Vorrichtung zur kataphoretischen Trennung von Substanzgernischen
11) (k.111 So5 ;oo Sill(1 ein Vurfahrvil 1111,1
vinc \ orrichtun- z ti i- kataphoreti-schen Trennung
Non beschrieben. %")bei man das
zu trennend(- (junnsch in eine langsam strömende
,rranslxwtHüssigkeiL z, li. eine Wer- bzw. Ech
trol#Gi')sung, einflivIlun lätit, die sich quer zu den
Kraftlinivu (lus Feld(#s 4ewegt, und
zuar durch ein lxwüsvs Mate-
rial, \\i(- z.1#. Filtrici-papier, SeesatW, Glaspulver,
gebrannteil Ton, gefl-itt('t('S (Aas od.
(1gL Ungu-
IadeneTeilchun sichdabei in derRichtung
geladuneTeilchenurgibt sichRich-
dUr 1»e\\(#gtlllg als- ReS111-
tall tu alls dur Stri#IIIIIII-S-eschwindigkeit und der
dur dazu erfolgendull
1),ev#-egtiiig. Man kann die (las
poro,#v Matorial entlialtende 'I'reiiiilaiiiiiiul- durch
lhaphragnwn von den lwiden Elektrodenräurnen
trennen (He dann ebenfalls von Puffer- bzw. Elel,-
MytImmg, Itirchspült werden, deren Zusammen-
sutzum- im tillgeineinen derjenigen der Transport-
i 1 ""1 s > i!-# k(ii -Icich ist. Dadurch
\%-erden Elektrolvse-
pnxlukte m#,ch abg(#führt und Ver#inder1111,gen
in
(It,i ZusammunsetzLing der die Treinikammur durch-
bzw.
wird in weiterer Ausgestaltung
Jur \ (wrichmlig, dus Hauptpatents jeder der
trodeur#imnu durch ein weiteres, parallel züi dun
lllktnpdn aige)i-(Iiiut(,s Diaphragnia in z#\-(#i Kani
inerit unterteilt, und es werden Vorrichtungen, wie z. B. in ihrer
Höhe verstellbare Niveaugefäße, Regullerventile u. dgl., angeordnet, um die Differenz
der hydrostatischen Drücke zwischen der Ein-und Austrittsstelle der Puffer- bzw.
Elektrolytflüssigkeit in der der Trentikammer benachbarten Kammer konstant und gleich
der Druckdifferenz zwischen der Ein- und Austrittsstelle der die Trennkammer durchströmenden
FlÜssigkeit zu halten. Der Querschnitt der der Trennkammer benachbarten Kammer wird
dabei so gewählt, daß keine turbulente Strömung auftritt, sondern die Flüssigkeit
laminar durch die Kammer strömt. Auch muß der Querschnitt so gehalten werden, daß
die Ströinungsgeschwindigkeit ein Mehrfaches der Strömungsgüschwindigkeit der Puffer-
bzw. Elektrolytlösung in der Trennkammer beträgt.Device for the cataphoretic separation of substance mixtures 11) (k.111 So5; oo Sill (1 a Vurfahrvil 1111,1
vinc \ orrichtun- z ti i-cataphoretic separation
Not described. % ") at one that
to be separated (- (junnsch into a slowly flowing
, rranslxwtHüssigkeiL z, li. a Wer- or Ech
trol # Gi ') sung, einflivIlun lätit, which extends across the
Kraftlinivu (lus field (#s 4ewegt, and
zuar through a lxwüsvs mate-
rial, \\ i (- z.1 #. Filtrici-paper, SeesatW, glass powder,
Fired clay, fluted ('t (' S (Aas od. (1gL Ungu-
The charged parts move in the same direction
charged particles
dUr 1 »e \\ (# gtlllg as- ReS111-
tall tu alls dur Stri # IIIIIII-S-speed and the
dur to successful zero
1), ev # -egtiiig. You can (read
poro, # v Matorial Entlialtende 'I'reiiiilaiiiiiiul- thru
lhaphragnwn from the low electrode tears
separate (He then also from buffer or Elel, -
MytImmg, Itirchspül are, whose joint
sutzum- in the tillge one of those of the transport-
i 1 "" 1 s> i! - # k (ii -Icich is. As a result \% - earth Electrolvse-
pnxlukte m #, ch gb (# leads and ver # inder1111, gen in
(It, i composition that traversed the Treinikammur
respectively.
will be in further development
Jur \ (literally, the main patent of each of the
trodeur # imnu through another one, parallel to the dun
lllktnpdn aige) i- (Iiiut (, s Diaphragnia in z # \ - (# i Kani
inerit divided, and there are devices such. B. height adjustable level vessels, regulating valves and the like. Arranged to keep the difference in hydrostatic pressures between the inlet and outlet of the buffer or electrolyte liquid in the chamber adjacent to the trentic chamber constant and equal to the pressure difference between the inlet and outlet To keep the exit point of the liquid flowing through the separation chamber. The cross-section of the chamber adjacent to the separation chamber is chosen so that no turbulent flow occurs, but rather the liquid flows in a laminar manner through the chamber. The cross-section must also be kept so that the flow rate is a multiple of the flow rate of the buffer or electrolyte solution in the separation chamber.
Durch die erfindungsgemäßen Verbesserungen der Vorrichtung des Hauptpatents
wird erreicht, Z,
(laß über die gesamte Länge des die Trennkammer von den
Elektrodenräumen abteilenden Diaphragmas ein konstanter Druckabfall erzielt wird,
was für die Aufrechterhaltung eines homogenen Strömungsfelds im Innern der Trennkammer
vorteilhaft ist.The improvements according to the invention of the device of the main patent achieve, Z, (let a constant pressure drop be achieved over the entire length of the diaphragm separating the separating chamber from the electrode spaces, which is advantageous for maintaining a homogeneous flow field inside the separating chamber.
Um eine laminare Strömung der Puffer- bzw. 1,--lektrol#-tlösung in
der der Trennkammer benach-])arten lZammer zu begünstigen, kann man dieselbe mit
einem porösen Material von der gleichen Zusammensetzung, wie es in der Trennkammer
vor-]landen ist, jedoch von wesentlich gröberer Körnung ausfüllen. Man kann aber
auch den Querschnitt dieser Kammer so weit verkleinern, daß das Auftreten turbulenter
Strömungen verhindert wird. Die äußere, den Elektroden zugewandte Kammer enthält
],eine Füllmaterialien. Zweckmäßig wählt man die die Tretinkammer von den Elektrodenräumen
abgrenzenden Diaphragmen aus einem ,\laterial hoher Durchlässigkeit, wie z. B. Filtrierpapier,
Leinen, grobe Glasfritte u. dgl., und die die Elektrodenräume unterteilenden Diaphragmen
aus einem Material geringerer Durchlässigkeit, wie z. B. #"ebrannten Ton u. dgl.In order to have a laminar flow of the buffer or 1, - lektrol # -t solution in
To favor the type of chamber adjacent to the separating chamber, one can do the same with
a porous material of the same composition as that in the separation chamber
is to land, but fill in with a much coarser grain size. But you can
also reduce the cross-section of this chamber so much that the occurrence is more turbulent
Currents is prevented. The outer chamber facing the electrodes contains
], a filler material. It is expedient to choose the pedal chamber from the electrode spaces
delimiting diaphragms made of a material of high permeability, such as B. filter paper,
Linen, coarse glass frit and the like, and the diaphragms dividing the electrode spaces
made of a material of lower permeability, such as. B. # "paved clay and the like.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung und ihre Wirkungsweise
sollen all Hand der scliematischen Zeichnung näher erläutert werden: In der unten
mit einem Siebboden bzw. einer Filterplatte i versehenen Trennkammer 2 befindet
sich zwischen der Anode 3 und der Kathode 4 eine ans porösein Material bestehende
Füllung 5. Die Zuführung des zu trennenden Stoffgemischs erfolgt durch die
Zuleitung6, Der oberen Begrenzungsfläche der Füllung 5 wird über deren ganze
Ausdehnung durch die Einlässe 7 Puffer- bzw. Elektro-1 ' ytlösung
zugefühtt, die sich voll oben nach unten Mit langsamer und in der ganzen Breite
zwischen den Elektroden gleichmäßiger Geschwindigkeit quer zur Richtung des elektrischen
Feldes bewegt. .j\n der Basisfläche i werden die Bestandteile des getrennten Stoffgernischs
gesondert abgeführt, z. B. Über \\'ollf;ideii 8, und dann aufgefangen. Die
2 ist durch Diaphragmen 9 von hoher Durchlässigkeit von den Elektrodenräumen
io getrennt. Diese Elektrodenräunie sind durch Diaphragmen ii in zwei Kammern aufgeteilt,
die voll
Puffer- bzw. Elektrol##tli3suiig durchströmt werden. Die Lösung fließt
in den der Trennkammer benachbarten Kammern in derselben Richtung wie in der Trenrikammer
und in den den Elektroden zugewandten Kammern in der entgegengesetzten Richtung.
Vorzugsweise läßt man die Puffer- bzw. Elektrolytlösung die Trennkanimer von oben
nach unten durchfließen. Der Eintritt der Puffer- bzw. Elektrolytlösung in die Elektrodenräume
io erfolgt durch die Öffnungen 12 und der Austritt durch die Öffnungen
13. Die der Trennkammer zugewandten Kammern sind mit porösem Material 14
gefüllt.The device designed according to the invention and its mode of operation will be explained in more detail using the schematic drawing: In the separating chamber 2, which is provided with a sieve bottom or a filter plate i, there is a filling 5 made of porous material between the anode 3 and the cathode 4 The substance mixture to be separated is fed through the feed line 6, the upper boundary surface of the filling 5 is fed over its entire extent through the inlets 7 buffer or electro-1 ' yt solution, which is fully up to down with slower and in the entire width between moves the electrodes at a constant speed across the direction of the electric field. .j \ n of the base area i, the components of the separate mixture of substances are discharged separately, e.g. B. Via \\ 'ollf; ideii 8, and then caught. 2 is separated from the electrode spaces 10 by diaphragms 9 of high permeability. These electrode spaces are divided into two chambers by diaphragms, through which a full buffer or electrolyte flows. The solution flows in the chambers adjacent to the separation chamber in the same direction as in the separation chamber and in the opposite direction in the chambers facing the electrodes. The buffer or electrolyte solution is preferably allowed to flow through the separating channels from top to bottom. The entry of the buffer or electrolyte solution into the electrode spaces io takes place through the openings 12 and the exit through the openings 13. The chambers facing the separation chamber are filled with porous material 14.
Durch entsprechende Einstellung von Niveaugefäßen, die in der Figur
nicht dargestellt sind und durch Gunimischläuche all die Eintrittsöffnungen 12 und
die Austrittsöffnungen 13 angeschlossen werden, ist es ohne weiteres möglich,
am oberen Ende der porösen Schicht der Elektrodenräume den gleichen hvdrostatischen
Druck wie am oberen Ende der porösen Schicht in der Trennkammer und am unteren Ende
der Elektrodenräume den gleichen hydrostatischen Druck, den die Flüssigkeit im Innern
der Trenrikammer heitli Verlassen des unteren Endes besitzt, herzustellen. Dadurch
stellt sich automatisch über die ganze Länge des Diaphragmas auch der gleiche Druck
in den Elektrodenräumen wie in der' Trennkammer ein, wobei aber die Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit in den Elektrodenräurnen wegen der gröberen Körnung des dort eingebrachten
Füllmittels eine viel größere ist. Die Filterkonstante der Füllung in den Elektrodenräumen
soll beispielsweise zelinmal größer sein als in der Trennkammer selbst.By appropriate setting of level vessels, which are not shown in the figure and all the inlet openings 12 and outlet openings 13 are connected by Gunimi hoses, it is easily possible to have the same static pressure at the upper end of the porous layer of the electrode chambers as at the upper end of the porous layer in the separation chamber and at the lower end of the electrode spaces the same hydrostatic pressure that the liquid inside the separation chamber has when it leaves the lower end. This automatically creates the same pressure in the electrode spaces as in the separation chamber over the entire length of the diaphragm, but the flow rate of the liquid in the electrode spaces is much greater because of the coarser grain size of the filler introduced there. The filter constant of the filling in the electrode spaces should, for example, be a few times greater than in the separation chamber itself.
.Man kann aber auch unter Aufrechterhaltung dieses Prinzips durch
eine entsprechende Erhöhung oder Erniedrigung der Niveaugefäße eine konstatite Druckdifferenz
über die gesamte Länge des Diaphragmas zwischen den l#--leh-trodenräumen und der
Treiinkammer herstellen, wobei der Druck in den Elektrodenräumen sowohl größer wie
kleiner gemacht werden kann als im Innern der Trennkammer. Dies ist wichtig, weil
auf diese Weise Störungen kompensiert werden können, die sich dadurch ergehen, daß
in vielen Fällen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit noch eine elektroosmotische
Strömung in der Richtung von einer Elektrode zur anderen überlagert ist, eine Erscheinung,
die immer darin zustande kommt, wenn die Oberfläche des porösen Füllmittels ein
elektrokinütisches Potential gegenüber der Flüssigkeit aufweist. Durch Herstellung
eines geeigneten und konstantenÜberdrucks in dem eitieit(lerl,-'lek-trodenräume
und- eines entsprechenderi Unterdrucks im anderen Elektrodenraum gelingt es leicht,
die elektroosmotische Ouerströmung auf den Wert Null zu reduzieren.But you can also by maintaining this principle
a corresponding increase or decrease in the level vessels a constant pressure difference
over the entire length of the diaphragm between the l # - leh-trode spaces and the
Establish the pressure chamber, whereby the pressure in the electrode chambers is both greater than
can be made smaller than inside the separation chamber. This is important because
In this way, disturbances can be compensated that result from the fact that
in many cases the direction of flow of the liquid is still an electroosmotic one
Flow is superimposed in the direction from one electrode to the other, a phenomenon
which always comes about when the surface of the porous filler enters
Has electrokinütisches potential with respect to the liquid. By manufacturing
a suitable and constant overpressure in the eitieit (lerl, - 'lek-trode spaces
and - a corresponding negative pressure in the other electrode space makes it easy to
to reduce the electroosmotic overflow to the value zero.