{"id":427,"date":"2019-04-15T10:44:20","date_gmt":"2019-04-15T08:44:20","guid":{"rendered":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/?p=427"},"modified":"2024-11-25T15:13:19","modified_gmt":"2024-11-25T14:13:19","slug":"wie-funktioniert-die-emulsionsspaltung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wie-funktioniert-die-emulsionsspaltung\/","title":{"rendered":"Wie funktioniert die Emulsionsspaltung?"},"content":{"rendered":"

Hinter dem Begriff Emulsionsspaltung verbergen sich unterschiedliche Verfahren, die bei der <\/strong>Abwasserreinigung<\/strong><\/a> angewendet werden. Emulsionen sind Gemische von Fl\u00fcssigkeiten, die ineinander nicht l\u00f6slich sind. Um eine stabile Emulsion zu erzeugen, sind Emulgatoren erforderlich. Sollen die Fl\u00fcssigkeiten wieder voneinander getrennt werden, kommt Emulsionsspaltung zum Einsatz.<\/strong><\/p>\n

Emulsionen im Alltag und in der Industrie<\/h2>\n

Die bekannteste Emulsion ist Milch. Sie besteht haupts\u00e4chlich aus Wasser und Fett. Der Emulgator in der Milch hei\u00dft Kasein. Es sorgt daf\u00fcr, dass die Fetttr\u00f6pfchen in der Milch verteilt bleiben. Das \u00e4lteste Verfahren der Emulsionstrennung ist das Buttern. Dabei werden die Kaseinh\u00fcllen, die die kleinen Fetttr\u00f6pfchen umschlie\u00dfen und am Zusammenballen hindern, durch mechanische Kr\u00e4fte zerst\u00f6rt. Es bilden sich immer gr\u00f6\u00dfere Fettklumpen. Zur\u00fcck bleibt Buttermilch. Das bekannteste Verfahren der Erzeugung von Emulsionen ist das Waschen. Allein mit Wasser gestaltet sich die Entfernung fettiger Verunreinigungen schwierig. Mit Seife als Emulgator ist sie ein Kinderspiel. Zur\u00fcck bleibt Abwasser in Form einer Emulsion. Die Wasseraufbereitung erfolgt in Kl\u00e4ranlagen durch Emulsionsspaltung. In der Metallbearbeitung werden Emulsionen als K\u00fchlschmierstoffe<\/a> eingesetzt. Die k\u00fchlende Wirkung des Wassers und die schmierende Wirkung des \u00d6ls erm\u00f6glichen die Zerspanung der Werkstoffe. Dabei fallen gro\u00dfe Mengen von emulsionshaltigem Abwasser an. Um daraus das Wasser zur\u00fcckzugewinnen, ist die Spaltung der Emulsion erforderlich.<\/p>\n

\"WASSERMISCHBAR<\/a><\/p>\n

\u00dcberblick \u00fcber die Methoden zur Emulsionsspaltung<\/h2>\n

Die Emulsionsspaltung ist durch eine Vielzahl von Verfahren m\u00f6glich. Sie gelingt auf mechanischem, thermischem, chemischem, elektrochemischem und biologischem Weg. Welche Methode optimal ist, h\u00e4ngt von der konkreten Wirkungsweise der vorhandenen Emulgatoren und von den weiteren Bestandteilen der Emulsion ab.<\/p>\n

Mechanisch<\/h3>\n

Zu den mechanischen Verfahren der Emulsionsspaltung z\u00e4hlen die Zentrifugation und die Ultrafiltration. Bei diesen Methoden heben mechanische Kr\u00e4fte die Wirkung der Emulgatoren in den Emulsionen auf.<\/p>\n

Bei der Zentrifugation wirkt sich die Fliehkraft auf die Dichteunterschiede zwischen den Bestandteilen der Emulsion aus. Gro\u00dftechnisch wird dieser Prozess in Separatoren durchgef\u00fchrt. W\u00e4hrend eine Zentrifuge abwechselnd best\u00fcckt und entleert werden muss, erm\u00f6glichen Separatoren einen kontinuierlichen Betrieb.<\/p>\n

\"Emulsion
\u00a9 guruXOX – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Die Ultrafiltration beruht auf hohem Druck, mit dem das Wasser durch eine Membran gepresst wird. Organische Stoffe mit gro\u00dfen Molek\u00fclen werden von der Membran zur\u00fcckgehalten. Dieses Verfahren l\u00e4sst sich nur bei Emulsionen anwenden, die sich mit den Membranen vertragen.<\/p>\n

Thermisch<\/h3>\n

Als thermische Verfahren der Emulsionsspaltung kommen die Destillation und die Adsorption zum Einsatz.<\/p>\n

Bei der Destillation wird das Wasser verdampft und als Kondensat zur\u00fcckgewonnen. Trotz unterschiedlicher Siedepunkte verdampft mit dem Wasser immer auch ein Teil der emulgierten Fl\u00fcssigkeit. Der Teil des \u00d6ls, der mit dem Dampf in das Kondensat gelangt, wird anschlie\u00dfend in mechanischen Abscheidern entfernt. Wasser ben\u00f6tigt zum Verdampfen viel W\u00e4rme. Die W\u00e4rme wird beim Kondensieren wieder frei. Bei der Vakuumverdampfung wird die Kondensationsw\u00e4rme f\u00fcr das Verdampfen zur\u00fcckgewonnen. M\u00f6glich ist das, durch unterschiedliche Dr\u00fccke bei den beiden Teilprozessen, die voneinander abweichende Siedetemperaturen bewirken.<\/p>\n

\"Destillation\"
\u00a9 tonaquatic – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Bei der Adsorption lagern sich organische Verbindungen aus einer Emulsion an Feststoffe wie Aktivkohle an. Dieser Prozess erfordert niedrige Temperaturen. Deshalb wird er den thermischen Verfahren zugeordnet. Bei der Adsorption werden zwei Methoden angewendet. In einem Fall werden Aktivkohle oder spezielle \u00d6lbindemittel der Emulsion in zerkleinerter Form zugemischt und anschlie\u00dfend gemeinsam mit dem organischen Stoff abgetrennt. Die andere M\u00f6glichkeit besteht darin, die Emulsion durch einen Apparat sickern zu lassen, der mit dem Adsorptionsmittel gef\u00fcllt ist, welches das \u00d6l zur\u00fcckh\u00e4lt.<\/p>\n

Chemisch<\/h3>\n

Die chemische Emulsionsspaltung verwendet Trennmittel, die sich mit den Emulgatoren und den emulgierten Bestandteilen verbinden oder diese aufl\u00f6sen. Dabei werden starke S\u00e4uren oder spezielle organische Trennmittel eingesetzt. Die S\u00e4uren zerst\u00f6ren die Emulgatoren. Danach ballen sich die \u00d6lt\u00f6pfchen zusammen. Dieser Vorgang wird als Koagulation oder Koaleszenz bezeichnet. \u00d6l und Wasser bilden eigene Phasen, die in Abscheidern voneinander getrennt werden.<\/p>\n

\n

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass das Wasser wieder neutralisiert werden muss. Dabei fallen gro\u00dfe Mengen von Schlamm an.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Spezielle organische Trennmittel, die in der Fachsprache als Demulgator oder Emulsionsspalter bezeichnet werden, unterbinden die Wirkung der Emulgatoren, indem sie mit ihnen chemische Verbindungen eingehen oder die emulgierten Stoffe aufl\u00f6sen. Die neuen Verbindungen oder L\u00f6sungen schwimmen auf und bilden eine zusammenh\u00e4ngende Schicht auf der Oberfl\u00e4che der Fl\u00fcssigkeit. Das Aufschwimmen wird h\u00e4ufig durch Zus\u00e4tze unterst\u00fctzt und beschleunigt, die man Flotationsmittel nennt.<\/p>\n

\"Koalesenz\"
\u00a9 natros – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Elektrochemisch<\/h3>\n

Viele Emulgatoren wirken auf der Basis elektrischer Ladungen. In diesen F\u00e4llen kann man eine Emulsion mit Hilfe eines elektrischen Feldes spalten. Das elektrische Feld wird durch Elektroden erzeugt, die mit einer Gleichspannung beaufschlagt sind und in die Fl\u00fcssigkeit eingetaucht werden. An den Elektroden sammeln sich die Stoffe mit der jeweils entgegengesetzten Ladung an. Durch Koagulation bzw. Koaleszenz bilden sich getrennte Phasen, die voneinander abgeschieden werden.<\/p>\n

Biologisch<\/h3>\n

Grundlage f\u00fcr biologische Verfahren der Emulsionsspaltung sind speziell gez\u00fcchtete Mikroorganismen, die sich von den emulgierten Stoffen ern\u00e4hren. Die Kleinstlebewesen werden den Emulsionen zugemischt. Bei optimalen Bedingungen kommt es zum Wachstum und zur Vermehrung der Mikroorganismen. In Absetzbecken sammeln sie sich als Biomasse am Boden an und bilden den sogenannten Belebtschlamm. Voraussetzung f\u00fcr diese Methode ist, dass die Emulsionen keine Biozide enthalten, die ungesund f\u00fcr Mikroorganismen sind. Formen der biologischen Emulsionsspaltung werden h\u00e4ufig bei der Wasseraufbereitung in Kl\u00e4ranlagen eingesetzt.<\/p>\n

Wasseraufbereitung in der Emulsionsspaltanlage<\/h2>\n

Emulsionsspaltanlagen sind h\u00e4ufig Bestandteil der technischen Ausr\u00fcstung zur Behandlung von Abwasser. Dabei wird zwischen dezentraler und zentraler Abwasserbehandlung unterschieden. Dezentrale Emulsionsspaltanlagen werden von Unternehmen betrieben, die ihr Abfallaufkommen reduzieren und Brauchwasser zur\u00fcckgewinnen wollen. In zentralen Anlagen werden die gro\u00dfen Abwassermengen behandelt, die von Entsorgungsunternehmen in den einzelnen Betrieben eingesammelt werden oder in Kl\u00e4rwerken anfallen.<\/p>\n

\"Emulsionsvorgang\"
\u00a9 DavidBautista – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Dezentrale Emulsionsspaltanlagen<\/h3>\n

Eine dezentrale Emulsionsspaltanlage ist ein kompaktes System, das aus einer Einheit f\u00fcr die Emulsionsspaltung und einer Einheit f\u00fcr die Abscheidung der leichteren Phase besteht. In diesen Anlagen werden vorwiegend thermische und chemische Emulsionstrennung umgesetzt. F\u00fcr die thermische Spaltung h\u00e4lt der Markt Vakuumverdampfer mit Durchs\u00e4tzen von wenigen Litern bis einigen Kubikmetern pro Stunde bereit. \u00c4hnliche Gr\u00f6\u00dfenordnungen werden auch bei chemischen Systemen, die mit einem Demulgator arbeiten, angeboten. Der Emulsionsspaltung nachgeschaltet sind Abscheider, in denen sich die Fl\u00fcssigkeiten in zwei Phasen trennen. Eine Phase enth\u00e4lt organische Verbindungen, die andere Wasser.<\/p>\n

Zentrale Emulsionsspaltanlagen<\/h3>\n

In zentralen Wasseraufbereitungsanlagen ist die Emulsionsspaltanlage in ein System aus Lagern f\u00fcr Fl\u00fcssigkeiten, Einrichtungen f\u00fcr die Energieversorgung, Absetzbecken und Komponenten f\u00fcr die Steuerung und Regelung eingegliedert. Die Verarbeitung gro\u00dfer Mengen von Fl\u00fcssigkeiten ist energetisch effizienter als die dezentrale Behandlung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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