Jak działają emulsje mechaniczne i chemiczne

Jak działają emulsje mechaniczne i chemiczne

mam rutynowe pytanie, czy zmywarkę należy kierować do smaru czy bezpośrednio do kanalizacji sanitarnej. Jednym z głównych problemów wydaje się być obecność detergentów w ściekach ze zmywarek i sposób, w jaki może to „przeczyścić” smar przechwytujący. Sprawdźmy, jak działa emulsyfikacja, aby wyjaśnić niejasności dotyczące miejsca, w którym ścieki ze zmywarki powinny być odprowadzane.

oto słoik z wodą i olejem., W rzeczywistości ma cztery różne oleje-rzepak, kukurydza, warzywa i oliwa. Była to część demonstracji, którą zaprezentowałem podczas spotkania Okrągłego Stołu Miami-Dade DERM w styczniu ubiegłego roku na temat emulgowania mechanicznego i chemicznego.

użyłem czterech różnych olejów w demonstracji, aby zilustrować, że wszystkie rodzaje oleju są nie mieszalne z wodą, co oznacza, że olej i woda nie mogą tworzyć jednorodnej mieszaniny po dodaniu razem.

tak więc tutaj mamy olej i wodę siedzącą razem w słoiku bez mieszania ze sobą., Podstawowym powodem, dla którego są nie mieszalne, jest to, że olej jest oleofilny (ma powinowactwo do oleju) i hydrofobowy (odpycha wodę). Woda jest hydrofilowa (ma powinowactwo do wody), ale oleofobowa (odpycha olej). Jeśli umieścisz kroplę wody na płaskiej powierzchni w pobliżu innej kropli wody, utworzy ona większą kroplę wody. Ale umieść kroplę oleju obok kropli wody i nigdy nie będą się mieszać.

jak wymieszać olej z wodą? Prosta odpowiedź jest taka, że musisz dodać siłę ścinającą., W przypadku tej demonstracji potrząsnąłem gwałtownie słoikiem przez kilka sekund.

oto jak wyglądał słoik po dodaniu siły ścinającej. Nazywa się to emulgacją mechaniczną. Problem z emulsyfikacją mechaniczną polega na tym, że nie są one stabilne. W rzeczywistości ta emulsja znacznie się oddzieli w ciągu zaledwie minuty lub dwóch.,

tutaj jest jak wyglądała emulsja w ciągu jednej minuty i trzydziestu sekund. Dlaczego olej nie jest rozdzielony? Odpowiedź jest taka, że zgodnie z prawem Stokesa, bańka smaru o ciężarze właściwym 0,90 w temperaturze pokojowej (68 stopni. F) przy wielkości 150 mikronów zajmie minutę i trzy sekundy (0:1:03), aby wzrosnąć zaledwie o trzy cale., Ten sam bąbel o rozmiarze zaledwie 50 mikronów zajmie dziewięć minut i osiemnaście sekund (0:9:18), aby wznieść się na tę samą odległość. Z wystarczającym czasem cała objętość oleju osiądzie na górze wody.

następnie rozważmy efekt dodawania soap. Najpierw zrozummy, czym jest mydło i jak działa. Nie mieszające się ciecze mają napięcie powierzchniowe, które zapobiega ich mieszaniu się ze sobą bez siły ścinającej. Mydła i detergenty nazywane są powierzchniowo działającymi środkami powierzchniowo czynnymi, ponieważ zmniejszają napięcie powierzchniowe między Nie mieszającymi się cieczami., Są amfifilowe (mają powinowactwo zarówno do oleju, jak i wody), ponieważ mają oleofilowe głowy i hydrofobowe ogony. Odpowiednio zmieszane z olejem i wodą tworzą emulsję chemiczną.

teraz, jeśli wlej mydło bezpośrednio do tego słoika z olejem i wodą, co myślisz, że się stanie? Czy podejrzewasz, że mydło po kontakcie z olejem i wodą natychmiast utworzy emulsję?,

jak widać na zdjęciu po prawej, mydło (Dawn), które wlałem do słoika, przeszło przez warstwę oleju bez emulgowania olej i woda. Jak myślisz, dlaczego tak jest? Czegoś brakuje! Potrzebujemy siły ścinającej, żeby stworzyć emulsję. Jaka jest siła ścinająca, która istnieje w tym słoiku? Zgadza się, nie ma żadnego.,

ale co jeśli I potrząsnąć słoikiem? Popraw ponownie, potrząsając słoikiem dodaje siłę ścinającą, tworząc stabilną emulgację chemiczną.

rozważmy teraz działanie emulsji w smarze. Co by się stało, gdybyśmy wlali mydło bezpośrednio do smaru przechwytującego? Jaka jest siła ścinająca wewnątrz smaru, która mogłaby spowodować powstanie emulsji?, Odpowiedź zależy od rodzaju smaru, z którym mamy do czynienia.

Hyrdomechanical grease interceptors (HGI) muszą tworzyć środowisko przepływu laminarnego, aby zapewnić skuteczne oddzielanie smaru swobodnie pływającego w dwuminutowym czasie przebywania, do którego większość urządzeń jest testowana, oceniana i certyfikowana. Środowisko przepływu laminarnego jest burzliwe i płynie w równych warstwach. W środowisku przepływu laminarnego nie ma siły ścinającej.,

detergenty rozpuszczone w strumieniu odpadów wprowadzanym do HGI spoczywają na styku zebranej mgły z wodą lub są odprowadzane do ścieków opuszczających Urządzenie przechwytujące. Bez siły ścinającej, aby utworzyć emulsję między zebranym smarem a wodą, środek powierzchniowo czynny jest impotentem.

tego samego nie można powiedzieć o Gravity grease interceptors (GGI). Badania potwierdziły, że przy wyższych prędkościach przepływu urządzenia te cierpią na zwarcie w wyniku stref dużej prędkości i turbulencji., Turbulencja jest siłą ścinającą wewnątrz GGIs. Standardowa konstrukcja, mając dużą objętość wody, nie kontroluje napływu, aby usunąć turbulencje i utworzyć przepływ laminarny, dlatego zwarcie.

dlatego polecam przekierowanie zmywarek do certyfikowanych HGIs, ale nie do GGIs! Przejdę do tematu na innym blogu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *