WO1992013051A1

WO1992013051A1 - Verfahren zum spalten von emulsionen od. dgl.

Info

Publication number: WO1992013051A1
Application number: PCT/EP1992/000056
Authority: WO
Inventors: Elfie Penth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1992-08-06
Anticipated expiration: 1993-07-15
Also published as: AU1160692A; US5435920A; EP0569385A1; CA2100677A1; JPH06504306A

Abstract

Es ist ein Verfahren zum umweltfreundlichen und kostengünstigen Spalten von verbrauchten Emulsionen wie Kühlschmiermitteln mittels Kohlendioxid unter Druck und ggf. Wärme offenbart. Die Emulsion des Kühlschmiermittels wird dazu unter Druck mit Kohlendioxid gesättigt und bis zur Spaltung erhitzt und/oder gekühlt. Oberhalb der Spalttemperatur bildet sich schnell eine aufschwimmende wasserarme Ölphase und darunter eine ölarme Wasserphase.

Description

Verfahren zum Spalten von Emulsionen od.dgl.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spalten von Emulsionen, Dispersionen od.dgl. in eine aufschwimmende organische und eine wäßrige Phase.

Die Erfindung ist für alle Emulsionen, Suspensionen und Dispersionen anwendbar, wie sie bei der Teileentfettung, der Lebensmittelproduktion, in Abwässern aus der Farben- und Lackeproduktion und -Verarbeitung, der Leder- und der Texti Iherstellung sowie der pharmazeutischen und der kosmetischen Industrie anfallen.

öl-in-Wasser-Emulsionen werden in der Metallbearbeitung als Kühlschmiermittel eingesetzt. Dabei stellt die Stabilität dieser Emulsionen ein wesentliches Kriterium für deren Brauchbarkeit dar. Als Emulgatoren dienen meistens Kompositionen aus anionischen und nicht ionischen Tensiden. Im betrieblichen Einsatz werden Fremdstoffe wie Schmutz und Bakterien in die Emulsion eingetragen, die deren Eigenschaften verändern und diese dadurch unbrauchbar machen, worauf die Emulsion der Entsorgung zugeführt werden muß.

Hier wird in den meisten Fällen versucht, durch Spaltung der Emulsion in eine ^"öl- und eine Wasserphase die zu entsorgende Menge zu verringern. Bei der Spaltung unterscheidet man grundsätzlich physikalische Verfahren (Adsorption), thermische Verfahren (Verbrennen, Erhitzen, Verdampfen), chemische Verfahren (Säurespaltung, Salzspaltung, Spaltung durch organische Polymere), elektrochemische Verfahren (Bildung von Hydroxiden mehrwertiger Metalle aus Opferanoden) sowie mechanische Verfahren (Zentrifugieren, Flotieren, Membranfiltrieren).

Von diesen Verfahren scheiden einige hinsichtlich ihrer Anwendungsmöglichkeit zur Emulsionsspaltung der heute in der Metallverarbeitung zum Einsätz kommenden sehr stabilen Kühlschmiermittel aus. Dazu gehören physikalische Verfahren wie Adsorption sowie unter den mechanischen Verfahren das Zentrifugieren und das Flotieren. Unter den thermischen Verfahren erweist sich nur das Verdampfen als durchführbar, ist jedoch wegen des sehr hohen Energiebedarfs und entstehender

Verkrustungsprobleme nicht praktikabel, während einfaches Erhitzen bei stabilen Emulsionen nicht zu einer Spaltung führt. Eine Verbrennung ist wegen der resultierenden "Wasserdampfdestillation" nicht möglich.

Die Emulsionsspaltung durch Säuren oder Salze gelingt nicht bei allen Emulsionen. Nachteilig ist neben den Kosten für die eingetragenen Chemikalien vor allem die bei der Neutralisation entstehende hohe Salzfracht im Abwasser. Unproblematisch stellt sich die Abwassersituation dar, wenn die chemische Emulsionsspaltung mittels - allerdings recht teurer - Polyelektrolyten durchgeführt wird.

Eine Abwandlung der chemischen Verfahren stellen die elektrochemischen Verfahren dar, wobei durch das anodische Auflösen von mehrwertigen Metallen, vorwiegend Eisen und Aluminium, emulsionsspaltende HydroxidfLocken erzeugt werden. Durch das auch recht preiswerte Verfahren wird eine Aufsalzung des Abwasers weitgehend vermieden. Nachteilig sind allerdings die wasserhaltigen voluminösen Schlämme.

In neuerer Zeit wurden elektrische Verfahren vorgestellt, deren Brauchbarkeit in der Praxis noch nicht erprobt ist.

Unter den mechanischen Verfahren hat sich die Membranfiltration in den letzten Jahren etabliert. Während ohne weitere Hilfsmittel ein einleitfähiges Filtrat erzeugt wird, kann das Retentat jedoch lediglich bis zu einem ö^'lgehalt von ca. 40 % aufkonzentriert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, mit dem verbrauchte Kühlschmiermittel, aber auch andere Emulsionen, Dispersionen und Suspensionen, umweltverträglich und mit geringem Aufwand an Hilfsmitteln gespalten und einer Wiederverwendung zugeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Emulsion, die neben Hilfsstoffen im wesentlichen aus öl, Wasser sowie einem anionischen Emulgator oder einer Emulgatorkombination aus anionischen und nicht ionischen Tensiden besteht, entweder mit Kohlendioxid unter Druck gesättigt oder mit kohlensäurehaltigem Wasser versetzt und durch anschließendes langsames Erhitzen und/oder Abkühlen in eine organische und eine wäßrige Phase gespalten wird.

Die Protonen der Kohlensäure sorgen für den Ladungsausgleich der emulgierten Tröpfchen und bringen die Emulsion während des Langsamen Erhitzens zum Brechen.

Die aufschwimmende ölphase ist meist klar und fast wasserfei. Sie kann daher leicht abgetrennt und gereinigt werden. Sobald die ölphase mit wäßriger Lauge (Metallhydroxid) verrührt wird, erhält man wiederum eine stabile Emulsion.

Wegen der hohen Anwendungssicherheit hinsichtlich des Restölgehaltes im Filtrat erweist sich die Membranfi Itration als ideal geeignet in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Ebenfalls recht gut geeignet für eine Nachbehandlung des Spaltwassers mit seinem geringen ölgehalt sind die elektrochemischen Verfahren, da die resultierenden Schlammengen nur noch sehr klein sind.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Prinzip der bislang häufig angewandten "Säurespaltung" verfolgt. Bei dieser bekannten konventionellen "Säurespaltung" bewirken entweder starke Säuren selbst oder deren saure Salze, z.B. Aluminiumtri chlorid, eine starke pH-Verschiebung in den sauren Bereich.

Dabei führt die der Spaltung nachgeschaltete Neutralisierung der Abwässer wegen der zur Spaltung erforderlichen großen Säuremengen zu einer beträchtlichen Salzfracht im Abwasser aus dem Spaltprozeß. Aus diesem Grund wird die "Säurespaltung" heute nicht mehr akzeptiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Überlegung, daß zur Emulsionsspaltung zwar eine starke Säure zur Verfügung stehen muß, letztendlich die Aufrechterhaltung der einmal erfolgten Spaltung jedoch nicht von einem niedrigen pH-Wert abhängt. Der Grund hierfür liegt dabei in der Art der Ladungsverteilung und der Veränderung bei der Spaltung: So lagern sich bei der Herstellung einer Emulsion (Micellbi Idung) die Tenside mit der hydrophilen Gruppe nach außen um die ltröpfchen. Die besondere Stabilität dieser Emulsionen beruht dabei auf der Kombination der ionogenen und nicht ionogenen Tensidarten. Die polare Gruppe der nicht ionogenen Tenside ist gegenüber denen der anionischen Tenside sehr viel größer, was einer Annäherung zweier Micellen als Voraussetzung zum Zusammenfließen entgegenwirkt. Weiterhin wird diese Annäherung in entscheidender Weise von den anionischen Tensiden verhindert. Die durch den lipophilen Teil des Moleküls an der Oberfläche der Micelle verankerten Carboxylat- oder Sulfatgruppen bilden eine negative Hülle um die Micelle. Die Ladung dieser Tensidschicht wird teilweise durch Gegenionen in der Hülle selbst, teilweise durch Gegenionen außerhalb der Hülle neutralisiert. Diese Gegenionen sind nicht an die Micelle gebunden und können frei diffundieren. Die effektive Ladung der Micelle wird also durch die an die Hülle adsorbierten Gegenionen vermindert.

Eben diese effektive Ladung (Zeta-Potential) ist der zweite entscheidende Faktor für die gegenseitige Abstoßung der Micellen. Bei der Säurespaltung wird der Protolysegrad der anionischen Tenside durch pH-Erniedrigung vermindert und damit das Zeta-Potential erniedrigt und letztendlich ein Brechen der Emulsion bewirkt. Nach erfolgter Spaltung ist die Aufrechterhaltung des niedrigen pH-Wertes demnach nicht erforderlich.

Die Besonderheit der Emulsionsspaltung mittels Kohlensäure beruht also gerade in der Herabsetzung des Protolysegrades der anionischen Tenside mittels Protonen, ohne daß eine entsprechende effektive pH-Wert-Senkung erforderlich ist. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, daß Kohlensäure entsprechend ihrer Säurekonstante eine mittelstarke Säure darstellt mit einer pk-1. Stufe = 3.3, also stärker sauer ist als die konjugierten Säuren der in solchen Emulsionen verwendeten anionischen Tenside. Gleichzeitig entstehen aus Kohlendioxid und Wasser jedoch nur äußerst wenig H_?C0, - Moleküle, so daß Kohlensäure unter Normalbedingungen nur als sehr schwache Säure wirkt und damit im Abwasser und auch aus lebensmittelrechtlicher Sicht völlig unbedenklich ist. Das Erwärmen einer derart unter Überdruck mit Kohlensäure versetzten

Emulsion führt im erfindungsgemäßen Verfahren bei Temperaturen im allgemeinen zwischen 50 und 80 C zu einem Brechen vieler handelsüblicher

Emulsionen vom anionisch/nicht ionischen Typ. Dabei bewirkt das Aufsteigen von Gasblasen aus überschüssigem Kohlendioxid eine Beschleunigung des

Brechvorganges und eine rasche Flotation der ölphase.

Vorstehend ist angegeben, daß zum Spalten von Kühlschmiermitteln und anderen Emulsionen die zu behandelnde Flüssigkeit zunächst mit Kohlendioxid gesättigt und anschließend erhitzt wird. Es kann jedoch auch der Behandlungsschritt des Erhitzens dem der Kohlendioxidbehandlung vorangestellt werden. Bei ebenfalls guten Spaltergebnissen kann auf diese Weise ein Teil des einzusetzenden Kohlendioxides eingespart werden. Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der zu spaltenden Emulsion nur etwa so viel Kohlendioxid zugeführt werden muß, wie zum Spalten erforderlich ist. Damit läßt sich ein hoher, bei vielen Emulsionen sogar nutzlos hoher, kohlendioxidvergeudender Enddruck im Spaltbehälter vermeiden.

Hierbei wird auf den Zusatz weiterer Chemikalien völlig verzichtet. Dies ist möglich, weil sich unter den Spaltbedingungen mittels Kohlendioxid ein pH-Wert bis 3,3 einstellt, wodurch die Kohlensäure als nun stärkere Säure das Tensid aus seinem Salz verdrängen kann. Es bildet sich demnach die konjugierte organische Säure des Tensides sowie Bikarbonat.

Nachdem die Emulsion unter dieser pH-Bedingung und unter erhöhter Temperatur gebrochen ist, läßt man das System entspannen. Im entspannten Zustand steigt der pH-Wert der Kohlensäure wieder auf den "Normalwert" an, so daß umgekehrt die organische Säure nun stärker sauer ist als die Kohlensäure und demnach diese wieder aus deren Salz - nämlich dem Bikarbonat - vertreibt. Es entstehen somit wieder das ursprüngliche Tensid und Kohlensäure. Da die Kohlensäure in Form des entweichenden Kohlendioxids unter Rühren und Erwärmen wieder vollständig aus dem Gleichgewicht entfernt wird, läuft dieser Prozeß also auch wieder vollständig zum ursprünglichen Ausgangspunkt, nämlich einer tensidstabi lisierten Emulsion, zurück. Es ist aber auch möglich, nach Absenkung des pH-Wertes durch

Kohlensäureeintrag bei erhöhtem Druck statt der oben beschriebenen

Temperaturerhöhrung zur Einleitung des Spaltvorganges eine andere Art des

Energieeintrages vorzusehen. Dabei ist in erster Linie die Anwendung von

Ultraschall, alternativ aber auch eine gleichzeitige Anwendung von erhöhter Temperatur und Ultraschall, vorgesehen.

Während die Spaltung von Emulsionen mit Ultraschall für bestimmte Emulsionen als bekanntes Verfahren gilt, gelingt die Spaltung stabiler Emulsionen wie der heute industrieüblichen Kühlschmiermittel damit nicht. Wie oben beschrieben, gelingt deren Spaltung auch nicht mit Wärme oder mit Kohlendioxid allein.

Bisher nicht bekannt ist die erfindungsgemäße Emulsionsspaltung mittels gleichzeitiger Anwendung von Kohlendioxid und Ultraschall. Ebenfalls nicht bekannt ist die gleichzeitige Anwendung von Kohlendioxid, Ultraschall und thermischer Energie.

Auf diese Weise lassen sich aber die heute üblichen Kühlschmiermittel spalten.

Das Verfahren kann im Durchlauf oder in Chargen betrieben werden.

Eine mögliche Ausführungsform einer Anlage zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem Kohlensäure- Anreicherungsteil, in welchem die Emulsion bei einem Überdruck von 4 bis 10 bar mit Kohlensäure angereichert wird, sowie einem entsprechend druckfesten Behälter, der mit Sonotrode und eventuell elektrischer Heizung (bis 100 C) ausgerüstet ist.

Verbrauchte Kühlschmiermittel können erfindungsgemäß auch mittels Kohlendioxid und elektrischer Behandlung gespalten werden.

Beim elektrischen Brechen von öl-in-Wasser-Emulsionen kennt man zwei verschiedene Prinzipien, nämlich das Brechen mit Hilfe des elektrischen Stromes (JP 59 196 795; JP 62 83 087; DD 225,916; SU 1,411,290; DE 37 23 745; SU 1,411,289) und das Brechen mit Hilfe der elektrischen Spannung (SU 1,411,289; SU 1, 274,717; Hano Tadashi u.a. J .Chem.Eng.Jpn 1988, 21 (4),345-51; G.A. Davies CHEMSA 1982, 8(2), 6-7).

Beim elektrolytischen Behandeln wird die Emulsion elektrolysiert. Je nach verwendetem Elektrodenmaterial beruht das Brechen auf dem Prinzip der Eletroflotation oder dem Prinzip der Elektroflockulation.

Bei der Elektroflotation wird Elektrodenmaterial benutzt, das bezüglich der Emulsion inert bleibt, wobei JP 59 196 795 poröse

Kohlenstoffelektroden und JP 62 83 087 eine Bleianode vorschlägt. In den DE-A-29 10 314 und DE-A-37 39 580 werden die Elektrodenräume durch ein Diaphragma voneinander abgetrennt, woraus eine effizientere Spaltbarkeit resultiert.

Bei der Elektroflockulation werden Opfer-Anoden aus Eisen oder Aluminium verwendet (DD 225,916; WO 86/01124; WO 86/01233; DE 37 00 826 AD. Diese lösen sich im Idealfall zu Eisen- oder Aluminiumhydroxidflocken, welche die Emulsion brechen.

Bei Koaleszenz im elektrischen Feld koaleszieren emulgierte öltröpfchen im elektrischen Feld. Als Elektroden werden in neueren Arbeiten mit Kunststoff (SU 1,274,717) oder mit Glas (Hano Tadashi u.a. J .Chem.Eng.Jpn 1988, 21(4), 345-51) überzogene Leiter verwendet. Mit einfachen Elektroden, aber sehr niedriger Spannung, arbeitet DE 37 17 633 A1 , so daß statt Elektrolyse nur Koaleszenz im elektrischen Feld stattfindet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein stabiles Kühlschmiermittel auch mittels Kohlendioxid und elektrischer Energie gespalten werden. Der Vorteil gegenüber der Verwendung thermischer Energie liegt - in Abhängigkeit von der zu spaltenden Emulsion - vielfach in einer Einsparung von Energie, einer Beschleunigung der zum Spalten erforderlichen Zeit oder einer erhöhten Anwendungssicherheit der Spaltung.

Die Besonderheit hiervon beruht auf der Tatsache, daß mittels der Kombination Kohlendioxid/elektrische Energie Emulsionen gespalten werden, die mittels eines elektrischen Verfahrens allein nur unter wesentlich höherem Aufwand oder nur sehr schlecht spaltbar sind. Der Grund für die erhöhte Spaltbarkeit mittels elektrischer Energie bei gleichzeitiger Anwendung von Kohlendioxid unter Druck liegt in der beträchtlichen Emulsionsdestab Lisierung durch die stark pH-erniedrigende

Wirkung der gespannten Kohlensäure, wie sie weiter oben beschrieben ist.

Als elektrische Komponente des Verfahrens kommen dabei neben der Elektroflotation und der Elektrokoagulation im elektrischen Feld auch die Elektro lockulation in Frage. Es hat sich nämlich gezeigt, daß sich durch die pH-erniedrigende Wirkung der gespannten Kohlensäure eine derart destabilisierende Wirkung auf die Emulsion ergibt, daß die an sich recht schwierig zu spaltenen Kühlschmiermittel sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom verschiedener Spannungen zu spalten sind. Insbesondere das Problem der immer wieder auftretenden Reemulgierung ist bei dem vorliegenden Verfahren nicht festzustellen.

Eine wegen des einfachen Aufbaus bevorzugte Ausführung einer Anlage zum Ausführen dieses Verfahrens ist wie folgt ausgebildet:

In einem mit Emulsion zu befüllenden geschlossenen Behälter sind zwei Titananoden in einem Abstand von 5 cm befestigt. Durch ein poröses Keramikrohr wird die Emulsion von unten mit Kohlendioxid durchströmt und durch unter dem sich b ldenden Überdruck mit Kohlensäure angereichert. Ein Druckhalteventi l im oberen Teil des Behälters ist auf einen Überdruck von 6 bar eingestellt. Nach Anlegen einer Wechselspannung von 220 Volt/50 Hertz an die Elektroden wird eine Kühlschmiermittelemulsion unter Bildung von Gas in wenigen Minuten vollständig gespalten. Die entstandene Wasserphase wird dabei vollständig klar und kann aufgrund ihres Restölgehaltes von unter 10 mg/L problemlos in das öffentliche Abwassersystem eingeleitet werden.

Durch die Erfindung werden auch öl-in-Wasser-Emulsionen gespalten, deren Stabilität eine Spaltung mittels KoaleszenzfiItern und Adsorptionsmedien wie Aktivkohle nicht oder nur unvollständig zuläßt. Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich zu diesem Zweck einer Vorbehandlung mittels Kohlendioxid zur Schwächung der Stabilität der Emulsion und anschließend einer Behandlung mittels Koaleszenzfi Itern und Adsorptionsmedien zu einer in das Kanalsystem einleitfähigen Wasserphase. Zum Aufbereiten bestimmter, nicht allzu stabiler Emulsionen, wie z.B.

Druckluftkondensate, sind Geräte bekannt, die in einer ersten Stufe freies l abtrennen, woraufhin die Emulsion über ein Koaleszenzf Lter geführt und schließlich mittels eines Adsorptionsmediums von den restlichen ölanteilen befreit wird.

In vielen Fällen reicht diese Anordnung für eine wirksame Öl-Wasser- Trennung jedoch nicht aus, so daß ölgehalte unter 20 ppm in der Wasserphase nicht ereicht werden können.

Solcherart stabilisierte Emulsionen können demnach mit den oben beschriebenen Geräten nicht wirksam aufgearbeitet werden. Da für kleine Emulsionsmengen, wie sie z.B. bei vielen Druckluftanlagen anfallen, aufwendige technische Lösungen wie Ultrafiltration oder Chemikaliendosierungseinrichtungen nicht in Frage kommen, wurde eine technisch einfache und wirtschaftliche Lösung zur Aufbereitung dieser Emulsionen gefunden.

Erreicht wurde das gesteckte Ziel durch Behandlung der zu spaltenden Emulsionen od.dgl. mit Kohlendioxid, anschließende Behandlung mit einem Koaleszenzfi lter und Nachbehandlung mit einem Adsorptionsmittel wie Aktivkohle.

Im einzelnen wird die zu spaltende Emulsion zunächst bei einem Druck von vorzugsweise 1 bar (Atmosphärendruck) bis max. ca. 6 bar mit Kohlendioxid imprägniert. Danach wird die Emulsion über einen Abscheider für Leichtflüssigkeit, ein Koaleszenzfi lter und ein Adsorptionsmedium geführt.

Gegenüber dem Verfahren ohne Kohlendioxid werden die ölgehalte der entstehenden Wasserphase entscheidend herabgesetzt. Während die Behandlung der Emulsion mit LeichtfLüssigkeits-Abscheider, Koaleszenzfi lter und Adsorptionsmitteln wie Aktivkohle Restölgehalte in der Wasserphase weit über dem gesetzlichen Grenzwert für die Einleitf higkeit hinterläßt, führt die Vorbehandlung mit Kohlendioxid zu ölgehalten unterhalb den gesetzlich zulässigen Höchstwerten. Insgesamt handelt es sich um ein technisch einfaches Verfahren, das auch bei kleinen Mengen entsprechender Abwässer w rtschaftlich eingesetzt werden kann.

Zum Spalten von öl-in-Wasser-Emulsionen kann man diese auch zunächst bei

Raumtemperatur mit Kohlendioxidgas unter Druck sättigen und anschließend bis unter ihren Gefrierpunkt abkühlen. Nach dem Auftauen des gefrorenen

Materials erfolgt eine Phasentrennung der wäßrigen von der organischen

Phase.

Vorteilhaft ist dabei der niedrigere Energieeinsatz, falls sich ein Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung aufgrund der Anlagengröße oder aufgrund entsprechender Umgebungsbedingungen, z.B. Chargenbetrieb der Anlage entsprechend wechselnder niedriger Außentemperaturen im Freien, nicht lohnt.

Dieses Verfahren kann auch kontinuierlich betrieben werden, indem das zu spaltende Material zunächst mit Kohlendioxid imprägniert, anschließend in einer kontinuierlich arbeitenden elektrischen Eiswürfelmaschine gefroren und danach mittels der Abwärme des Eiswürfelbereiters wieder aufgetaut wird.

Zum Reinigen öliger oder fettiger Teile werden die Teile zunächst mit einem Reinigungsmittel auf wäßriger Basis gewaschen. Das Reinigungsmittel ist erfindungsgemäß von vorneherein derart konzipiert, daß die bei der Reinigung entstehende Emulsion aus Reinigungsmittel, öl oder Fett und Wasser mit Kohlendioxid leicht gespalten werden kann. Dabei wird unter leichter Spaltbarkeit verstanden, daß die mit Kohlendioxid unter Druck gesättigte Emulsion bis zur Phasentrennung nur wenig oder überhaupt nicht erhitzt werden muß. Die aufsteigende organische Phase wird abgeskimmt oder über einen ölabscheider abgetrennt. Die Wasserphase wird mit frischem Reinigungsmittel nachgeschärft und wiederverwendet. Als Reinigungsmittel werden anionische Tenside wie Carboxylate, Sulfate oder Sulfonate oder Metallhydroxide bzw. Kombinationen hieraus eingesetzt. 1

Bei den heutzutage gebräuchlichen Teilewaschanlagen werden die entstehenden ölhaltigen Waschlaugen entweder als Sondermüll entsorgt oder nach den bekannten Methoden der Emulsionsspaltung aufgearbeitet. Die c diesbezüglich entstehenden Nachteile sind weiter oben beschrieben. Auch solche Emulsionen können mittels Kohlendioxid und Wärme gespalten werden.

Erf ndungsgemäß wird daher weiter vorgeschlagen, die zu spaltende Emulsion, auf leichte Spaltbarkeit hin optimiert, dadurch herzustellen,

, r- daß der als Amulgator wirkende Reiniger so ausgewählt wird, daß die mit dem öl oder Fett entstehende Emulsion möglichst geringe Stabilität gegenüber einer Spaltung mit Kohlendioxid und Wärme hat. Durch Wärme allein sollte diese Emulsion dabei nicht spaltbar sein, da die Waschprozesse selbst günstigerweise bei erhöhter Temperatur betrieben

, -- werden. Als Reinigungsmittel werden anionische Tenside wie Carboxylate,

Sulfonate, Sulfate, Metallhydroxide oder Kombinationen hieraus eingesetzt. Nicht ionische oder kationische Tenside sind in der Regel weniger geeignet.

Die bei der Spaltung anfallende Spaltwasserphase kann erfindungsgemäß mit 0 Reinigungsmitteln nachgeschärft werden und als Reinigungsmittel wiederverwendet werden. Einer Aufsalzung dieser im Kreislauf geführten Wasserphase kann dadurch begegnet werden, daß in dem als Ionenpaar vorliegenden Reinigungsmittel das Kation so gewählt wird, daß bei der _j- Behandlung mit Kohlendioxid ein schwerlösliches Carbonat gebildet wird. Z.B. bildet Calcium mit Kohlendioxid Calciumcarbonat. Das aus der im Kreislauf geführten Spaltwasserphase ausfallende Carbonat kann zusammen mit der aufschwimmenden ölphase oder durch Abfiltrieren kontinuierlich entfernt werden. 0

In der Zeichnung ist der Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Ausführungsbeispiels einer Spaltanlage schematisch dargestellt.

5 Eine zu spaltende Emulsion wird aus einem druckdichten Behälter 1 durch ein Ventil 2 wie ein Rückschlagventil in einen zur Kohlensäureanreichung dienenden Kreislauf 4 geleitet. Der Kreislauf 4 wird aus einer Flasche 5 mit Kohlendioxid versorgt. Für die Durchmischung zum Bilden einer gesättigten Lösung sorgt eine

Kreiselpumpe 3, welche die Emulsion unter Druck im Kreislauf 4 pumpt. Ein

Teilstrom der Emulsion wird durch eine Wendel 6, die mit Hilfe eines

Thermostaten 7 erhitzt wird, geleitet.

Durch eine einstellbare Druckhaltedrossel 8 wird die gespaltene Emulsion in einen Behälter 9 abgelassen, wo sich Wasserphase 10 und ölphase 11 trennen.

Ein Ventil 12 ist als Rückschlagventil ausgebildet und zwischen dem zur Kohlensäureanreicherung dienenden Kreislauf 4 und der zum Erhitzen der zu spaltenden Emulsion dienenden Wendel 6 angeordnet.

Claims

- A2 -Patentansprüche:

1. Verfahren zum Spalten von Emulsionen od.dgl., beispielsweise verbrauchter Kühlschmiermittel, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Emulsion, die neben Hilfsstoffen im wesentlichen aus öl, Wasser sowie einem anionischen Emulgator oder einer Emulgatorkombination aus anionischen und nicht ionischen Tensiden besteht, entweder mit Kohlendioxyd unter Druck gesättigt oder mit kohlensäurehaltigem Wasser versetzt wird und durch anschließendes oder vorangehendes langsames Erhitzen und/oder Abkühlen in eine organische und eine wäßrige Phase gespalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Recycling verbrauchter Kühlschmiermittel die abgeschiedene organische Phase mittels Separator und/oder Filtration gereinigt und durch anschließende Zugabe von wäßrigem Metallhydroxid in den wasserlöslichen Zustand gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallhydroxid ausgewählt wird, dessen entsprechendes Carbonat schlecht wasserlöslich ist, so daß bei Kreislaufführung die zugeführten Hydroxide als Carbonate ausgefällt und abfiltriert werden und es dadurch nicht zu einer Aufsalzung des wiederverwendeten Spaltwassers kommt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlendioxid zur Anreicherung bei etwa 4 bis 10 bar Druck zugeführt und die angereicherte Emulsion mit Ultraschallwellen unter Aufrechterhaltung des Druckes beschallt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spalten verbrauchter Kühlschmiermittel eine Emulsion, die neben Hilfsstoffen im wesentlichen aus ÖL, einem anionischen Emulgator oder einer Emulgatorkombination aus anionischen und nichtionischen Tensiden besteht, in einem Überdruckgefäß mit Kohlendioxid gesättigt oder mit kohlensaurem Wasser angereichert und gleichzeitig einer elektrischen Behandlung mit dem Ziel einer Emulsionsspaltung ausgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Behandlung mittels einer Spannung bis 220 Volt Gleichstrom oder Wechselstrom erfolgt, wobei bei Wechselstrom vorzugsweise die übliche Netzfrequenz verwendet wird, die an zwei inerte Ele troden aus z.B. Titan, mit einem Abstand von einigen Zentimetern zueinander, angelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektroden sich auflösende Opferelektroden verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Waschen öliger oder fettiger Teile als Reinigungsmittel einer Teilewaschanlage das Calciumsalz eines anionischen Tensides wie Carboxylat, Sulfat oder Sulfonat oder Calciumhydroxid oder Kombinationen hieraus eingesetzt wird und diese nach Aufnahme der abzureinigenden öle oder Fette mit Kohlendioxid unter Druck gesättigt und durch Wärmezufuhr gespalten werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spalten von öl-in-Wasser-Emulsionen die Emulsion zunächst mit Kohlendioxid bei einem Druck von vorzugsweise 1 bis 6 bar gesättigt, dann unter ihren Gefrierpunkt bis zum Erstarren abgekühlt und anschließend wieder aufgetaut wird.