DE521644C - Verfahren zur Herstellung von Emulsionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Emulsionen Es wurde gefunden, daß die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten durch freie elektrostatische Ladungen vermindert wird. Bei genügend hohem elektrostatischem Potential wird die Oberflächenspannung Null und kann darüber hinaus sogar negative Werte annehmen.
• Von einem bestimmten kritischen elektrischen Spannungswerte an, der von der Oberflächenspannung der ungeladenen Flüssigkeit, von ihrer elektrostatischen Kapazität und der erreichten elektrischen Dichte abhängt, erfolgt freiwillige Zerstäubung der geladenen Flüssigkeit, weil durch den Dispersionsvorgang (infolge der dabei eintretenden Erhöhung der elektrostatischen Kapazität) mehr elektrische Energie frei wird, als Oberflächenenergie bei diesem Vorgange verbraucht wird. Bei weiterer Spannungssteigerung (über den kritischen Potentialwert hinaus) nimmt die Zcrstäubung an Intensität zu, was sich aus dem höher werdenden Dispersitätsgrade des entstehenden Nebels kundgibt.
• Es zeigt sich nun, daß sich Flüssigkeiten auf diese Weise nicht nur in Luft bzw. beliebigen Gasen zerstäuben lassen, sondern auch in anderen Flüssigkeiten, sofern nur letztere genügend isolieren. Deren spezifische Leitfähigkeit muß kleiner als etwa ro-9 rez. Ohm sein.
• Es besteht ferner die Möglichkeit, diese elektrische Emulgierung mit an sich bekannten, z. B. mechanischen Emulgierverfahren zu vereinen. Man braucht in diesen Fällen nicht bis zu der oben gekennzeichneten kritischen Zerstäubungsspannung zu gehen, da ja bereits eine durch Beladung verringerte Grenzflächenspannung zwischen den zu mischenden Flüssigkeiten den Emulsionsvorgang ganz wesentlich erleichtert.
• Infolge der elektrischen Ladung ihres dispersen Anteils sind derartig hergestellte Emulsionen besonders stabil.
• Der Wirkungsgrad des beschriebenen elektrischen Emulgierverfahrens (das ist erzeugte Oberflächenenergie der Emulsion : verbrauchte elektrische Energie) ist ein besonders hoher, da die unvermeidlichen Reibungsverluste bei den üblichen mechanischen Verfahren hier in Wegfall kommen.
• Auf diese Weise lassen sich z. B. beliebig feine Wasser-in-öl-Emulsionen herstellen. Die praktische Anwendbarkeit erstreckt sich auch auf derartige Systeme, wie sie in der Margarine vorliegen. Die Isolationsfähigkeit der meisten pflanzlichen Öle und geschmolzenen Fette ist genügend groß, um auf dem beschriebenen Wege Emulsionen herzustellen. Weitere Anwendungsgebiete für Wasser-in-Ol-Emulsionen liegen z. B. in der Reproduktionstechnik (für Druckfarben), ferner in der Industrie der Holzimprägnation usw. vor.
• Als methodische Ausführungsbeispiele der elektrischen Emulgierung seien drei apparative. Anordnungen wiedergegeben.
• Fig. z stellt die einfachste Methode dar. sei eine isolierende Flüssigkeit (z. B. Paraffinöl, Leinöl, Kokosfett usw.). Aus dem Scheidetrichter B - oder einem entsprechend gebauten, aber beliebig geformten Behälter - fließt die zu emulgierende Flüssigkeit (z. B. Wasser) bei D aus. Diese ist durch die metallischeVerbindung G mit einem Pole einer Hochspannungsquelle verbunden, deren anderer Pol geerdet bleibt. Beispielsweise lassen sich mit dieser, Anordnung in i Stunde mit einer Spannung vorx lo ooo Volt bei 300 Watt Leistung ioo kg einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit 30°1o Wassergehalt herstellen. Fig. 2 stellt im wesentlichen die gleiche Versuchsanordnung wie Fig. i dar. Nur ist gegenüber der Ausflußöffnung D ein Konduktor E angebracht (in Foren einer Scheibe, Kugel, nach oben gerichteten Spitze usw.), der mit dem zweiten (bei Anordnung i geerdeten) Pol der Elektrizitätsquelle verbunden ist, dessen Ladungssinn mithin entgegengesetzt demjenigen der zu emulgierenden Flüssigkeit ist. Der Konduktor E kann, wie in Fig. 2 angegeben, außerhalb des Behälters F angeordnet sein, kann aber auch innerhalb der isolierenden Flüssigkeit A liegen. Endlich kann auch der Behälter F selbst, sofern er aus Metall besteht, als Konduktor benutzt werden. Mit einer derartigen Anordnung erreicht man eine (gegenüber der in Fig. i beschriebenen) wesentlich erhöhte Elektrizitätsdichte in der Ausflußöffnung D und damit erhöhten Zerstäubungseffekt.
• In Fig.3 sind zwei weitere, voneinander unabhängige konstruktive Einzelheiten angeführt. Erstens wird an Stelle eines Behälters eine Rohrleitung G angewandt, durch welches das Dispersionsmittel an der Ausflußöffnung H vorbeifließt. Man kann daher hier in kontinuierlichem Betriebe arbeiten. Ferner befindet sich hier im Gegensatz zu den Fig. i und 2 keine direkte Elektrizitätszufuhr zu dem Behälter K und damit zu der zu emulgierenden Flüssigkeit, sondern die Aufladung der letzteren erfolgt induktiv durch den geladenen Konduktor L. Die Flüssigkeit im Behälter K wird dabei zweckmäßig geerdet. Der Konduktor L kann sich auch innerhalb -des Rohres G befinden. Das Rohr G muß aus nichtleitendem Material, wie Glas, Porzellan usw., bestehen, damit elektrische Induktion auf die Ausflußöffnung H eintreten kann.
• Es ist bekannt, daß man Emulsionen auf zwei Arten stabilisieren kann, einmal durch Zusatz von Schutzkolloiden oder durch die Solvatation der dispersen Phase als solche, das andere Mal durch elektrische Ladungen. Bisher erhielt man diese ausschließlich durch Ionenadsorption, war also darauf angewiesen, Zusätze zum Dispersionsmittel zu machen, die dissoziieren. Das hat den Nachteil, daß solche Effekte schwer erreichbar sind bei Emulsionen, die als Dispersionsmittel ein Dielektrikum, wie Öl, haben, da in diesem Falle bekanntlich keine nennenswerte Dissoziation erfolgt. Durch das vorliegende elektrostatische Emulgierverfahren erhält jedes disperse Teilchen beim Zerstäuben eine statische Ladung, die die Stabilit4t der fertigen Emulsion bedingt.
• Man hatte bisher bereits versucht, die Zerstäubung von Flüssigkeiten in Luft durch elektrische Ladung zu verstärken, jedoch erlangt man hierbei nicht den Vorteil einer Stabilisierung, da in Luft infolge der leichten Ionisierbarkeit die Ladung bald verschwindet, im Gegensatz zu ölen als Dispersionsmittel. Im übrigen war bei den bekannten Verfahren auch keinerlei Wert auf die Erhaltung eines stabilen Nebels gelegt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCFI Verfahren zur Herstellung von Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu emulgierende Flüssigkeit durch direkte oder induzierte elektrische Beladung in ein flüssiges oder geschmolzenes Öl oder Fett hineingestäubt wird, wobei gegebenenfalls noch andere, an sich bekannte Emulgierverfahren angewendet werden können.