6_Agglomeration_Flüssigphase Flashcards
was ist Umbenetzungsagglomeration?
- Agglomeration der Partikeln mit Bindeflüssigkeit→mindestens 3 Phasen
- Flüssige Phasen nicht molekular mischbar
- Feste Phasen dürfen heterogen sein
- Möglichkeit zur selektiven Agglomeration einer Komponente aus Mehrstoffsuspension
wodurch entstehen Agglomerate bei der Umbenetzung?
wie wird das Bindemittel zugegeben?
- Koaleszenz
- Anlagerung weiterer Primärpartikel
Bindemitteldispergierung durch
• Rührer
• Eindüsen
• Zugabe als Emulsion
wo ist die Obere Wachstumsgrenze beim Partikelwachstum beim Umbenetzen?
Obere Wachstumsgrenze durch hydrodynamisches Gleichgewicht: Zerstörung ↔ Neubildung
Einfluss der Dosierung des Bindemittels auf den Ablauf der Agglomeration beim Umbenetzen?
In Abhängigkeit von der Bindemittelmenge unterschiedliche Erscheinungsformen der agglomerierten Partikeln
-> bei höheren Bindemittelmenge kompaktere und festere Agglomerate
! Bei 𝑆 ≥ 1→Festigkeit → 0 Partikel in Bindemittel suspendiert
wie sieht ein Tensid aus, für was nutzt man ein Tensid?
Tensidmolekül besteht aus hydrophobem Schwanz und hydrophilem Kopf
Wenn Feststoff-/Flüssigphasen-Kombinationen die gleich Eigenschaft hat. zb beide hydrophil:
- > Ein Tensid erlaubt die Hydrophobierung eines hydrophilen Feststoffes
- -> kann dann durch hydrophobe Bindeflüssigkeit agglomeriert werden
was passiert bei der zugaben von Tensiden im System?
ein erhöhen der tensidkonzentration führt zu einer höheren belebungsdichte diese wiederum senkt die Oberflächenspannung.
ab dem cmc (critical micelle concentration) bilden sich mizellen aus und die Oberflächenspannung wird nicht weiter abgesenkt
Was ist der unterschied von Koagulation und Flockung?
- Koagulation: Agglomeration durch interpartikuläre WW
* Flockung / Flockulation: Agglomeration durch Zugabe von Polymeren (Flockungshilfsmittel)
wie ist die sinkgeschwindigkeit nach Stokes?
𝑣=(Δ𝜌 𝑔 𝑥^2)/18 𝜂
wie helfen Agglomerate bei Filtrationsverfahren?
Verbesserte Kuchenbildung und Kuchenstruktur:
- Verringerte Entmischung (Deckschichtbildung)
- Verringerter Feststoffdurchschlag
- Erhöhte Kuchenpermeabilität
Wie helfen Agglomerate beim entfeuchten eines Filterkuchens?
Probleme?
Verbesserte Entfeuchtung durch Senkung des Kapillardruckes 𝑝𝑘 durch vergrößerten Porenradius 𝑟
- Achtung: Gefahr von isolierter Flüssigkeit im Feinkapillarsystem der Flocken
- Achtung: Umströmung des Feinkapillarsystems ungünstig für das Waschen des Filterkuchens
Damit zwei Partikel bzw. Agglomerate 𝑖 und 𝑗 agglomerieren müssen sie…?
Kollidieren → Kollisionsfrequenz (collision frequency) 𝛽(𝑖, 𝑗)
Haften → Kollisionseffizienz / Haftwahrscheinlichkeit (collision efficiency) 𝛼(𝑖, 𝑗)
Existieren →Partikelanzahlkonzentration𝑁 𝑖 ,𝑁 𝑗
Zwei wesentliche Mechanismen um elektrostatische Abstoßung zu verringern?
- Erhöhung der Ionenstärke (z. B. durch Zugabe von Flockungsmitteln) (verringert die Reichweite)
- Anpassen des pH-Werts (möglichst nahe an den IEP, d. h. 𝜁 = 0 → verringert die Stärke)
welche Möglichkeiten gibt es für den Wiederaufschluss von Agglomeraten (Rückgewinnung z.b. magnetischer Partikel)?
• Thermisches Recycling: Zersetzung von NM bei hohen Temperaturen →Rückgewinnung M
• Chemisches Recycling: Auflösen von NM →Rückgewinnung M, NM und Lösungsmittel möglich
• Mechanisches Recycling: Dispergieren der Agglomerate und 2. Magnetseparation →Rückgewinnung M und NM
→Schwierigkeit: Re-Agglomeration
Was sind Flockungshilfsmittel in der Regel? Aufbau?
Flockungshilfsmittel in der Regel wasserlösliche Kohlenwasserstoffverbindungen mit unterschiedlichen reaktiven Gruppen
- > natürlich z.b. Polysaccharide (Stärke)
- > Synthetische Polymere: Basis meist Acrylsäureamide
was sind die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Flockung?
- Auswahl des geeigneten Polymers
- Lösen des Polymers und Streckung der zunächst verknäulten Polymerfäden
- Dosierung der Polymerlösung in optimaler Menge
- Intensive Vermischung von Suspension und Polymerlösung (hohe Turbulenz)
