La dekantim Sipas fjalorëve, është veprimi i dekantimit, megjithëse nga një perspektivë kimike, mund të thuhet se është një teknikë e përdorur për të veçoni një përzierje heterogjene, ekzistojnë vetëm dy lloje të marrëdhënieve të substancave që mund të ndahen.
Ky proces nuk duhet të ngatërrohet me ndarje gravitacionale (ose sedimentimi), që përfaqëson ndarjen e materies në ujë, siç është lënda organike, rëra dhe të tjera. Dekantimi është një teknikë shumë e rëndësishme që përdoret për trajtoni ujërat e zeza, dhe kështu të jenë në gjendje t'i pastrojnë ato për ripërdorim.
Në praktikat e këtij procesi, mund të vërehen dy lloje ndarjeje, ose dekantimi për shkak të efektit, meqenëse përbërësit mund të ndahen. lëndë të holluara të ngurta në lëngjedhe dy lëngje, dendësia e të cilave nuk i lejon ato të përzihen; për këtë është e nevojshme të drejtoheni në dy teknika të ndryshme për secilën prej tyre.
Për të nxjerrë disa përbërës nga substanca të tjera të lëngshme, është e nevojshme të lejohet graviteti të jetë një pikë e dobishme, në mënyrë që mbetjet ose teprica e këtyre të vendosen në fund të enës dhe kështu të jenë në gjendje t'i heqin ato.
Çfarë është dekantimi?
Njihet si dekantim një teknikë fizike, e cila ka për qëllim ndarjen e përzierjeve heterogjene, të cilat janë një kombinim i dy substancave që kanë faza të ndryshme, në të cilat lëndë të ngurta në lëngje, ose këto të njëjta për sa kohë që janë më të dendura se lëngjet e tjera, të cilat, për shkak të këtyre karakteristikave, duhet të jenë në krye të një përzierjeje të caktuar.
Në thelb, dekantimi përfshin Transferoni me kujdes lëngun e sipërm në një enë tjetër, duke lënë pas lëndët e ngurta ose lëngjet më të rënda. Kjo metodë mbështetet ekskluzivisht në veprimi i gravitetit dhe në ndryshimet e dendësisë midis përbërësve të përzierjes, kështu që nuk kërkon energji shtesë ose pajisje komplekse.
Kjo metodë përdoret për të trajtuar ujërat e zeza sepse mund të nxjerrë çdo lloj uji. ndotës ose mbetje që mund të gjenden në kompleks, duke arritur kështu pastroj ujin në mënyrë që të jetë përsëri optimale për konsum njerëzor ose, të paktën, shumë më pak ndotëse për mjedisin.
Është shumë e zakonshme të shoqërohet ose ngatërrohet dekantimi me... sedimentimi ose ndarja gravitacionaleqë është një gabim i zakonshëm. Ngatërrimi i dy proceseve është një gabim i rëndësishëm: ndarja gravitacionale zakonisht i referohet vendosjes së thjeshtë të grimcave në ujë - për shembull, rërë, lëndë organike ose sediment - ndërsa dekantimi përfshin gjithashtu nxjerrje e kontrolluar të njërës fazë në lidhje me tjetrën (për shembull, me anë të një hinke ndarëse ose një valvule), një proces kyç në aplikimet laboratorike dhe industriale.
Në kontekstet industriale dhe laboratorike, dekantimi konsiderohet si një metodë me kosto të ulëtShumë i gjithanshëm dhe i lehtë për t’u aplikuar, është thelbësor në kimi, biologji, trajtim uji, industrinë farmaceutike, industrinë ushqimore dhe shumë sektorë të tjerë ku kërkohet. ndarja e fazave në mënyrë efikase.
Çfarë është një përzierje heterogjene?
Për të kuptuar më mirë se si funksionon ky proces, është e nevojshme të kuptohet se çfarë përzierje heterogjenemeqenëse këto lloje përzierjesh janë ato që mund të ndahen duke përdorur këtë metodë.
Ndryshe nga përzierje homogjeneKëto përzierje, në të cilat substancat nuk mund të shihen me sy të lirë, njihen për mungesën e uniformitetit. Kjo ndodh sepse ato përbëhen nga dy ose më shumë substanca që fizikisht nuk kanë të njëjtat karakteristika, ose janë në gjendje krejtësisht të ndryshme, të cilat nga ana tjetër shpërndahen në mënyrë të pabarabartë. Këto përzierje janë më të lehta për t'u ndarë në përbërësit e tyre, dhe këta përbërës janë... pezullime o përzierje të trashavarësisht nga përmasat dhe madhësia e substancës.
L përzierje të trasha Këto janë të gjitha ato në të cilat grimcat janë të dukshme me sy të lirë, siç është betoni ose disa lloje sallatash, ndërsa pezullime Dallimi qëndron në faktin se grimcat kanë aftësinë të vendosen me kalimin e kohës, siç është talk në ujë, ose talk në vaj, ose disa ilaçe. Shumica e këtyre përbërjeve kanë një përshkrim me indikacione për përdorimin e tyre. Tundeni produktin para se ta hapnipikërisht sepse grimcat janë vendosur.
Brenda përzierjeve heterogjene, dekantimi është veçanërisht i dobishëm kur ka një kufi i qartë midis fazave, siç ndodh në sistemet e patretshme lëng-lëng ose në sistemet lëng-solid ku lënda e ngurtë depozitohet qartë në fund të enës.
Llojet e dekantimit
Dekantimi karakterizohet nga ndarja e përzierjeve heterogjene, të cilat, ndryshe nga përzierjet homogjene, nuk përmbajnë substanca me veti të tretësit dhe të tretësit në ekuilibër. Në vend të kësaj, ato përbëhen nga dy substanca fizikisht të dallueshme, kombinimi i të cilave vërehet lehtësisht. Teknikat e mëposhtme mund të aplikohen në këto përzierje: dy lloje të ndryshme dekantimitë cilat ndryshojnë në varësi të substancave që ndahen, ndër të cilat janë këto që vijojnë.
Lëng-lëng
Në këtë lloj procedure, dy ndahen lëngje të papërzieshmeKjo do të thotë që ato nuk mund të përzihen. Një shembull klasik i kësaj është vaji dhe uji, pasi ato kanë dendësi krejtësisht të ndryshme, dhe vaji, duke qenë më pak i dendur, gjithmonë do të notojë mbi ujë, i cili ka një dendësi më të lartë. Për të kryer këtë lloj procesi në laboratorët kimikë, përdoret një [informacion që mungon - me shumë mundësi një metodë ose teknikë specifike]. gyp bromi, i cili është pagëzuar si gyp ndarës, ose të ndarjes, për arsye të dukshme.
Në kimi, ky lloj dekantimi përdoret për të kryer nxjerrje lëng-lëngDomethënë, transferimi i një përbërjeje të tretur nga një tretës në një tjetër me të cilin i pari nuk përzihet. Kjo lejon izolimin, pastrimin ose përqendrimin e substancave të pranishme në sasi të vogla, si në laboratorët kërkimorë ashtu edhe në proceset industriale.
I ngurtë-lëng
Për këtë lloj dekantimi, prania e një material i ngurtëe një substance në fazën e lëngshme, në të cilën depozitohet. Ky lloj është më i zakonshmi sepse shumica e përzierjeve heterogjene bëhen me këto dy substanca.
Nëse një lëng përmban grimca të ngurta të pezulluaraVërehet se, për shkak të veprimit të gravitetit dhe parimit të Arkimedit, zhytja e grimcave në fund ose tendenca e tyre për të notuar në sipërfaqe varet nga dendësia dhe madhësia e tyre. Normalisht, lëngu mbetet sipër; kjo quhet sediment. supernatantdhe lëndë e ngurtë, e quajtur depozitë Sedimenti bie në fund. Dekantimi lejon heqjen e supernatantit ose, në raste të tjera, hapjen e një valvule të poshtme për të evakuuar sedimentin.
Ky lloj dekantimi përdoret kryesisht për trajtimi i ujërave të zezaLargimi i rërës, llumit, lëndës organike dhe mbetjeve të tjera. Përdoret gjithashtu në sqarimin e pijeve, nxjerrjen e vajit vegjetal dhe procesin e prodhimit të verës dhe uthullës, ku lëngu i kthjellët duhet të ndahet nga lëndët e ngurta të sedimentuara.
Për të kuptuar se si kryhet një nga këto procedura, mund të përdorim si shembull përzierjen e përshkruar më parë të ujit dhe vajit. Këto përzierje ndahen duke përdorur një gyp ndarës. Uji, duke qenë më i dendur, do të jetë gjithmonë poshtë vajit, i cili nxirret duke hapur një rubinet për të lejuar lirimin e tij të kontrolluar. Megjithatë, ka mënyra më rudimentare dhe më pak të kujdesshme për të kryer këtë proces, për shembull, duke përdorur një të thjeshtë enë e cila anohet me kujdes për të derdhur fazën e sipërme.
Procedura e përgjithshme e dekantimit
Për të filluar kryerjen e njërës prej këtyre procedurave, është e nevojshme të lejoni që i ngurtë ndahet praktikisht vetëKjo ndodh sepse graviteti bën punën e vet dhe bën që ajo të vendoset në fund të enës. Ky proces njihet si shpërbërja bazë e papastërtive dhe komponimeve, karakteristikat e të cilave duhet të kenë masë më e madhe në një substancë të caktuar.
Në rastin e përzierjeve lëng-lëng, përzierja lihet të qëndrojë derisa të formohen shtresa të diferencuara qartëKoha e vendosjes varet nga ndryshimi në dendësi, viskoziteti i lëngjeve dhe prania ose mungesa e emulsioneve, të cilat janë përzierje më të imëta në të cilat pikat e njërit lëng shpërndahen në tjetrin dhe e bëjnë të vështirë ndarjen.
Në shumë procese të trajtimit të ujit, ato shtohen paraprakisht. koagulantë dhe flokulantë (si kloruri i hekurit, polikloridet e aluminit, polimeret sintetike ose karboni i aktivizuar në formë pluhuri) për të nxitur grumbullimin e grimcave të pezulluara. Këto produkte rrisin madhësinë dhe peshën e flluskave, duke përshpejtuar kështu procesin e vendosjes dhe duke arritur një sqarim më efikas të ujit.
Përdorimi i pajisjeve të avancuara rezervuarë mikro-rërë për sedimentimku flluskat ngjiten në grimca shumë të imëta të rërës, duke fituar peshë dhe duke u vendosur më shpejt. Uji i vendosur mblidhet nga maja e rezervuarit dhe kalon nëpër module lamellare të pjerrëta që përmirësojnë ndarjen e grimcave më të lehta. Llumi i koncentruar pompohet vazhdimisht nga fundi në njësi specifike trajtimi.
Shpejtësia me të cilën bien grimcat është proporcionale me diametri dhe të tijat masë vëllimorePrandaj, grimcat e mëdha dhe të dendura sedimentohen më shpejt se ato të voglat dhe të lehta. Ky parim merret parasysh gjatë projektimit të rezervuarëve industrialë të sedimentimit, ku koha e mbajtjes, lartësia e rezervuarit dhe shpejtësia e rrjedhjes rregullohen.
Hinka ndarëse në laborator
Një nga mjetet kryesore të përdorura në këtë proces në mjedisin laboratorik është gyp ndarësI njohur gjithashtu si hinkë ndarëse ose llambë dekantimi, të kuptuarit e funksionimit të duhur të saj është çelësi për ndarjen e sigurt dhe të saktë të lëngjeve të patretshme.
Si duket një gyp ndarës? Dizajni dhe materialet
Hinka ndarëse zakonisht ka një formë konik ose në formë dardhe (në formë dardhe), me një skaj të poshtëm që përfundon me një çelës ose tap, dhe një skaj të sipërm me një tapë.
Përbërësit kryesorë nga hinka ndarëse:
- Trupi i gypitenë ku vendosen lëngjet që do të ndahen.
- Rubineti i ndalimit: lejon që rrjedha e lëngut të hapet ose mbyllet në një mënyrë të kontrolluar, duke lehtësuar mbledhjen e secilës fazë veç e veç.
- Kapaku i sipërm: vulos hinkën gjatë përzierjes, duke parandaluar rrjedhjet dhe spërkatjet.
Materialet e zakonshme nga hinka ndarëse:
- Qelqi borosilikatShumë rezistent ndaj reaksioneve kimike dhe ndryshimeve të temperaturës, ideal për shumicën e punëve laboratorike.
- plastik (polipropilen ose teflon): më i lehtë dhe më rezistent ndaj goditjeve, i përshtatshëm për substanca që mund të sulmojnë xhamin ose për punë ku kërkohet siguri më e madhe mekanike.
Variante të zakonshme nga gypi:
- Të ndryshme aftësitë: nga disa mililitra në disa litra, duke u përshtatur me shkallën e punës.
- Modele me çelësa gotë tek teflon, sipas përputhshmërisë kimike dhe preferencave të pastrimit dhe mirëmbajtjes.
Si e përdorni gypin ndarës?
Ky është një nga mjetet kryesore të përdorura në këtë proces dekantimi, prandaj është shumë e rëndësishme të dini funksionimin e tij të duhur, në mënyrë që kur të ekzistojë mundësia e përdorimit të tij, hapat të njihen saktë.
- Për të filluar duhet derdh lëngun brenda gypit, por para se të filloni ta mbushni atë me këtë substancë është e nevojshme të vini re nëse Rubineti poshtë është i mbyllur.për të parandaluar rrjedhjet e padëshiruara që mund të ndryshojnë përzierjen.
- Pastaj gypi duhet të lihet. Duke pushuar për një kohë të caktuar, në mënyrë që lëngjet e pranishme të mund të ndahen plotësisht nga njëra-tjetra, duke formuar shtresa të përcaktuara mirë.
- Nëse është e nevojshme të përmirësohet ndarja, kjo mund të bëhet tundeni butësisht gypin, duke mbyllur më parë tapën dhe duke e mbajtur fort. Gjatë tundjes, këshillohet që periodikisht të lirohet presion i brendshëm duke e hapur pak rubinetin me gypin e përmbysur, veçanërisht nëse ka tretës të avullueshëm që gjenerojnë gazra.
- Për të filluar zbrazjen e lëng më i dendurËshtë e nevojshme të vendosni një gotë në fund të saj në mënyrë që të mos derdhet.
- Ndërmerren hapat e mëposhtëm Hap rubinetin ngadalë Mbylleni atë në momentin e saktë kur prania e lëngut më të dendur nuk mund të zbulohet më, duke parandaluar që faza e sipërme të fillojë të dalë.
- Së fundmi, duhet të vazhdoni me heqjen e lëng me dendësi më të ulëtRekomandohet ta bëni këtë nga lart, duke hequr kapakun dhe duke e derdhur me kujdes, sepse ka shumë të ngjarë që brenda rubinetit të ketë mbetje të substancës tjetër, të cilat mund ta kontaminojnë atë.
Përdorimi i saktë i hinkës ndarëse ofron përparësi të shumta në laborator: lejon një ndarje e kontrolluarZvogëlon humbjen e produktit, minimizon rrezikun e derdhjeve dhe lehtëson trajtimin e përzierjeve komplekse, veçanërisht në proceset e nxjerrje lëng-lëng.
Zbatimet dhe dobia e dekantimit
Teknika e dekantimit ka një dobi shumë e gjerë Përdoret në laboratorë, procese industriale dhe në jetën e përditshme. Thjeshtësia, kostoja e ulët dhe efektiviteti i tij e bëjnë atë një mjet thelbësor për ndarjen e përzierjeve në një mori kontekstesh.
Në laboratorët e kimisë, biologjisë dhe mjekësisë
Në laboratorët shkencorë, dekantimi përdoret për të përgatit mostratAi largon papastërtitë, ndryshon tretësit dhe përqendron tretësirat. Është thelbësor në:
- kimi organikendarja e produkteve të reaksionit duke përdorur tretës të patretshëm, larja e tretësirave për të hequr nënproduktet e tretshme në ujë ose tretës organikë dhe pastrimi i përbërjeve.
- Industria farmaceutikepastrimi i përbërësve aktivë, eliminimi i tretësve të mbetur dhe ndarja e fazave në fazat e sintezës dhe formulimit.
- Bioteknologji dhe biologji: ndarja e fazave ujore dhe organike në proceset e nxjerrjes së metabolitëveenzima ose proteina, duke kontribuar në rikuperimin efikas të produkteve bioteknologjike me vlerë të lartë.
Në trajtimin dhe pastrimin e ujit
Në fushën mjedisore dhe në impiantet e trajtimit, sedimentimi konsiderohet një fazë themelore. Ai zbatohet për:
- Trajtimi i ujërave të zezaUjërat e ndotura përmbajnë lëndë organike, rërë, yndyrë dhe lëndë të tjera të ngurta pezull. Duke përdorur rezervuarë sedimentimi, grimcat më të dendura lihen të sedimentohen në fund, ndërsa uji i sqaruar më pas dërgohet në faza të mëtejshme filtrimi ose dezinfektimi.
- Pastrimi i ujitNë prodhimin e ujit të pijshëm, përdoren fazat e koagulimit-flokulimit të ndjekura nga sedimentimi. Kjo largon argjilën, llumin dhe grimcat e tjera të imëta, duke zvogëluar turbullirën dhe duke përmirësuar cilësinë e ujit para filtrimit dhe dezinfektimit.
- Kontrolli i ndotjesNë monitorimin e lumenjve, liqeneve dhe tokave të kontaminuara, sedimentimi lejon ndarjen e sedimentet të ujit për t'i analizuar ato veçmas ose për të zvogëluar ngarkesën ndotëse përpara se ta kthejnë ujin në mjedis.
Në industrinë ushqimore dhe të pijeve
Në përpunimin e ushqimit dhe pijeve, dekantimi ndihmon në përmirësimin e cilësia shqisore dhe sigurinë e produktit. Disa shembuj përkatës janë:
- Marrja e vajrave natyralëYndyrnat nuk treten në ujë, kështu që gjatë nxjerrjes së vajrave bimorë (si ai i ullirit, i lulediellit ose i palmës), dekantimi përdoret për të ndarë vajin nga uji dhe mbetjet e ngurta të tulit ose farave. Pas bluarjes dhe përzierjes, përzierja lihet të qetësohet në mënyrë që fazat të ndahen dhe vaji më pak i dendur të hiqet.
- Dekantimi i verësVera përmban lëndë të ngurta të pezulluara nga fermentimi dhe nga vetë rrushi. Me kalimin e kohës, këto sedimente vendosen në fund të enës ose shishes. Dekantimi përdoret për të... ndani lëngun e pastër të mbetjeve fizike dhe, në shumë raste, për të përmirësuar oksigjenimin dhe zhvillimin e aromave para shërbimit.
- Prodhimi i uthullësNë rafinimin e uthullës me origjinë bimore, dekantimi përdoret për ta ndarë atë nga vajrat më të rëndë ose fazat e tjera të lëngshme, duke arritur kështu një produkt më të qartë dhe më të qëndrueshëm.
Në industrinë e energjisë dhe petrokimike
Në sektorin e energjisë, dekantimi luan gjithashtu një rol vendimtar në pika të ndryshme të procesit:
- Rafinimi i naftësGjatë rafinimit, nafta kalon nëpër disa faza për të përftuar hidrokarbure në formë të gaztë ose të lëngshme. Dekantimi përdoret për të ndarë fraksionet më të lehta nga ato më të dendura, duke përmirësuar efikasitetin e proceseve të mëvonshme të distilimit dhe trajtimit.
- Nxjerrja e naftës në platformat në det të hapurKur nafta nxirret nga shtrati i detit, ajo zakonisht përzihet me ujin e detit. Nëpërmjet dekantimit, dy fazat ndahen: nafta, duke qenë më e dendur dhe me karakteristika specifike, dërgohet në magazinim, ndërsa uji, pas trajtimit, kthehet në oqean.
- Ndarja e biodizelit dhe glicerinësNë prodhimin e biokarburanteve nga yndyrnat bimore ose shtazore, glicerina formohet si një nënprodukt më i dendur. Dekantimi lejon që glicerina të vendoset në fund dhe të ndahet nga biodizeli, duke përmirësuar kështu pastërtinë e karburantit që rezulton.
Aplikime të tjera relevante
Përtej rasteve të mësipërme, dekantimi dhe sistemet e lidhura me të (siç janë rezervuarët konikë ose sqaruesit lamellorë) përdoren në:
- Proceset e lubrifikimi dhe rikuperimi i mbeturinave në punishte, ku vajrat e përdorur ndahen nga uji dhe grimcat e ngurta përpara se të menaxhohen si mbeturina.
- Líneas de nxjerrja e vajit të ulliritku përdoren rezervuarë konikë ose të cunguar me fund konik me pjerrësi të ndryshme për të ndarë ujin, pastrimet dhe lëndët e ngurta pas centrifugimit. Projektimi dhe kontrolli i duhur i procesit të pastrimit parandalojnë defektet në vajrat e ullirit ekstra të virgjër dhe lejojnë përshtatjen me varietete të ndryshme të ullirit.
Në të gjitha këto skenarë, çelësi është shfrytëzimi optimal i ndryshimi në dendësi dhe efektin e gravitetit, duke projektuar pajisje dhe protokolle që lejojnë ndarje të pastër, të sigurt dhe me kosto efektive.
Në përgjithësi, teknika e dekantimit dhe variacionet e saj po bëhen një mjet thelbësor për këdo që punon me përzierje heterogjene, nga studentët që fillojnë në laborator deri te profesionistët që menaxhojnë objekte të mëdha industriale, pasi ofron një mënyrë të drejtpërdrejtë, ekonomike dhe të gjithanshme për të arritur ndarje të besueshme pa ndryshuar natyrën kimike të përbërësve.