DE2748478A1

DE2748478A1 - METHOD OF SEPARATION BY CENTRIFUGES

Info

Publication number: DE2748478A1
Application number: DE19772748478
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Zeitsch
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1976-11-05
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1978-05-11
Also published as: SE7612389L; FR2369862A1

Description

Verfahren zur Saparierung durch ZentrifugenMethod of saparation by centrifuges

Die vorliegende Erfindung betrifft «in Verfahren zum Separieren einer Dispersion in wenigstens eine leichte erste Phase und wenigstens eine schwere zweite Phase durch Zentrifugieren.The present invention relates to methods for separating a dispersion into at least a light first phase and at least a heavy second phase by centrifugation.

Um eine Dispersion, d.h. mindestens eine diskontinuierliche Phase, die in einer kontinuierlichen Phase verteilt ist, in der Praxis in seine Bestandteile durch Zentrifugieren aufteilen zu können, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein.In order to achieve a dispersion, i.e. at least one discontinuous phase in a continuous phase, in practice to be able to split it into its components by centrifugation, certain conditions must be met be.

Selbst wenn die angewandte Zentrifugalkraft sehr groß ist, muß nämlich ein verhältnismäßig großer Unterschied im spezifischen Gewicht der ungleichen Phasen, die aufgeteilt werden sollen, vorhanden sein, und zwar insbesondere, wenn die diskontinuierliche(n) Phase(n) sehr fein in der kontinuierlichen Phase verteilt ist (sind). Falls die kontinuierliche Phase hoch viskos ist, ist die Separierung besonders schwierig.Namely, even if the applied centrifugal force is very large, a there is a relatively large difference in the specific gravity of the unequal phases to be divided, in particular, when the discontinuous phase (s) is (are) very finely distributed in the continuous phase. If the continuous phase is highly viscous, the separation is particularly difficult.

Bei vielen industirellen Verfahren, die Dispersionen ergeben, liegen die Dichten der Phasen jedoch derart eng boieinander, daß es nicht möglich gewesen ist,Many industrial processes that produce dispersions have densities the phases, however, are so closely related that it has not been possible

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sie durch Zentrifugieren zu separieren. Andere Methoden wie chemisches Ausfällen etc. sind angewendet worden. Derartige Verfahren stellen jedoch in den meisten Fällen eine unwirtschaftliche Komplikation dar, und es wäre höchst wünschenswert, auch in diesen Fällen das Zentrifugieren anwenden zu können.separate them by centrifugation. Other methods such as chemical precipitation etc. have been applied. However, such methods are in an inefficient complication in most cases, and it would be a major one It is desirable to be able to use centrifugation in these cases as well.

Somit ist es die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren zum Aufteilen einer Dispersion, die Phasen enthält, deren Dichten zusammenfallen oder sich nur wenig unterscheiden, in wenigstens eine leichte erste Phase und wenigstens eine schwere zweite Phase durch Zentrifugieren vorzusehen.It is therefore the object of the present invention to provide a Method of dividing a dispersion containing phases whose densities coincide or differ only slightly into at least one light one first phase and at least one heavy second phase to be provided by centrifugation.

ErfindungsgemäO wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dispersion vor oder während des Zentrifugieren ein Gas hinzugefügt wird, das veranlaßt wird, Blasen in der Dispersion auszubilden, um die Separierung zu ermöglichen oder zu erleichtern. Vorausgesetzt, daß diese Blasen sich in einer Phase ausgebildet haben, die unter dem Einfluß eines Zentrifugal feldes steht oder vorausgesetzt, daß sie in eine Zone für ein solches Zentrifugalfeld gebracht werden, bewegen sie sich in Richtung auf das Zentrum dieses Zentrifugalfeldes, d.h. die Achse der Zentrifuge. Während ihrer Bewegung stoßen die Blasen auf flüssige oder feste Teilchen, die mehr oder weniger fein in der kontinuierlichen Phase verteilt sind. Durch einen Oberflächeneffekt haften die Partikeln an den Blasen und werden von diesen in Richtung auf das Zentrum des Zentrifugalfeldes bewegt, vorausgesetzt, daß die Dichte der Partikel nicht zu sehr von der Dichte der kontinuierlichen Phase abweicht und sie nicht zu groß sind.According to the invention, this object is achieved in that the dispersion before or a gas is added during centrifugation to induce will form bubbles in the dispersion to enable or facilitate separation. Provided that these bubbles are formed in one phase who are under the influence of a centrifugal field or provided that they are brought into a zone for such a centrifugal field, they move towards the center of this centrifugal field, i.e. the axis of the centrifuge. As they move, the bubbles encounter liquid ones or solid particles more or less finely distributed in the continuous phase. The particles adhere to the bubbles through a surface effect and are moved by these in the direction of the center of the centrifugal field, provided that the density of the particles is not too different from the density of the continuous phase deviates and they are not too large.

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Nach dein erfindungscjemäüen Verfahren kann das Gas der Dispersion oder einigen der teilweisen abgeschiedenen Phasen auf verschiedene Weisen zugeführt werden.According to the method according to the invention, the gas of the dispersion or some of the partially separated phases can be supplied in various ways.

Nach einer Ausführungsforrn des Verfahrens kann das Gas zugeführt und in der Dispersion gelöst werden, vorzugsweise unter Überdruck, worauf das Gas durch Druck verringerung zum Ausbilden von Blasen in der Dispersion veranlaßt wird.According to one embodiment of the method, the gas can be supplied and in the dispersion are dissolved, preferably under excess pressure, whereupon the gas is caused by pressure reduction to form bubbles in the dispersion.

Somit kann das Gas in den Einlaß einer Zentrifuge gedruckt werden, die zum Durchführen des Verfahrens verwendet wird, oder, falls die Zentrifuge auf eine besondere Weise konstruiert ist, in den Rotor der Zentrifuge in mehr oder weniger größerer Entfernung von der Rotorachse eingespeist werden. Es ist zu beachten, daß der Druck in dem Rotor der Zentrifuge rasch mit dem Abstand von der Rotorachse ansteigt. Das eingedrückte Gas, das sich zunächst in dem Medium, dem es zugefügt wurde, gelöst hat, wird nicht freigesetzt und bildet keine Blasen aus bis der Druck auf ein Niveau abgesunken ist, welches dies zuläßt, d.h. mehr oder weniger in der Nähe der Rotorachse, d.h. je nach den Druckund Löslichkeitseigenschaften des zugeführten Gases.Thus, the gas can be pressed into the inlet of a centrifuge which is used for Perform the procedure used, or if the centrifuge is on a special way is designed to be fed into the rotor of the centrifuge at a greater or lesser distance from the rotor axis. It should be noted that the pressure in the rotor of the centrifuge increases rapidly with distance from the rotor axis. The injected gas that is initially dissolved in the medium to which it has been added will not be released and will not bubble until the pressure has dropped to a level which is this allows, i.e. more or less close to the rotor axis, i.e. depending on the pressure and solubility properties of the supplied gas.

In einer anderen Ausführungsform (ti;:! erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gas einfach in Form von Blasen der Dispersion zugemischt, und zwar entweder außerhalb der für das Verfahren angewendeten Zentrifuge oder innerhalb derselben, beispielsweise im Einlaßkanal oder im Rotor der Zentrifuge. Ein einfaches aber ziemlich primitives Verfahren zum Zuführen des Gases kann verwendet werden bi;i einer Zentrifuge, die mit einer eingebauten Spei-In another embodiment (ti;:! Method according to the invention is the gas is simply mixed into the dispersion in the form of bubbles, either outside of the centrifuge used for the process or inside the same, for example in the inlet channel or in the rotor of the centrifuge. A simple but rather primitive method of supplying the gas can be used in a centrifuge with a built-in storage

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sepumpe versehen ist. Falls die Dispersion einer derartigen Zentrifuge mit einer äußeren Zuführpumpe zugeführt wird, deren Kapazität sehr viel kleiner ist als die der eingebauten Speiu^pumpe, entsteht ein Vakuum in der Leitung zwischen den Pumpen. Dadurch wird Luft durch ein Gleitventil angesogen und der zugeführten Dispersion in Form von Blasen zugemischt.pump is provided. If the dispersion of such a centrifuge with an external feed pump, the capacity of which is much smaller than that of the built-in feed pump, creates a vacuum in the line between pumps. This draws in air through a slide valve and admixed with the supplied dispersion in the form of bubbles.

Das verwendete Gas kann Luft, Stickstoff oder irgendein anderes Gas sein, das mit der aufzuteilenden Dispersion nicht chemisch reagiert.The gas used can be air, nitrogen or any other gas, which does not react chemically with the dispersion to be divided.

Zwei Beispiele der vorliegenden Erfindung werden im Nachfolgenden näher beschrieben.Two examples of the present invention are detailed below described.

example 1 Concentration of a suspension of polymer particles in a water solution

eines Emulqatorsan emulsifier

Bei der Aufarbeitung einer Polymersuspension im Wasser wird eine Zentrifuge verwendet, die mit einem Auslaß für eine schwere Phase und einem Auslaß für eine leichte Phase versehen ist. Infolge der geringen Größe der Polymerpartikel und des unbedeutenden Dichteunterschiedes im Verrhältnis zum Wasser war es sehr schwierig, einen zufriedenstellenden Konzentrierungsgrad zu erreichen. Eine hermetisch abgeschlossene Zentrifuge mit eingebauter Speisepumpe wurde für das Abscheiden oder Separieren benutzt.When working up a polymer suspension in water, a centrifuge is used used, those with a heavy phase outlet and an outlet is provided for a light phase. Due to the small size of the polymer particles and the insignificant density difference in relation to water, it was very difficult to achieve a satisfactory degree of concentration. A hermetically sealed centrifuge with a built-in feed pump was used for the separation or separation.

Indem die Speisepumpe Luft ansaugen konnte, die mit der zugeführten Suspension gemischt wurde, wurde ein wesentlich höherer Konzentrierungsgrad er-By allowing the feed pump to suck in air that came with the supplied suspension was mixed, a much higher degree of concentration was achieved.

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reicht, was aus den nachfolgenden Daten erhält.what is obtained from the following data is sufficient.

Suspension Sus pension

Polymerpartikel 0,1 bis 6 ,um, 9,2 Tiew.% Emulgatorkonzentrat im Wasser 1,2 Gew.%Polymer particles 0.1 to 6 µm, 9.2 Tiew.% Emulsifier concentrate in water 1.2% by weight

Test data without air supply with air supply

Volumenstrom l/h 100 100Volume flow l / h 100 100

fester Anteil Gew.% in der zugeführten Suspension 9,2 9,2 Volumenstrom der abgeschiedenenfixed proportion wt.% in the supplied suspension 9.2 9.2 volume flow of the separated

leichten Phase l/h 43 20light phase l / h 43 20

fester Anteil Gew.% in derfixed portion wt.% in the

abgeschiedenen leichten Phase 19,3 38,8deposited light phase 19.3 38.8

Volumenstrom der abgeschiedenenVolume flow of the separated

schweren Phase l/h 57 80heavy phase l / h 57 80

fester Anteil Gew.% in der abgeschiedenen schweren Phase 1,6 1,9solid fraction% by weight in the separated heavy phase 1.6 1.9

Example 2

Separierung von Fettzellen_aus Wasser Separation of fat cells from water

Bei der Gewinnung von Fett von Schlachthausknochen, d.h. Knochenfett, werden Dispersionen von Fettzellen in Wasser erhalten, die im Betrieb groüe Schwierigkeiten mit sich bringen. Die Fettzellen bestehen aus Proteinen und Fett undIn the extraction of fat from slaughterhouse bones, i.e. bone fat Dispersions of fat cells in water are obtained, which cause great difficulties in operation entail. The fat cells are made up of proteins and fat and

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da Protein schwerer und Fett leichter ist als Wasser, unterscheidet sich die Dichte der Fettzellen kaum von derjenigen des Wassers. Bisher war es fast unmöglich, den Fettzellenanteil zu konzentrieren unter Verwendung einer Zentrifuge, die eingerichtet war zürn Aufteilen von Dispersionen in eine leichte und eine schwere Phase. Durch Injizieren von Druckluft von ungefähr 6 ßar Überdruck in den EinlaGkanal einer solchen Zentrifuge wird eine sehr gute Aufteilung der Fettzellendisperion ermöglicht in eine leichte Phase und eine schwere Phase, die fast ausschließlich aus Wasser besteht, was sich aus der nachfolgenden Tabelle ergibt.since protein is heavier and fat is lighter than water, this is different The density of fat cells hardly differs from that of water. So far it was almost impossible to concentrate the fat cell fraction using a Centrifuge that was set up for dividing dispersions into a light one and a difficult phase. By injecting compressed air of approximately 6 bar Overpressure in the inlet channel of such a centrifuge is very good Splitting of the fat cell dispersion allows in a light phase and a heavy phase, which consists almost entirely of water, which is made up of the the following table results.

Versuchsdaten ohne Luftzufuhr mit LuftzufuhrTest data without air supply with air supply

zuqef ührte Suspensionadded suspension

(Fettzellen, d.h. Fett und Protein(Fat cells, i.e. fat and protein

in Wasser dispergiert)dispersed in water)

Volumenstrom l/h 3000 3000Volume flow l / h 3000 3000 Fettzeüen, Volumen % 37 37Fat cells, volume% 37 37 Fett in Fettzellen Gew.% 75 75Fat in fat cells% by weight 75 75

leichte abgetrennte Phaselight separated phase

Volumenstrom l/h 1000 1000Volume flow l / h 1000 1000

schwere abgeschiedene Phaseheavy separated phase

Volumenstrom l/h 2000 2000Volume flow l / h 2000 2000 Fettzellen Vol.% 20 0,5Fat cells% vol. 20 0.5 Fett in den Fettzelten Gew.% 45 8,3Fat in the fat tents% by weight 45 8.3

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Mit Hilfe des erfindungsgemäGen Verfahrens wurde der Volumenanteil der Fettzellen im Wasser von 1/5 auf 1/200 verringert und das gesamte Fett wurde in die leichte Phase überführt, wobei nur Spuren in der schweren Phase verblieben. Somit ist es ermöglicht worden, das Fett in einer wirksamen Weise wieder zu gewinnen. Ein beachtliches Umweltsproblem wurde hierbei gleichzeitig gelöst.With the aid of the method according to the invention, the volume fraction of the Fat cells in the water decreased from 1/5 to 1/200 and all the fat was transferred to the light phase, with only traces remaining in the heavy phase. Thus it has been made possible to recover the fat in an efficient manner. A considerable environmental problem became here at the same time solved.

Die beiden angeführten Beispiele sollen nur als Beispiele angesehen werden, da der Umfang der Erfindung natürlich nicht auf diese beiden Anwendungsgebiete beschränkt ist, sondern in vielen anderen Anwendungsfällen auch brauchbar ist, in denen es schwierig ist, Dispersionen durch Zentrifugieren aufzuteilen.The two examples given should only be viewed as examples, since the scope of the invention is of course not limited to these two fields of application, but can also be used in many other applications where it is difficult to break up dispersions by centrifugation.

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Claims

ALFA - LAVAL AB, Postfack, S-147 ÜO Tumba (Sweden)

Claims

lyProcedure for separating a dispersion into at least one lighter one first phase and at least one heavy second phase by centrifugation, characterized in that the dispersion before or during the separation a gas is supplied which is caused to form bubbles in the dispersion in order to enable or facilitate the separation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas below Overpressure is supplied.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas the dispersion is fed and dissolved in the same, whereupon the gas through Pressure reduction is caused to form the bubbles.

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