Vodotopivi deemulgatori igraju ključnu ulogu u raznim industrijama u kojima su prisutne emulzije. Emulzije su mješavina dviju tekućina koje se ne miješaju, obično ulja i vode, gdje je jedna tekućina raspršena u drugoj u obliku kapljica. Te se emulzije mogu naći u proizvodnji nafte, obradi otpadnih voda i mnogim drugim procesima. Kao dobavljač deemulgatora topivih u vodi, razumijevanje načina na koji ti deemulgatori djeluju s različitim vrstama emulzija ključno je za pružanje učinkovitih rješenja našim kupcima.
Osnove emulzija i deemulgatora
Prije nego što uđemo u interakciju između deemulgatora topivih u vodi i različitih vrsta emulzija, važno je razumjeti prirodu emulzija i način na koji deemulgatori djeluju. Emulzije se stabiliziraju pomoću emulgatora, tvari koje smanjuju površinsku napetost između dviju tekućina koje se ne miješaju i sprječavaju spajanje kapljica. Ovi emulgatori mogu biti prirodne tvari kao što su fosfolipidi ili sintetski surfaktanti.
Deemulgatori su, s druge strane, kemikalije koje su dizajnirane da razbiju stabilnost emulzija i odvoje dvije faze. Deemulgatori topljivi u vodi posebno su korisni u primjenama gdje je kontinuirana faza voda. Djeluju adsorpcijom na granici ulja i vode, istiskujući emulgatore i smanjujući međufaznu napetost. To omogućuje da se kapljice ulja spoje i odvoje od vodene faze.
Interakcija s emulzijama ulje u vodi (O/W).
Emulzije ulje u vodi uobičajene su u mnogim industrijskim procesima, poput prerade hrane, kozmetike i nekih operacija proizvodnje nafte. U O/W emulziji, kapljice ulja su raspršene u kontinuiranoj vodenoj fazi.
Kada se deemulgator topiv u vodi doda emulziji U/V, on prvo difundira kroz vodenu fazu prema granici ulja i vode. Jednom kada se nađu na granici, molekule deemulgatora adsorbiraju se na površinu kapljica ulja. Hidrofilni dio molekule deemulgatora ostaje u vodenoj fazi, dok hidrofobni dio prodire u uljnu fazu.
Ovaj proces adsorpcije remeti postojeći međupovršinski film koji stvaraju emulgatori. Molekule deemulgatora mogu se natjecati s emulgatorima za dostupnu površinu na međupovršini. Kako deemulgator istiskuje agense za emulgiranje, međufazna napetost se smanjuje. Ovo smanjenje međupovršinske napetosti slabi stabilnost emulzije, dopuštajući kapljicama ulja da lakše priđu jedna drugoj.
Nakon što su kapljice ulja u neposrednoj blizini, deemulgator također može pospješiti koalescenciju. Može neutralizirati elektrostatički naboj na površini kapljica ulja, koji je često odgovoran za držanje kapljica razdvojenima. Kako se naboji neutraliziraju, kapljice mogu nadvladati odbojne sile i spojiti se zajedno. Tijekom vremena, spojene kapljice ulja rastu u veličini i na kraju se odvajaju od vodene faze, dižući se na površinu zbog svoje manje gustoće.
U nekim slučajevima, deemulgator također može uzrokovati flokulaciju kapljica ulja. Flokulacija je proces u kojem kapljice ulja stvaraju labave agregate. Ti se agregati tada lakše spajaju, što dovodi do učinkovitijeg odvajanja ulja od vode.
Interakcija s emulzijama voda u ulju (W/O).
Emulzije vode u ulju prevladavaju u industriji nafte i plina. U W/O emulziji, kapljice vode su raspršene u kontinuiranoj uljnoj fazi.
Kada se za W/O emulzije koristi deemulgator topiv u vodi, mehanizam je malo složeniji. Prvo, deemulgator topiv u vodi treba se transportirati kroz uljnu fazu kako bi došao do međupovršine voda-ulje. Ovo može biti zahtjevan proces jer deemulgator nije prirodno topiv u ulju. Međutim, neki deemulgatori topljivi u vodi dizajnirani su sa specifičnim kemijskim strukturama koje im omogućuju određeni stupanj topljivosti ili disperzije u uljnoj fazi.
Kada se nađu na granici voda-ulje, molekule deemulgatora adsorbiraju se na površinu kapljica vode. Slično slučaju O/W, deemulgator istiskuje emulgatore prisutne na međupovršini. Time se smanjuje međufazna napetost između vodene i uljne faze.
Deemulgator također utječe na stabilnost kapljica vode u uljnoj fazi. Može poremetiti zaštitni film oko kapljica vode, koji se može sastojati od asfaltena, smola ili drugih prirodnih emulgatora u sirovoj nafti. Razbijanjem ovog filma, kapljice vode mogu se početi spajati.
Osim toga, deemulgator može promijeniti sposobnost vlaženja krutih čestica koje su često prisutne na granici vode i ulja. Ove čvrste čestice mogu djelovati kao stabilizatori za emulziju. Mijenjajući njihovu sposobnost vlaženja, deemulgator može ukloniti čvrste čestice s površine, dodatno destabilizirajući emulziju. Kako se kapljice vode spajaju, formiraju veće kapljice koje se na kraju talože na dno posude zbog svoje veće gustoće u usporedbi s uljnom fazom.
Interakcija s više emulzija
Višestruke emulzije su složeniji sustavi koji mogu biti ili emulzije ulje - u - vodi - u - ulju (O/W/O) ili emulzije voda - u - ulju - u - vodi (W/O/W). Te se emulzije često koriste u specijaliziranim aplikacijama kao što su sustavi za isporuku lijekova i neki napredni prehrambeni proizvodi.
Za U/V/O emulzije, deemulgator topiv u vodi mora najprije prodrijeti kroz vanjsku uljnu fazu kako bi došao do unutarnje U/V sučelja. Deemulgator tada može djelovati na unutarnju U/V emulziju na sličan način kao što to čini za jednostavnu U/V emulziju. Adsorbira se na unutarnjoj granici ulja i vode, istiskuje emulgatore i potiče spajanje unutarnjih kapljica ulja. To može dovesti do raspada unutarnje emulzije i potencijalno cijele strukture višestruke emulzije.
U slučaju W/O/W emulzija, deemulgator topiv u vodi može ući u vanjsku vodenu fazu i doći do vanjske W/O granice. Na ovoj površini narušava stabilnost kapljica vode u uljnom sloju. Ako je deemulzifikacija uspješna, unutarnja uljna faza može se otpustiti u vanjsku vodenu fazu, uzrokujući razgradnju višestruke emulzije.
Čimbenici koji utječu na interakciju
Nekoliko čimbenika može utjecati na interakciju deemulgatora topljivog u vodi s različitim vrstama emulzija.
Temperatura: Temperatura može imati značajan utjecaj na učinak deemulgatora. Više temperature općenito povećavaju brzinu difuzije molekula deemulgatora, omogućujući im da brže dođu do sučelja. Međutim, ekstremno visoke temperature također mogu uzrokovati degradaciju ili promjenu kemijske strukture deemulgatora, smanjujući njegovu učinkovitost.
pH: pH emulzije može utjecati na stanje ionizacije deemulgatora i emulgatora. Neki deemulgatori su učinkovitiji u određenim pH rasponima. Na primjer, ako deemulgator ima kisele ili bazične funkcionalne skupine, promjena u pH može promijeniti njegovu topljivost i sposobnost adsorpcije na međupovršini.
Koncentracija emulgatora: Koncentracija emulgatora u emulziji također može utjecati na proces deemulzifikacije. Veća koncentracija emulgatora može otežati deemulgatoru da ih istisne s površine. U takvim slučajevima može biti potrebna veća doza deemulgatora.
Doziranje demulgatora: Količina deemulgatora dodanog emulziji je kritičan faktor. Nedovoljna doza možda neće biti dovoljna za razbijanje emulzije, dok prekomjerna doza može biti rasipna i može čak uzrokovati druge probleme kao što je pjenjenje ili stvaranje neželjenih nusproizvoda.
Zaključak
Kao dobavljač deemulgatora topivih u vodi, razumijemo važnost interakcije između naših proizvoda i različitih vrsta emulzija. Duboko razumijevajući mehanizme uključene u proces deemulzifikacije za U/V, V/O i više emulzija, možemo razviti i isporučiti učinkovitije deemulgatore.
Nudimo niz deemulgatora kako bismo zadovoljili različite potrebe naših kupaca. NašeDeemulgator za odsoljavanjeje posebno dizajniran za primjene gdje je potrebno odsoljavanje sirove nafte. Može učinkovito razbiti emulzije i odvojiti vodu i sol od ulja. NašeUniverzalni deemulgatorje svestran proizvod koji se može koristiti za različite vrste emulzija u raznim industrijama. I našeObrnuti deemulgatorpogodan je za posebne primjene gdje emulzija ima jedinstvene karakteristike.
Ako se suočavate s izazovima s emulzijama u svojim industrijskim procesima, tu smo da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka može vam pružiti prilagođena rješenja na temelju vaših specifičnih zahtjeva. Kontaktirajte nas za više informacija i kako bismo razgovarali o vašim potrebama nabave. Radujemo se suradnji s vama kako bismo postigli učinkovito odvajanje emulzije.
Reference
- Schramm, LL (ur.). (2005). Emulzije, pjene i suspenzije: osnove i primjena. CRC press.
- Sjoblom, J. i sur. (2003). Stvaranje, stabilnost i reologija emulzija sirove nafte - pregled. Koloidi i površine A: Fizikalno-kemijski i inženjerski aspekti, 213 (1 - 3), 157 - 183.
- Miller, CA i Neogi, P. (2008). Međufazni fenomeni: Ravnotežni i dinamički učinci. CRC press.