Flocculazione di reazione, tipi, applicazioni, esempi

IL flocculazione È un processo in cui si verifica la trasformazione delle sospensioni colloidali, stabile a causa della presenza di carichi sulla superficie delle sue particelle, a una condizione di instabilità che porta all'aggregazione e alla sedimentazione di particelle sospese.

Durante la flocculazione, a causa dell'aggregazione, un notevole aumento delle dimensioni delle particelle, diventando macroscopico, visibile all'occhio umano. Aumentano anche il loro peso, il che impedisce loro di rimanere in sospensione, producendo la loro sedimentazione.

Rappresentazione generale del processo o reazione di flocculazione. Le particelle colloidali gialle interagiscono o flocculano e quindi sedimenti. Fonte: Gabriel Bolívar.

Una rappresentazione di ciò che è compreso dalla flocculazione è mostrata sopra. I FROC tendono a mostrare forme di scale e non necessariamente si guardano intorno. Questo processo ha origine da agenti esterni, come l'aggiunta di un agente flocita.

In alcuni casi le particelle prodotte dalla flocculazione galleggiano sulla superficie anziché sui sedimenti. Ciò è dovuto alla bassa densità di alcune di queste particelle.

La floclazione ha applicazioni nel settore, essendo in grado di menzionarne le industrie della birra, la produzione alimentare, la produzione di carta, ecc. Allo stesso modo, la flocculazione viene utilizzata in altre attività come la purificazione e la conservazione dell'acqua.

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Reazione di flocculazione

Stato colloidale

Lo stato colloidale è costituito da piccole particelle sospese che non formano agglomerati. Queste particelle hanno cariche elettriche sulla loro superficie, che sviluppano repulsioni elettrostatiche tra le particelle vicine. Per questo motivo non possono unirsi inizialmente.

Pertanto, sono queste cariche elettriche superficiali che supportano la stabilità dello stato colloidale e delle sue particelle, quindi non c'è sedimentazione.

Coagulazione

La coagulazione si verifica dall'aggiunta di composti chimici che neutralizzano i carichi su particelle colloidali. Il coagulante più usato è l'allume, a₂(SW₄)₃· 14h₂O. Si dice quindi che i coagulanti destabilizzino una particella caricata elettricamente.

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L'introduzione di cariche elettriche opposte consente alle particelle di unire insieme, formando i floc di sottomicrometrici. Questi floc sono caratterizzati dalla loro stabilità quando rimangono in sospensione. Cioè, ancora non "rompono" lo stato colloidale.

Flocculazione

La flocculazione richiede che la miscela sia morbida, cioè che viene eseguita a basse velocità. Inoltre, è richiesta la presenza di un flocculante polimerico ad alto peso molecolare. Questo flocculante è disposto attorno a una serie di flocchi submicrometrici, producendo il suo approccio.

I FROC si legano tra loro e aumentano le loro interazioni governate dalle forze di Van der Waals.  In questo modo, perdono energia e il processo di flocculazione continua a progredire per dare origine a floc sciolti.

E poi, i crocchi pigri vengono aggiunti e rafforzati reciprocamente alla formazione di macrofloc, che sono visibili in sospensione. Una volta raggiunte le dimensioni e il peso corretti, la loro sedimentazione viene finalmente prodotta.

Tipi di flocculazione

Esistono due tipi di flocculazione: flocculazione pericinetica e flocculazione ortocinamica.

Flocculazione pericinetica

È quello che si verifica grazie al movimento browniano. Questo tipo di flocculazione influisce solo sulle particelle di diametro inferiore a un micron. Pertanto, la flocculazione pericinetica non si verifica più all'inizio del processo di flocculazione.

Flocculazione ortocintica

Ciò si verifica dopo la flocculazione pericinetica. È generato dal movimento di particelle in tutte le direzioni e velocità. Avere un movimento maggiore, la probabilità che le particelle interagiscano tra loro aumenta. Questi movimenti sono indotti da un'energia esterna alla massa dell'acqua o del solvente.

Applicazioni

Flocculazione. Fonte: Institute of Renewable Energies - UnAM/CC di -s (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)

Mentre la flocculazione è un fenomeno che viene normalmente prodotto in natura, l'uomo ha imparato a utilizzare questo processo a suo vantaggio. Alcune delle sue applicazioni industriali saranno menzionate di seguito.

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Trattamento delle acque

I composti chimici noti come coagulanti vengono aggiunti all'acqua. Questi coagulanti si legano alle particelle e ai composti chimici in sospensione, producendo la loro aggregazione e la successiva sedimentazione sotto forma di solidi noti come floc.

Il composto chimico più usato è il coagulante è il solfato di alluminio, sebbene a tale scopo vengano anche usati alluminati di sodio e solfato ferrico. I floc formati sono sedimenti, chiarire l'acqua. Tuttavia, oltre alla filtrazione e al trattamento chimico per purificare l'acqua.

Mining di metallo prezioso

Per ottenere metalli preziosi è necessario separarli da altri metalli e composti che li contaminano. Per questo, viene utilizzata le precipitazioni in metallo selettivo. Questo processo è generalmente accompagnato dalla flocculazione e dalla sedimentazione dei metalli desiderati, nonché inquinanti come il caso.

Produzione di birra

Nella fermentazione della birra, le cellule intervengono, come il lievito, che formano floc macroscopici. Il lievito presente in queste particelle, può sedimenti o galleggiare nella parte superiore dei serbatoi di fermentazione, dove può essere raccolto per riutilizzare in un nuovo ciclo di fermentazione.

La flocculazione del lievito dipende dalla concentrazione di calcio, che richiede una concentrazione di 50 - 100 ppm. Questa flocculazione può essere invertita con un aggregato di solfato, fosfato o agente EDTA di Quelante.

Industria del formaggio

La floclazione è un indicatore dell'evoluzione della formazione della cagliata nelle fasi iniziali dell'elaborazione del formaggio, indicando il tempo di flocculazione della creazione. In esso, i micel che si formano possono interagire tra loro e flocculari.

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Qualità dell'acqua

Ci sono terreni colloidi che quando si filtrano verso l'acqua produce la sua torbidità e il fenomeno dell'eutrofizzazione. Questo è che i colloidi sono ricchi di nutrienti che favoriscono la crescita e la proliferazione di alcune specie animali e vegetali, che ostacolano lo sviluppo di altre specie.

La trasformazione e la flocculazione dei colloidi elimina il loro accesso a fiumi e laghi. Pertanto, migliora la qualità dell'acqua.

Esempi di flocculazione

Elaborazione del burro

Il latte completo viene riscaldato e quando si raffreddano si accumula sulla sua superficie lipidica che forma una crema. Questa crema è il prodotto di un processo di coagulazione e flocculazione del latte. Successivamente, la crema viene raccolta e utilizzata per la preparazione del burro.

Produzione e precipitazione della neve

La flocculazione interviene durante la formazione e la precipitazione della neve sotto forma di cristalli.

Processo di filtrazione

Nelle colture di specie biologiche utilizzate in alcuni settori, c'è la generazione di particelle che potrebbero ostruire i filtri e il drenaggio delle colture. La flocculazione aumentando la dimensione delle particelle, lascia gli spazi attraverso i quali il liquido può circolare.

Flocculazione di asfaltene

Supponendo che gli asfalteni in petrolio grezzi siano stati in uno stato colloidale, questi sono in grado di flocculari e sedimenti o precipitati. Molti studi sostengono che, variando le condizioni naturali del greggio, viene promossa la flocculazione degli asfaltensi, che sedimenti come un fango marrone nero. Questo "fango" o solido rappresenta innumerevoli problemi per l'industria petrolifera.

Riferimenti

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