Demulgatori rastvorljivi u vodi igraju ključnu ulogu u raznim industrijama u kojima su prisutne emulzije. Emulzije su mješavina dvije tekućine koje se ne miješaju, obično ulja i vode, gdje je jedna tekućina dispergirana u drugoj u obliku kapljica. Ove emulzije se mogu naći u proizvodnji ulja, tretmanu otpadnih voda i mnogim drugim procesima. Kao dobavljač demulgatora rastvorljivih u vodi, razumevanje načina na koji ovi demulgatori komuniciraju sa različitim vrstama emulzija je od suštinskog značaja za pružanje efikasnih rešenja našim kupcima.
Osnove emulzija i demulgatora
Prije nego što uđemo u interakciju između demulgatora rastvorljivih u vodi i različitih tipova emulzija, važno je razumjeti prirodu emulzija i kako demulgatori rade. Emulzije se stabiliziraju emulgatorima, supstancama koje snižavaju površinsku napetost između dvije tekućine koje se ne miješaju i sprječavaju spajanje kapljica. Ovi emulgatori mogu biti prirodne supstance kao što su fosfolipidi ili sintetički surfaktanti.
Demulgatori su, s druge strane, hemikalije koje su dizajnirane da razbiju stabilnost emulzija i razdvoje dvije faze. Demulgatori rastvorljivi u vodi su posebno korisni u aplikacijama gde je kontinualna faza voda. Djeluju tako što se adsorbiraju na granici ulje - voda, istiskuju emulgatore i smanjuju međufaznu napetost. Ovo omogućava da se kapljice ulja spoje i odvoje od vodene faze.
Interakcija sa emulzijama ulje u vodi (O/W).
Emulzije ulje u vodi uobičajene su u mnogim industrijskim procesima, kao što su prerada hrane, kozmetika i neke operacije proizvodnje ulja. U O/W emulziji, kapljice ulja se raspršuju u kontinuiranoj vodenoj fazi.
Kada se u O/W emulziju doda demulgator rastvorljiv u vodi, on prvo difunduje kroz vodenu fazu prema interfejsu ulje - voda. Jednom na sučelju, molekuli demulgatora se adsorbiraju na površinu kapljica ulja. Hidrofilni dio molekula demulgatora ostaje u vodenoj fazi, dok hidrofobni dio prodire u uljnu fazu.
Ovaj proces adsorpcije narušava postojeći međufazni film koji formiraju emulgatori. Molekuli demulgatora mogu se takmičiti sa emulgatorima za dostupnu površinu na međumeđu. Kako demulgator istiskuje emulgatore, međufazna napetost se smanjuje. Ovo smanjenje međufazne napetosti slabi stabilnost emulzije, omogućavajući kapljicama ulja da se lakše približe jedna drugoj.
Kada su kapljice ulja u neposrednoj blizini, demulgator također može promovirati koalescenciju. Može neutralizirati elektrostatičke naboje na površini kapljica ulja, koje su često odgovorne za razdvajanje kapljica. Kako se naboji neutraliziraju, kapljice mogu savladati odbojne sile i spojiti se zajedno. Vremenom, spojene kapljice ulja rastu u veličini i na kraju se odvajaju od vodene faze, dižući se na površinu zbog svoje manje gustine.
U nekim slučajevima, demulgator također može uzrokovati flokulaciju kapljica ulja. Flokulacija je proces u kojem kapljice ulja formiraju labave agregate. Ovi agregati se tada mogu lakše spojiti, što dovodi do efikasnijeg odvajanja ulja od vode.
Interakcija sa emulzijama voda-u-ulju (W/O).
Emulzije voda-u-ulju preovlađuju u industriji nafte i plina. U W/O emulziji, kapljice vode se raspršuju u kontinuiranoj uljnoj fazi.
Kada se za W/O emulzije koristi demulgator rastvorljiv u vodi, mehanizam je malo složeniji. Prvo, demulgator rastvorljiv u vodi treba da se transportuje kroz uljnu fazu da bi došao do interfejsa voda - ulje. Ovo može biti izazovan proces jer demulgator nije prirodno rastvorljiv u ulju. Međutim, neki vodotopivi demulgatori su dizajnirani sa specifičnim hemijskim strukturama koje im omogućavaju da imaju određeni stepen rastvorljivosti ili disperzije u uljnoj fazi.
Jednom na granici voda - ulje, molekuli demulgatora se adsorbiraju na površinu kapljica vode. Slično O/W slučaju, demulgator istiskuje emulgatore koji su prisutni na interfejsu. Ovo smanjuje međufaznu napetost između vodene i uljne faze.
Demulgator takođe utiče na stabilnost kapljica vode u uljnoj fazi. Može poremetiti zaštitni film oko kapljica vode, koji se mogu sastojati od asfaltena, smola ili drugih prirodnih emulgatora u sirovoj nafti. Razbijanjem ovog filma, kapljice vode mogu početi da se spajaju.
Osim toga, demulgator može promijeniti sposobnost vlaženja čvrstih čestica koje su često prisutne na granici voda - ulje. Ove čvrste čestice mogu djelovati kao stabilizatori za emulziju. Promjenom njihove vlaženosti, demulgator može ukloniti čvrste čestice sa međuprostora, dodatno destabilizirajući emulziju. Kako se kapljice vode spajaju, formiraju veće kapljice koje se na kraju talože na dno posude zbog svoje veće gustine u odnosu na uljnu fazu.
Interakcija sa više emulzija
Višestruke emulzije su složeniji sistemi koji mogu biti ili emulzije ulje u vodi u ulju (O/W/O) ili voda u ulju u vodi (W/O/W). Ove emulzije se često koriste u specijalizovanim aplikacijama kao što su sistemi za isporuku lekova i neki napredni prehrambeni proizvodi.
Za emulzije O/W/O, demulgator rastvorljiv u vodi treba prvo da prodre u vanjsku uljnu fazu da bi stigao do unutrašnjeg O/W interfejsa. Demulgator tada može djelovati na unutrašnju O/W emulziju na sličan način kao i na jednostavnu O/W emulziju. Adsorbira se na unutrašnjoj granici ulje - voda, istiskuje emulgatore i potiče koalescenciju unutrašnjih kapljica ulja. To može dovesti do raspada unutrašnje emulzije i potencijalno cijele strukture višestruke emulzije.
U slučaju W/O/W emulzija, vodotopivi demulgator može ući u vanjsku vodenu fazu i doći do vanjskog W/O interfejsa. Na ovom interfejsu narušava stabilnost kapljica vode u sloju ulja. Ako je demulzifikacija uspješna, unutarnja uljna faza može se osloboditi u vanjsku vodenu fazu, uzrokujući razgradnju višestruke emulzije.
Faktori koji utiču na interakciju
Nekoliko faktora može uticati na to kako demulgator rastvorljiv u vodi stupa u interakciju sa različitim tipovima emulzija.
Temperatura: Temperatura može imati značajan uticaj na performanse demulgatora. Više temperature općenito povećavaju brzinu difuzije molekula demulgatora, omogućavajući im da brže dođu do sučelja. Međutim, ekstremno visoke temperature također mogu uzrokovati razgradnju demulgatora ili promjenu njegove kemijske strukture, smanjujući njegovu učinkovitost.
pH: pH emulzije može uticati na stanje jonizacije demulgatora i emulgatora. Neki demulgatori su efikasniji u određenim pH rasponima. Na primjer, ako demulgator ima kisele ili bazične funkcionalne grupe, promjena pH može promijeniti njegovu topljivost i sposobnost adsorbiranja na međuprostoru.
Koncentracija emulgatora: Koncentracija emulgatora u emulziji također može utjecati na proces demulgiranja. Veća koncentracija emulgatora može otežati demulgatoru da ih istisne sa sučelja. U takvim slučajevima može biti potrebna veća doza demulgatora.
Doziranje demulgatora: Količina demulgatora dodanog u emulziju je kritičan faktor. Nedovoljna doza možda neće biti dovoljna da razbije emulziju, dok prevelika doza može biti rasipna i može čak uzrokovati druge probleme kao što su pjenjenje ili stvaranje neželjenih nusproizvoda.
Zaključak
Kao dobavljač demulgatora rastvorljivih u vodi, razumemo važnost interakcije između naših proizvoda i različitih vrsta emulzija. Imajući duboko razumijevanje mehanizama uključenih u proces demulzifikacije za O/W, W/O i više emulzija, možemo razviti i isporučiti učinkovitije demulgatore.
Nudimo niz demulgatora koji zadovoljavaju različite potrebe naših kupaca. NašDemulgator za odslađivanjeje posebno dizajniran za primjene gdje je potrebno odsoljavanje sirove nafte. Može efikasno razbiti emulzije i odvojiti vodu i sol od ulja. NašUniverzalni demulgatorje svestran proizvod koji se može koristiti za različite vrste emulzija u raznim industrijama. I našeObrnuti demulgatorpogodan je za specifične primjene gdje emulzija ima jedinstvene karakteristike.
Ako se suočavate s izazovima s emulzijama u vašim industrijskim procesima, mi smo tu da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka može vam pružiti prilagođena rješenja na osnovu vaših specifičnih zahtjeva. Kontaktirajte nas za više informacija i za razgovor o vašim potrebama nabavke. Radujemo se saradnji s vama na postizanju efikasnog odvajanja emulzije.
Reference
- Schramm, LL (Ed.). (2005). Emulzije, pjene i suspenzije: osnove i primjena. CRC press.
- Sjoblom, J., et al. (2003). Formiranje, stabilnost i reologija emulzija sirove nafte - pregled. Koloidi i površine A: Fizičko-hemijski i inženjerski aspekti, 213(1 - 3), 157 - 183.
- Miller, CA i Neogi, P. (2008). Međufazni fenomeni: ravnotežni i dinamički efekti. CRC press.