كيف افصل الزيت عن الماء

الترويق أو الصب ويعرف بالأنجليزية decantation هو عملية لفصل المخاليط عن طريق إزالة طبقة سائلة خالية من الرواسب ، أو المواد الصلبة المترسبة من المحلول ، قد يكون الغرض هو الحصول على سائل خالٍ من الجسيمات أو استعادة المادة المترسبة.

بعض المخاليط التي يمكن فصلها هو الزيت والماء من خلال عملية الصب ، حيث يطفو الزيت على سطح الماء ، صب الخليط يسمح للزيت أن يسكب من الماء ، يعتمد الترويق أو الصب على الجاذبية لسحب الرواسب من المحلول ، لذلك هناك دائمًا بعض الخسارة في المنتج ، إما من الراسب الذي لا يتساقط بالكامل من المحلول أو من السائل المتبقي عند فصله عن الجزء الصلب.

وهذا يعني فقط السماح لمزيج من المواد الصلبة والسائلة أو سائلين غير قابلين للامتزاج بالاستقرار والانفصال عن طريق الجاذبية ، يمكن أن تكون هذه العملية بطيئة ومملة بدون مساعدة من جهاز طرد مركزي. بمجرد انفصال مكونات الخليط ، يتم سكب السائل الأخف ، تاركًا وراءه السائل الأثقل أو الصلب ، عادة ، يتم ترك كمية صغيرة من السائل الأخف. [1]

يمكن تنفيذ العملية بإمالة الخليط بعد سكب الطبقة العلوية ، يمكن أيضًا استخدام هذه العملية لفصل سائلين لا يختلطان مع بعضهما البعض ، على سبيل المثال ، الزيت والماء – عندما نترك خليط الزيت والماء ، تتكون طبقتان منفصلتان ، يكون الماء في الأسفل والزيت أخف في الأعلى ، ثم يمكن إزالة طبقة الزيت من الأعلى عن طريق سكبها في وعاء آخر ، مما يترك لنا طبقة الماء في الأسفل ، ومن أجل تسهيل عملية وكفاءة الفصل ، يفضل استخدم قمع فصل . [2]

قمع فصل الزيت عن الماء

يمكن فصل سائلين غير قابلين للامتزاج مثل الزيت والماء ، باستخدام قمع الفصل ، يشكل خليط الزيت والماء طبقتين منفصلتين لأنهما غير قابل للذوبان تمامًا في بعضهما البعض ، يشكل الزيت الطبقة العليا بينما يتكون الماء في الأسفل ، عند فصل القمع يتم الاحتفاظ بها ، عندما تصبح طبقتان مستقرتين باستخدام قمع فصل ، يتم ترشيحهما واحدة تلو الأخرى ، تتضمن العملية استخدام مخاليط غير متكافئة من كثافة الجسيمات ، تتضمن الآلية الاستفادة من الكثافة غير المتكافئة للجسيمات في الخليط ، نظرًا لأن الماء أكثر كثافة من الزيت ، يمكن فصله عن طريق القمع وتركه بطبقة زيت في القمع.

طريقة الفصل

بمجرد أخذ السوائل في القمع ، يمكننا أن نرى تشكيل طبقتين ، السائل الأكثر كثافة يغوص في القاع والسائل الآخر في الأعلى ، يتم وضع دورق مخروطي الشكل في الأسفل لتجميع السائل الأكثر كثافة ، يسمح لك الصمام بالتحكم في وقت وكيفية خروج السائل إلى الدورق المخروطي.

فصل الزيت عن الماء بالطرد المركزي

تعمل أجهزة الطرد المركزي على مبدأ الجاذبية العالية ، بمعنى أي شيء أثقل من السائل سيُخرج ، بغض النظر عن الحجم ، يمكن تعزيز فصل الزيت عن الماء باستخدام الطرد المركزي ، إذا تم استخدام هذا الجهاز ، يجعل معدل الفصل أسرع عن طريق محاكاة زيادة كبيرة في قوة الجاذبية فقد يتم ضغط المادة الصلبة في حبيبات ، مما يجعل من الممكن سكب الوعاء مع الحد الأدنى من فقدان السائل أو الصلب .

باستخدام هذه الأجهزة ، يتم تضخيم حتى الاختلافات الصغيرة في الجاذبية النوعية إلى درجة تجعل الجسيمات دون الميكرون تستقر بسرعة ، يمكن لأجهزة الطرد المركزي أن تكسر المستحلبات وتزيل الجسيمات ، بما في ذلك الجرافيت ، توجد أنواع عديدة لأجهزة الطرد المركزي، منها ما يستخدم لتنظيف الجسيمات وإزالة الماء الخفيف ، يعد نوع وعاء الطرد المركزي خيارًا جيدًا، عندما يكون هناك تلوث بالماء الثقيل ، فإن نوع أنبوب من أجهزة الطرد المركزي يكون أكثر ملاءمة.

بالنسبة للزيوت الملوثة بالماء والجسيمات ، قد تكون هناك حاجة إلى جهاز طرد مركزي أكثر تعقيدًا لإزالة وتفريغ المواد الصلبة أثناء فصل الماء ، لسوء الحظ ، كلما زادت تعقيد أجهزة الطرد المركزي ، ارتفعت التكلفة .[3]

تجربة فصل الزيت عن الماء

التجربة الأولى :

لفصل الزيت عن الماء ، يمكنك تجربة الآتي ،وتلك التجربة توضح كيفية تغير الكثافة مع درجة الحرارة. ضع بعض الماء والزيت في وعاء مقعر ، مثل وعاء بلاستيكي. النفط سيرتفع إلى القمة ، ضع الحاوية في المجمد لبضع ساعات ثم أخرجها. سيحتوي الحاوية الآن على الزيت في قاعها ، أسفل لوح من الماء المتجمد يجب أن تكون قادرًا على إزالته ، وبالتالي فصل الاثنين.

التجربة الثانية :

ضع بعض الماء في حاوية شفافة وأضف ألوان الطعام لجعل الفصل أكثر وضوحًا ، صب أي نوع من الزيت يمكن أن يكون زيت الطهي أو زيت المحرك أو أي نوع آخر ، قد ينخفض الزيت في البداية إلى القاع ، لكنه سيرتفع بسرعة ليبقى فوق الماء ، إذا قمت بتغطية الحاوية وقلبتها رأسًا على عقب ، فسيظل الزيت يشق طريقه إلى الأعلى ، تظهر هذه التجربة مبدأين علميين :

لا يختلط الماء والزيت لأنهما مختلفان كيميائيًا ، لأن الماء قطبي ، مما يعني أن كل جزيء يحتوي على أجزاء ذات شحنات كهربائية موجبة وسالبة صغيرة ، أما الزيت غير قطبي للغاية ، ولهذا لا يختلط جيدًا مع السوائل القطبية .
أيضًا كثافة الزيت أقل من كثافة الماء ، لذا فهي ترتفع بشكل طبيعي ، تمامًا مثل ارتفاع بالون الهيليوم في الهواء.[4]

طريقة فصل النفط عن الماء

في حين أن الزيت والماء لا يختلطان وبالتالي سينفصلان بشكل طبيعي ، قد يكون من الصعب إزالة الزيت من الماء ، ومع الانسكابات النفطية الكبيرة ، هناك عدد من الطرق التي ظهرت لفصل النفط عن الماء :

فصل الجاذبية

هو الطريقة الأكثر استخدامًا لفصل مستحلب الزيت ( الماء والزيت ) ، وتعد العناصر الموجودة في تيار البئر مثل الزيت والماء لها جاذبية مختلفة ، تسمح اختلافات الكثافة للماء بالانفصال عن طريق الجاذبية ، مع وجود وقت كافٍ في حالة غير مضطربة ، ستنفصل الجاذبية النوعية المختلفة بشكل طبيعي ، تعد إضافة الملح إلى الخليط إحدى طرق تسريع العملية ؛ يذوب الملح في الماء ويجعله أكثر قطبية ويقل احتمال اختلاطه بالزيت.

الامتصاص

هناك طريقة أخرى لفصل الزيت عن الماء وهي امتصاص الزيت ، معظم المواد الماصة التي نستخدمها ، مثل المناشف الورقية ، أفضل في امتصاص الماء ، لكن الفوط المصنوعة من البولي بروبلين تعمل في الاتجاه المعاكس K وذلك لأن مادة البولي بروبيلين غير قطبية مثل الزيت ولذا تفضل امتصاص طبقة الزيت.

درجة الحرارة

من خصائص الماء وتركيبه أن يصبح الماء أقل كثافة عند تجميده إلى ثلج ، وهذه أحد التقنيات التي يمكن الإعتماد عليها لفصل انسكابات الزيت عن الماء ، على الرغم من أن هذا لن يكون عمليًا على نطاق واسع ، إلا أنه يمكنك استخدامه على نطاق صغير

المعالجة الحيوية

توجد نوع من البكتيريا التي تساعد في تآكل انسكابات الزيت ، إحدى هذه البكتيريا التي قام العلماء بتجربتها هي Pseudomonas عن طريق خلط مستعمرات Pseudomonas مع أنواع مختلفة من الزيوت والعناصر الغذائية مع معرفة أفضل الظروف التي تعطي أفضل معدلات نمو البكتيريا . [4]