Öljy-vesiemulsioiden erottumisen tehostaminen erilaisten geometrioiden avulla
Jantunen, Niklas (2015)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505198603
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201505198603
Tiivistelmä
Työn kirjallisuusosassa selvitettiin neste-nestedispersioiden ja emulsioiden pisarakokojakauman määrittämiseen soveltuvia menetelmiä. Kirjallisuusosa painottuu emulsioiden stabiliteettiin liittyvään teoriaan ja menetelmiin, joilla voidaan tutkia pisarakokojakaumia suoraan prosessista. Erillisnäytteiden analysointiin perustuvista menetelmistä on esitettynä mikroskooppianalyysi sekä lasersäteen sirontaan perustuva mittaus, joita molempia käytettiin tämän työn kokeellisessa osassa.
Kokeellisessa osassa pyrittiin selvittämään, vaikuttavatko kaksi erimuotoista ruuvi-kapaletta eri tavalla öljy-vesiemulsion pisarakokojakaumaan, kun emulsio virtasi ruuvin vuorovaikutusalueen läpi. Tätä tutkittiin määrittämällä ennen vuorovaikutusaluetta ja vuorovaikutusalueen jälkeen kerättyjen emulsionäytteiden pisarakokojakaumat lasersäteen sirontamittauksilla.
Mitattujen pisarakokojakaumien perusteella ei voitu tehdä varmaa johtopäätöstä, vaikuttivatko ruuvit pisarakokojakaumaan vai eivät. Syynä tähän on pisarakokojakaumien vaihtelu rinnakkaisnäytteissä. Rinnakkaismittauksissa havaittu vaihtelu johtui arvaamattomasti muuttuneista virtausolosuhteista, mikä aiheutti edelleen öljypitoisuuden muutoksia. Muita mahdollisia syitä ovat veden ionivahvuuden, pH:n ja lämpötilan vaihtelu. Basic theories on emulsion stability and methods for determining drop size distributions of liquid-liquid dispersions were studied in the literary part of this thesis. Techniques capable of in situ drop size distribution measurements were emphasised. The principles for microscopic and laser scattering techniques were also represented for they were used to analyse emulsion samples in the experimental part of this thesis.
In the experimental part studies were conducted to find out if two indifferent helical objects performed differently as a drop-drop coalescer when oil-in-water emulsion was flowing through the effective area of the objects. To investigate this, drop size distributions were measured from samples taken before and after the object’s effective area. Drop size distributions were measured with laser scattering equipment. A stereo microscope was used for qualitative analysis of the samples.
The results gathered in this study allowed no legitimate conclusions to be made on the performance of the tested objects. The reason for this are the random variations in the drop size distributions that were measured from parallel samples. The variations in distributions were caused by unpredictable fluctuations in flow conditions that also led to changes in oil concentration. Other possible causes are changes in the ionic strength of water, pH and temperature.
Kokeellisessa osassa pyrittiin selvittämään, vaikuttavatko kaksi erimuotoista ruuvi-kapaletta eri tavalla öljy-vesiemulsion pisarakokojakaumaan, kun emulsio virtasi ruuvin vuorovaikutusalueen läpi. Tätä tutkittiin määrittämällä ennen vuorovaikutusaluetta ja vuorovaikutusalueen jälkeen kerättyjen emulsionäytteiden pisarakokojakaumat lasersäteen sirontamittauksilla.
Mitattujen pisarakokojakaumien perusteella ei voitu tehdä varmaa johtopäätöstä, vaikuttivatko ruuvit pisarakokojakaumaan vai eivät. Syynä tähän on pisarakokojakaumien vaihtelu rinnakkaisnäytteissä. Rinnakkaismittauksissa havaittu vaihtelu johtui arvaamattomasti muuttuneista virtausolosuhteista, mikä aiheutti edelleen öljypitoisuuden muutoksia. Muita mahdollisia syitä ovat veden ionivahvuuden, pH:n ja lämpötilan vaihtelu.
In the experimental part studies were conducted to find out if two indifferent helical objects performed differently as a drop-drop coalescer when oil-in-water emulsion was flowing through the effective area of the objects. To investigate this, drop size distributions were measured from samples taken before and after the object’s effective area. Drop size distributions were measured with laser scattering equipment. A stereo microscope was used for qualitative analysis of the samples.
The results gathered in this study allowed no legitimate conclusions to be made on the performance of the tested objects. The reason for this are the random variations in the drop size distributions that were measured from parallel samples. The variations in distributions were caused by unpredictable fluctuations in flow conditions that also led to changes in oil concentration. Other possible causes are changes in the ionic strength of water, pH and temperature.