Види колоїдних систем. Поверхнево-активні речовини. Суспензії. Емульсії. Піни, страница 10

Проблема деемульгування не менш важлива, чим проблема одержання емульсій. Деемульгування лежить в основі багатьох технологічних процесів, наприклад, виробництва масла й вершків з молока, каучуков з ла-тексов і т.д. На деемульгуванні засноване зневоднювання сирої нафти, зміст води в якій необхідно знизити з 10-60% до 1%, очищення стічних вод і багато інших важливих процесів.

Руйнування емульсій може бути досягнуто двома шляхами: седиментацією й коалесценцією.

СЕДИМЕНТАЦІЯ

Седиментація спостерігається, наприклад, при відділенні вершків від молока. При цьому не відбувається повного руйнування емульсії, а утворяться дві емульсії, одна йз яких богаче дисперсною фазою. Так, у звичайному молоці втримується 8-10% жиру, а у вершках — 30-35%. Відомо, що крапля радіусом г і щільністю р буде спливати в більше важкій рідині із щільністю ро й в'язкістю ц зі швидкістю З/_Сивий, котра визначається рівнянням СтоксаТаким образом, осадження крапель в емульсії — седиментація — є наслідок утворення більших крапель і великого розходження в плотностях рідин. Для типових емульсій г й 1 мкм; ро - р. « 0,2 г/см³; л = 0,01 Па й швидкість має порядок декількох сантиметрів у добу. Щоб прискорити процес, наприклад, для одержання масла, звичайно застосовують центрифугирование, де відцентрове прискорення більш ніж в 100 разів перевищує прискорення вільного падения

КОАЛЕСЦЕНЦІЯ

Коалесценція — повне руйнування емульсії, коли виділяються в чистому виді окремі компоненти. При руйнуванні емульсії мають місце дві стадії: флокуля-ция й властиво коалесценцина першої стадії краплі дисперсної фази утворять агрегати, які легко розпадаються при слабкому перемішуванні. На другій стадії краплі в агрегаті зливаються в одну більшу краплю. Цей процес необоротний у тому розумінні, що для руйнування більших крапель на малі й відтворення емульсії потрібно дуже сильне перемішування. Поділ фаз при коалесценції видно неозброєним оком.

ТЕХНІКА РУЙНУВАННЯ ЕМУЛЬСІЙ

У промислових масштабах емульсії руйнують:

•  хімічними методами;

•  термічними методами;

•  осадженням під дією сили ваги або відцентрових сил;

•  електричними методами.

Часто використають кілька методів одночасно.

Хімічні методи руйнування. Дія цих методів полягає у видаленні бар'єрів, що перешкоджають коалесценції. Хімічні речовини - деэмульгаторы нейтралізують дія захисного шару, наприклад, сірковуглець і четыреххлористый вуглець розчиняють захисні плівки. Прямі емульсії, стабілізовані емульгаторами, можна зруйнувати додаванням електролітів з полівалентними іонами. Такі іони не тільки стискають ДЭС, але й переводять эмульгатор у малорастворимую у воді форму.

Эмульгатор можна нейтралізувати іншим эмульгатором, що сприяє утворенню емульсії зворотного типу. Можна додати речовина більше поверхнево^-активне, чим эмульгатор, що саме не утворить міцних плівок. Наприклад, спирти (пентиловый, амиловый і т.д.) витісняють эмульгаторы, розчиняють їхньої плівки й сприяють коалесценції.

Для кожної емульсії вибирається «свій» деемульгатор, що робить оптимальна дія.

Термічні методи руйнування. Багато емульсій можна розділити на складові їхнього компонента нагріванням до високої температури з наступним відстоюванням. Імовірно, нагрівання прискорює хімічні реакції, які можуть протікати в емульсіях, змінює природу поверхневого шару, зменшує в'язкість. Таким чином, виникають умови, сприятливі для розпаду емульсії В процесі заморожування зароджуються кристали льоду, які потім ростуть, захоплюючи воду. Масляні краплі (якщо емульсія М/В) стискуються. Крім того, будь-яка розчинена сіль в окремих ділянках емульсії може кристалізуватися. При цьому розриваються оболонки, які запобігають коалесценції. Протистоять заморожуванню тільки емульсії, у яких краплі оточені твердою оболонкою, наприклад молочні вершки, але й вони є нестійкими при тривалому зберіганні в умовах низької температури.