heißt, es ist reich an Lanolin und deswegen wertvoll.. Das Abwasser aus der ersten Zentrifuge enthält Wollfett niederer Qualität und in geringer Menge und zwar üblicherweise in Konzentrationen von etwa 1 bis 2 %. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Ultrafiltermembraneinheit zur weiteren, beispielsweise zweibis sechsfachen Konzentration eingesetzt, um das Wollfett niederer Qualität in einer zweiten Trennvorrichtung zu gewinnen, wie beispielsweise in einer Zentrifuge, wobei das Abwasser aus der Zentrifuge in die Ultrafiltereinheit zurückgeführt wird. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden deswegen erste und/oder zweite Membraneinheiten verwendet, um eine Waschflüssigkeitsemulsion oder eine Abwasseremulsion aus einer Zentrifuge zu konzentrieren, um die Gewinnung einer Fraktion eines Wollfetts hoher Qualität und eines Wollfetts niederer Qualität zu ermöglichen und Abwasserprobleme zu ver-

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mindern, indem das Abwasser aus der Zentrifuge in das Verfahren rückgeführt und v/iederverwendet werden kann.

Fig. 1 gibt schematisch das Fließdiagramm eines kontinuierlichen Zentrifugenverfahrens zur Gewinnung von Fett wieder, bei dem eine ültrafiltriermembraneinheit zur Konzentration der Waschflussxgkeitsemulsion verwendet wird und bei dem Wollfett mittlerer Qualität gewonnen wird.

Fig. 2 ist ebenfalls ein schematisches Fließbild eines solchen kontinuierlichen Verfahrens, bei dem eine ültrafiltermembran zur Konzentration der Waschflüssigkeitsemulsion verwendet wird und bei dem Fett hoher und niederer Qualität gewonnen wird.

Fig. 3 ist ein schematisches Fließdiagramm, und gibt die Konzentration einer im ersten Schritt entschlammten Flüssigkeit vor dem sauren Cracken mittels einer Ultrafiltermembraneinheit wieder.

In Fig. 1 wird ein Verfahren wiedergegeben, bei dem die Rohwolle in eine Reihe von Kalt- und Heißwassertanks zum Reinigen eingeführt wird. Dann wird die Wolle in einen Heißreinigungstank eingeführt, der einen Schaumerzeuger enthält, wie beispielsweise ein nichtionisches Detergenz wie einen Polyätheralkohol, z.B. einen AlkylphenoxypoIyäthoxyäthano1 wie Octyl-

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nonylphenoxypolyathoxyäthanol, oder ein anionisches Detergenz wie ein Sulfonate Die reine Wolle wird aus dem Heißreinigungstank entfernt und anschließend durch zwei Spültanks geleitet. Die entstandene Waschflüssigkeitsemulsion wird dann aus dem Heißreinigungstank entfernt, wobei die Flüssigkeit von etwa 2 % bis 6 % Wollfett enthält. Dann wird sie in einen ersten Entschlammungstank geleitet/ in dem der Schlamm entfernt wird.

Die entschlammte Reinigungsflüssigkeit wird dann in eine Ultrafiltervorrichtung eingeführt, die beispielsweise 2,54 cm weite, umsponnene poröse harzverstärkte Glasfaserröhren enthält, die eine dünne Zelluloseacetatmembran auf den inneren Oberflächen der Röhren angebracht enthalten, wobei die Zelluloseacetatmembran ausgebildet ist, um den Durchtritt von Emulsionspartikeln oder suspendierten Teilchen zu verhindern, aber den Durchtritt von niedermolekularen Verbindungen mit einem Molekulargewicht unter 100, gelösten Salzen und Wasser als durchtretende Abwasserfraktion zu erlauben. Diese Fraktion kann dann entfernt oder rückgeführt, werden. Da sie oft gelöste Schaumerzeuger oder andere im Wollreinigungsverfahren brauchbare Materialien enthält, wird sie in einen oder beide der · Reinigungstanks zur Wiederbenutzung rückgeführt oder bei Bedarf, beispielsweise in einer reversen Osmoseeinheit, weiterbehandelt, bevor sie wiederverwendet oder verworfen wird.

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Die Waschflüssigkeitsemulsion in der ültrafiltriereinheit wird auf einen Bereich von etwa 6 bis 12 Gew.% Fett konzentriert und dann entfernt und in eine Zentrifuge zur Entfernung des Schlamms geleitet, wobei ein Zentrifugenabwasserstrom mit hohem Gehalt an Fett gebildet wird/ der in der "Polierzentrifuge" ("polishing centrifuge") zur Konzentration des Fettes behandelt wird. Das Abwasser aus der Entschlammungszentrifuge wird in die ültrafiltriermembraneinheit rückgeführt. Das Fett aus der membrankonzentrierten Fraktion kann auch in anderer Weise als gezeigt gewonnen werden, wie beispielsweise durch direkte Filtration usw. Die Konzentrierung der Waschflüssigkeitsemulsion stabilisiert die Emulsion und erlaubt die direkte einfache Entfernung des Wollfetts, während zusätzliches schlammiges Material aus Wollfett und Schmutz und suspendiertem Material, das nicht durch die semipermeable Membran getreten ist, in der EntschlammungsZentrifuge entfernt und das Wollfett gewonnen wird. Das Fett aus der "Polierzentrifuge" kann durch eine Filterpresse filtriert werden. Bei Bedarf kann für den Schlamm ein Fettgewinnungsverfahren, wie im Schema angegeben, durch-^ geführt werden, wobei das Fett aus dem Schlamm durch Lösungsmittelextraktion gewonnen werden kann? das kann beispielsweise mit Kohlenwasserstoffen wie Hexan geschehen, wobei dann das Lösungsmittel aus der Extraktionslösung zur Gewinnung des gelösten Fettes destilliert wird und das Destillat kondensiert und das flüssige Hexan in den Extraktionsschritt rückgeführt wird. Bei Bedarf können die Entschlammungs- und Polierzentri-

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fugen gemäß Verfahren nach Fig. 1 fortgelassen werden, und die konzentrierte Fraktion der Wollfettemulsion aus der Membraneinheit kann beispielsweise durch saure Behandlung oder in anderer Weise zur Gewinnung des Wollfettes behandelt werden. Es ist in der Fig. 1 nur eine Membraneinheit wiedergegeben; es können jedoch auch mehrere Membraneinheiten mit Membranen gleicher oder verschiedener Eigenschaften verwendet werden.

Das Verfahren gemäß Fig. 1 zeigt das Auslassen eines Zentrifugentrennschrittes in einem typischen Zentrifugenverfahren, indem das Wollfett und der Schmutz aus der Emulsionsreinigungsflüssigkeit mittels einer ültrafiltermembraneinheit konzentriert wird. Die Konzentration wird soweit geführt, daß das Fett direkt gewonnen werden kann, wie beispielsweise in einem Absetztank, durch Flotation des Schmutzes und des Fettes, durch Pressen des Filterkuchens zur Fettgewinnung oder mittels einer Polierzentrifuge. Das wiedergegebene Verfahren ist ein modifiziertes Zentrifugenverfahren unter Rückführung und erlaubt die Gewinnung von mehr als 95 % Fett mittlerer Qualität.

Gemäß Fig. 1 wird die Konzentration der Waschflüssigkeitsemulsion auf ein erwünschtes Konzentrationsniveau konzentriert, bevor es in die Zentrifuge eingeführt wird, so daß die Wirksamkeit der Zentrifuge optimiert wird. Das jeweilige Ausmaß der Konzentration ist veränderbar; jedoch sollten

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brauchbare Emulsionskonzentrationen, so hoch wie möglich sein, beispielsweise über 50 % Wollfett oder Festkörper in der Emulsion, so daß das Flüssigkeitsvolumen, das in die Zentrifuge eingeführt wird, vermindert wird. Dieses Verfahren zeigt ebenfalls die Wiederverwendung von Teilen des Reinigungsmaterials oder, bei Bedarf, die Behandlung von Abwässern mittels einer umgekehrten (reversen) Osmoseeinheit bevor das Abwasser abgegeben wird, ebenso wie die Reinigung des Abwassers durch weitere Membranbehandlung.

Fig. 2 entspricht Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Verfahrensweise auf die Gewinnung eines Wollfetts hoher Qualität und eines Wollfetts niederer Qualität gerichtet ist. Die in eine ültrafiltermembraneinheit eingeführte Flüssigkeit kommt aus einer Entschlammungszentrifuge. Aus der Ultrafiltriereinheit wird, wie zuvor beschrieben, ein Emulsionskonzentrat erhalten. Bei diesem Verfahren wird das Emulsionskonzentrat dann in eine Zentrifuge eingeführt, in der Wollfett niederer Qualität aus der Zentrifuge entfernt und beispielsweise durch Filterpressen oder Lösungsmittelextraktion gewonnen wird. Das Fett hoher Qualität, das mittels der Entschlammungszentrifuge abgetrennt wird, wird nach Waschen in einer Polierzentrifuge gewonnen. Das Abwasser aus der Zentrifuge kann dann in die Ultrafiltriereinheit (nicht abgebildet) oder in den Heißreinigungstank, wie abgebildet, rückgeführt werden. Der aus der

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Zentrifuge entfernte Schlamm wird dann auf einer Filterpresse zur Gewinnung von Wollfett und anderer wertvoller Komponenten oder gemäß der Verfahrensweise in Fig. 1 behandelt. Das durch die Membran durchgetretene Abwasser aus der ültrafiltriereinrichtung kann in eine umgekehrte (reverse) Osmosevorrichtung eingeführt werden, um die gelösten Komponenten oder niedermolekularen Lösungsmittel zu entfernen, wobei ein sauberes Abwasser mit einem annehmbaren Salzgehalt erhalten wird, das in die Wasserwege abgeführt oder in dieses oder ein anderes Verfahren rückgeführt werden kann oder das für normalen Wassergebrauch oder beispielsweise für Heizungssysteme verwendet werden kann, während die konzentrierten Salze verworfen werden. Das Abwasser aus der Zentrifuge für Fett niederer Qualität wird in die ültrafiltriervorrichtung rückgeführt.

Die konzentrierte Wollreinigungsflüssigkeit aus der Ultrafiltriereinheit wird mit einer Säure oder einem stark sauren Salz behandelt, um einen sauren pH-Wert einzustellen. Ein schmutzreicher Schlamm wird aus dem ersten Entschlammungstank zum Verwerfen oder zur weiteren Bearbeitung gewonnen. Das säurebehandelte Emulsionskonzentrat wird in eine Filterpresse eingegeben, das Wollfett mittlerer Qualität gewonnen und dann weiterbehandelt oder auf eine höhere Qualität gebracht. Die aus der ültrafiltriereinheit ausgetretene Flüssigkeit kann wie beschrieben rückgeführt, einer umgekehrten Osmosebehand-

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lung unterworfen oder verworfen werden. In diesem Verfahren wird die Verwendung einer Membraneinheit gezeigt, sowie die Konzentration einer Wollreinigungsflüssigkeit und die Konzen-tration einer säurebehandelten Emulsionsflüssigkeit, wobei das Konzentrat in Filterpressen eingegeben werden kann, wodurch Absetztanks und Skimmintanks umgangen werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele noch näher erläutert:

Beispiel 1

In einer Reihe von Versuchen zur Bestimmung der Wirksamkeit der Konzentrierung einer Reinigungsflüssigkeit und der aus einer Zentrifuge abgeführten Reinigungsflüssigkeit, die Wollfettemulsion enthält, mittels ultrafiltration, wurden die Flüssigkeiten in einer Ultrafiltriereinheit behandelt, die

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eine Membranflache von etwa 0,41 m besaß. Eine Waschflüssigkeitsemulsion wurde erhalten, indem Rohwolle mit einer nichtionischen Schaumerzeugerlösung behandelt wurde, wobei die Reinigungsflüssigkeit etwa 2,5 % Wollfett enthielt, und das Wollfett aus Alkohol und Fettsäuren (im Bereich von C₅ bis C₃₀) und aus flüssigen bis festen Bestandteilen zusammengesetzt war, die bei etwa 25°C flüssig bis fest waren. Das Wollfett besaß etwa einen Lanolinmischungsgehalt von 30 %, wobei diese Mischung aus Lanosterol und Cholesterol bestand und zwischen

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etwa 36 und 42 C schmolz. Die Rohwolle wurde so gewaschen, daß pro Stunde etwa 7570 1 Waschwasser als Waschflüssigkeitsemulsion erhalten wurden.

Diese wurde dann direkt in eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge eingegeben, wobei stündlich etwa 189 1 Wollfett, 2270 1 Schmutz und 4920 1 Reinigungsabwasser mit Gehalt an dem meisten des nichtionischen Schaumerzeugers und an etwa 1 bis 2 % Wollfett erhalten wurden. Die aus der Zentrifuge austretende Flüssigkeit wurde dann mit etwa 3 % Schwefelsäure behandelt, wodurch der pH-Wert auf etwa 3 bis 3,5 vermindert wurde, so daß die Emulsion zusammenbrach. Dann wurde das Fett abgetrennt und das Wollfett mit Lösungsmittel extrahiert. Die Emulsionsreinigungsflüssigkeit mit einem pH von etwa 7,2 wurde dann in einer Ultrafiltriereinheit unter Verwendung von Abcor-U1trafiltriermembranröhren auf eine Konzentration von etwa 7 % Wollfett konzentriert. Dann wurde durch Zugabe von Säure ein . pH-Wert von 2,1 eingestellt und in einer Ultrafiltriereinheit auf ein Emulsionskonzentrat von etwa 7 % Wollfett konzentriert. Zusätzlich wurde die Flüssigkeit aus der Zentrifuge ebenfalls in einer Ultrafiltriereinrichtung 4.4 auf eine Wollfettkonzentration von 1 1/2 bis 9 % konzentriert.

Es wurde gefunden, daß bei Konzentration der Reinigungsflüssigkeit gemäß Beispiel 1 der Fluß zwischen 30 und 40°C extrem temperaturempfindlich war und es ist zu vermuten, daß diese

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Temperaturempfindlichkeit vom Zustandsübergang der Festflüssigpartikel in der Emulsion abhängt; d.h. vom übergang einer Fest-Flüssig-Emulsion in eine Flüssig-Flüssig-Emulsion.

Beispiel 1· wurde bei Temperaturen von etwa 4O°C durchgeführt, d.h. es liegt eine Flüssig-Flüssig-Emulsion vor, so daß die

2 anfängliche Fließgeschwindigkeit etwa 379 1 je Tag und 0,09 m beträgt. Während der Membrankonzentration und nach Konzentration der Emulsion auf etwa 1,6-fache Konzentration fällt die Fließgeschwindigkeit um die Hälfte zurück. Das könnte daran liegen, daß mit dem Erreichen der Löslichkeitsgrenze einiger Komponenten in der Wasserphase die Geschwindigkeit abnimmt oder das die Emulsion zusammenbricht, wodurch eine erhöhte Membranpolarisation auftritt, die die Fließgeschwindigkeit vermindert. Das durch die Membran getretene Abwasser gemäß Beispiel 1 war kristallklar und dunkelgelb gefärbt. Es wurde Säure zugegeben, worauf bei einem pH von etwa 2,5 eine Trübung auftrat, die auf niedermolekulare Säuren zurückgeführt wurden, die durch die Membran durchgetreten waren.

Beispiel 2

Dieses Beispiel wurde durchgeführt, indem eine auf einen pH-Wert eingestellte Reinigungsflüssigkeit verwendet wurde, wobei die durch die Membran durchgetretene Fraktion wieder kristallklar war, jedoch viel heller in der Farbe als gemäß Beispiel 1,

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was darauf schließen läßt, daß das Ansäuern der Reinigungsflüssigkeit geeigneter ist/ als die gelösten niedermolekularen Komponenten in der ersten durch die Membran durchgetretenen Fraktionen anzusäuern. Die konzentrierte Emulsionsprobe aus Beispiel 2 wies eine deutliche Flüssigölschicht auf, und zeigte damit, daß die Ultrafiltriermembraneinheit die Emulsionsreinigungsflüssigkeit auf eine Konzentration konzentriert hatte, bei der die Emulsion destabilisiert und zusammenbricht.

Beispiel 3

In Beispiel 3 wurde gefunden, daß die Fließgeschwindxgkeit

2 relativ konstant bei etwa 190 1 je Tag und 0,09 m bleibt, wenn die Konzentration auf den 4,5-fachenWollfettgehalt erhöht wird. Es wurde bestimmt, daß der Festkörperanteil in Prozent in den Abwässern in allen Beispielen konstant bei etwa 1 % lag; dieses ist ein Hinweis darauf, daß die Öl-in-Wasser-Emulsion des Wollfetts völlig zurückgehalten wird, und daß die niedrigmolekularen Komponenten durch die Emulsion treten, so daß der Gesamtanteil an zurückgehaltenem Produkt in dem Maße zunimmt, in dem die volumetrische Konzentration in der Membraneinheit fortschreitet.

Vorzugsweise wird das Verfahren durchgeführt, indem die Membraneinheit bei einer ausreichend hohen Temperatur betrieben wird, so daß eine Flüssig-Flüssig-Emulsion anstelle einer

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Fest-Flüssig-Emulsion auftritt; das ist üblicherweise dann der Fall, wenn die Emulsion der Wollfettreinigung etwa.35 bis 45°C beträgt.

Darüber hinaus wurde gefunden, daß das Ansäuern der Emulsion vor der Einführung in die ültrafiltrxermembraneinheit oftmals erwünscht ist, um die Menge an angesäuerten niedermolekularen Säuren, ebenso wie die anderer Komponenten, herabzusetzen, die dem durch die Membran tretenden Abwasser eine dunklere Farbe verleihen. Das Ansäuern führt jedoch zu einer durch die Membran tretenden Flüssigkeit mit niederem pH-Wert, der vor der Wiederverwendung zum Reinigen teilweise neutralisiert werden muß. In der Fig. 3 ist ein alternatives Verfahrensschema wiedergegeben; eine andere Verfahrensweise besteht darin, das dunkle Abwasser von einer nichtbehandelten Reinigungsflüssigkeit zu behandeln, indem man es durch eine Adsorptionssäule mit Kohlenstoff leitet, so daß es heller wird und für Wiederverwendung bei der Reinigung eingesetzt werden kann. Normalerweise sollten Ultrafiltrier- und andere Membraneinheiten verwendet werden, bei denen eine Strömungsgeschwindigkeit von mindestens

2 37,9 1 vorzugsweise jedoch über 114 bis 189 l/Tag.O,09 m bei kontinuierlichem Betrieb erhalten werden, und es möglich sein soll, in regelmäßigen Abständen das Membransystem mit Detergentien zu reinigen.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand einer hochschmelzenden Komponente wie Wollfett beschrieben; das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch ebenso mit anderen Fetten oder fettähnlichem Material wie öl_r Gerbfett, Lederfett und ähnlichen Produkten aus Fettsäuren, natürlichen Alkoholen und Estern, insbesondere mit Gehalt an Lanolin oder wertvollen Nebenprodukten, durchgeführt werden. Solche Stoffe besitzen normalerweise beispielsweise ein spezifisches Gewicht von etwa 0,9322 bis 0,9449, einen Erhärtungspunkt der Hauptkomponenten von etwa 38 bis 40 C und sind in Alkohol, Äther und/oder Benzol löslich.

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Claims

Ansprüche

Aj Verfahren zur Behandlung einer Waschflüssigkeitsemulsion mit Gehalt an einer Wollfett-in-Wasser-Emulsion, gekennzeichnet durch eine Kombination der folgenden Verfahrensschritte :

(a) Einführung der Waschflüssigkeitsemulsion in eine Membraneinheit, mit einer semipermeablen Membran, die den Durchtritt der Wollfett-in-Wasser-Emulsion und suspendierter Stoffe verhindert und den Durchtritt von Wasser erlaubt;

(b) Trennung der Waschflüssigkeitsemulsion in ein Emulsionskonzentrat, das das Wollfett enthält und eine durch die Membran durchgetretene Fraktion, die praktisch frei von Wollfett, Emulsion und suspendierten Partikeln ist; und

(c) Abtrennung des Wollfetts aus dem Emulsionskonzentrat.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschemulsion in eine(r) Ultrafiltriermembraneinheit, die bei einem Druck im Bereich von etwa 1,4 atü bis 14,1 atü betrieben wird, einleitet und trennt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschemulsion in einer Membraneinheit bei einer Temperatur trennt, bei der während des Trennungs-

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Vorganges im wesentlichen eine Flüssig-Flüssig-Emulsion anstelle einer Fest-Flüssig-Emulsion des Wollfetts vorliegt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsion im Temperaturbereich von 36 bis 45°C hält.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Waschemulsion verwendet, die von etwa 1 bis 8 % Wollfett enthält, und bei dem man ein Emulsionskonzentrat verwendet, das die etwa 2-bis etwa 6-fache Wollfettkonzentration der Waschemulsion enthält.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Emulsionskonzentrat verwendet, das von etwa 6 bis 12 % Wollfett enthält, und aus der man das Wollfett abtrennt, indem man das Konzentrat in einen Absetztank einführt und dann das Wollfett durch Filtern des Schlammes, der das Wollfett enthält, gewinnt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wollfett aus dem Emulsionskonzentrat gewinnt, indem man das Konzentrat in eine Zentifuge einführt und das Wollfett aus dem Zentrifugenschlamm isoliert.

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8. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet/ . daß man das Abwasser aus der Zentrifuge zur Wiederverwendung bei der Herstellung der Waschemulsion/ die in die. Membraneinheit eingegeben wird, rückführt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch die Membraneinheit durchgetretene flüssige Fraktion in eine umgekehrte Osmosemembraneinheit einführt, aus der eine praktisch salzfreie wässrige Flüssigkeitsfraktion zum Rückführen oder zum-Verwerfen gewonnen wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man der Waschemulsion eine Säure zur Verminderung des pH-Wertes auf etwa 2 bis 6 zufügt, bevor sie in der Membraneinheit getrennt wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsionsflüssigkeit aus der Zentrifuge in eine zweite Membraneinheit einbringt; daß man diese in der zweiten Membraneinheit in ein zweites Emulsionskonzentrat, das reich an Wollfett niederer Qualität ist, und in eine wässrige, die Membran durchtretende Fraktion auftrennt; daß man das zweite Emulsionskonzentrat in einer zweiten

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Zentrifuge zentrifugiert und das Wollfett niederer Qualität gewinnt, und daß man die zweite Zentrifugenemulsion in die zweite Membraneinheit rückführt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Emulsionskonzentrat in eine Entschlammzentrifuge einführt, wobei man einen entschlammten Fettstrom, einen Abwasserstrom und einen Schlamm erhält; daß man den entschlammten Fettstrom zentrifugiert und das zentrifugierte Fett mittlerer Qualität abtrennt; daß man den Abwasserstrom in die Membraneinheit zurückführt, und daß man aus dem Schlamm das darin enthaltene Fett gewinnt.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschemulsion vor der Einführung in die Membraneinheit in eine Entschlammzentrifuge einführt, wobei man einen entschlammten Fettstrom, einen Abwasserstrom und einen Schlamm erhält; daß man den Schlamm entfernt, daß man den Fettstrom in eine Polierzentrifuge einführt, in der man ein Fett hoher Qualität gewinnt, daß man die membrankonzentrierte Fraktion in eine Zentrifuge zur Gewinnung eines Fettes, eines Abwasserstromes und eines Schlammes einführt, daß man den Abwasserstrom in die ültrafiltriermembraneinheit rückführt und daß man aus der Zentrifuge das Fett niederer Qualität gewinnt.

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14. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Emulsionskonzentrat zur Verminderung des pH-Wertes eine Säure zufügt, so daß die Konzentratemulsion zusammenbricht, und daß man das Wollfett aus dem säurebehandelten Emulsionskonzentrat gewinnt.
15. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die säurebehandelte Emulsion zur Gewinnung des Wollfettes und eines Abwasserstromes zentrifugiert, und daß man den Abwasserstrom aus der Zentrifuge in die Membraneinheit zurückführt.

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