Reaktionsflockung, Typen, Anwendungen, Beispiele

Der Flockung Es ist ein Prozess, bei dem die Transformation kolloidaler Suspensionen auftritt, die aufgrund des Vorhandenseins von Lasten auf der Oberfläche seiner Partikel stabil ist, zu einem Instabilitätszustand, der zur Aggregation und Sedimentation von schwebenden Partikeln führt.

Während der Flockung aufgrund der Aggregation eine erhebliche Zunahme der Größe der Partikel, wird makroskopisch, für das menschliche Auge sichtbar. Sie erhöhen auch ihr Gewicht, was sie daran hindert, in Suspendierung zu bleiben, und erzeugt ihre Sedimentation.

Allgemeine Darstellung des Prozesses oder der Flockungsreaktion. Gelbe kolloidale Partikel interagieren oder flocken und dann Sediment. Quelle: Gabriel Bolívar.

Eine Darstellung dessen, was durch Flockung verstanden wird. Die Flocken zeigen tendenziell Formen von Skalen und sehen nicht unbedingt um. Dieser Prozess stammt entweder durch externe Mittel, wie die Zugabe eines Flockungsmittels oder durch die abrupte Destabilisierung kolloidaler Partikel.

In einigen Fällen schweben die Partikel, die durch Flockung erzeugt werden. Dies liegt an der geringen Dichte einiger dieser Partikel.

Floculation hat Anwendungen in der Branche und kann ihre Verwendung in Bierindustrien, Lebensmittelherstellung, Papierproduktion usw. erwähnen, etc. Ebenso wird die Flockung in anderen Aktivitäten wie Reinigung und Erhaltung von Wasser verwendet.

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Flockungsreaktion

Kolloidaler Zustand

Der kolloidale Zustand besteht aus kleinen suspendierten Partikeln, die keine Agglomerate bilden. Diese Partikel haben elektrische Ladungen auf ihrer Oberfläche, die elektrostatische Abstoßungen zwischen benachbarten Partikeln entwickeln. Aus diesem Grund können sie anfangs nicht beitreten.

Daher sind diese oberflächlichen elektrischen Ladungen die Stabilität des kolloidalen Zustands und seiner Partikel, sodass es keine Sedimentation gibt.

Koagulation

Die Koagulation erfolgt durch Zugabe chemischer Verbindungen, die Lasten auf kolloidalen Partikeln neutralisieren. Das am häufigsten verwendete Koagulans ist Alaun, um₂(SW₄)₃· 14h₂ENTWEDER. Es wird daher gesagt, dass Gerinnungsmittel ein elektrisch beladenes Teilchen destabilisieren.

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Durch die Einführung entgegengesetzter elektrischer Ladungen können sich die Partikel zusammenschließen und die submikrometrischen Flocken bilden. Diese Flocken sind durch ihre Stabilität gekennzeichnet, wenn sie in Suspendierung bleiben. Das heißt, sie "brechen" den kolloidalen Zustand immer noch nicht.

Flockung

Die Flockung benötigt die Mischung, um weich zu sein, dh es wird bei niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt. Zusätzlich ist das Vorhandensein eines Polymerflocks mit hohem Molekulargewicht erforderlich. Dieses Flockungsmittel ist um eine Reihe submikrometrischer Flocken angeordnet, die seinen Ansatz erzeugen.

Die Flocken binden zwischen ihnen und erhöhen ihre Wechselwirkungen, die den Kräften von Van der Waals beherrschen.  Auf diese Weise verlieren sie Energie und der Flockungsprozess führt weiter.

Und dann werden faule Flocken hinzugefügt und sich gegenseitig zur Bildung von Makroflocs gestärkt, die in der Suspension sichtbar sind. Sobald sie die richtige Größe und das richtige Gewicht erreichen, wird ihre Sedimentation schließlich erzeugt.

Arten der Flockung

Es gibt zwei Arten von Flockung: perikinetische Flockung und orthocynamische Flockung.

Perikinetische Flockung

Es ist derjenige, der dank der Brownschen Bewegung auftritt. Diese Art von Flockung beeinflusst nur die Durchmesserpartikel, die niedriger als ein Mikron. Daher tritt eine perikinetische Flockung zu Beginn des Flockungsprozesses nichts mehr auf.

Ortokintische Flockung

Dies geschieht nach einer perikinetischen Flockung. Es wird durch die Bewegung von Partikeln in alle Richtungen und Geschwindigkeiten erzeugt. Mit größerer Bewegung nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel miteinander interagieren. Diese Bewegungen werden durch eine externe Energie zur Masse des Wassers oder des Lösungsmittels induziert.

Anwendungen

Flockung. Quelle: Institut für erneuerbare Energien - UNAM/CC BY -S (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

Während die Flockung ein Phänomen ist, das normalerweise in der Natur erzeugt wird, hat der Mensch gelernt, diesen Prozess zu seinem Vorteil zu verwenden. Einige seiner industriellen Anwendungen werden nachstehend erwähnt.

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Wasserversorgung

Chemische Verbindungen, die als Koagulanzien bekannt sind. Diese Koagulanzien binden an Partikel und chemischen Verbindungen in Suspension und erzeugen ihre Aggregation und anschließende Sedimentation in Form von Festkörpern, die als Flocs bekannt sind.

Die am häufigsten verwendete chemische Verbindung ist koagulant. Die gebildeten Flocken sind Sediment, die das Wasser klären. Zusätzlich zu Filtration und chemischer Behandlung zum Reinigen von Wasser ist jedoch erforderlich.

Edelmetallabbau

Um kostbare Metalle zu erhalten, muss sie von anderen Metallen und Verbindungen trennen, die sie kontaminieren. Dafür wird selektive Metallniederschlag verwendet. Dieser Prozess wird normalerweise von der Flockung und Sedimentation der gewünschten Metalle sowie der Schadstoffe begleitet.

Bierproduktion

In der Fermentation von Bier greifen Zellen ein, wie z. B. Hefe, die makroskopische Flocken bilden. Die in diesen Partikeln vorhandene Hefe kann sediment.

Die Flockung der Hefe hängt von der Calciumkonzentration ab, die eine Konzentration von 50 bis 100 ppm erfordert. Diese Flockung kann mit einem Aggregat aus Sulfat, Phosphat oder dem Quelante EDTA -Mittel umgekehrt werden.

Käseindustrie

Die Flokulation ist ein Indikator für die Entwicklung der Bildung des Quarks in den Anfangsstadien der Käseausarbeitung, was auf die Flockungszeit der Gründung des Quarks hinweist. Darin können die Micels, die sich bilden, miteinander und flockig interagieren.

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Wasserqualität

Es gibt Kolloidböden, die beim Filtern in Richtung Wasser seine Trübung und das Eutrophierungsphänomen erzeugen. Dies ist so, dass Kolloide reich an Nährstoffen sind, die das Wachstum und die Verbreitung einiger Tier- und Pflanzenarten bevorzugen, was die Entwicklung anderer Arten behindert.

Die Transformation und Flockung von Kolloiden beseitigt ihren Zugang zu Flüssen und Seen. Daher verbessert es die Wasserqualität.

Beispiele für Flockung

Butterausarbeitung

Die komplette Milch wird erhitzt und beim Abkühlen sammelt sie sich auf der Lipidoberfläche an, die eine Creme bildet. Diese Creme ist das Produkt einer Koagulations- und Flockungsprozess von Milch. Anschließend wird die Creme gesammelt und zur Zubereitung von Butter verwendet.

Produktion und Schneefräse von Schnee

Die Flockung greift während der Bildung und der Ausfällung von Schnee in Form von Kristallen ein.

Filtrationsprozess

In den Kulturen biologischer Arten, die in bestimmten Branchen verwendet werden. Die Flockung durch Erhöhen der Größe der Partikel verlässt Räume, durch die die Flüssigkeit zirkulieren kann.

Asphaltenflockung

Angenommen, Asphaltene in Ölrohmätigkeiten in einem kolloidalen Zustand, können diese flockig und sediment oder ausfällt. Viele Studien argumentieren, dass durch Variation der natürlichen Bedingungen des Rohöls die Flockung von Asphaltens gefördert wird, was als schwarzer brauner Schlamm sedimentiert wird. Dieser "Schlamm" oder Feststoff ist für die Ölindustrie unzählige Probleme.

Verweise

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