![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Способы разрушения эмульсий
Проблема деэмульгирования не менее важна, чем проблема получения эмульсий. Деэмульгирование лежит в основе многих технологических процессов, например, производства масла и сливок из молока, каучуков из латексов и т. д. На деэмульгировании основано обезвоживание сырой нефти, содержание воды в которой необходимо снизить с 10 – 60% до 1%, очистка сточных вод и многие другие важные процессы. Разрушение эмульсий может быть достигнуто двумя путями: седиментацией и коалесценцией.
СЕДИМЕНТАЦИЯ
Седиментация наблюдается, например, при отделении сливок от молока. При этом не происходит полного разрушения.эмульсии, а образуются две эмульсии, одна из которых богаче дисперсной фазой. Так, в обычном молоке содержится 8 – 10% жира, а в сливках – 30 – 35%. Известно, что капля радиусом r и плотностью
Если
КОАЛЕСЦЕНЦИЯ
Коалесценция – полное разрушение эмульсии, когда выделяются в чистом виде отдельные компоненты. При разрушении эмульсии имеют место две стадии: флокуляция и собственно коалесценция. На первой стадии капли дисперсной фазы образуют агрегаты, которые легко распадаются при слабом перемешивании. На второй стадии капли в агрегате сливаются в одну большую каплю. Этот процесс необратим в том смысле, что для разрушения больших капель на малые и воссоздания эмульсии требуется очень сильное перемешивание. Разделение фаз при коалесценции видно невооруженным глазом.
ТЕХНИКА РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ
В промышленных масштабах эмульсии разрушают: • химическими методами; • термическими методами; • осаждением под действием силы тяжести или центробежных сил; • электрическими методами. Часто используют несколько методов одновременно. Химические методы разрушения. Действие этих методов заключается в удалении барьеров, препятствующих коалесценции. Химические вещества – деэмульгаторы нейтрализуют действие защитного слоя, например, сероуглерод и четыреххлористый углерод растворяют защитные пленки. Прямые эмульсии, стабилизированные эмульгаторами, можно разрушить добавлением электролитов с поливалентными ионами. Такие ионы не только сжимают ДЭС, но и переводят эмульгатор в малорастворимую в воде форму. Эмульгатор можно нейтрализовать другим эмульгатором, способствующим образованию эмульсии обратного типа. Можно добавить вещество более поверхностно – активное, чем эмульгатор, которое само не образует прочных пленок. Например, спирты (пентиловый, амиловый и т. д.) вытесняют эмульгаторы, растворяют их пленки и способствуют коалесценции. Для каждой эмульсии выбирается «свой» деэмульгатор, который оказывает оптимальное действие. Термические методы разрушения. Многие эмульсии можно разделить на составляющие их компоненты нагреванием до высокой температуры с последующим отстаиванием. Вероятно, нагревание ускоряет химические реакции, которые могут протекать в эмульсиях, изменяет природу поверхностного слоя, уменьшает вязкость. Таким образом, возникают условия, благоприятные для распада эмульсии. В процессе замораживания зарождаются кристаллы льда, которые затем растут, захватывая воду. Масляные капли (если эмульсия М/В) сжимаются. Кроме того, любая растворенная соль в отдельных участках эмульсии может кристаллизоваться. При этом разрываются оболочки, которые предотвращают коалесценцию. Противостоят замораживанию только эмульсии, в которых капли окружены жесткой оболочкой, например молочные сливки, но и они являются неустойчивыми при длительном хранении в условиях низкой температуры.
ОСАЖДЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ИЛИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ Грубые эмульсии, например нефтяные, содержат капли больших размеров. Для разделения жидкостей эмульсии выдерживают в отстойнике. Однако при этом мелкие капли остаются во взвешенном состоянии. Обычно время отстаивания составляет около 1 часа. Более эффективным является использование центрифуг. В них более тяжелая жидкость выталкивается к периферии и отводится, а более легкая жидкость собирается вблизи центра. Продолжительность операции составляет несколько минут.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ
Эти методы применимы в двух случаях: • когда капли заряжены; • когда они электронейтральны, но приобретают дипольный момент, индуцируемый в постоянном или переменном электрическом поле. В последнем случае происходит коалесценция диполей. Разрушение эмульсий электрическими методами осуществляется в специальных аппаратах.
|