Metode de Separare a Amestecurilor Eterogene

Pentru separarea formelor(lichid, solid sau gazos) ale unui sistem eterogen se folosesc diferite actiuni care aparțin uneia dintre următoarele metode:

-acțiunea diferențiată a unui câmp de forțe asupra fazelor sistemului (Separarea în câmp gravitațional , Separarea prin reținerea fazei solide prin intermediul unui material filtrant , Separarea în câmp centrifugal , Separarea în câmp electrostatic )

– reținerea fazei discontinue prin modificarea forțelor de suprafață;

-reținerea fazei discontinue pe suprafața și în porii unui material poros, care permite trecerea numai a fazei continue (filtrare).

În tabelul 1.2 sunt prezentate principalele metode de separare ale unor sisteme eterogene.

Tabelul 1.1. Principalele metode de separare

În industrie , sistemele eterogene aparținând tuturor categoriilor specificate sunt intens răspândite ,dupa cum urmeaza:

-suspensii: melasa cu cristale de zahăr , sucurile de fructe etc.

– emulsii : amestecul de ulei cu apă

– fumul:rezultatul arderii incomplete a combustibililor

– praful:particule fine de pamant in aer

– ceața:rezultatul condensarii vaporilor din atmosfera

Sedimentarea – reprezinta operatia de separare a sistemelor eterogene lichide sau gazoase în fazele constituente sub actiunea diferentiala a gravitatiei asupra fazelor cu densitati diferite[1].

În operația de sedimentare se numește suspensie sistemul eterogen inițial, decantat – lichidul mai mult sau mai puțin limpede rezultat după sedimentare, sediment sau precipitat – reziduul conținând faza solidă îmbibată cu lichid.

Operația de sedimentare va fi redate in figura 1.1

Figura 1.1.Operația de sedimentare a unei suspensii lichid-solid

Prin decantare se înțelege îndepărtarea lichidului (decantatului) după sedimentare.

Sedimentarea are avantajul major datorat simplitatii constructive a echipamentelor de proces în care se desfasoara în conditiile unor costuri de exploatare si de procesare reduse.Într-un moment oarecare al sedimentării, suspensia are trei straturi:

– un strat superior de lichid ce poate fi limpede sau slab tulbure;

– un strat intermediar de suspensie;

– un strat de sediment cu granule din ce în ce mai mari.

Grosimea stratului intermediar scade în timpul sedimentării până la dispariție, iar grosimea celorlalte straturi crește.

O bună operație de sedimentare tinde să obțină un decantat cât mai lipsit de fază solidă și un sediment cu cât mai puțin lichid, într-un timp cât mai scurt și cu costuri minime.

Factori care influențează operația de sedimentare:

– structura și concentrația fazei solide: solidele grăunțoase sedimentează astfel încât fiecare granulă se depune independent, în funcție de mărimea (masa) ei; suspensiile cu solide negrăunțoase (flocoane îmbibate cu lichid) sedimentează colectiv, particulele solide influențându-se reciproc în mișcarea de sedimentare;

– tendința de aglomerare (floculare): stabilitatea suspensiilor coloidale (dată de adsorbția preferențială a unor ioni pozitivi sau negativi din mediul lichid ambiant al suspensiei) poate fi distrusă prin neutralizarea sarcinilor electrice cu ajutorul unor electroliți cu sarcini electrice de semn contrar; particulele neutralizate în acest mod nu se mai resping și se pot reuni în particule mai mari care sedimentează ușor.

Orice recipient poate servi ca decantor pentru sedimentarea suspensiilor (ex. pahar Berzelius în laborator). În mod obișnuit, decantoarele industriale sunt prevăzute cu dispozitive pentru alimentarea cu suspensie, pentru evacuarea decantatului și a sedimentului.

Pentru tratarea apelor potabile se folosesc decantoare ca cel din figura 2. Acestea sunt bazine paralelipipedice, cu fund înclinat (pentru a permite o viteză descrescătoare de curgere a apei în lungul decantorului, cu depunerea unor particule cu diametru din ce în ce mai mic către ieșirea din decantor).