Физико-химические методы разрушения эмульсий
Способы разрушения эмульсий, которые сопровождаются явлениями седиментации и коалесценции. Осаждение под действием силы тяжести или центробежных сил. Полное разрушение эмульсии с выделением компонентов в чистом виде (коалесценция), стадии процесса.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2019 |
| Размер файла | 14,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Физико-химические методы разрушения эмульсий
Лабинцева В. С.
Множество технологических процессов основывается на деэмульгировании - разрушении эмульсий, например, обезвоживание сырой нефти, очистка сточных вод и другие процессы.
Существует два способа разрушения эмульсий, которые сопровождаются явлениями седиментации и коалесценции.
1. Седиментация.
По экспериментальным данным на реальных объектах (например, отделение сливок от молока), не происходит полного разрушения эмульсии, а образуются две эмульсии, одна из которых богаче дисперсной фазой.
Капля радиусом r и плотностью с будет всплывать в более тяжелой жидкости с плотностью с0 и вязкостью з со скоростью Uсед по уравнению Стокса:
Uсед = 2gr2(с- с0)/9з
При с > с0 капля опустится на дно под действием силы тяжести. Таким образом, осаждение капель в эмульсии - следствие образования больших капель и большого различия в плотностях жидкостей. Для ускорения процесса седиментации применяют центрифугирование.
2. Коалесценция. Полное разрушение эмульсии с выделением компонентов в чистом виде называется коалесценцией. Этот процесс происходит в две стадии, которые представлены в таблице 1.
эмульсия разрушение коалесценция
Таблица 1 - Стадии процесса коалесценции
|
1)флокуляция |
капли дисперсной фазы образуют агрегаты, легко распадающиеся при слабом перемешивании. |
|
|
2)собственно коалесценция |
капли в агрегате сливаются в одну большую каплю; процесс необратим, так как для разрушения больших капель на малые и воссоздания эмульсии требуется сильное перемешивание. |
Техника разрушения эмульсий. В промышленности эмульсии разрушают:
термическими методами;
химическими методами;
электрическими методами;
осаждением под действием силы тяжести или центробежных сил.
Используют и несколько методов одновременно.
Термические методы разрушения:
а) повышение температуры;
Многие эмульсии можно разделить на составляющие их компоненты нагреванием до высокой температуры с последующим отстаиванием. Предполагается, что нагревание ускоряет химические реакции, могущие протекать в эмульсиях, изменяет природу поверхностного слоя, уменьшает вязкость. Таким образом, создаются условия, благоприятные для распада эмульсии.
б) понижение температуры.
В процессе замораживания зарождаются кристаллы льда, которые растут, захватывая воду. Масляные капли (эмульсия Й рода) сжимаются. Кроме того, может кристаллизоваться в отдельных участках эмульсии любая растворенная соль. При этом разрываются оболочки, которые предотвращают коалесценцию. Замораживанию противостоят только эмульсии, в которых капли окружены жесткой оболочкой (например, молочные сливки), но и они являются неустойчивыми при длительном хранении в условиях низкой температуры. Химические методы разрушения:
а) «растворение» защитных пленок;
Действие методов заключается в удалении барьеров, препятствующих коалесценции. Химические вещества - деэмульгаторы - нейтрализуют действие защитного слоя (например, растворяют защитные пленки). Прямые эмульсии, стабилизированные эмульгаторами, можно разрушить добавлением электролитов с поливалентными ионами, которые не только сжимают ДЭС, но и переводят эмульгатор в малорастворимую в воде форму.
б) обращение эмульсий.
Эмульгатор можно нейтрализовать другим эмульгатором, способствующим образованию эмульсии обратного типа. Можно добавить вещество более поверхностно-активное, чем эмульгатор, само по себе не образующее прочных плёнок. Так, спирты (пентиловый, амиловый и т.д.) вытесняют эмульгаторы, растворяют их пленки и способствуют коалесценции. Для каждой эмульсии выбирают деэмульгатор, оказывающий оптимальное действие.
Электрические методы разрушения. Применение данного метода возможно в двух случаях:
когда капли заряжены;
когда они электронейтральны, но приобретают дополнительный дипольный момент, индуцируемый в постоянном или переменном электрическом поле. Происходит коалесценция диполей. Разрушение эмульсий электрическими методами осуществляется специальными аппаратами.
Осаждение под действием силы тяжести или центробежных сил
Таблица 3 - Виды осаждения.
|
а)отстаивание |
грубые эмульсии, содержащие капли больших размеров (например, нефтяные) выдерживают в отстойнике, но при этом капли мелких размеров остаются во взвешенном состоянии; время отстаивания - около 1 часа. |
|
|
б)использование центрифуг |
в них более тяжелая жидкость выталкивается к периферии и отводится, а более легкая жидкость собирается вблизи центра; продолжительность операции - несколько минут, данный метод является наиболее эффективным. |
Вывод
Проблема деэмульгирования в промышленности также важна, как и проблема получения эмульсии. При производстве масла и сливок из молока важны стабилизаторы, улучшающие процесс эмульгирования, тогда как очистка сточных вод, очищение от эмульсий трущихся механических частей оборудования ставит проблему разрушения эмульсий, и технологческое решение этих задач требует грамотного подхода, основанного на теории строения и свойств дисперсных систем.
Список используемой литературы и источников
Боровская Л.В. Электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины» Учебное пособие. ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР» Депозитарий электронных изданий. Москва 2010 .
Транспортировка и хранение скоропортящихся пищевых продуктов. Данилин В.Н., Петрашев В.А., Боровская Л.В.// Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1996. № 1-2. С. 7
Способ очистки подмыльных щелоков. Данилин В.Н., Доценко С.П., Косачев В.С., Боровская Л.В. Патент на изобретение RUS 2103339 29.12.2008.
Исследование студней на основе каррагинана и пектина методом дифференциальной сканирующей калориметрии./Барашкина Е.В., Тамова М.Ю., Боровская Л.В., Миронова О.П. /Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2003. № 4. С. 85-86.
Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Высш. шк., 1992. 414 с.
...Подобные документы
Загрязнение вод нефтепродуктами. Понятие, виды и классификация эмульсий; их устойчивость. Математическая модели и механизм протекания коалесценции. Преимущества применения мембранных методов и ультрафильтрации для удаления нефтепродуктов из сточных вод.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 11.07.2014Физико-химические основы процессов приготовления восковых эмульсий. Основные представления о структурно-коллоидных свойствах восковых эмульсий как нефтяных дисперсных системах. Добавки специального назначения. Роль эмульгатора в стабилизации системы.
курсовая работа [205,2 K], добавлен 09.04.2015Определение и классификация эмульсии; характеристика эмульгаторов. Виды нестабильности и неустойчивости эмульсий; омыление, окисление, гидролиз компонентов, их взаимодействия между собой и с материалом упаковки. Рассмотрение стабилизирующего действия.
презентация [514,8 K], добавлен 28.08.2014Определение понятий "паста", "структура". Коагуляционная структура паст, ее свойства. Методы получения паст и методы разрушения их структуры. Классификация эмульсий, их агрегативная устойчивость. Пены. Классификация суспензий, их отличительные признаки.
реферат [31,3 K], добавлен 22.01.2009Получение эмульсии типа "м/в" и "в/м" с различными эмульгаторами. Оценка эффективности эмульгатора по гидрофильно-липофильному балансу, алгоритм определения его типа. Критические лиофильные эмульсии. Разрушение эмульсии, методы определения ее типа.
лабораторная работа [407,7 K], добавлен 13.12.2011Классификация и область применения промышленных взрывчатых веществ. История появления эмульсионных взрывсистем. Безопасность при производстве, хранении, транспортировании и применении ПВВ. Теплота взрыва, работоспособность и чувствительность эмульсии.
дипломная работа [597,5 K], добавлен 11.07.2014Процессы разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, виды коррозионных разрушений. Процесс химической коррозии. Электрохимическая коррозия под действием внутренних макро- и микрогальванических пар. 3ащита металлов от коррозии.
реферат [303,4 K], добавлен 16.10.2011Основы метода обращенной газовой хроматографии. Газовая хроматография - универсальный метод качественного и количественного анализа сложных смесей и способ получения отдельных компонентов в чистом виде. Применение обращенной газовой хроматографии.
курсовая работа [28,9 K], добавлен 09.01.2010Коррозия как самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий под химическим воздействием окружающей среды. Неагрессивные, среднеагрессивные коррозионные среды. Защита чугунных и стальных водяных труб от разрушения. Свойства покрывающих металлов.
презентация [940,8 K], добавлен 24.03.2013Эмульсии. Условия их образования, классификация и свойства. Примеры эмульсий среди продуктов питания. Коагуляция дисперсной системы. Скорость коагуляции. Причины, вызывающие процесс самопроизвольной коагуляции. Адсорбционная хроматография. Теплоты нейтрал
контрольная работа [544,2 K], добавлен 25.07.2008Физико-химические константы углеводородов нефти, показатель преломления. Спектральные методы идентификации и анализа углеводородов и других компонентов нефти и газа. Молекулярная, инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия. Значения волновых чисел.
реферат [3,7 M], добавлен 06.10.2011Причины почвенной коррозии - разрушения металла под воздействием агрессивной почвенной среды. Факторы, определяющие коррозионную агрессивность почвы, методы защиты. Подверженность коррозии различных металлов. Схема коррозии подземного трубопровода.
презентация [210,1 K], добавлен 16.05.2016Отрицательное влияние фильтрата технологических жидкостей. Образование стойких водонефтяных эмульсий и нерастворимых солей и интенсификация проявления капиллярных сил. Схема деформации капли нефти при её сдвиге в капилляре. Эффект Жамена, скин-фактор.
презентация [2,4 M], добавлен 16.10.2013Основные процессы, происходящие на стадии замачивания ячменя. Активация и синтез заново технологически значимых ферментов и растворение эндосперма под их действием с целью подготовки к переработке в процессе пивоварения. Процесс сушки солода, его стадии.
контрольная работа [26,0 K], добавлен 03.06.2017Состав катионов первой аналитической группы; действие на них группового реактива. Химические свойства катионов II группы; их взаимодействие с органическими реагентами. Осаждение катионов III группы в виде сульфатов, а IV и V - в виде гидроксидов.
презентация [254,1 K], добавлен 28.10.2014Особенности применения методов выделения, отгонки и осаждения для определения содержания в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, витаминов и других компонентов. Требования, предъявляемые к осадкам в гравиметрическом анализе.
презентация [10,4 K], добавлен 27.02.2012Химические методы получения тонких пленок. Способы получения покрытий на основе нитрида алюминия. Преимущества газофазной металлургии. Сущность электрохимического осаждения, процесса газового анодирования. Физикохимия получения пленочных покрытий.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 22.06.2011История создания препарата "Дибазол". Строение, физико-химические свойства и способы получения лекарственного средства в виде раствора для инъекций. Методы определения дибазола: качественный и количественный анализ, фотометрия; прозрачность, цветность.
дипломная работа [380,0 K], добавлен 13.08.2016Анализ комплексного соединения гексанитрокобальтата (III) натрия и изучение его свойств. Химическая связь и строение иона Co(NO2) с позиции валентных связей. Физические и химические свойства данного вещества. Способы разрушения комплексного иона Co(NO2).
курсовая работа [417,9 K], добавлен 13.11.2010Понятие анализа в химии. Виды, этапы анализа и методы: химические (маскирование, осаждение, соосаждение), физические (отгонка, дисцилляция, сублимация) и физико-химические (экстракция, сорбция, ионный обмен, хроматография, электролиз, электрофорез).
реферат [26,4 K], добавлен 23.01.2009
