DE702842C - Verfahren zur Aufrechterhaltung des optimalen Wirkungsgrades von Emulgator enthaltenden alkalischen Reinigungslaugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der ursprünglichen optimalen Wirksamkeit von Emulgator enthaltenden alkalischen Reinigungslaugen.
Alkalische Reinigungslaugen ändern bekanntlich ihre Zusammensetzung und ihre Wirksamkeit sehr schnell während des Gebrauches, indem die Alkalinität abnimmt, während die Menge an suspendierten festen

»ο Bestandteilen (Schmutz bzw. Verunreinigungen) und meist auch die Emulgatormenge zunimmt.

Um solche Reinigungslaugen in guter Wirksamkeit zu erhalten, sind bisher ziemlich rohe Methoden verwendet worden. Man hat von Zeit zu Zeit den Schmutz durch Zentrifugieren entfernt und beim Nachlassen der Wirksamkeit Alkali, gelegentlich auch schon nach vorheriger Bestimmung der Alkalinität durch

ao Titrieren, zugefügt. Wissenschaftliche Untersuchungen sind auch schon über die Abhängigkeit der Schaumkraft von den verschiedensten Faktoren angestellt worden, ohne daß diese jedoch zu praktisch verwertbaren Ergebnissen geführt hätten.

Die Reinigungseigenschaften der Laugen hängen von einer sehr großen Anzahl von Faktoren ab, so daß es praktisch unmöglich ist, alle diese Faktoren zahlenmäßig zu bestimmen und nach dem Ergebnis derselben die Lauge auf der optimalen Reinigungskraft zu erhalten. Es wurde aber gefunden, daß in der Praxis die Bestimmung von nur drei Faktoren genügt, nämlich:

1. der Alkalinität, gemessen durch die dekirische Leitfähigkeit,

2. der Emulgatormenge, gemessen durch die Lebensdauer des durch starke Bewegung der Lauge in Gegenwart von Luft erzeugten Schaumes,

3. der Schmutzmenge.

Hält man diese drei Faktoren (Kombination) innerhalb bestimmter Grenzen, so behält die Lauge praktisch die ursprüngliche optimale Wirksamkeit. Da die Leitfähigkeit der Lauge sich mit der Temperatur ändert, müssen alle Bestimmungen auf die gleiche Normtemperatur, ausgedrückt in absoluten oder willkürlichen Einheiten, bezogen werden. Die Art dieser Messung und eine hierfür geeignete,

an sich bekannte Vorrichtung ist unten beschrieben.

Die Schaumkraft wird geraessen durch die Lebensdauer des wie oben erzeugten Schaumes, z.B. in folgender Weise:

ioo cm³ der Lauge werden in einem gläsernen Meßzylinder, der mit einem Gummistopfen verschlossen ist, durch den ein mit Armen versehener Rührstab hindurchgeht, 2 5 mal heftig geschüttelt und dann unter Zeitmessung stehengelassen, bis die Schaumschicht gerade bricht, indem sie eine schaumfreie Schicht auf der Oberfläche der Lauge erkennen läßt. Die so erhaltene Zeit in Sekunden ist die Lebensdauer des Schaumes oder die Schaumzahl.

Für die Bestimmung des Schmutzgehaltes genügt, wie sich gezeigt hat, praktisch folgende Methode:

200 cm³ der Lauge werden in einem vorzugsweise konischen Meßzylinder 5 Minuten stehengelassen und die Sedimentmenge abgelesen.

Es ist natürlich nicht möglich, die Auffrischung des Bades in der bisher üblichen Weise zu bewirken, indem man zu der durch Zentrifugieren von Schmutz befreiten Lauge Alkali oder noch überdies Emulgator (Seife) hinzugibt, da meist der Emulgatorgehalt der verbrauchten Lauge zu hoch ist. Erfindungsgemäß wird daher zunächst der Emulgatorgehalt durch Wasserzusatz auf seinen ursprünglichen Wert gebracht und dann die ursprüngliche Alkalinität durch Zusatz von Alkali wiederhergestellt. Für die Menge der abzuziehenden Lauge gibt folgende Erwägung einen brauchbaren Anhaltspunkt: Es wird die Schaumzahl und Schmutzmenge bestimmt; derjenige von diesen beiden Werten, der am meisten über die Norm hinausgeht, dient als Anhalt für die abzuziehende Laugenmenge, so daß bei der Wiederauffüllung des abgezogenen Volumens mit Wasser dieser Wert wieder auf die Norm kommt. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Beispiel

In einem 75701 fassenden Reinigungskessel einer Wollgarnwäscherei enthielt die ursprüngliche Lauge 90,8 kg calcinierte Soda und 45,4 kg einer geeigneten Wollgarnseife. Die Lauge war anfangs natürlich frei von suspendierten Stoffen und wurde auf einer konstanten Temperatur von 55° C gehalten.

Nach V₂ stündiger Arbeitsdauer kam das

Garn in Standardzustand bezüglich Fettgehalt und Reinheit aus der Lauge heraus. Die - Lauge wurde nun in einen Wechselstrom durch Eintauchen von ζλνεϊ Nickelelektroden eingeschaltet, wobei letztere eine Fläche von etwa 6,45 cm² hatten; ein Amperemeter zeigte 0,5 Amp. bei einem konstanten Potential von 10 Volt.

Es wurde nun die Schaumzahl, wie oben angegeben, ermittelt; diese betrug 240 Sekunden. Es wurde ferner die Schmutzmenge mit 5 cm³ ermittelt.

Da das Garn in zufriedenstellender Beschaffenheit aus der Lauge herauskam, so wurden diese Werte für Leitfähigkeit, Schaumzahl und Schmutzmenge als Norm für die Lauge angenommen.

Nach Fortsetzung des Reinigungsprozesses während einer weiteren Stunde wurden die Werte in der oben beschriebenen Weise wieder bestimmt; das Amperemeter zeigte 0,35 Amp.; die Schaumzahl war 460 Sekunden und die Schmutzmenge 15 cm³. Das jetzt erhaltene Garn war entschieden unter der Qualitätsnorm.

Es wurde nun etwa ein Drittel der Lauge mit der Hauptmenge des Schmutzes aus dem Boden des Gefäßes abgezogen und das Volumen durch gründliches Zumischen von Frischwasser auf den ursprünglichen Wert wieder aufgefüllt. Eine erneute Bestimmung der Konstanten ergab: Leitfähigkeit 0,25 Amp., Schaumzahl 210 Sekunden, Schmutzmenge 3 cm³. Es wurden 40,9 kg calcinierte Soda zugefügt; die Bestimmung ergab: Leitfähigkeit 0,5 Amp., Schaumzahl 190 Sekunden, Schmutzmenge 3 cm³.

Hierauf wurden 11,35 kg Seife hinzugefügt. Die erneute Bestimmung ergab: Leitfähigkeit 0,5 Amp., Schaumzahl 240 Sekunden, Schmutzmenge 3 cm³. Das Garn kam nun wieder in Normalqualität heraus.

Das beschriebene Verfahren wurde für 50 weitere Arbeitsstunden fortgesetzt, und während dieser ganzen Zeit gelang es, die Reinigungslauge praktisch gleichmäßig auf den Normwerten für Leitfähigkeit, Schaumzahl und Schmutzmenge zu halten, und ebenso entsprach das behandelte Garn der Norm hinsichtlich Fettgehalt und Reinheit.

Das Verfahren kann natürlich auch für Spüllaugen, z.B. zum Auswaschen der anhaftenden Reste von Waschlauge, Seife, Schmutz von Garn o. dgl. Textilien, verwendet werden, wodurch Fehler im Arbeitsgang sofort leicht entdeckt werden.

"Bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung zum Waschen von Rohwolle ist zu berücksichtigen, daß diese erhebliche Mengen von Elektrolyten und Kolloiden in das erste Reinigungsgefäß hineinbringt; die Rohwolle ist daher für die Anwendung des Verfahrens vor der eigentlichen Wäsche von diesen Stoffen durch Spülen zu befreien.

Bei vielen Metallreinigungsverfahren, 2. B. bei der Entfernung von Öl von fertigen. Stahlblechen, ist der Einfluß des Schmutzes weit weniger wichtig als bei der Reinigung von Textilien. In diesem Falle kann das Verfahren mit weniger genauer Bestimmung der Schmutzmenge durchgeführt werden.

Eine zur Bestimmung der Leitfähigkeit in Ausübung des beanspruchten Verfahrens besonders geeignete, an sich bekannte und nicht beanspruchte Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. ι eine Meßvofrichtung für Laugen von verhältnismäßig hoher Leitfähigkeit, bei denen aber der Temperatureinfluß verhältnismäßig gering ist gegenüber Änderungen der Leitfähigkeit infolge Konzentrationsänderungen, ■ Fig. 2 eine Meßvorrichtung, wenn die Änderungen durch Temperaturschwankungen verhältnismäßig erheblich sind,

Fig. 3 eine Abänderung der. Vorrichtung nach Fig. 1, ...

. Fig. 4 eine Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 2. -

In Fig. ι ist die Hauptleitung z. B. eines Wechselstromes von 110 Volt und 60 Perioden mit Ziffern 5, 6 bezeichnet. Zur Herabsetzung der Spannung z.B. .auf 12 Volt kann ein Transformator mit Primärspule 7 und Sekundärspule 8 vorgesehen sein. In dem von der Sekundärspule 8 kommenden Stromkreis ίο ist ein Schalter 9 angebracht. Der Stromkreis kann mit den Elektroden 11 direkt oder durch einen Schalter 12 verbunden sein, wo bei letzterer dazu dient, ein anderes Elektrodenpaar ii' einzuschalten, um die Leitfähigkeit bzw. Konzentration der Lauge in einer Mehrzahl von Gefäßen zu bestimmen. Die - Elektroden bestehen . zweckmäßig . aus einem Material, das von der Lauge nicht angegriffen wird, " sind voneinander isoliert und vorzugsweise- in festem Abstand zueinander angebracht. Bei großen Gefäßen kann eine Mehrzahl von Elektrodenpaaren an verschiedenen Punkten, beispielsweise am Boden und an der Oberfläche, zur Messung der Konzentration in verschiedenen Zonen vorgesehen sein.

Parallel mit den Elektroden 1 r bzw. 11' ist ein Voltmesser 13· gekuppelt, welcher Spannungsschwankungen im Stromkreis 10 entsprechend der Leitfähigkeit und damit der Konzentration während der Arbeit anzeigt. Es kann ein üblicher Voltmesser mit einem Spannungsbereich von etwa ι ο Volt verwendet werden, der zweckmäßig gleich auf Einheiten der Konzentration geeicht ist. Die Eichung auf Konzentrationseinheiten ist umgekehrt zu der Eichung in Spannung, da letztere im allgemeinen zu der Konzentration und Leitfähigkeit in umgekehrtem Verhältnis steht.

Vorzugsweise wird ein Voltmesser verwendet, dessen Bereich erheblich größer ist, als für die Eichung der Konzentration notwendig, da die üblichen Typen der Voltmesser in dem oberen Spannungsbereich ziemlich empfindlich und genau sind, während die Genauigkeit nach dem unteren Ende erheblich abnimmt. Es liegt dann die Anzeige für die minimale ■Konzentration etwa in deren Mitte. Die Marken kann als Wasser bezeichnet werden.

Um richtige Ergebnisse zu erhalten, müssen gewisse Faktoren kompensiert werden. Um Spannungsänderungen, infolge, von Stromschwankungen in der Hauptleitung auszu-^ schalten, ist ein regelbarer Widerstand 14, z. B. ein Rheostat von 20 Ohm, vorgesehen. Die Einstellung erfolgt zweckmäßig mit dem zur Verfügung stehenden Wasser, bis die Nadel, des Voltmessers auf ο bzw. auf Wasser steht.

Ein anderer wichtiger und zu korrigierender Faktor ist die Meßtemperatur. Zur Korrektur der Meßtemperatur ist ein Widerstand 15," z.B. ein Drehrheostat von 20 Ohm, vorgesehen, welcher, zweckmäßig in Temperaturßinheiten geeicht ist, so daß nur die abgelesene Temperatur der Lauge leingestellt zu werden braucht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind go die Primär- und Sekundärwicklungen 16 und

17 des mit der Hauptleitung 5, 6 verbundenen Transformators zweckmäßig derart bemessen, daß man einen etwas höher gespannten Strom, etwa. von 220 Volt, erhält. In dem Stromkreis 18 ist ebenfalls ein Schalter 9 und ein Widerstand 14' wie bei Fig. 1 eingeschaltet. Der Volt- bzw. Konzentrationsmesser 13 ist mit den Elektroden 1 x" in Reihe geschaltet. Der Widerstand 19 hat einen etwas größeren Bereich als der entsprechende Widerstand in Fig. i, z.B. 100 Ohm, und dient ebenfalls zur Kompensation von Temperaturschwankungen. Statt eines Paares Elektroden 11" kann natürlich eine beliebige Anzahl vorgesehen sein, die durch den Schalter 20 in den Stromkreis

18 eingeschaltet werden können. An Stelle von Elektroden kann zweckmäßig ein Widerstand 21 z.B. von etwa 60 Ohm durch den Schalter 20 in den Stromkreis 18 eingeschaltet werden, welcher lediglich zur Eichung dient.

Wenn beispielsweise die Konzentration einer wässerigen Sodalösung bestimmt werden soll, so wird der Widerstand 19 etwa in die Mittelstellung gebracht und dann der Widerstand .14' so eingestellt, daß der Messer 13 die Höchstspannung anzeigt. Der Messer 13 wird vor Gebrauch in Konzentrationseinheiten geeicht, wobei zu beachten ist, daß bei dieser Anordnung der Nullpunkt der Konzentration»- skala mit dem Nullpunkt der Voltskala zusammenfällt und entsprechend die Höchst-

punkte für Konzentration und Spannung. Ferner wird der Widerstand 19 über den in Betracht kommenden Temperaturbereich geeicht, wobei im Gegensatz zu Fig. 1 der Punkt für die höchste Temperatur auf der Skala in die Nähe des Nullpunktes der Spannung kommt. Es liegt dann die Mittelstellung des Zeigers des Widerstandes 19, auf welchen der Widerstand bei Beginn der Eichung ein-10- gestellt wird, bei der Mitteltemperatur.

Nach der anfänglichen Einstellung des Widerstandes 14' wird der Widerstand 21 abgeschaltet, die in das reine Lösungsmittel (Wasser) eintauchenden Elektroden werden eingeschaltet, die Temperatur der Lösung abgelesen und der Widerstand 19 auf diesen Temperatur wert eingestellt. Hierauf wird die Nadel des Messers 13 durch die an diesem befindliche Schraube auf ο eingestellt,
zo Durch diese Kalibrierung können dann direkt die Konzentrationen bei beliebigen Temperaturen, die durch den Widerstand 19 kompensiert werden, abgelesen werden.

Die Ausführungsform der Fig. 3 entspricht

as im wesentlichen bezüglich Arbeitsweise und ursprünglicher Eichung derjenigen der Fig. 1.

Bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Stromkreis 21 mit der Hauptleitung 5, 6 durch einen selbsttätigen Transformator 22 mit einer Mehrzahl von Anschlüssen für Änderung der Spannung und Impedanz im Stromkreis 21 verbunden.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen bezüglich Arbeitsweise und ursprünglicher Eichung derjenigen der Fig. 2. Der Widerstand 14' wird ebenfalls für die ursprüngliche Eichung unter Einschaltung des Widerstandes 21 verwendet. Statt des Widerstandes 19 ist hier jedoch eine variable Impedanz 23 vorgesehen. Diese Ausführungsform zeigt auch die Eignung der Vorrichtung für die direkte Verwendung mit einer Hauptleitung S, 6 von niederer Spannung, z. B. von

etwa ι s Volt, und die Impedanz 23 kann beispielsweise einen maximalen Widerstand von Ohm bei 60 Perioden haben.

Alle diese Vorrichtungen gestatten die direkte Ablesung der Konzentration, zweckmäßig gleichzeitig mit der Spannung oder der Leitfähigkeit unter gleichzeitiger Korrektur von Temperaturänderungen, Stromschwankungen oder Änderungen der Reinheit des verwendeten Lösungsmittels.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Aufrechterhaltung des optimalen Wirkungsgrades von Emulgator enthaltenden alkalischen Reinigungslaugen während ihrer technischen Verwendung durch Überprüfung und Nachregulierung ihrer Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit der Laugen, ihre Schaumbeständigkeit und ihr Gehalt an sich absetzenden Verunreinigungen ermittelt und Abweichungen von der ursprünglichen Lauge durch ein diesen Abweichungen entsprechendes Abziehen der abgesetzten Verunreinigungen mit einem Teil der Lauge und durch entsprechende Zusätze an Wasser, Alkali und Emulgator ausgeglichen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Leitfähigkeit eine an sich bekannte Vorrichtung verwendet wird, die aus einer Stromquelle, Elektroden und einem Stromoder Spannungsmesser, der zweckmäßig in Einheiten der Leitfähigkeit oder der Konzentration geeicht ist, besteht, wobei ferner Einrichtungen zur Kompensation von Schwankungen der Temperatur, des Stromes oder bzw. und der Leitfähigkeit der Lösung vorgesehen sind, z. B. ein in Temperaturgraden geeichter und mit den Elektroden und dem Strom- bzw. Spannungsmesser in Serie geschalteter Widerstand.