Zur Vermischung der Flüssigkeiten kommen sogenannte Emulgatoren zum Einsatz. Möchte man das Gemisch wieder trennen, spricht man von einer Emulsionsspaltung.
Funktionsweise der EmulsionsspaltungIn der Industrie kommt die Emulsionsspaltung vorwiegend zum Einsatz, um Fette und Wasser zu trennen, um die separierten Stoffe recyclen und erneut verwenden zu können. Man unterscheidet zwischen dem mechanischen, chemischen, thermischen und physikalischen Verfahren. Je nach Bedarf kommen die verschiedenen Verfahren auch kombiniert zum Einsatz. Für schwer zu spaltende Emulsionen, etwa Deponie-Sickerwasser oder schwermetallhaltiges Prozesswasser, hat sich das chemisch-physikalische Verfahren als besonders wirksam erwiesen.
Emulsionsspaltung zur WasseraufbereitungZur
Abwasseraufbereitung ist
der Einsatz von Emulsionsspaltanlagen unabdingbar. Unternehmen können auf diese Weise kostengünstig Brauchwasser zurückgewinnen und die Menge an Abwasser verringern. Man unterscheidet zwischen dezentralen und zentralen Emulsionsspaltanlagen. In einer dezentralen Emulsionsspaltanlage kommen vorwiegend chemische und thermische Verfahren zum Einsatz. Durch die Vakuumverdampfung lassen sich innerhalb einer Stunde einige Kubikmeter verarbeiten. Chemische Systeme arbeiten mit Demulgatoren und sind ähnlich effektiv. Zentrale Emulsionsspaltanlagen sind deutlich effektiver und können eine deutlich größere Menge an Flüssigkeiten auf energetisch effektivere Weise verarbeiten.
Mechanisches VerfahrenZur mechanischen Emulsionsspaltung zählt die Ultrafiltration sowie die Zentrifugation. Durch mechanische Kräfte wird die Wirkung der Emulgatoren negiert. Bei der Zentrifugation wirken sich hohe Fliehkräfte auf die Emulsion aus, wodurch sich die einzelnen Flüssigkeiten wegen ihrer unterschiedlichen Dichte voneinander trennen. Die Ultrafiltration hingegen arbeitet mit hohem Druck. Hierbei wird Wasser durch eine Membran gepresst, während größere Moleküle im Filter hängen bleiben.
Chemisches VerfahrenBei der chemischen Methode werden spezielle Trennmittel verwendet, welche die in der Emulsion befindlichen Emulgatoren auflösen oder sich mit emulgierten Molekülen verbinden. Zum Einsatz kommen diverse organische Trennmittel oder starke Säuren. Durch die Säuren werden die Emulgatoren neutralisiert. Mit der Zeit ballen sich die Öltropfen zusammen. Diesen Vorgang bezeichnet man als Koagulation. Die speziellen Trennmittel, in der Fachsprache auch Demulgatoren genannt, lösen die Emulsion, indem sie sich an die Emulgatoren binden. Die so entstandenen Bindungen schwimmen als Schicht oben auf der Flüssigkeit auf. Leider entstehen durch das chemische Verfahren Unmengen an Schlamm.
Thermisches VerfahrenHierzu zählen die Adsorption und Destillation. Das Wasser wird bei der Destillation verdampft und als Kondensat aufgefangen. Oft verdampfen auch geringe Mengen an Öl, wodurch Das Wasser anschließend durch mechanische Verfahren gereinigt werden muss. Bei der Adsorption hingegen binden diverse Feststoffe, beispielsweise
Aktivkohle, möglichst viele organische Verbindungen aus einer Emulsion. Ein solcher Vorgang findet bei niedrigen Temperaturen statt. Zum Einsatz kommen neben zerkleinerter Aktivkohle spezielle Ölbindemittel.
Elektrisches VerfahrenDie meisten Emulgatoren fungieren aufgrund elektrischer Ladungen. Durch die Induktion eines elektrischen Feldes lassen sich diese spalten. Erzeugt wird das elektrische Feld durch Elektroden, die in die Flüssigkeit eingetaucht werden und mit Gleichspannung arbeiten. An den Elektroden sammeln sich so jeweils gegenteilige Ladungen an.
