طريقة فصل الزيت عن الماء

كيف افصل الزيت عن الماء

الترويق هي عملية لفصل المخاليط عن طريق إزالة طبقة سائلة خالية من الرواسب أو المواد الصلبة المترسبة من المحلول، ويستخدم هذا الأسلوب للحصول على سائل خالٍ من الجسيمات أو لاستعادة المواد المترسبة، ويعرف هذا الأسلوب بالإنجليزية باسم “decantation.

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 والفصل عن طريق الجاذبية. يمكن أن تكون هذه العملية بطيئة ومملة بدون مساعدة من جهاز طرد مركزي. بمجرد فصل مكونات الخليط ، يتم صب السائل الأخف وترك السائل الأثقل أو الصلب وراءه عادة. قد يتم ترك كمية صغيرة من السائل الأخف.  

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 .

قمع فصل الزيت عن الماء

يمكن فصل الزيت والماء، الذين لا يمكن أن يختلطا معا، باستخدام قمع الفصل. يشكل خليط الزيت والماء طبقتين منفصلتين لأنهما غير قابلين للذوبان تماما في بعضهما البعض. يشكل الزيت الطبقة العليا بينما يتكون الماء في الأسفل. عند فصل القمع يتم الاحتفاظ بهما. وعندما تصبح الطبقتان مستقرتين باستخدام قمع الفصل، يتم ترشيحهما واحدة تلو الأخرى. تتضمن العملية استخدام مخاليط غير متكافئة من كثافة الجسيمات، وتتضمن أيضا الاستفادة من الكثافة غير المتكافئة للجسيمات في الخليط. ونظرا لأن الماء أكثر كثافة من الزيت، يمكن فصله عن طريق قمع الفصل وتركه بطبقة زيت في القم.

طريقة الفصل

عند وضع السوائل في القمع ، يمكن أن نرى تشكيل طبقتين؛ السائل الأكثر كثافة يغوص في القاع والسائل الآخر في الأعلى. يتم وضع دورق مخروطي الشكل في الأسفل لجمع السائل الأكثر كثافة، ويسمح للصمام بالتحكم في وقت وكيفية خروج السائل إلى الدورق المخروطي.

فصل الزيت عن الماء بالطرد المركزي

تعمل الأجهزة المركزية على مبدأ الجاذبية العالية، وهذا يعني أن أي مادة أثقل من السائل ستخرج بغض النظر عن حجمها. يمكن استخدام الطرد المركزي لتعزيز فصل الزيت عن الماء، وباستخدام هذا الجهاز يمكن تسريع عملية الفصل عن طريق زيادة قوة الجاذبية بشكل كبير. يمكن أن يؤدي ضغط المادة الصلبة في الحبيبات إلى سكب السائل من الوعاء مع الحد الأدنى من الفقدان .

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.

قد يتطلب الماء الملوث بالزيوت والجسيمات استخدام جهاز طرد مركزي معقدرة أكبر على إزالة وتفريغ المواد الصلبة، ولكن بزيادة تعقيد أجهزة الطرد المركزي يزداد سعرها، وبذلك يتزايد التكلفة .

تجربة فصل الزيت عن الماء

التجربة الأولى : لفصل الزيت عن الماء يمكن استخدام التجربة التالية لتوضيح كيفية تغير الكثافة مع درجة الحرارة. يتم وضع كمية من الماء والزيت في وعاء مقعر مثل الوعاء البلاستيكي، وسيتم رفع الزيت إلى القمة ، ومن ثم يتم وضع الوعاء في المجمد لبضع ساعات ثم يتم إخراجه ، وسيحتوي الوعاء الآن على الزيت في قاعه ، تحت لوح من الماء المتجمد يجب إزالته لفصل الاثنين.

التجربة الثانية : ضع بعض الماء في حاوية شفافة وأضف ألوان الطعام لجعل الفصل أكثر وضوحا. صب أي نوع من الزيت، سواء كان زيت الطهي أو زيت المحرك أو أي نوع آخر، في الحاوية، ومن الممكن أن ينخفض الزيت في البداية إلى القاع، ولكنه سيرتفع بسرعة ليظل فوق الماء. إذا قمت بتغطية الحاوية وقلبها رأسا على عقب، فسيظل الزيت يشق طريقه إلى الأعلى. تظهر هذه التجربة مبدأين علميين

•  الماء والزيت لا يمكن أن يختلطا لأنهما مختلفان كيميائيًا، إذ أن الماء يتميز بكونه قطبيًا، حيث يحتوي كل جزيء منه على شحنات كهربائية موجبة وسالبة صغيرة، بينما الزيت غير قطبي للغاية، ولذلك لا يمكن خلطه بشكل جيد مع السوائل القطبية .
• نظرًا لأن كثافة الزيت أقل من كثافة الماء، فإنه يتحرك بشكل طبيعي إلى الأعلى مثلما يرتفع بالون الهيليوم في الهواء.

طريقة فصل النفط عن الماء

على الرغم من أن الزيت والماء لا يمزجان ويفصلان بشكل طبيعي، إلا أن إزالة الزيت من الماء يمكن أن يكون صعبًا، ومع وجود تسربات النفط الكبيرة، ظهرت العديد من الطرق لفصل النفط عن الماء

• فصل الجاذبية

هي الطريقة الأكثر استخداما لفصل مستحلب الزيت (الماء والزيت)، وتحتوي العناصر الموجودة في تدفق البئر مثل الزيت والماء على جاذبية مختلفة، وتسمح اختلافات الكثافة للماء بالانفصال بفعل الجاذبية، وفي حالة عدم التشويش، فإن الجاذبية النوعية المختلفة ستنفصل بشكل طبيعي، وإضافة الملح إلى الخليط تعد إحدى الطرق لتسريع العملية؛ حيث 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 أحد خصائص الماء وتركيبه هو أنه يصبح أقل كثافة عند تجميده إلى ثلج، وهذه تقنية يمكن الاعتماد عليها لفصل الزيت عن الماء، وعلى الرغم من أن هذا الأمر لن يكون عمليًا على نطاق واسع، إلا أنه يمكن استخدامه على نطاق صغير

• المعالجة الحيوية

توجد أنواعٌ من البكتيريا التي تساعد في تآكل انسكابات الزيت، ومنها بكتيريا Pseudomonas التي قام العلماء بتجربتها عن طريق خلط مستعمراتها مع أنواعٍ مختلفةٍ من الزيوت والعناصر الغذائية، وذلك لمعرفة أفضل الظروف التي تعطي أفضل معدلات نمو البكتيريا .