DE305512C

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Publication number: DE305512C
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AUSGEGEBEN AM 17. NOVEMBER 1919

in BERLIN.

In der Technik ist häufig die Aufgabe zu lösen, in einem Emulsions- oder Suspensionsgemisch eine Flüssigkeit durch eine andere zu ersetzen. So ist es bei Zellulosepräparaten, die einer Gelatinierung unterworfen werden sollen, notwendig, vor der Gelatinierung das in den Präparaten enthaltene Wasser durch andere Flüssigkeiten zu ersetzen, da das Wasser die Gelatinierung verhindert. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist das Verdrängen des Wassers aus Nitrozellulose durch Alkohol. Das Verdrängen des Wassers bei diesem Prozeß geschieht jetzt entweder durch andauerndes Waschen mit Alkohol in der Zentrifuge, oder auch dadurch, daß man Alkohol unter Druck durch die wasserhaltige Nitrozellulose hindurchpreßt. Diese Verfahren bieten technisch gewisse Schwierigkeiten, welche ihre Ursache hauptsächlich darin haben, daß die Zellulosepräparate mit abnehmendem Wassergehalt die Neigung zeigen, sich zu «kolloidalisieren«. Befinden sich die Substanzen aber einmal in dieser Form, so ist es bekanntlich sehr schwierig, auch bei Anwendung von hohem Druck das Wasser zu entfernen und durch andere Flüssigkeiten zu ersetzen. Bei manchen derartigen Körpern versagt die mechanische Verdrängungsmethode ganz, und auch bei relativ günstigem Verlauf des Prozesses besteht der Übelstand, daß die erhaltenen Produkte in ihrer Zusammensetzung häufig Ungleichmäßigkeiten zeigen, die für die Weiterverarbeitung störend sind.

Es wurde nun gefunden, daß die Verdrängung von Flüssigkeiten unter gleichzeitigem Ersatz durch andere Flüssigkeiten aus derartigen Massen, namentlich aus Zellulosepräparaten, mit Hilfe des elektrischen Stromes auf einfache Weise und ohne Anwendung von mechanischem Druck durchgeführt werden kann. Das Verfahren besteht darin, daß man die zu behandelnden Substanzen zwischen Elektroden der Einwirkung des elektrischen Stromes aussetzt, wodurch in bekannter Weise die festen und flüssigen Anteile sich zu trennen bestrebt sind, und daß man in dem Maße, wie die ursprünglich vorhandene Flüssigkeit durch die Wirkung des elektrischen Stromes abwandert, diejenige Flüssigkeit zuführt, welche an Stelle der herauszuschaffenden treten soll. Bewegt sich die in der zu behandelnden Substanz ursprünglich enthal-. tene Flüssigkeit in der Richtung nach der Kathode, so wird die einzuführende Flüssigkeit von der Anode her zugeführt und umgekehrt. Die Elektroden werden zweckmäßig, durchlässig gestaltet, damit eine ungehinderte Abführung der zu entfernenden und eine ungehinderte Zufuhr der einzuführenden Flüssigkeit stattfinden kann. In manchen Fällen ist es notwendig oder zweckmäßig, das zu behandelnde Gut zwischen Diaphragmen anzuordnen. Meistens sind jedoch die zu behandelnden Substanzen von einer Beschaffenheit, daß sie direkt zwischen die Elektroden gebracht werden können. Wenn man z. B,

(2. Auflage, ausgegeben am 10. April ig20.)

aus wasserhaltiger Nitrozellulose das Wasser durch Alkohol verdrängen will, so bringt man die Nitrozellulose zwischen zwei durchbrochen ausgebildete Elektroden und führt von der Anodenseite Alkohol zu, während unter dem Einfluß des elektrischen Stromes sich das Wasser in Richtung der Kathode bewegt und dort abgeführt wird. In dem Maße, wie ¹ der Prozeß fortschreitet, schiebt der nach-,

ίο drängende Alkohol das Wasser vor sich her^ so daß schließlich das ganze Wasser in der Nitrozellulose durch Alkohol ersetzt wird. Der dem Verfahren zugrundeliegende Vorgang wird begünstigt, wenn man dafür Sorge trägt, daß geeignete Elektrolyte vorhanden sind, welche günstig auf die elektroosmotischen Vorgänge einwirken. Für Substanzen, welche die zu entfernende Flüssigkeit nach der Kathode schicken, welche also elektronegativ sind, sind geeignete Elektrolyte solche, welche Hydroxylionen enthalten. Die Zellulosepräparate, für welche das Verfahren besonders in Betracht kommt, sind im elektroosmotischen Sinne fast ausnahmslos negative Substanzen, so daß hier ein kleiner Zusatz von Ammoniak, Natriumhydroxyd oder ähnlichen Körpern den Prozeß begünstigt. Für Substanzen, welche im elektroosmotischen Sinne positiv sind, sind geeignete Elektrolyte solche, die Wasserstoffionen enthalten, z. B. Salzsäure o. dgl. Wie Versuche gezeigt haben, wird der Prozeß der Flüssigkeitsverdrängung durch solche Zusätze außerordentlich beschleunigt. Bei der- Verdrängung des Wassers in Nitrozellulose durch Alkohol wurde z. B. festgestellt, daß durch Zusatz kleiner Mengen Ammoniak oder Natriümhydroxyd das Wasser ill viel kürzerer Zeit und vol· kommener durch Alkohol verdrängt wird als beim Arbeiten mit reinem Alkohol. Der Prozentgehalt des in der Nitrozellulose schließlich verbleibenden Alkohols entspricht genau dem Prozentgehalt des zugeführten. In den behandelten Substanzen verbleiben nur unmeßbare Spuren der gemachten Zusätze, da dieselben durch den elektrischen Strom so gut wie quantitativ wieder entfernt werden.

In ähnlicher Weise wie durch Alkohol kann das Wasser auch durch andere Flüssigkeiten, wie Azeton, Essigäther, oder auch Gemische von Alkohol und Äther, verdrängt werden. Das Verfahren wurde auch auf andere Zellulosepräpafate, wie unveränderte Zellulose, Zelluloseazetat, Oryzellulose u. dgl., angewandt. Überhaupt kommt das Verfahren für alle Substanzen von kolloidalem Charakter und elektroosmotischen Eigenschaften in Frage. Beispiele hierfür sind der Austausch von Flüssigkeiten in Farbstoffpasten, anorganischen und organischen Kolloiden verschiedenster Art.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird eine in der ganzen Masse gleichmäßige und theoretisch vollkommene Verdrängung der einen Flüssigkeit durch die andere erreicht. Der Grund hierfür liegt. darin, daß sich die durch den elektrischen Strom bewirkte Verschiebung j a an und in den Trennungsschichten der Bestandteile des heterogenen Systems vollzieht.

Claims

Paten t-An Sprüche:

1. Verfahren zur Verdrängung von Flüssigkeiten in Substanzen durch andere Flüssigkeiten mit Hilfe der Elektroosmose, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut zwischen- Elektroden der Einwirkung des elektrischen Stromes ausgesetzt wird, wobei die einzuführende Flüssigkeit an einer Elektrode zugeführt wird, während die zu verdrängende Flüssigkeit an der anderen Elektrode abgeführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut von den Elektroden durch Diaphragmen getrennt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung des elektroosmotischen Vorganges geeignete Elektrolyte eingeführt werden, und zwar Elektrolyte, die Hydroxylionen enthalten, wenn sich die Flüssigkeit nach der Kathode bewegt, und Elektrolyte,' welche Wasserstoff ionen enthalten, wenn sich die Flüssigkeit nach der Anode bewegt.