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Verfahren zur Gewinnung der Bestandteile von Emulsionen aus Flüssigkeiten.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Gewinnung der Bestandteile
von Emulsionen aus Flüssigkeiten. Eine der Emulsionen, welche mit am schwierigsten
in ihre Bestandteile aufzulösen ist, enthält :das Abwasser der Wollwäschen, dessen
Behandlung der Erläuterung des Erfindungsgegenstandes beispielsweise zugrunde gelegt
werden soll.
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Die verschiedenen zahlreichen Verfahren, welche bereits zur Wiedergewinnung
des Wollfetts aus .den Abwässern der Wallwäschen vorgeschlagen worden sind, beruhen
auf einer mechanischen Bewegung der Emulsion und auf der Einführung von Gas oder
Luft oder aber einer Mischung von Dampf und Luft. Keines dieser Verfahren aber wirkt
völlig zufriedenstellend, weder hinsichtlich der Höhe der Ausbeute an Fett noch
bezüglich der Güte des gewonnenen Erzeugnisses, welches sich im wesentlichen als
ein mit Emulsionsflüssigkeit stark verunreinigtes Fett darstellt. Ferner ist die
bei den bisher bekannten Verfahren erforderliche Arbeitszeit außerordentlich, lang.
Eines der bekanntesten dieser Verfahren besteht in der Einführung von Luft unter
Druck durch in die Emulsion eingetauchte fein gelochte Röhren, wobei die Wirkung
der aufsteigenden Blasen durch Prallflächen unterstützt wird, die in ihre Bahn eingeschoben
sind. Bis zu einem gewissen Grade wird hier auch eine Bewegung der Flüssigkeit beim
Eintritt der Gasströme erzielt, und das Wollfett oder vielmehr ein gewisser Anteil
davon wird in Form eines leichten Schauure> an die Oberfläche mitgenommen. Dieses
Verfahren ist sehr langsam wirkend und känn im übrigen nur für ganz besondere von
der Wollwäsche herrührende Emulsionen mit Nutzen verwendet werden. Die erforderliche
Arbeitszeit beträgt immer mehrere Stunden und ist veränderlich j e nach der zu behandelnden
Emulsion. Auf keinen Fall aber können solche Abwässer nach diesem Verfahren behandelt
werden, die bereits längere Zeit gestanden haben. Das Verfahren ist also auf die
Behandlung von frischen Abwässern beschränkt.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Fettstoffe der Wollwäsche
und andere Abwässer durch Bildung eines beständigen oder unbeständigen Schaums abzuscheiden,
der durch mechanische Rührer erzeugt wird. Durch diese Mittel kann ein gewisser
Gras der Scheidung auf Grund der Tätsache bewirkt werden, daß das Wollfett leicht
schäumt, aber weder die Ausbeute noch die Güte des Erzeugnisses ist besonders gut.
Diese früheren Verfahren dienen weit mehr als Mittel zur Konzentrierung .des Fettes
innerhalb einer bestimmten Emulsion als zu 'einer regelrechten Abscheidung des Fettes
aus der Emulsion,.
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Der Erfindungsgegenstand beruht dagegen auf der Erkenntnis, daß ein
sehr hoher Prozentsatz von Wollfett aus den Abwässern .der Wollwäsche gewonnen werden
kann durch eine Verbindung des mechanischen Rührens mit einer Zuführung von Luft,
wobei ganz bestimmte Bedingungen zu erfüllen sind. Bei dieser Art des Verfahrens
ist nicht nur die Ausbeute an Fett sehr hoch, sondern die Arbeitszeit wird auch
wesentlich verringert.
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Auf Grund eingehender Versuche ergeben sich die folgenden Bedingungen
für die Ausführung des Verfahrens a) Beim Rühren. einer Emulsion hängt die Abscheidung
der schwimmfähigen Bestandteile unter anderem von der Ausdehnung der Oberfläche
der von Luft und Wasser gebildeten Gasblasen .ab, die mit dem suspendierten Stoff
in Berührung tritt. Es ist also klar, daß für ein gewisses. Gasvolumen diese Oberfläche
im umgekehrten Verhältnis zum Durchmesser der Blasen sich ändert, derart, daß die
verfügbare Berührungsfläclie ihren Höchstwert erreicht, wenn der Durchmesser der
Gasblasen den niedrigsten Wert erreicht hat. Demgemäß ist ein wesentliches Merkmal
der Erfindung die Erzeugung von möglichst kleinen Blasen.
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Hierbei muß hervorgehoben werden, daß es nicht möglicht ist, Gasblasen
von äußerster
Kleinheit einerseits durch fein gelochte Röhren oder
anderseits durch Ziegelklein oder andere porige Flächen einzuführen; denn, wenn
auch .die Blasen, solange sie in den haarfeinen Kanälen des betreffenden Stoffes
sind, sehr klein sind, so trennen sie sich nicht eher von deren Fläche, als bis
sie eine wesentlich größere Gestalt angenommen haben. Aus diesem Grunde ist es unmöglich,
Gase mittels enger Kanäle in einer Flüssigkeit fein zu verteilen.
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b) Die erforderliche feine Verteilung des in die Emulsion eingeführten
Gases kann am besten durch ein solches mechanisches Bewegen erfolgen, durch welches
das Gas nicht nur in möglichst kleine Blasen zerschlagen, sondern durch das es in
diesen Zustand auch in innige - Berührung mit der Emulsion gebracht wird.
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c) Die Scheidung mittels Gasen beansprucht eine bestimmte Zeit, d.
h., wenn die sehr kleinen Gasblasen der Emulsion dargeboten werden, so haben die
schwimmfähigen Stoffe, beispielsweise das Wollfett, eine gewisse Zeit nötig, um
sich aus der Suspensionsflüssigkeit zu lösen und an die Oberfläche der Gasblasen
anzuhängen.
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Einerseits kann deshalb die Einführung von Gas durch sehr kleine Öffnungen.
eine feine Verteilung dieses Gases in .der gesamten Flüssigkeit nicht bewirken,
durch welche die beste Möglichkeit für das Anhängen -der schwimmfähigen Stoffe an
die Gasblasen geschaffen wird. Anderseits aber sieht das bisher übliche mechanische
Rühren zwischen .dem Gas und den schwimmfähig zu machenden wertvollen Bestandteilen
nicht eine hinreichende Berührungszeit vor, innerhalb welcher eine Höchstmenge solcher
Bestandteile sich an die gebildeten Gasblasen anhängen kann. Demgegenüber wird gemäß
der Erfindung das mechanische Rühren so verwendet, daß es äußerst kleine Gasblasen
aufsteigen läßt, welche, sobald sie gebildet sind, nicht unmittelbar an die Flüssigkeitsoberfläche
aufsteigen, sondern in der Flüssigkeit unter solchen Bedingungen zerstäubt werden,
daß eine hinreichende Möglichkeit zur Berührung zwischen den Blasen und einer genügenden
Menge von suspendierten Teilchen gegeben ist, welche genug Zeit haben, sich an die
Blasen anzuhängen.
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d) Es muß eine verhältnismäßig ruhige Zone geschaffen werden, welche
in beständiger Flüssigkeitsverbindung mit der Rührzone von dieser durch eine dazwischengelegte
Flüssigkeitszone getrennt ist, so daß die unter c gestellte Bedingung erfüllt werden
kann.
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Die Erfüllung der Bedingung unter d hat zur Folge, -daß die Teilchen
in der zwischenliegenden Flüssigkeitszone ununterbrochen in die Zone des heftigen
Rührens gesaugt werden, und es ist für irgendeinen Teil der Flüssigkeit praktisch
unmöglich, die ruhige Zone zu erreichen, bevor die schwimmenden Bestandteile mit
Gas gesättigt sind.
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Der Erfindungsgegenstand stellt also entsprechend dem oben Gesagten
nicht im allgemeinen ein Verfahren zur Behandlung von Emulsionen durch Belüftung
oder durch Rühren oder auch durch mechanisches Rühren dar, vielmehr soll durch den
Erfindungsgegenstand ein besonderer Weg zur Ausführung des mechanischen Rührens
unter Luftzufuhr geschützt werden, nämlichdadurch , @daß eine Emulsion an einer
bestimmten Stelle .durch mechanische Mittel heftig bewegt wird', so da.ß eine Zone
von heftiger Wirbelung entsteht, und das ferner in Flüssigkeitsverbindung mit der
Bewegungszone, aber von ihr getrennt durch eine dazwischengelegte Flüssigkeitszone,
eine dritte Zone von verhältnismäßiger Ruhe geschaffen wird, welche den schwimmfähigen
«-ertvollen Bestandteilen die Möglichkeit gibt, sich abzuscheiden. Es hat sich herausgestellt,
daß die beste Art des Rührens eine solche ist, welche an einer bestimmten Stelle
eine heftige Wirbelbewegung in der Emulsion erzeugt.
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Das Ergebnis der Erfüllung der für den Erfindungsgegenstand maßgebenden
Bedingungen besteht in der Gewinnung von dem gesamten Wollfett der Emulsion in einer
Zeit,-welche zwischen 15 Minuten und einer halben Stunde schwankt, gegenüber der
Zeit von Stunden und zuweilen Tagen, welche bei den früheren Verfahren gebraucht
wurden, um eine nicht einmal vollständige Trennung zu erzielen.
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Das neue Verfahren hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen bei
der Behand'l'ung gewisser Emulsionen, deren Bestandteile der Abscheidung bisher
wesentliche Schwierigkeiten geboten haben.
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Bei .den Emulsionen oder Mischungen, `velche gemäß der Erfindung behandelt
werden, hat ein gewisser Bestandteil die Eigenschaft, sich williger an die kleinen
Gasblasen unter bestimmten Umständen anzuhängen als andere Bestandteile. Bei den
--#,lywässern der Wollwäsche stellen die kleinen Teile von Wollfett diese Bestandteile
dar.
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Es hat sich gezeigt, .daß die beste Temperatur für das Verfahren zwischen
25 und 30° C liegt.
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In der Zeichnung sind zwei bei' dem vor-Z, Verfahren verwendete Vorrichtungen
beispielsweise dargestellt, und zwar die eine Ausführungsform in Abb. r im. Schnitt
von der Seite, in Abb.2 in Ansicht von hinten, in Abb.3 die andere Ausführungsform
im Schnitt.
Bei der Ausführungsform nach Abb. z und a sind Seite
an Seite mehrere mit Spitzkasten verbundene Rührbehälter angeordnet. Jeder Rührbehälter
A besitzt einen Rührer B.
Durch einen Auslaß C steht der Rührbehälter
A mit dem Spitzkasten D in Verbindung, von dessen Oberfläche der Schaum
in ein Gerinne E überfließt. Um die Bedingung nach c zu erfüllen, besitzt der Spitzkasten
D eine Verbindung mit dem Einlaß F in .der Mitte des Bodens des Rührgefäßes A in
Gestalt eines Rohres G; damit eine geeignete Menge von Flüssigkeit dem nächsten
Rührgefäß zugeführt werden kann, ist in der Leitung G ein Rohr H angeordnet, dessen
Mündung nach abwärts gerichtet ist und unmittelbar in dem Flüssigkeitsstrom liegt.
Hierdurch wird ein gewisser Teil der Flüssigkeit nach der nächsten Leitung G abgeleitet,
welche den nächsten Spitzkasten mit dem nächsten Rührgefäß verbindet.
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Die Arbeit mit dieser Vorrichtung kann stetig vor sich. gehen. Wenn
Abwässer der Wollwäsche behandelt werden sollen, so werden diese in den ersten Rührbehälter
eingegossen, das Rühren beginnt, und Luft wird in bekannter Weise eingeführt. Die
Emulsion läuft in. gerührtem und belüftetem Zustand in den Spitzkasten. Ein Teil
davon wird in das Rührgefäß durch die Leitung G zur weiteren Bewegung und Belüftung
zurückgeführt, während ein anderer Teil nach dem nächsten Rührgefäß und Spitzkasten
überströmt. Ein zusammenhängender Schaum, der mit Wollfett beladen ist, läuft aus
jedem Spitzkasten in. das Gerinne über.
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Bei der Anordnung gemäß Abb.3 ist ein Rührgefäß mit einem Flüssigkeitseinlaß,
einem Auslaß für die Rückstände und einem Laifteinlaß in oder Nähedles Gefäßbodens
vorgesehen. Auch bei dieser Anordnung kann man eine Reihe solcher Gefäße nebeneinander
verwenden. Jedes Gefäß J besitzt einen. unteren Teil K, in welchem sich die Zone
von heftiger Bewegung befindet. Hier bewegt sich ein wagerecht umlaufender Rührer
L auf einer senkrechten Spindel. Ein Flüssigkeitseinlaß 111 und ein entsprechender
Auslaß nach dem nächsten Gefäß ist vorgesehen. Der Lufteinlaß N ist in der Mitte
des Gefäßbodens angebracht.
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Unmittelbar unter dem Rührer I_ ist ein Rost 0 angebracht, .der vorzugsweise
aus mehreren, etwa vier oder sechs Lagen, wagerechten Stangen besteht, die sich
in unmittelbarer Nachbarschaft miteinander quer durch das Gefäß erstrecken, wobei
die .aufeinanderfolgenden Reihen rechtwinklig Zueinander angeordnet und parallele
Reihen gegeneinander versetzt sind. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, eine
heftige Wirbelung zu erzeugen, durch welche die eingeführte Luft in feinster Weise
in der Emulsion verteilt wird. Über dem Rost können Prallplatten P vorgesehen sein,
die an den Wänden des Gefäßes vorstehen, um die Flüssigkeit zu verhältnismäßiger
Ruhe zu bringen. Die Luft kann durch die Wirkung des Rührers eingeschlagen werden
oder auch mit einem solchen Druck eingeführt werden, daß hierdurch der hydrostatische
Druck überwunden wird. Der obere Teil des Gefäßes J stellt den Spitzkasten dar und
besitzt Gerinne 0.
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Bei der Behandlung einer Wollfettemulsion ist die Handhabung der Vorrichtung
äußerst einfach. Die Emulsion wird in das Gefäß J eingeführt, das Rühren beginnt
und gleichzeitig wird Luft zugeführt. In wenigen Minuten erscheint ein mit dem Wollfett
beladener Schaum am oberen Ende d'es Gefäßes. Solange der Schaum mit dem Wollfett
beladen ist, kann er leicht durch Regelung der Luftzufuhr zum Überfließen gebracht
werden. Wenn das Aufsteigen des Wollfettes beendet ist, ändert sich sofort die Art
des Schaumes. Beim stetigen Betrieb können mehrere Gefäße in Reihen angeordnet werden,
wodurch eine stetige Zuführung und Abführung erreicht wird.
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Gewisse Emulsionen, die man etwa nach dem vorliegendenVerfahren behandeln
könnte, sind zur unmittelbaren Behandlung zunächst ungeeignet; beispielsweise können
sie zu viskos sein. Es liegt aber innerhalb des Rahmens der Erfindung, solche Emulsionen
genügend flüssig und daher zur Behandlung nach dem vorliegenden Verfahren geeignet
zu machen., beispielsweise durch die Zuführung von Wasser, verdünnter alkalischer
oder saurer Lösungen oder ähnlicher Flüssigkeiten.