Vo vode rozpustné deemulgátory hrajú kľúčovú úlohu v rôznych priemyselných odvetviach, kde sú prítomné emulzie. Emulzie sú zmesou dvoch nemiešateľných kvapalín, typicky oleja a vody, kde jedna kvapalina je dispergovaná v druhej vo forme kvapiek. Tieto emulzie možno nájsť pri výrobe ropy, čistení odpadových vôd a mnohých ďalších procesoch. Ako dodávateľ vo vode rozpustných deemulgátorov je pochopenie toho, ako tieto deemulgátory interagujú s rôznymi typmi emulzií, nevyhnutné na poskytovanie efektívnych riešení našim zákazníkom.
Základy emulzií a deemulgátorov
Predtým, ako sa ponoríme do interakcie medzi vo vode rozpustnými deemulgátormi a rôznymi typmi emulzií, je dôležité pochopiť povahu emulzií a ako deemulgátory fungujú. Emulzie sú stabilizované emulgačnými činidlami, čo sú látky, ktoré znižujú povrchové napätie medzi dvoma nemiešateľnými kvapalinami a zabraňujú zhlukovaniu kvapiek. Tieto emulgátory môžu byť prírodné látky, ako sú fosfolipidy alebo syntetické povrchovo aktívne látky.
Na druhej strane deemulgátory sú chemikálie, ktoré sú navrhnuté tak, aby narušili stabilitu emulzií a oddelili dve fázy. Vo vode rozpustné deemulgátory sú obzvlášť užitočné v aplikáciách, kde je spojitou fázou voda. Účinkujú tak, že sa adsorbujú na rozhraní olej – voda, vytláčajú emulgátory a znižujú medzifázové napätie. To umožňuje, aby sa kvapky oleja spojili a oddelili od vodnej fázy.
Interakcia s emulziami typu olej vo vode (O/W).
Emulzie typu olej vo vode sú bežné v mnohých priemyselných procesoch, ako je spracovanie potravín, kozmetika a niektoré operácie výroby oleja. V emulzii olej vo vode sú kvapky oleja dispergované v spojitej vodnej fáze.
Keď sa do emulzie olej/voda pridá vo vode rozpustný deemulgátor, najprv difunduje cez vodnú fázu smerom k rozhraniu olej – voda. Akonáhle sú na rozhraní, molekuly deemulgátora sa adsorbujú na povrch kvapôčok oleja. Hydrofilná časť molekuly deemulgátora zostáva vo vodnej fáze, zatiaľ čo hydrofóbna časť preniká do olejovej fázy.
Tento adsorpčný proces narúša existujúci medzifázový film vytvorený emulgačnými činidlami. Molekuly deemulgátora môžu súťažiť s emulgačnými činidlami o dostupný povrch na rozhraní. Keď deemulgátor vytlačí emulgačné činidlá, medzipovrchové napätie sa zníži. Toto zníženie medzipovrchového napätia oslabuje stabilitu emulzie, čo umožňuje kvapôčkam oleja, aby sa k sebe ľahšie priblížili.
Keď sú kvapky oleja v tesnej blízkosti, deemulgátor môže tiež podporiť koalescenciu. Dokáže neutralizovať elektrostatické náboje na povrchu kvapôčok oleja, ktoré sú často zodpovedné za udržiavanie kvapôčok od seba. Keď sú náboje neutralizované, kvapky môžu prekonať odpudivé sily a spojiť sa. Postupom času zjednotené kvapôčky oleja zväčšia svoju veľkosť a nakoniec sa oddelia od vodnej fázy, čím vystúpia na povrch kvôli ich nižšej hustote.
V niektorých prípadoch môže deemulgátor spôsobiť aj flokuláciu kvapôčok oleja. Flokulácia je proces, pri ktorom kvapky oleja tvoria voľné agregáty. Tieto agregáty sa potom môžu ľahšie spájať, čo vedie k efektívnejšej separácii oleja od vody.
Interakcia s emulziami voda v oleji (W/O).
V ropnom a plynárenskom priemysle prevládajú emulzie voda v oleji. V emulzii W/O sú kvapky vody dispergované v kontinuálnej olejovej fáze.
Keď sa používa vo vode rozpustný deemulgátor pre emulzie V/O, mechanizmus je o niečo zložitejší. Po prvé, vo vode rozpustný deemulgátor musí byť transportovaný cez olejovú fázu, aby sa dostal na rozhranie voda - olej. Môže to byť náročný proces, pretože deemulgátor nie je prirodzene rozpustný v oleji. Niektoré vo vode rozpustné deemulgátory sú však navrhnuté so špecifickými chemickými štruktúrami, ktoré im umožňujú mať určitý stupeň rozpustnosti alebo disperzie v olejovej fáze.
Keď sú na rozhraní voda – olej, molekuly deemulgátora sa adsorbujú na povrch kvapiek vody. Podobne ako v prípade olej vo vode, deemulgátor vytláča emulgačné činidlá prítomné na rozhraní. Tým sa znižuje medzipovrchové napätie medzi vodnou a olejovou fázou.
Deemulgátor tiež ovplyvňuje stabilitu kvapiek vody v olejovej fáze. Môže narušiť ochranný film okolo kvapiek vody, ktorý môže byť zložený z asfalténov, živíc alebo iných prírodných emulgátorov v rope. Porušením tohto filmu sa kvapky vody môžu začať spájať.
Okrem toho môže deemulgátor zmeniť zmáčavosť pevných častíc, ktoré sú často prítomné na rozhraní voda – olej. Tieto pevné častice môžu pôsobiť ako stabilizátory emulzie. Zmenou ich zmáčavosti môže deemulgátor odstrániť tuhé častice z rozhrania, čím ďalej destabilizuje emulziu. Keď sa kvapky vody spájajú, vytvárajú väčšie kvapky, ktoré sa nakoniec usadia na dne nádoby v dôsledku vyššej hustoty v porovnaní s olejovou fázou.
Interakcia s viacerými emulziami
Viacnásobné emulzie sú zložitejšie systémy, ktoré môžu byť buď emulzie typu olej - vo - vode - v oleji (O/V/O) alebo voda - v - olej - vo vode (V/O/V). Tieto emulzie sa často používajú v špecializovaných aplikáciách, ako sú systémy na dodávanie liečiv a niektoré pokročilé potravinárske produkty.
V prípade emulzií typu O/V/O musí vo vode rozpustný deemulgátor najskôr preniknúť do vonkajšej olejovej fázy, aby sa dostal na vnútorné rozhranie O/V. Deemulgátor potom môže pôsobiť na vnútornú emulziu olej vo vode podobným spôsobom ako pri jednoduchej emulzii olej vo vode. Adsorbuje sa na vnútornom rozhraní olej - voda, vytláča emulgátory a podporuje koalescenciu vnútorných kvapiek oleja. To môže viesť k rozpadu vnútornej emulzie a potenciálne celej viacnásobnej emulznej štruktúry.
V prípade emulzií V/O/V môže deemulgátor rozpustný vo vode vstúpiť do vonkajšej vodnej fázy a dosiahnuť vonkajšie rozhranie V/O. Na tomto rozhraní narúša stabilitu vodných kvapiek v olejovej vrstve. Ak je deemulgácia úspešná, vnútorná olejová fáza sa môže uvoľniť do vonkajšej vodnej fázy, čo spôsobí rozpad viacnásobnej emulzie.
Faktory ovplyvňujúce interakciu
Niekoľko faktorov môže ovplyvniť, ako vo vode rozpustný deemulgátor interaguje s rôznymi typmi emulzií.
Teplota: Teplota môže mať významný vplyv na výkon deemulgátora. Vyššie teploty vo všeobecnosti zvyšujú rýchlosť difúzie molekúl deemulgátora, čo im umožňuje rýchlejšie dosiahnuť rozhranie. Extrémne vysoké teploty však môžu spôsobiť aj degradáciu deemulgátora alebo zmenu jeho chemickej štruktúry, čím sa zníži jeho účinnosť.
pH: pH emulzie môže ovplyvniť ionizačný stav deemulgátora a emulgačných činidiel. Niektoré deemulgátory sú účinnejšie pri určitých rozsahoch pH. Napríklad, ak má deemulgátor kyslé alebo zásadité funkčné skupiny, zmena pH môže zmeniť jeho rozpustnosť a jeho schopnosť adsorbovať sa na rozhraní.
Koncentrácia emulgátora: Koncentrácia emulgačných činidiel v emulzii môže tiež ovplyvniť proces deemulgácie. Vyššia koncentrácia emulgačných činidiel môže deemulgátoru sťažiť ich vytlačenie z rozhrania. V takýchto prípadoch môže byť potrebné vyššie dávkovanie deemulgátora.
Dávkovanie deemulgátora: Množstvo deemulgátora pridaného do emulzie je kritickým faktorom. Nedostatočné dávkovanie nemusí stačiť na rozbitie emulzie, zatiaľ čo nadmerné dávkovanie môže byť zbytočné a môže dokonca spôsobiť ďalšie problémy, ako je penenie alebo tvorba nežiaducich vedľajších produktov.
Záver
Ako dodávateľ vo vode rozpustných deemulgátorov chápeme dôležitosť interakcie medzi našimi produktmi a rôznymi typmi emulzií. Vďaka hlbokému pochopeniu mechanizmov zahrnutých v procese deemulgácie pre emulziu typu olej/voda, voda/olej a viaceré emulzie môžeme vyvinúť a dodať účinnejšie deemulgátory.
Ponúkame rad deemulgátorov, aby sme splnili rôznorodé potreby našich zákazníkov. nášOdsoľovací deemulgátorje špeciálne navrhnutý pre aplikácie, kde sa vyžaduje odsoľovanie ropy. Dokáže efektívne rozbiť emulzie a oddeliť vodu a soľ od oleja. nášUniverzálny deemulgátorje všestranný produkt, ktorý možno použiť pre rôzne typy emulzií v rôznych priemyselných odvetviach. A nášObrátený deemulgátorje vhodná pre špecifické aplikácie, kde má emulzia jedinečné vlastnosti.
Ak vo svojich priemyselných procesoch čelíte problémom s emulziami, sme tu, aby sme vám pomohli. Náš tím odborníkov vám môže poskytnúť riešenia na mieru podľa vašich špecifických požiadaviek. Kontaktujte nás pre viac informácií a prediskutovanie vašich potrieb v oblasti obstarávania. Tešíme sa na spoluprácu pri dosiahnutí efektívnej separácie emulzie.
Referencie
- Schramm, LL (ed.). (2005). Emulzie, peny a suspenzie: základy a aplikácie. CRC lis.
- Sjoblom, J., a kol. (2003). Tvorba, stabilita a reológia emulzií ropy - prehľad. Koloidy a povrchy A: Fyzikálne chemické a inžinierske aspekty, 213 (1 - 3), 157 - 183.
- Miller, CA a Neogi, P. (2008). Medzifázové javy: Rovnovážne a dynamické efekty. CRC lis.