La декантација Према речницима, то је радња декантирања, мада се са хемијске перспективе може рећи да је то техника која се користи за одвојити хетерогену смешу, постоје само две врсте односа супстанци које се могу раздвојити.
Овај процес не треба мешати са гравитационо раздвајање (или седиментација), што представља раздвајање материја у води, као што су органске материје, песак и друге. Декантација је веома важна техника која се користи за пречишћавање отпадних вода, и на тај начин их моћи очистити за поновну употребу.
У пракси овог процеса могу се приметити две врсте раздвајања, односно декантације по ефекту, јер се компоненте могу раздвојити. разблажене чврсте материје у течностимаи две течности чије густине не дозвољавају да се мешају; за то је потребно прибећи две различите технике za svakog od njih.
Да би се неке компоненте екстраховале из других течних супстанци, потребно је дозволити гравитација бити корисна тачка, тако да се остаци или вишак ових таложе на дну посуде и тако их је могуће уклонити.
Шта је декантирање?
Познато је као декантација физичка техника, која има за сврху раздвајања хетерогених смеша, које су комбинација две супстанце које имају различите фазе, у којима чврсте материје у течностима, или исте ове све док су гушће од осталих течности, које, због ових карактеристика, морају бити на врху дате смеше.
У суштини, декантација подразумева Пажљиво пребаците горњу течност у други контејнер, остављајући теже чврсте материје или течности. Ова метода се искључиво ослања на дејство гравитације и у разликама у густини између компоненти смеше, тако да не захтева додатну енергију или сложену опрему.
Ова метода се користи за пречишћавање отпадних вода јер може да извуче било коју врсту загађивач или отпада који се може наћи у једињењу, чиме се постиже пречистити воду тако да поново буде оптимална за људску потрошњу или, барем, много мање загађујућа за животну средину.
Веома је уобичајено повезивати или мешати декантацију са... седиментација или гравитационо раздвајањешто је уобичајена грешка. Мешање ова два процеса је значајна грешка: гравитационо раздвајање се обично односи на једноставно таложење честица у води - на пример, песка, органске материје или седимента - док декантација такође укључује контролисана екстракција једне фазе у односу на другу (на пример, помоћу левка за одвајање или вентила), кључни процес у лабораторијским и индустријским применама.
У индустријским и лабораторијским контекстима, декантација се сматра јефтина методаВеома свестран и једноставан за примену, кључан је у хемији, биологији, пречишћавању воде, фармацеутској индустрији, прехрамбеној индустрији и многим другим секторима где је потребан. фазно раздвајање ефикасно.
Шта је хетерогена смеша?
Да бисмо боље разумели како овај процес функционише, потребно је разумети шта је хетерогена смешапошто се ове врсте смеша могу раздвојити овом методом.
за разлику од хомогене смешеОве смеше, у којима се супстанце не могу видети голим оком, познате су по недостатку уједначености. То је зато што су састављене од две или више супстанци које физички немају исте карактеристике или су у потпуно различитим стањима, која су заузврат неравномерно распоређена. Ове смеше се лакше раздвајају на њихове компоненте, а те компоненте су... суспенсионес o грубе смешеу зависности од пропорција и величине супстанце.
Тхе грубе смеше То су све оне код којих су честице видљиве голим оком, као што су бетон или неке врсте салата, док су суспенсионес Разлика лежи у чињеници да честице имају способност да се временом таложе, као што је талк у води, или талк у уљу, или неки лекови. Већина ових једињења има опис са индикацијама за њихову употребу. Промућкајте производ пре отварањауправо зато што су се честице слегле.
Унутар хетерогених смеша, декантација је посебно корисна када постоји јасна граница између фаза, као што се дешава у немешљивим системима течност-течност или у системима течност-чврста материја где се чврста материја јасно таложи на дну посуде.
Врсте декантације
Декантација се карактерише раздвајањем хетерогених смеша, које, за разлику од хомогених смеша, не садрже супстанце са својствима растворене супстанце и растварача у равнотежи. Уместо тога, састоје се од две физички различите супстанце чија се комбинација лако уочава. Следеће технике се могу применити на ове смеше: две различите врсте декантацијекоје варирају у зависности од супстанци које се раздвајају, међу којима су следеће.
Течност-течност
У овој врсти поступка, два су раздвојена немешљиве течностиТо значи да се не могу мешати. Класичан пример за то су уље и вода, јер имају потпуно различите густине, а уље, будући да је мање густо, увек ће плутати на површини воде, која има већу густину. Да би се спровела ова врста процеса у хемијским лабораторијама, користи се [недостају информације - вероватно специфична метода или техника]. левак за бром, који је крштен као левак за одвајање, или раздвајања, из очигледних разлога.
У хемији, ова врста декантације се користи за извођење екстракција течност-течностТо јест, пренос раствореног једињења из једног растварача у други са којим се први не меша. Ово омогућава изоловање, пречишћавање или концентровање супстанци присутних у малим количинама, како у истраживачким лабораторијама, тако и у индустријским процесима.
Чврсто-течно
За ову врсту декантације, присуство чврст материјалсупстанце у течној фази, у којој се таложи. Овај тип је најчешћи јер се већина хетерогених смеша прави са ове две супстанце.
Ако течност садржи суспендоване чврсте честицеПримећено је да, због дејства гравитације и Архимедовог принципа, тоњење честица на дно или њихова тенденција да испливају на површину зависи од њихове густине и величине. Нормално, течност остаје на површини; то се назива седимент. супернатанти чврста материја, названа депозит Седимент пада на дно. Декантација омогућава уклањање супернатанта или, у другим случајевима, отварање доњег вентила за евакуацију седимента.
Ова врста декантације се углавном користи за третман канализацијеУклањање песка, муља, органске материје и другог отпада. Такође се користи у бистрењу пића, екстракцији биљног уља и процесу производње вина и сирћета, где је потребно одвојити бистру течност од исталожених чврстих материја.
Да бисмо разумели како се један од ових поступака спроводи, можемо користити претходно описану смешу воде и уља као пример. Ове смеше се раздвајају помоћу левка за одвајање. Вода, будући да је гушћа, увек ће бити испод уља, које се екстрахује отварањем славине како би се омогућило његово контролисано ослобађање. Међутим, постоје рудиментарнији и мање пажљиви начини за извођење овог процеса, на пример, коришћење једноставног... контејнер који се пажљиво нагиње да би се излила горња фаза.
Општи поступак декантације
Да бисте започели са извођењем једне од ових процедура, потребно је да дозволите чврста материја се практично сама одвајаДо тога долази зато што гравитација обавља свој посао и узрокује да се таложи на дну посуде. Овај процес је познат као основни распад нечистоћа и једињења, чије су карактеристике да поседују већа маса у одређеној супстанци.
У случају течно-течних смеша, смеша се оставља да стоји док се не формирају јасно разграничени слојевиВреме таложења зависи од разлике у густинама, вискозности течности и присуства или одсуства емулзија, које су финије смеше у којима су капљице једне течности дисперговане у другој и отежавају раздвајање.
У многим процесима пречишћавања воде, они се додају претходно коагуланти и флокуланти (као што су гвожђе(III) хлорид, алуминијум полихлориди, синтетички полимери или активни угаљ у праху) како би се подстакло агломерирање суспендованих честица. Ови производи повећавају величину и тежину флокула, чиме се убрзава процес таложења и постиже... ефикасније разјашњење воде.
Напредна употреба објеката резервоари за таложење микропескагде се флокуле лепе за веома фине честице песка, добијајући на тежини и брже се таложе. Таложена вода се сакупља са врха резервоара и пролази кроз нагнуте ламеларне модуле који побољшавају одвајање лакших честица. Концентровани муљ се континуирано пумпа са дна до посебних јединица за третман.
Брзина којом честице падају пропорционална је њиховој пречника и његов запреминска масаЗбог тога се велике, густе честице таложе брже од малих, лаких. Овај принцип се узима у обзир приликом пројектовања индустријских таложника, где се подешавају време задржавања, висина резервоара и брзина протока.
Сепарациони левак у лабораторији
Један од главних алата који се користи у овом процесу у лабораторијском окружењу је левак за одвајањеТакође познат као левак за одвајање или сијалица за декантирање, разумевање његовог правилног рада је кључно за безбедно и прецизно одвајање течности које се не мешају.
Како изгледа сепарациони левак? Дизајн и материјали
Сепарациони левак обично има облик конусног или крушколиког облика (крушколиког облика), са доњим крајем који се завршава кључем или славином, и горњим крајем са чепом.
Главне компоненте из левка за одвајање:
- Тело левкапосуда у коју се стављају течности које треба одвојити.
- Стопцоцк: омогућава контролисано отварање или затварање протока течности, олакшавајући сакупљање сваке фазе одвојено.
- Горњи поклопац: затвара левак током мешања смеше, спречавајући цурење и прскање.
Уобичајени материјали из левка за одвајање:
- Видрио боросилицато: веома отпоран на хемијске реакције и промене температуре, идеалан за већину лабораторијских радова.
- Пластиц (полипропилен или тефлон): лакши и отпорнији на ударце, погодан за супстанце које могу напасти стакло или за рад где се тражи већа механичка безбедност.
Уобичајене варијанте из левка:
- Различит капацитетаод неколико милилитара до неколико литара, прилагођавајући се радној скали.
- Модели са кључевима видрио до тефлон, у складу са хемијском компатибилношћу и жељама за чишћење и одржавање.
Како се користи левак за одвајање?
Ово је један од главних алата који се користи у овом процесу декантирања, па је веома важно знати његов исправан рад, тако да када постоји могућност његове употребе, кораци буду тачно познати.
- За почетак морате сипајте течност унутар левка, али пре него што почнете да га пуните овом супстанцом, потребно је приметити да ли Славина испод је затворена.како би се спречила нежељена цурења која би могла да промене смешу.
- Онда левак треба оставити. Одмарати се током одређеног времена, тако да се присутне течности могу потпуно одвојити једна од друге, формирајући добро дефинисане слојеве.
- Ако је потребно побољшати раздвајање, то се може учинити нежно протресите левак, прво затворите чеп и чврсто га држите. Током мућкања, препоручљиво је периодично отпуштати унутрашњи притисак лаганим отварањем славине са обрнутим левком, посебно ако постоје испарљиви растварачи који стварају гасове.
- Да бисте почели са пражњењем гушћа течностПотребно је поставити чашу на дно како се не би просипало.
- Наставља се до Полако отворите славину Затворите га у тачном тренутку када се присуство гушће течности више не може детектовати, спречавајући да горња фаза почне да излази.
- На крају, морате наставити са уклањањем течност са мањом густиномПрепоручује се да се то ради одозго, скидањем поклопца и пажљивим сипањем, јер је веома вероватно да ће унутар славине бити остатака друге супстанце, што је може контаминирати.
Правилна употреба левка за одвајање нуди вишеструке предности у лабораторији: омогућава контролисано раздвајањеСмањује губитак производа, минимизира ризик од просипања и олакшава руковање сложеним смешама, посебно у процесима екстракција течност-течност.
Примене и корисност декантације
Техника декантације има веома широка корисност Користи се у лабораторијама, индустријским процесима и свакодневном животу. Његова једноставност, ниска цена и ефикасност чине га неопходним алатом за раздвајање смеша у мноштву контекста.
У лабораторијама за хемију, биологију и медицину
У научним лабораторијама, декантација се користи за припремити узоркеУклања нечистоће, мења раствараче и концентрише растворе. Кључан је у:
- органска хемијаодвајање реакционих производа коришћењем немешљивих растварача, испирање раствора ради уклањања нуспроизвода растворљивих у води или органским растварачима и пречишћавање једињења.
- Фармацеутска индустрија: пречишћавање активних састојака, елиминација резидуалних растварача и раздвајање фаза у фазама синтезе и формулације.
- Биотехнологија и биологијараздвајање водене и органске фазе у процесима екстракције метаболитиензими или протеини, доприносећи ефикасном опоравку високовредних биотехнолошких производа.
У третману и пречишћавању воде
У области заштите животне средине и у постројењима за пречишћавање, седиментација се сматра фундаменталном фазом. Примењује се на:
- Пречишћавање отпадних водаОтпадне воде садрже органске материје, песак, масноће и друге суспендоване чврсте материје. Коришћењем таложника, гушће честице се таложе на дно, док се пречишћена вода затим шаље на даље фазе филтрације или дезинфекције.
- Пречишћавање водеУ производњи воде за пиће користе се фазе коагулације-флокулације, након чега следи седиментација. Ово уклања глину, муљ и друге фине честице, смањујући мутноћу и побољшавајући квалитет воде пре филтрације и дезинфекције.
- Контрола загађењаПриликом праћења контаминираних река, језера и земљишта, седиментација омогућава одвајање седименти воде да би се анализирале одвојено или да би се смањило оптерећење загађивачима пре него што се вода врати у животну средину.
У прехрамбеној индустрији и индустрији пића
У преради хране и пића, декантација помаже у побољшању сензорни квалитет и безбедност производа. Неки релевантни примери су:
- Добијање природних уљаМасти нису растворљиве у води, па се током екстракције биљних уља (као што су маслиново, сунцокретово или палмино) користи декантација да би се уље одвојило од воде и чврстих остатака пулпе или семена. Након млевења и мешања, смеша се оставља да се слегне како би се фазе раздвојиле, а мање густо уље се уклања.
- Декантирање винаВино садржи суспендоване чврсте материје из ферментације и самог грожђа. Временом се ови седименти таложе на дну посуде или боце. Декантирање се користи за... одвојите бистру течност физичког отпада и, у многим случајевима, ради побољшања оксигенације и развоја арома пре сервирања.
- Производња сирћетаУ рафинисању сирћета биљног порекла, декантација се користи да би се оно одвојило од тежих уља или других течних фаза, чиме се постиже бистрији и стабилнији производ.
У енергетској и петрохемијској индустрији
У енергетском сектору, декантација такође игра кључну улогу у различитим тачкама процеса:
- прераду нафтеТоком рафинирања, нафта пролази кроз неколико фаза да би се добили угљоводоници у гасовитом или течном облику. Декантација се користи за одвајање лакших фракција од гушћих, побољшавајући ефикасност накнадних процеса дестилације и обраде.
- Вађење нафте на офшор платформамаКада се нафта вади са морског дна, обично се меша са морском водом. Декантацијом се раздвајају две фазе: нафта, која је гушћа и има специфичне карактеристике, шаље се у складиште, док се вода, након третмана, враћа у океан.
- Одвајање биодизела и глицеринаУ производњи биогорива из биљних или животињских масти, глицерин се формира као гушћи нуспроизвод. Декантација омогућава глицерину да се слегне на дно и одвоји од биодизела, чиме се побољшава чистоћа добијеног горива.
Друге релевантне апликације
Поред горе наведених случајева, декантација и повезани системи (као што су конусни резервоари или ламеларни бистре) користе се у:
- Процеси подмазивање и сакупљање отпадака у радионицама, где се коришћена уља одвајају од воде и чврстих честица пре него што се управљају као отпад.
- Линије од екстракција маслиновог уљагде се резервоари са конусним или зарубљеним конусним дном и различитим нагибима користе за одвајање воде, отпадних материја и чврстих материја након центрифугирања. Правилан дизајн и контрола процеса пречишћавања спречавају недостатке у екстра девичанским маслиновим уљима и омогућавају прилагођавање различитим сортама маслина.
У свим овим сценаријима, кључно је оптимално искористити разлика у густинама и ефекат гравитације, пројектовање опреме и протокола који омогућавају чисто, безбедно и исплативо раздвајање.
Генерално, техника декантације и њене варијације постају неопходан алат за свакога ко ради са хетерогеним смешама, од студената који почињу у лабораторији до професионалаца који управљају великим индустријским погонима, јер нуди директан, економичан и свестран начин за постизање поузданих раздвајања без промене хемијске природе компоненти.