Διαχωρισμός Γαλακτωμάτων

Ένα σταθερό γαλάκτωμα λαδιού και νερού δεν μπορεί να διαχωριστεί μόνο με τη βαρύτητα. Είναι απαραίτητο να υπάρχουν άλλοι παράγοντες και βαρύτητα για να συμβεί ο διαχωρισμός. Τα γαλακτώματα δημιουργούνται με ανάμειξη δύο μη αναμίξιμων υγρών με έναν γαλακτωματοποιητικό παράγοντα, ο οποίος χρησιμεύει ως σταθεροποιητής, και με ανάδευση. Η σταθερότητα των γαλακτωμάτων καθορίζεται από τη σύνθεσή τους, την ποσότητα των παραγόντων γαλακτωματοποίησης που χρησιμοποιούνται και την ποσότητα της αναδεύσεως που εφαρμόζεται.

Διαχωρισμός της σημασίας του γαλακτώματος

Το νερό και το λάδι μπορούν να διαχωριστούν για μεγάλο χρονικό διάστημα από ασταθή γαλακτώματα. Ελλείψει κατάλληλης επεξεργασίας, τα σταθερά γαλακτώματα μπορεί να χρειαστούν πολύ περισσότερο χρόνο για να σπάσουν σε νερό και λάδι από ό,τι θα χρειαζόταν διαφορετικά. Ο γαλακτωματοποιητής δημιουργεί ένα φυσικό φράγμα γύρω από το μόριο αποτρέποντας τη συμπύκνωση των σταγονιδίων. Οι υδρόφιλες ομάδες της κεφαλής και της υδρόφοβης ουράς βρίσκονται στον γαλακτωματοποιητή του προϊόντος (ελαιολάτρες ή μη πολικός). Οι πολικές και μη πολικές χημικές ουσίες τους προσελκύουν εξαιτίας αυτού. Μειώνουν τη διεπιφανειακή τάση μεταξύ νερού και λαδιού για να αποτρέψουν τη συνένωση γαλακτωμάτων μέσω του ελκυστικού τους χαρακτήρα.

Διαχωρισμός γαλακτωμάτων

Αποσταθεροποίηση

• Αποσταθεροποίηση ενός γαλακτώματος μειώνοντας τη σταθεροποιητική δράση του γαλακτωματοποιητή. Είναι απαραίτητο να εξασθενήσετε και να σπάσετε το σφιχτό δέρμα ή το φιλμ γύρω από τα διάσπαρτα σταγονίδια νερού για να βελτιωθεί η πιθανότητα συγχώνευσης κατά την επαφή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθες μέθοδοι: 

1. Θέρμανση του γαλακτώματος 
2. θραύση του γαλακτώματος με την εισαγωγή ενεργών χημικών ενώσεων
3. χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά πεδία που ενθαρρύνουν το σχηματισμό νέων δομών
4. Διάσπαση του γαλακτώματος με ακτινοβολία μικροκυμάτων.

• Η δουλειά ενός γαλακτωματοποιητή είναι να διατηρεί το σύστημα σταθερό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η συνένωση συμβαίνει όταν δύο ενώσεις συγκρούονται και αυτή η διαδικασία την επιβραδύνει μειώνοντας τη διεπιφανειακή τάση μεταξύ των στρωμάτων των ενώσεων.

• Ο πρωταρχικός στόχος του διαχωρισμού του λαδιού και του νερού είναι η αποσταθεροποίηση του μείγματος. Τα γαλακτώματα πετρελαίου σε νερό είναι πιο κοινά σε θέσεις γεωτρήσεων, ενώ τα γαλακτώματα τύπου πετρελαίου είναι πιο κοινά στα διυλιστήρια. Το να γίνει ο συνδυασμός ασταθής και ο διαχωρισμός μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας απογαλακτωματοποιητές, ρύθμιση pH, φιλτράρισμα, διαχωρισμό μεμβράνης και θερμαντική επεξεργασία, για να αναφέρουμε μερικά. Η συνένωση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στον χωρισμό.

• Η αποσταθεροποίηση είναι πιο αποτελεσματική όταν το λάδι και το νερό κατανέμονται ίσα. Η φυσική φύση των επιφανειοδραστικών ουσιών, η παρουσία ενός ηλεκτρικού ή στατικού φραγμού, το ιξώδες της συνεχούς φάσης, το μέγεθος κατανομής των σταγονιδίων και η αναλογία όγκου φάσης και η θερμοκρασία έχουν όλα ρόλο στην αποσταθεροποίηση του γαλακτώματος.

Οξίνιση

• Ο διαχωρισμός γαλακτώματος W/O επωφελείται από αυτή τη διαδικασία αποσταθεροποίησης. Έτσι ώστε τα στερεά να απορροφηθούν στην επαφή λαδιού-νερού και να μειωθεί η επιφανειακή τάση, το οξύ εφαρμόζεται στη διεπιφάνεια.
• Ο διαχωρισμός μπορεί να επιτευχθεί καθιστώντας την ένωση ασταθή με τον παράγοντα απογαλακτωματοποίησης αντί για τον παράγοντα γαλακτωματοποίησης.
• Το αρχικό στάδιο της ανάδευσης εμφανίζεται στην πλάκα εκτροπής στην είσοδο του διαχωριστή. Πρώτα, το υγρό χτυπά την πλάκα εκτροπέα και αρχίζει ο διαχωρισμός. Ως αποτέλεσμα, η επιφανειακή τάση σπάει και μπορεί να προκύψει διαχωρισμός.
• Ο διαχωρισμός μπορεί να διευκολυνθεί με ανάδευση, η οποία δεν υποστηρίζει μεγαλύτερες ενώσεις για να σχηματίσουν γαλακτώματα και βοηθά στην καθίζηση του νερού.

Κροκίδωση

• Κατά τη διάρκεια της καθίζησης, η κροκίδωση είναι φυσιολογικό φαινόμενο. Για την κροκίδωση είναι απαραίτητη η ανάμειξη.
• Είναι μια μέθοδος για τη δημιουργία μιας σύνδεσης μεταξύ των συστατικών της μερών. Οι δυνάμεις Vander Waals δημιουργούνται όταν οι δύο ενώσεις ενώνονται, μειώνοντας το ενεργειακό φράγμα.
• Η καθίζηση είναι πιο πιθανό να συμβεί σε βαρύτερα, μεγαλύτερα και ισχυρότερα δείγματα.

Συνένωση

• Συνένωση είναι ο σχηματισμός ενός μεγαλύτερου σταγονιδίου από μια συλλογή μικρότερων σταγονιδίων ή ενώσεων που έρχονται σε επαφή.
• Για να λειτουργήσει η τεχνική, πρέπει πρώτα να προκύψει συνένωση. Το Coalescence είναι μια διαδικασία δύο σταδίων που περιλαμβάνει δύο θεμελιώδη περιστατικά - αποστράγγιση και ρήξη του φιλμ. Όταν τα σταγονίδια είναι κοντά για μεγάλο χρονικό διάστημα, μαζεύονται μαζί. Η αποστράγγιση του φιλμ επηρεάζεται από δύο παράγοντες:την πίεση και τη ροή του υγρού.
• Μια αύξηση της διεπιφανειακής τάσης σε ένα στρώμα μεταξύ δύο χημικών ουσιών έχει ως αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα τεράστιο σταγονίδιο. Τα χαρακτηριστικά της διεπιφανειακής μεμβράνης επηρεάζουν επίσης τον διαχωρισμό των σταγονιδίων και τον ρυθμό συνένωσης.

Διαχωρισμός βαρύτητας

• Στη βιομηχανία πετρελαίου, ο διαχωρισμός με βαρύτητα είναι η πιο διαδεδομένη μέθοδος διαχωρισμού του αργού πετρελαίου από άλλα προϊόντα πετρελαίου. Αυτό συμβαίνει λόγω των διακυμάνσεων στις πυκνότητες λαδιού και νερού στο γαλάκτωμα. Επειδή το νερό έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το λάδι, μπορεί να καθίσει στον πυθμένα λόγω διαφορών πυκνότητας.
•  Η ιδιαίτερη βαρύτητα μεταξύ τους βοηθά στον διαχωρισμό τους επειδή δεν βρίσκονται σε ταραχώδη κατάσταση.

Χρόνος διατήρησης

• Οι χρόνοι κατακράτησης είναι όταν το υγρό παραμένει σε ακίνητη κατάσταση μέσα σε έναν διαχωριστή. Οι μεγαλύτεροι χρόνοι συγκράτησης έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερο διαχωρισμό. Το διαζύγιο χρειάζεται πολύ χρόνο για να ολοκληρωθεί.
• Η μειωμένη ταχύτητα του ρευστού βοηθά στον διαχωρισμό με τη βαρύτητα, επειδή το ρευστό έχει περισσότερο χρόνο για να καθιζάνει. Οι διαχωριστές μεγαλύτερης διαμέτρου επιτρέπουν σε περισσότερο νερό να καθιζάνει με τη βαρύτητα, αυξάνοντας τους χρόνους κατακράτησης.

Διαχωρισμός του γαλακτώματος:Σημασία

Γαλακτώματα λαδιού και νερού, δύο υγρά που δεν αναμειγνύονται που δεν μπορούν να διαχωριστούν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς τρόπους. Είναι ζωτικής σημασίας να αφαιρέσετε το συστατικό λαδιού από το γαλάκτωμα νερού-ελαίου γρήγορα και αποτελεσματικά μετά από μια καταστροφή όπως μια παράκτια πετρελαιοκηλίδα, εάν η περιοχή πρόκειται να καθαριστεί και να αποκατασταθεί. Ορισμένα συστήματα αποχέτευσης, για παράδειγμα, χρησιμοποιούν υγρά καθαρισμού για να ξεπλύνουν τα μηχανήματα διεργασίας. Οι ρύποι του πετρελαίου στα υγρά καθαρισμού μπορούν να αφαιρεθούν, γεγονός που μειώνει τον όγκο του υγρού που απαιτείται και μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Σε κάθε περίπτωση χρησιμοποιείται μια τεχνική μηχανικού διαχωρισμού, όπως διαχωρισμός βαρύτητας ή συνένωση.

Συμπέρασμα

Η σύνθεσή τους καθορίζει τη σταθερότητα των γαλακτωμάτων, την ποσότητα του χρησιμοποιούμενου παράγοντα γαλακτωματοποίησης και την ποσότητα της αναδεύσεως που εφαρμόζεται. Το νερό και το λάδι μπορούν να διαχωριστούν για μεγάλο χρονικό διάστημα από ασταθή γαλακτώματα. Ελλείψει κατάλληλης επεξεργασίας, τα σταθερά γαλακτώματα μπορεί να χρειαστούν πολύ περισσότερο χρόνο για να διαλυθούν σε νερό και λάδι από ό,τι θα χρειαζόταν διαφορετικά.