Флокуляция в области химии представляет собой процесс, в котором коллоиды выходят из суспензии в виде хлопьев или хлопьев, либо спонтанно, либо из-за добавления осветлителя . Действие отличается от осаждения тем, что перед флокуляцией коллоиды просто суспендируются в жидкости и фактически не растворяются в растворе . Во флокулированной системе не образуется осадок, так как все хлопья находятся в суспензии.
Коагуляция и флокуляция являются важными процессами очистки воды с коагуляцией для дестабилизации частиц путем химической реакции между коагулянтом и коллоидами и флокуляцией для транспортировки дестабилизированных частиц, которые могут вызвать столкновения с хлопьями.
Химия поверхности
В коллоидной химии флокуляция относится к процессу, при котором мелкие частицы вызывают скопление во флоке. Флок может затем плавать до верхней части жидкости (крема), оседать на дно жидкости (осаждение) или легко фильтроваться из жидкости. Флокуляционное поведение коллоидов почвы тесно связано с качеством пресной воды. Высокая дисперсность почвенных коллоидов не только непосредственно вызывает мутность окружающей воды, но также вызывает эвтрофикацию из-за адсорбции питательных веществ в реках и озерах.
Физическая химия
Для эмульсий флоккуляции нужна станция дозирования флокулянта что производит кластеризацию отдельных дисперсных капель вместе, в результате чего отдельные капли не теряют свою идентичность. Флокуляция является, таким образом, начальной стадией, приводящей к дальнейшему старению эмульсии (слияние капель и окончательное разделение фаз).
Гражданское строительство / науки о Земле
В гражданском строительстве и в земных науках флокуляция является условием, при котором глины, полимеры или другие мелкие заряженные частицы присоединяются и образуют хрупкую структуру , флок. В диспергированных глинистых суспензиях флокуляция происходит после прекращения механического перемешивания, и диспергированные глинистые тромбоциты спонтанно образуют хлопья из-за аттракционов между отрицательными поверхностными зарядами и положительными краевыми зарядами.
Биология
Флокуляция используется в биотехнологических применениях в сочетании с микрофильтрацией для повышения эффективности биологических кормов.Добавление синтетических флокулянтов к биореактору может увеличить средний размер частиц, делая микрофильтрацию более эффективной. Когда флокулянты не добавляются, торты образуют и накапливаются, вызывая низкую жизнеспособность клеток. Положительно заряженные флокулянты работают лучше, чем отрицательно заряженные, поскольку клетки обычно отрицательно заряжены.
Сырная промышленность
Флокуляция широко используется для измерения прогресса образования творога на начальных стадиях производства сыра, чтобы определить, как долго должны быть приготовлены творог. Реакция с участием мицелл сычужного фермента моделируется кинетикой Смолуховского . Во время разминания молока мицеллы могут приближаться друг к другу и флоккулировать, процесс, который включает гидролиз молекул и макропептидов.
Флокуляция также используется во время обработки сточных вод . В основном используются три разных коагулянта:
- FeSO 4 ( сульфат железа (II) )
- Al 2 (SO 4 ) 3 ( сульфат алюминия )
- FeCl 3 ( хлорид железа (III) )
Пивоварение
В пивоваренной промышленности флоккуляция имеет другое значение. Это очень важный процесс ферментации при производстве пива, где клетки образуют макроскопические хлопья. Эти хлопья заставляют дрожжи осаждаться или подниматься к началу ферментации в конце ферментации.Впоследствии, дрожжи могут быть собраны (обрезанные) от верхней (ALE ферментации) или нижнего ( лагер брожение) в ферментере с целью быть повторно использованы для следующего брожения. Этот процесс является верным (означает?) И требует микро-количество кальция. Хотя это похоже на седиментацию в коллоидных дисперсиях, механизмы различны.
Процесс обработки воды
Флокуляции и осаждения широко используются в очистке от питьевой воды , а также в очистке сточных вод , очистки ливневых вод и очистки промышленных потоков сточных вод. Типичные процессы обработки состоят из решеток, коагуляции, флокуляции, седиментации , гранулированной фильтрации и дезинфекции.
Jar test
Целью этого теста является выбор типов коагулянта (квасцов), а также оценка оптимальной дозы, необходимой для удаления заряженных частиц, которые произошли в сырой воде. Тест Jar представляет собой эксперимент для понимания процессов коагуляции, флокуляции и седиментации (AWWA, 2011).
Устройство для испытания на сжатие состоит из шести стаканов и оснащено лопастным смесителем для каждого стакана. В стандартной практике испытания на сосуде, включающие быстрое перемешивание, затем следуют медленным перемешиванием, а затем с процессом осаждения.
Дефлокуляция
Дефлокуляция является полной противоположностью флокуляции, также иногда известной как пептизация . Обычно в более высоких диапазонах рН в дополнение к низкой ионной силе растворов и доминированию катионов одновалентных металлов коллоидные частицы могут быть диспергированы. Присадка, которая препятствует образованию коллоидов хлопьями, называется дефлокулянтом. Согласно Энциклопедическому словарю полимеров дефлокуляция является « состоянием или состоянием дисперсии твердого вещества в жидкости, в которой каждая твердая частица остается независимой и не связана с соседними частицами. Дефлокумулированная суспензия показывает нулевое или очень низкое значение выхода».
Дефлокуляция может быть проблемой на очистных сооружениях, поскольку она обычно вызывает проблемы осаждения осадка и ухудшение качества сточных вод .
