Ich werde routinemäßig gefragt, ob ein Geschirrspüler zu einem Fettabfangjäger oder direkt zum Sanitärkanal geleitet werden soll. Eines der Hauptanliegen scheint das Vorhandensein von Reinigungsmitteln in Spülmaschinenabwässern zu sein und wie dies einen Fettabfangjäger „scheuern“ könnte. Lassen Sie uns überprüfen, wie die Emulgierung funktioniert, um Verwirrung darüber zu beseitigen, wo das Abwasser aus einer Geschirrspülmaschine abgeführt werden soll.
Hier ist ein Glas mit Wasser und öl., Eigentlich hat es vier verschiedene Öle – Raps, Mais, Gemüse und Oliven. Dies war Teil einer Demonstration, die ich im vergangenen Januar auf dem runden Tisch Miami-Dade DERM zum Thema mechanische und chemische Emulgierung präsentierte.
Ich habe in der Demonstration vier verschiedene Öle verwendet, um zu veranschaulichen, dass alle Arten von Öl mit Wasser nicht mischbar sind, was bedeutet, dass Öl und Wasser bei der Zugabe keine homogene Mischung bilden können.
Also, hier sitzen Öl und Wasser in einem Glas zusammen, ohne sich zu vermischen., Der Hauptgrund, warum sie nicht mischbar sind, ist, dass Öl oleophil ist (eine Affinität zu Öl hat) und hydrophob ist (Wasser abweist). Wasser ist hydrophil (hat eine Affinität zu Wasser), aber oleophob (stößt Öl ab). Wenn Sie einen Wassertropfen auf eine ebene Fläche in der Nähe eines anderen Wassertropfens legen, bilden sie einen größeren Wassertropfen. Aber legen Sie einen Tropfen Öl neben diesen Tropfen Wasser und sie werden sich nie vermischen.
Wie bringt man Öl und Wasser zusammen? Die einfache Antwort ist, dass Sie eine Scherkraft hinzufügen müssen., Bei dieser Demonstration schüttelte ich das Glas einige Sekunden lang heftig.
So sah das Glas aus, nachdem ich die Scherkraft hinzugefügt hatte. Dies wird als MECHANISCHE Emulgierung bezeichnet. Das Problem bei der mechanischen Emulgierung ist, dass sie nicht stabil sind. Tatsächlich trennt sich diese Emulsion in nur ein oder zwei Minuten wesentlich.,
So sah die Emulsion in nur einer Minute und dreißig Sekunden aus. Warum ist nicht das ganze Öl getrennt? Die Antwort ist, dass nach dem Stokes-Gesetz eine Fettblase mit einem spezifischen Gewicht von 0,90 bei Raumtemperatur (68 Grad. F) mit einer Größe von 150 Mikron dauert eine Minute und drei Sekunden (0:1:03), um nur drei Zoll zu steigen., Die gleiche Blase mit einer Größe von nur 50 Mikrometern dauert neun Minuten und achtzehn Sekunden (0:9:18), um die gleiche Entfernung zu erreichen. Mit ausreichender Zeit setzt sich das gesamte Ölvolumen oben im Wasser ab.
Als nächstes betrachten wir den Effekt des Hinzufügens von Seife. Lassen Sie uns zuerst verstehen, was Seife ist und wie es funktioniert. Nicht mischbare Flüssigkeiten haben eine Oberflächenspannung, die verhindert, dass sie sich ohne Scherkraft vermischen. Seifen und Reinigungsmittel werden als Oberflächenwirkstoffe oder Tenside bezeichnet, da sie die Oberflächenspannung zwischen nicht mischbaren Flüssigkeiten verringern., Sie sind amphiphil (mit einer Affinität für Öl und Wasser), weil sie oleophile Köpfe und hydrophobe Schwänze haben. Wenn sie richtig mit Öl und Wasser gemischt werden, erzeugen sie eine CHEMISCHE Emulsion.
Wenn ich nun Seife direkt in dieses Glas Öl und Wasser gieße, was wird wohl passieren? Vermuten Sie, dass die Seife bei Kontakt mit Öl und Wasser sofort eine Emulsion erzeugt?,
Wie Sie im Bild rechts sehen können, ging die Seife (Dawn), die ich in das Glas gegossen habe, direkt durch die Ölschicht, ohne das Öl und Wasser zu emulgieren. Warum glauben Sie, dass das so ist? Etwas fehlt! Wir brauchen eine Scherkraft, um die Emulsion zu erzeugen. Was ist die Scherkraft, die in diesem Glas existiert? Richtig, es gibt keine.,
Aber was ist, wenn ich das Glas schüttle? Korrigieren Sie erneut, indem Sie das Glas schütteln, um eine Scherkraft zu erzeugen, die eine stabile chemische Emulgierung erzeugt.
Betrachten wir nun die Wirkung von Emulsionen in einem Fettabfangjäger. Wenn wir Seife direkt in einen Fettabfangjäger gießen würden, was würde passieren? Was ist die Scherkraft innerhalb eines Fettabfangjägers, die die Emulsion verursachen würde, von der viele annehmen, dass sie auftritt?, Die Antwort hängt von der Art des Fettabfangjägers ab, mit dem wir es zu tun haben.
Hyrdomechanische Fettabfangjäger (HGI) müssen eine laminare Strömungsumgebung schaffen, um in der zweiminütigen Verweilzeit, in der die meisten Geräte getestet, bewertet und zertifiziert sind, eine effiziente Trennung von frei schwimmendem Fett zu bewirken. Eine laminare Strömungsumgebung ist turbulent frei und fließt in gleichmäßigen Schichten. Es gibt keine Scherkraft in einer laminaren Strömungsumgebung.,
Detergenzien, die in einem Abfallstrom gelöst sind, der in ein HGI eintritt, ruhen entweder an der Schnittstelle zwischen dem gesammelten NEBEL und Wasser oder werden in das Abwasser abgegeben, das den Abfangjäger verlässt. Ohne eine Scherkraft, um eine Emulsion zwischen dem gesammelten Fett und dem Wasser zu erzeugen, ist das Tensid impotent.
Dasselbe gilt nicht für Schwerkraftfettabfangjäger (GGI). Studien haben bestätigt, dass diese Geräte bei höheren Durchflussraten an Kurzschlüssen infolge von Hochgeschwindigkeitszonen und Turbulenzen leiden., Turbulenz ist eine Scherkraft innerhalb von GGIs. Das Standarddesign, während es eine große Wassermenge hat, kontrolliert den Zufluss nicht, um Turbulenzen zu entfernen und laminare Strömung zu erzeugen, weshalb sie kurzschließen.
Deshalb empfehle ich, Geschirrspülmaschinen an zertifizierte HGIs, aber nicht an GGIs zu leiten! Ich werde in einem anderen Blog auf Temperatur kommen.