Brevet FR2504819A1 — publié le 19821105

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour éliminer par désaération des gaz qui se sont dissous dans un liquide et auraient tendance à y demeurer. Certains liquides sont considérés comme peu intéressants lorsqu'ils contiennent des gaz dissous. Cela est par exemple le cas des solvants utilisés pour la chromatographie en phase liquide, des drogues ou médicaments ou des encres et huiles pour l'impression. Dans le cas d'un solvant utilisé pour la chromatographie en phase liquide, un résultat de haute précision ne peut être obtenu si les gaz dissous ne sont pas quasi-totalement éliminés du liquide, car des quantités, meme extrêmement faibles, de bulles (gaz dissous) engendrent des bruits proportionnels à l'augmentation de la sensibilité du détecteur. De même, la détérioration des drogues ou médicaments et des huiles s'accélère proportionnellement à la quantité des gaz qui y sont dissous. Pour résoudre ce problème, on utilise de façon classique un procédé par ébullition, un-procédé de mise sous vide ou un procédé par ultrasons pour éliminer par désaération les gaz dissous dans des liquides. Néanmoins, ces procédés classiques ne peuvent éliminer les gaz dissous jusqu'à ce que la teneur en ces gaz corresponde virtuellement à un niveau de non-existence, et ils présentent divers inconvénients et soulèvent diverses difficultés. Plus précisément, le procédé par ébullition, qui désaère des liquides par chauffage et ébullition, est dangereux et n'est pas applicable à un liquide inflammable. En particulier, il est désagréable et peu intéressant que ce procédé ne puisse s'appliquer à des liquides qui, comme les solvants organiques, voient leur nature et/ou leurs qualités changer sous l'effet d'un chauffage.De même, le procédé par application d'un vide ou d'une dépression,.qui effectue une désaération à l'aide d'un aspirateur ou d'un dispositif de mise sous dépression, présente les inconvénients suivants: il nécessite un réseau de distribution et d'évacuation de l'eau lorsqu'on utilise comme aspirateur une trompe à eau; des liquides à bas point d'ébullition risquent de bouillir sous pression réduite; de l'air peut s'introduire à nouveau dans des liquides après que ceux-ci ont fini d'être exposés à une dépression.De même, le procédé par ultrasons, qui désaére en exposant des liquides à des ondes ultrasoniques, présente également des inconvénients et soulève des diffi cultEs, car il exige un oscillateur à ondes ultrasoniques et doit également être mis en oeuvre conjointement avec le procédé de mise sous vide, en raison de son effet insuffisant de désaération. D'autres inconvénients associés à des procédés classiques consistent, par exemple, en ce que la mise en oeuvre de ces procédés ne peut être incorporée à l'utilisation d'un dispositif intégré comme celui de la chromatographie en phase liquide et, par conséquent, il faut introduire dans le dispositif des liquides dont la désaération a été effectuée en un lieu différent.De même, le traitement de désaération risque de perdre toute signification si les liquides ne sont pas soumis à un traitement de manutention approprié car, sinon, de l'air peut pénétrer à nouveau dans ces liquides. Pour éviter les inconvénients et résoudre les difficultés correspondant aux procédés classiques, la présente invention propose d'installer et de loger un récipient en résine synthétique, destiné à recevoir le liquide à traiter, dans une enceinte fermée de désaération, reliée par de la tubulure à un appareillage de mise sous pression réduite, et de faire passer dans ce récipient en résine synthétique un liquide contenant des gaz dissous et qui est à traiter par désaération pour éliminer précisément ces gaz.Il va sans dire que le procédé selon l'invention pour éliminer par désaération les gaz dissous dans un liquide est sûr et applicable à des liquides inflammables ou à des liquides présentant un bas point d'ébullition Ce procédé peut enlever quasi-totalement les gaz dissous et, en même temps, il peut s'incorporer facilement à un système intégré tel que celui de la chromatographie en phase liquide. Le récipient en résine synthétique selon l'invention peut avoir la forme d'un bac ouvert ou fermé comme une boite, ou d'un tube souple, ou d'un récipient dont une partie est constituée d'une mince membrane perméable aux gaz. La résine synthétique dont le récipient est constitué est avantageusement une résine fluorée et, plus particulièrement, du polytétrafluoréthylène. Ainsi, le récipient selon l'invention permet d'exposer le liquide à traiter à l'effet d'une pression réduite destinée à en provoquer la désaération. Des exemples nullement limitatifs de l'invention seront maintenant décrits plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe verticale d'un appareil selon la présente invention; la figure 2 est une coupe horizontale- de cet appareil; les figures 3 à 5 montrent divers exemples de récipients pour le liquide à traiter. Ce récipient est un tube à la figure 3, un bac ouvert à la figure 4 et un récipient dont la partie intéressante est une membrane perméable aux gaz sur la figure 5; La figure 6 est un schéma d'ensemble montrant comment un appareil selon la présente invention peut être incorporé à un système intégré; et les figures 7a à 7c sont des graphiques.La fi#gure 7(a) est un graphique montrant les résultats d'un examen au réfractomètre différentiel d'un liquide désaéré selon le procédé de la présente invention et qui est destiné à une chromatographie en phase liquide. La figure 7(b) montre les résultats de l'examen d'un liquide qui a été désaéré par un procédé classique, et la figure 7(c) est un graphique montrant les résultats de l'examen d'un liquide qui n'a pas du tout été désaéré. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, un récipient en résine synthétique doit répondre aux seules condi tions suivantes. Il ne doit pas être pénétré par un liquide (a) à traiter par désaération et il ne doit ni se dissoudre dans ce liquide (a), ni y pénétrer ou le contaminer. Ainsi, le récipient peut être constitué de ntimporte quelle résine synthétique ne subissant pas une pénétration par le liquide (a). Donc, on peut choisir de façon appropriée la matière du récipient selon le liquide (a) à désaérer.Cependant, parmi les résines synthétiques actuellement connues, il est intéressant de choisir une résine fluorée, notamment du polytétrafluoréthylène, car cette résine semble être la meilleure du point de vue de la résistance chimique, de la résistance thermique et de la résistance mécanique à l'écoulement du liquide. Le récipient peut prendre la forme d'un tube souple 1', comme indiqué sur les figures 1, 2 et 3, ou d'un bac 1 ouvert ou fermé comme sur la figure 4, ou bien d'un récipient constitué en partie d'une mince membrane 1"' perméable à du gaz, comme représenté sur la figure 5, tant que ce récipient peut permettre l'exposition du liquide (a) à l'effet d'une pression réduite (ou d'une dépression) afin d'en réaliser la désaération.Il va de soi que la résine constituant le tube 1', comme celle de la membrane 1"', est au moins relativement perméable au gaz à éliminer. Le récipient en résine synthétique est installé et logé dans une enceinte fermée pour la désaération. Cette enceinte peut prendre la forme d'un tube 2' (Figure 3) ou d'un bac fermé 2" (Figures 1, 2 et 4) ou d'un bac 2 dont un compartiment est relativement fermé et dont l'autre contient le liquide (a) et est ouvert à l'air libre ou, en tout cas, n'est pas fermé. L'enceinte 2 est en une résine synthétique ou en métal, et elle est reliée par une tubulure 3, disposée en un endroit approprié de cette enceinte, à un appareillage (non représenté sur les figures) destiné à mettre sous vide ou dépression l'intérieur de l'enceinte. Ainsi, la désaération d'un liquide à l'aide d'un récipient en résine synthétique ayant la forme d'un tube 1' (voir les figures 1 à 3) peut s'effectuer en continu en faisant passer le liquide (a) à désaérer dans le tube 1'. Ainsi, le liquide (a) introduit dans le récipient tubulaire 1' des figures 1 et 2 sera quasi-totalement désaéré et débarrassé des gaz dissous par le traitement que ce liquide (a) va subir pendant son passage entre l'entrée 4 et la sortie 5 du tube 1' qui peut, avantageusement, prendre la forme d'un serpentin. Le liquide (a) à désaérer peut également être conservé dans le récipient 1 qui a la forme d'un bac ouvert 1" ou comportant une mince membrane 1"' désaéré. Il ressort nettement de ces résultats que le liquide traité par le procédé et à l'aide de l'appareil selon la présente invention a -été quasi-totalement désaéré. La figure 6 montre l'incorporation de l'appareil selon la présente invention à un système intégré comportant un réfractomètre différentiel pour ~liquides de chromatographie. Sur la figure 6, (a) est un liquide (liquide témoin) à désaérer; A est l'appareil de désaération selon la présente invention; P est un dispositif faisant fonction de pompe; B est un réfractomètre différentiel et C un enregistreur. Le tube d'introduction du liquide témoin (a) dans la cellule optique du réfractomètre différentiel B est en une résine synthétique, et ce tube d'admission est logé et installé dans l'enceinte fermée pour la désaération. L'ensemble fonctionne de la façon suivante . Pendant le passage du liquide témoin(a)dans le tube d'admission, les gaz dissous dans ce liquide sont éliminés par désaération et le liquide témoin voulu est introduit continuellement et directement dans la cellule optique, Ce tube d'admission est ainsi l'équivalent du récipient tubulaire 1' en résine synthétique décrit ci-dessus.On voit sur la figure 6 que, à sa sortie du réfractomètre différentiel B, le liquide désaéré:b)parvient dans un réservoir D. On voit donc que, comme expliqué ci-dessus, la présente invention vise à éliminer, par désaération, les gaz dissous dans un liquide en transférant un liquide (a) à désaérer dans un récipient en résine synthétique installé et logé dans une enceinte fermée pour la désaération et qui est reliée par une tubulure 3 à un appareillage ou circuit de mise sous dépression. Ainsi, le liquide désaéré(b)peut, comme représenté sur la figure 6, sortir pour être recueilli dans un réservoir séparé D, ou bien il peut être facilement incorporé à un système intégré tel qu'un réfractomètre différentiel pour liquides de chromatographie. En outre, puisque la chaleur et la pression ne sont pas directement appliquées au liquide à désaérer, l'invention peut être appliquée de façon sûre à des liquides inflammables ou qui présentent un bas point d'ébullition. En plus de l'avantage spécifié, le procédé et l'appareil perméable à du gaz. On sait que la désaération peut alors être améliorée et/ou accélérée par chauffage ou agitation du liquide (a) à traiter. Lorsque le récipient en résine synthétique a la forme d'un tube 1', oh choisit dans une large mesure le diamètre interne, l'épaisseur de la paroi et la longueur de ce tube 1' selon les propriétés et le débit d'écoulement du liquide (a) à désaérer, selon le degré ou l'ampleur du vide à y créer et aussi selon la qualité et les caractéristiques, notamment mécaniques, de la résine synthétique constituant le récipient tubulaire 1'. Il va cependant de soi que le diamètre interne du tube 1' doit être faible, que sa paroi doit être aussi mince que possible et que la longueur du tube 1' doit être choisie telle que la désaération du liquide (a) s'effectue bien pendant le passage de ce liquide dans le tube 1'.Des essais ont notamment montré que lors de l'application de la présente invention à du liquide pour chromatographie, un diamètre interne de 0,2 à 12 mm et une épaisseur de paroi de 0,2 à 1,0 mm constituent des valeurs intéres santes. On a trouvé qu'une longueur de 10 mètres a donné une désaération quasi-parfaite dans le cas d'un tube 1' en résine de polytétrafluoréthylène moulée de 1,8 mm de diamètre interne et de 0,2 mm d'épaisseur lorsque le liquide (a) à désaérer a été de l'eau distillée circulant à un débit de 3 cm3 par minute et qui a été exposée à un vide correspondant à 700 mm de Hg. De même, dans un autre exemple, dans le cas d'un tube en résine de polyéthylène ayant un diamètre interne de 0,2 mm et une épaisseur de paroi de 0,2 mm, la meilleure longueur du tube pour désaéréer un liquide (a) constitué par du méthanol cir 3 culant à un débit de 3 cm par minute et exposé à un vide cor- respondant à 700 mm de Hg a été de 20 mètres pour obtenir une désaération quasi-totale du liquide. Les figures 7(a), (b) et (c) montrent des graphiques obtenus en soumettant un liquide, de l'eau distillée, à un examen dans les mêmes conditions par un détecteur qui est un réfractomètre différentiel pour liquides de chromatographie. La figure 7(a) montre le cas du liquide désaéré selon le procédé et avec l'appareil de l'invention. La figure 7(b) montre le résultat dans le cas d'un liquide désaéré par un procédé classique et la figure 7(c) les résultats de l'examen d'un liquide qui n'a absolument pas selon l'invention n'exigent pas la mise en oeuvre d'un équipement élaboré, mais peuvent enlever quasi-totalement les gaz dissous, en soumettant le liquide à un traitement réalisé à l'aide d'un appareil très simple. De plus, le récipient en résine synthétique et l'enceinte fermée pour la désaération peuvent être formés selon les désirs par un moulage réalisé en fonction du but visé. Un récipient en résine synthétique en forme de boite peut désaérer en une seule fois une grande quantité de liquide, cependant qu'un récipient en résine synthétique en forme de tube peut désaérer continuellement le liquide à traiter. De même, la présente invention peut permettre de réaliser une séparation vapeur-liquide dans le cas des liquides susceptibles de se gazéifier, et peut également permettre de séparer une très faible quantité de gaz dissous dans un liquide. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à l'appareil décrits et représentés. REVENDICATIONS 1. Procédé de désaération d'un liquide, caractérisé en ce que le liquide à traiter est transféré dabs un récipient en résine synthétique et y est exposé à une dépression afin d'éliminer du liquide, par désaération, les gaz qui étaient dissous dans ce liquide. 2. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, afin d'éliminer par désaération les gaz dissous dans un liquide, appareil caractérisé en ce que le liquide (a) à traiter est transféré dans un récipient en résine synthétique installé et logé dans une enceinte fermée (21;2"; 2''')pour la désaération et qui est reliée par une tubulure (3) à un circuit ou appareillage de mise sous vide. 3. Appareil de désaération selon la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient en résine synthétique a la forme d'un bac (1"). 4. Appareil de désaération selon la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient en résine synthétique a la forme d'un tube (1') perméable au gaz à éliminer. 5. Appareil de désaération selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie du récipient en résine synthétique a la forme d'une mince membrane (1"') perméable au gaz à éliminer. 6. Appareil de désaération selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le récipient (1'; 1"; 1"') est en une résine fluorée.