DE2309365B2

DE2309365B2 - Verfahren zur Schaumzerstörung

Info

Publication number: DE2309365B2
Application number: DE2309365A
Authority: DE
Inventors: Henri Prof. Portet Sur Garonne Roques; Michel Ramonville Saint Agne Roustan
Original assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1975-10-02
Also published as: JPS48100374A; FR2173728A1; US3965034A; DE2309365C3; JPS5325311B2; DE2309365A1; FR2173728B1

Description

stabile Verbindung zu bilden vermag, behandelt worden sind.

Bei Metallfüllkörpern, beispielsweise aus gewöhnlichem Stahl, nichtrostendem Stahl und Kupfer, können die Fluorkohlenstoff derivate verwendet werden, die in der französischen Patentanmeldung 71/43 253 (2.12.1971, Ugine Kohlmann) beschrieben sind. Bei Füllkörpern aus Polyvinylchlorid können als Fluorkohlenstoffderivate Verbindungen der Formel

C₈F₁₃-C₂H₄ -SO₃-C₄H₉

oder Verbindungen der folgenden Formern verwendet werden:

C₆F₁₃-C₂H₄-SO₃H

C_SF₁₃ - C₂H₄ - SO₃H, (C₂H₅J₃N

C₆F₁₃ — C₂H₄ — SO₂ — NH₂

Die Behandlung der Füllkörper mit dem FJuorkohlenstoffderivat wird in beliebiger geeigneter Weise vorgenommen, z. B. durch Eintauchen der Füllkörper für einige Minuten in eine Lösung des Fluorkohlenstoffderivats, durch Aufstreichen einer Lösung des Fluorkohlenstoffderivats oder auch mit Hilfe eines Treibgases nach der Aerosol-Methode. Das in dieser Weise behandelte Material wird anschließend getrocknet. Für die Herstellung der Lösung des Fluorkohlenstoffderivats können alle Lösungsmittel verwendet werden, die gleichzeitig ein gutes Lösungsvirmögen für das gewählte Fluorkohlenstoffderivat und eine genügende Flüchtigkeit aufweisen, um leicht entfernt werden zu können. Geeignet als Lösungsmittel sind beispielsweise Alkohole, insbesondere Methanol und Äthanol, Ketone, insbesondere Aceton, halogenierte Derivate, insbesondere Chloroform, Trichloräthylen und das Trichlortriftuoräthan. Die Konzentration des Fluorkohlenstoffderivats im Lösungsmittel liegt zwischen 0,1 und 10%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1%.

Es kann ferner zweckmäßig sein, gewissen Füllkörpermaterialien eine Oberflächenbeschaffenheit, die eine gute Verankerung des Fluorkohlenstoffderivats ermöglicht, zu verleihen, wie bereits in der obengenannten französischen Patentanmeldung 71/43 253 erwähnt.

Das Fluorkohlenstoffderivat kann auch in die Masse des Kunststoffs vor der Formgebung eingearbeitet werden. Das fluorierte Derivat wandert hierbei an die Oberfläche des Kunststoffs und bildet auf diese Weise einen dauerhaften Überzug.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse genannt, die bei Versuchen zur Schaumzerstörung mit verschiedenen Füllkörpern erhalten wurden. Diese Ergebnisse lassen die deutliche Verbesserung der Fähigkeit zur Schaumzerstörung bei Polyvinylchlorid erkennen, das am unbehandelten Zustand keinerlei Zerstörung des Schaums der untersuchten oberflächenaktiven Mittel bewirkt und nach Behandlung durch Eintauchen in eine l%'8^e Lösung der Verbindung

CjF₁₃ — Cj₁H₄ — SO₃ — C₄H_e

in Trichlortrifluoräthan den Schaum von Cetylpyridiniumchlorid, Laurylbenzyltrimethylammoniumchlorid, Natriumlaurylsulfat und Natriumlaurylbenzolsulfonat vollständig zerstört. Es ist festzustellen, daß Polytetrafluorethylen (PTEE) ebenfalls gute schaumzerstörende Eigenschaften hat. Es zerstört den Schaum zahlreicher oberflächenaktiver Verbindungen sowie Gärungsschaum.

PTFE	Poly- PVC	Mit
	äthylen	C₁F₁₃-
		C₁H₁-
		SO,—
		C.H,
		behan
		deltes
		PVC

10 Cetylpyridiniumchlorid XXOX

Tetradecylpyridinium- X XO O XO
i$ bromid

Laurylpyridinium- XXO —

chlorid

Lauryltrimethyl- O O O XO

ammoniumchlorid
Cetyltrimethyl- O O O —

ammoniumchlorid

Laurylbenzyltrimethyl- O O O X

ammoniumchlorid
Cetyldimethylbenzyl- XXO-

ammoniumchlorid

Natriumlaurylsulfat O O O X

Natriumlaurylbenzol- O O O X

sulfonat

X = Zerstörung, O = keine Zerstörung, XO = unvollständige Zerstörung.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen (Fig. 1 und Fig. 2) erläutert, wobei jedoch keine Begrenzung auf die dargestellten Vorrichtungen beabsichtigt ist.

F i g. 1 stellt eine Vorrichtung dar, die zur Schaumzerstörung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Der Schaum wird mit Hilfe eines Trägergases durch das Rohrstück A in den Rohrkrümmer B und dann durch die Füllkörperschicht 2 geführt, die durch Vigreux-Stifte 3 in ihrer Lage gehalten wird. Die durch die Schaumzerstörung gebildete Flüssigkeit wird bei C aufgefangen, während das Trägergas bei D entweicht. Es ist möglich, eine (n^;cht dargestellte) Vorrichtung zur Temperaturregelung, beispielsweise in Form eines das Rohr 1 mit Krümmer umgebenden Mantels, vorzusehen. Falls erforderlich, kann auch eine (nicht dargestellte) Vorrichtung zur Rückführung der durch die Schaumzerstörung gebildeten Flüssigkeit vorgesehen werden.

F i g. 2 zeigt eine andere Vorrichtung, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden kann. Die Flüssigkeit, deren Schaum M zerstört werden soll, ist in einem Behälter 4 enthalten, der mit einem Rührer 6 mit Schaufeln 7 versehen ist. An der Oberseite des Schaums ist eine flache »Galette« oder Schicht 5 aus Füllkörpern angeordnet. Ein Gas wird durch den Eintritt E zugeführt und entweicht durch den Austritt

F. Der Schaum, der durch das mit dem Gasstrom zusammenwirkende RührendurchdieFüllkörperschicht getrieben wird, wird in der Füllkörperschicht zerstört.

Die Erfindung hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Sie kann dazu dienen, den Schaum von Färbeflotten und Gärbrühen zu zerstören. Sie kann ferner vorteilhaft bei den Verfahren zur Anreicherung, Trennung und Fraktionierung durch Schäumen ange-

wandt werden. Eine im wesentlichen vollständige Übersicht über diese Schäumverfahren gibt L e m 1 i c h in der Arbeit »Adsorption Bubbles Separation Method«, IEC 1968-60-10, S. 16 bis 22. Dieses Schaumverfahren ist nicht nur auf die Extraktion oder Trennung von natürlich schäumenden Produkten, sondern auch auf die Extraktion von nicht schäumenden Produkten mit Hilfe eines der zu behandelnden Lösung zugesetzten oberflächenaktiven Mittels anwendbar. Eines der größten Probleme dieser Verfahren ist die Möglichkeit, den erhaltenen Schaum zur Rückgewinnung der darin enthaltenen Bestandteile in einfacher und wirksamer Weise zu zerstören. Es scheint, daß zahlreiche Verfahren zur Fraktionierung, Anreicherung und Trennung durch Schäumen mangels einer geeigneten Methode zur Schaumzerstörung nicht voll ausgenutzt werden können. Das Verfahren der Schaumzerstörung gemäß der Erfindung stellt eine Lösung dieser Probleme dar.

Beispiel 1

Eine Vorrichtung der in F i g. 1 dargestellten Art wird verwendet. Der Rohrkrümmer aus Glas hat an der Stelle der Füllkörperschicht einen Durchmesser von 4 cm und ist, wie in F i g. 1 dargestellt, über eine Länge von 10 cm mit Polyvinylchloridschnitzeln gefüllt, die einige Minuten in eine l%ige Lösung der Verbindung

C₆F₁₃-C₄H₄-SO₃-C₄H₉

in Trichlortrifluoräthan getaucht und anschließend bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet worden sind. Die verwendeten PVC-Schnitzel haben eine Dicke von 0,2 mm und eine Breite von 5 mm.

Mit Hilfe von Luft als Trägergas wird der Schaum ίο von Cetylpyridiniumchlorid durch die Füllkörperschicht geführt. Die Luftmenge beträgt 350cm³/Minute. Der Schaum wird nach dem Durchgang durch die ersten 5 cm der Füllkörperschicht vollständig zerstört.

Beispiel 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die Anwendung der Erfindung beim Verfahren zur Anreicherung durch Verschäumen.

ao Eine wäßrige Lösung von Cetylpyridiniumchlorid mit einer Konzentration von 350 mg/1 wird geschäumt. Der erhaltene Schaum wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung einer Füllkörperschicht aus Polytetrafiuoräthylen zerstört.

as Die durch die Schaumzerstörung gebildete Flüssigkeit hat eine Konzentration von 650 mg/1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Methode ist nicht wirtschaftlich und ermöglicht die Zerstörung eines nur sehr geringen Schaumvolumens.

Patentansprüche: Sgabf aer vorliegenden Erfindung ist es daher,

1 wirksames Verfahren zur Schaum-

u · ..-,,fa^hiTP* und wirksames Verfahren zur Schaum-

1. Verfahren zur Schaumzerstörung d a d u r c h ™"«*£^e™ ™fc£ das weder eine komplizierte

gekennzeichnet, daß man den zu zer- 5 zerstörung zu *f*?"r ibhh ftorendenSchaum durch eine Schicht aus Füll-

*7verfanren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ^Tem.^^at^^r _e ^UnJf_rd ^findSgsgemäß durch ein zeichnet, daß als Füllkörper Rasch,gnnge ver- »^JtduSLstflr»«« gelöst, das dadurch

nⁿtltn nach Anspruch 1, dadurch gekenn- S^^^^^^^^^ zeichnet, daß als Füllkörper Schnitzel und Spane verwendet wird, üurcn cue u« l

verwendet werden ^SfdSem außerordentUch wirtschaftlichen Ver-

4. Verfahren nach einem der Anspruene 1 bis 3, Bei diesem ^a^^cl" ..... : _em beliebigen dadurch gekennzeichnet, daß Füllkörper au. mit x₅ fahren können die ^^^^^„^^ einem Fluorkohlenstoffderivat behandelten Glas, festen Material be tehe* das f^^uber f^m ^ Kunststoff oder Metall verwendet werden. behandelnden Schaum insrtisL ^esonderwunk

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- gefunden, daß ^⁰J" «** voSsweise PoIv zeichnet, daß Fluorkohlenstoffderivate der allge- werden, wenn fluorierte Harze ^f J^IS _M ^ einen Formel CF - (CF,)„ — X verwendet *o tetrafluoräthylen, oder Glas, Kunststone una Metalle, werden, tad?» erne ganze Zahl zwischen 3 und 9 die mit einem Fluorkohlenstoffderivat behandelt s.nd, und X eine funktioneile Gruppe ist, die mit dem verwendet «*π»^η· pnilkfirner können ver Material der Füllkörper eine stabile Verbindung zu Die die Schicht bildenden Füllkörper^ können verbilden vermae schiedene geeignete Formen haben^ Ueeignet sind

6 Verfahren nach einem der Ansprüche Ibis 5, ,5 beispielsweise Raschigringe ^Drehspane oder Spane

dadurch gekennzeichnet, daß Füllkörper aus fluo- und Schnitzel. Die Obernachenbeschaffenhe t des d,

rierten Harzen verwendet werden. Füllung bildenden Materials kann einen Einfluß_ auf

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die erhaltenen Ergebnisse haben. Es wurde festgestellt. dadurch gekennzeichnet, daß Füllkörper aus Poly- daß im allgemeinen e.ne poröse Oberfläche die Zertetafluoräthylen verwendet werden. 30 störung des Schaums begünstigt.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Der Schaum wird mit beliebigen' Segneten Mitteln Ans -rüchelb.sfauf die Technik der Anreicherung, deren Wahl dem Fachmann «ⁿ A^bh»ⁿ»8keu von der 1-raktionierung und Trennung durch Schäumen. Art des zu lösenden Probelms der Schaumzer torung

ohne weiteres möglich ist, durch die Füllkörper 35 geleitet. Beispielsweise kann die Schicht aus Füll-

körpern in einem Rohr enthalten sein und der zu

zerschlagende Schaum mit Hilfe eines Trägergases durch das Rohr geführt werden. Am Austritt der

Das Prcbbm der Schaumzerstörung tritt häufig auf, Füllkörperzone wird die aus dem zerschlagenen wenn e> sich um ungewollten Schaum, der beispiels- ₄o Schaum gebildete Flüssigkeit erhalten, wahrend das we se durch Gärung; Mischen oder Handhaben von Trägergas durch den gleichen Austritt entweicht und Reiktionsteilnehmern oder in Färbeflotten entsteht, gegebenenfalls zurückgewonnen werden kann. Als oder um absichtlich erzeugten Schaum bei den Ver- Trägergase eignen sich beispielsweise Luft, Wasserfahren der Anreicherung, Trennung und Fraktionie- stoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlensaure. Die rung durch Schäumen handelt. 45 Geschwindigkeit, mit der der Schaum durch de

Zahlreiche Vorschläge zur Schaumzerstörung wurden Füllkörper geführt wird, und die Lange der FuII-gemacht, jedoch ist keine der vorgeschlagenen Lö- körperzone werden vom Fachmann tür jeden gegesungen völlig befriedigend. Bekannt ist die Schaum- benen Fall bestimmt. Die Füllkörper können auch zerstörung durch Schleudern, chemisches und ther- zwischen zwei Gittern oder Netzen, die eine vormisches Einwirken und Einwirken von Ultraschall 50 richtung in Form einer Galette bilden, gehalten auf den Schaum. Die Wirksamkeit der Schaum- werden. Diese Galette kann in dem zu zerstörenden zerstörung durch Schleudern ist sehr unsicher. Diese Schaum bewegt werden, oder sie kann an der Uber-Arbeitsweise ist kompliziert und erfordert einen hohen seile des Schaums feststehend angeordnet werden, Energie brauch und führt häufig zu einer Trocknung wobei man den Schaum mit Hilfe einer Saugpumpe des Schaums, ohne ihn zu zerschlagen. Bei der Schaum- 55 oder eines gegebenenfalls mit einer Gasumwälzung zerstörung durch chemisches Einwirken wird ein zusammenwirkenden Ruhrers durch die hullkorper Schaumverhütungsmittel zugesetzt, das den Schaum führt. Als Trägergase für den Schaum können beliebige zerstört. Die verwendeten Schaumverhütungsmittel, geeignete Gase, z.B. Luft, Wasserstoff, Sauerstoff, z. B. Siliconöle, sind häufig teuer und werfen Ver- Stickstoff und Kohlensäure, verwendet werden, unreinigungsprobleme auf. Der Schaumzerstörung 60 Es wurde gefunden, daß besonders gute Ergebnisse durch thermische Einwirkung liegt die Tatsache zu- bei Verwendung von FüHkörpern erhalten werden, gründe, daß eine starke Erhöhung oder Senkung der die mit einem Fluorkohlenstoffdenvat der allgemeinen Temperatur die Stabilität des Schaum zerstören kann. Formel

Bei dieser Art der Schaumzerstörung ist jedoch die Cp₃ (CF₈)» — X

Zufuhr einer häufig großen Energiemenge erforderlich. 65

Ferner können hierbei gewisse zerbrechliche Moleküle ,

gespalten werden. Bei der Schaumzerstörung durch in der η eine ganze Zahl zwischen 3 und 9 und X eine Schalleinwirkung wird mit Ultrachall gearbeitet. Diese funktionell Gruppe ist, die mit dem Substrat eine