FI94723C - Menetelmä öljy-/vesiemulsioiden hajottamisen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

1 94723

Menetelmä öljy-/vesiemulsioiden hajottamisen ohjaamiseksi

Keksintö koskee orgaanisen hajottajan avulla indusoitua öljy-/vesiemulsioiden hajottamista.

5 Metallisten raaka-aineiden työstössä erittäin ylei sesti lisäyksenä käytettävät öljy-vedessä-emulsiot, kuten esimerkiksi kylmävoiteluaine-, syväveto-, leikkaus- ja poraemulsiot, joiden öljyfaasi koostuu pääasiassa erilaisista kemiallisista koostumuksista ja erilaista alkuperää 10 olevista luonnon öljyistä tai synteettisistä öljyistä, eivät käytön aikana ainoastaan kulu, vaan ne likaantuvat vieraiden aineiden vaikutuksesta. Ne täytyy siten säännöllisesti huoltaa. Tärkein vaihe - mahdollisesti jatkuvasti tapahtuvassa - huollossa syntyy näiden emulsioiden hajotta-15 misesta, tämä tarkoittaa sitä, että öljyfaasi pitäisi mahdollisimman täydellisesti erottaa vesifaasista, joko erotetun öljyfaasin uudelleenkäyttämistä varten tai jotta tämä samoin kuin erotettu vesifaasi ilman ekologisia ongelmia voitaisiin johtaa tavallisiin käsittelymenetelmiin.

20 Tällaisten emulsioiden hajottamisessa aikaisemmin tavanomainen hajotus mineraalisuoloilla tai hapoilla korvattiin ekologisten haittojen ja täydelliseen hajottamiseen tarvittavan suuren hajottajamäärän takia menestyksekkäästi hajotusmenetelmällä, jossa emulsion hajotukseen lisättiin 25 orgaanista hajottajaa tavallisesti pinta-aktiivisia aineita. Niiden etuna on se, että täydelliseen hajottamiseen tarvittava ainemäärä on hyvin pieni, esimerkiksi alueella 0,1-10 % emulsion määrästä eikä hajottaja haittaa öljy-faasin käsittelyssä esimerkiksi polttamisessa. Lisäksi . 30 ne eivät aiheuta mitään mainittavia vieraiden aineiden kuormituksia vesifaasiin.

Käyttöteknillisenä haittapuolena käytettäessä orgaanista hajottajaa emulsion hajotuksessa on se, että hajottamiseen lisättävien aineiden liika-annostelu voi johtaa jo 33 hajotetun emulsion uudelleen emulgoitumiseen. Tästä on 2 94723 seurauksena se, että täydellinen emulsion hajottaminen on mahdollista vain suhteellisen kapealla hajottavan aineen annostelualueella. Tämän alueen ulkopuolella on emulsion hajottaminen epätäydellistä, joka on havaittavissa toivot-5 tua korkeampana öljypitoisuutena vesifaasissa; tämän alueen yläpuolella johtaa hajottimen yliannostelu ja siitä seuraa-va uudelleen emulgoituminen öljypitoisuuden nousuun vesi-faasissa joka tietenkään ei ole toivottavaa. Lisävaikeuksia syntyy siitä, että käytännössä käsiteltäviin öljy-vedessä 10 emulsioihin vaikuttavat selvästi koostumus, aineosien pitoisuus, pH-arvo, lämpötila ja muut parametrit varsin voimakkaasti. Nämä haitat johtavat siihen, että käytännössä oli välttämätöntä käytettäessä pinta-aktiivisia aineita emulsion hajottajina jatkuvasti empiirisesti testata hajotti-15 men laatua ja hajottimen määrää, jotta saavutettiin kullekin käyttöongelmalle optimaalinen annosalue orgaaniselle hajottimelle.

Käytännössä optimaalinen annosalue tavallisesti määritettiin visuaalisesti tarkkailemalla emulsion hajoamista.

20 Tällainen hajottimen optimaalisen annosalueen määrittäminen, siis hajottimena käytettävän pinta-aktiivisen yhdisteen lisäämisen lopetuspisteen määrittäminen, tapahtui käytännössä siten, että hajotinta lisättiin niin kauan kunnes muodostui vaahtoava öljy-/sakkaflokki. Yliannostelun estämiseksi piti * 25 tämän annostelun tapahtua pienillä hajottajan määrillä, ja siksi öljy-/vesiemulsioiden hajottaminen visuaalisia loppu-pisteen määritysmenetelmiä käyttäen tapahtui useiden tuntien aikana.

Tämän lisäksi pyritään lisääntyvästi automatisoimaan . 30 tällaiset menetelmät jätevesipuhdistuksen alueella ja siten tarvitaan nopeita ja luotettavia automaattisia mittausmenetelmiä.

Tätä tarvetta ei voitu ratkaista tällä hetkellä tunnetuilla klassisilla menetelmillä, kuten sameusmittauksilla, 35 joita on yritetty käyttää emulsion hajottamisen säätämisessä.

3 - 94723 Käsitellyt kylmävoiteluaine-, syväveto-, leikkaus- ja porausemulsioissa olevat epäpuhtaudet - muiden näissä emulsioissa esiintyvien häiriöiden lisäksi - johtivat virhemittauksiin siinä määrin, ettei se käytännössä ollut 5 hyväksyttävissä. Erityisesti aiheuttivat mittauksissa häiriöitä öljyssä esiintyvät väriaineet ja suuremmat emulgaat-tori-demulgaattoriaggregaatit vesifaasissa. Tätä aikaisemmin ei ole esitetty käytännössä toimivia menetelmiä orgaanisen hajottimen optimaaliselle annostelulle, jotka lyhyessä 10 ajassa antaisivat toistettavia tuloksia.

Keksinnön tehtävänä oli kehittää menetelmä, jolla voidaan ohjata orgaanisella hajottimella indusoitua öljy-/ vesiemulsion hajottamista, jossa määritetään luotettavasti ja toistettavasti automaattisesti optimaalinen annosalue 15 orgaaniselle hajottimelle. Uuden menetelmän tulisi olla riippumaton käytettyjen emulsioiden epäpuhtauksista ja siihen eivät saisi vaikuttaa emulsioiden värit. Uutta menetelmää pitäisi voida lisäksi käyttää täysin automaattisesti ja sen avulla pitäisi olla mahdollista määrittää luotetta-20 vasti mainittujen emulsioiden annosloppupisteet kaikilla käytännössä esiintyvillä orgaanisilla hajottimilla.

Nyt havaittiin yllättäen, että orgaanisella hajottimella indusoidun emulsiohajotuksen optimaalinen annostus voidaan määrittää siten, että mitataan sameus riippuvaisena ' 25 orgaanisen hajottimen määrästä ja tarkastellaan samentumaa indikaattorina hajotusvesifaasin laadusta.

Keksintö koskee menetelmää, jolla ohjataan orgaanisella hajottimella indusoitua öljy-/vesiemulsioiden hajottamista mittaamalla hajotusvesifaasin sameus verrattuna lisät-. 30 tyyn orgaanisen hajottimen määrään, ja joka on tunnettu siitä, että mitataan valolähteestä 1 lähtevä, näytteellä 5 täytetyn näytesäiliön kautta kulkeva ei-absorboitunut valo (läpäisyvalo) detektorin 3 avulla, samanaikaisesti mitataan näytteen 5 läpi valolähteestä lähtenyt öljyhiukkasista 35 eteenpäin sironnut valo detektorin 4 avulla, vertaillaan • 94723 mittasignaaleja vahvistamisen jälkeen toisiinsa ja lasketaan niistä saostuma ja mahdollisesti tarkastellaan tulosta lisätyn hajotinmäärän suhteessa ja esitetään graafisesti ja lopetetaan orgaanisen hajottimen lisääminen, kun 5 samentuma saavuttaa maksimin jälkeen ensimmäisen miniminsä.

Keksinnön valaisemiseksi esitetään kuviot 1-5.

Niissä esitetään: kuvio 1 on sironneen valon mittaamiseen tarkoitettu sinänsä tunnettu laitejärjestely, ja 10 kuviot 2-5 esittävät esimerkkeinä kuviossa 1 esi tetyllä laitteistolla saadun samentumatapahtuman orgaanisen hajottimen lisätyn määrän suhteessa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä hajotetut emulsiot ovat poikkeuksetta öljy-vedessä-emulsioita, jollaisia syntyy ”15 esimerkiksi metallisten raaka-aineiden työstössä. Tällaiset emulsiot toimivat työkappaleiden tai työkalujen jäähdytyksessä lastuja irrottavassa metallintyöstössä esimerkiksi leikkauksessa, poraamisessa ja hiomisessa tai parannettaessa liuku- tai halkaisukestävyyttä lastuttomassa 20 metallintyöstössä kuten syvävedossa. Tässä merkityksessä ovat emulsiot siten käytettyjä tai kokeita varten myös synteettisesti valmistettuja kylmävoiteluaine-, syväveto-, leikkaus- ja/tai porausemulsioita, joita ovat myös emul-sioseokset kyseisessä merkityksessä. Esitetyissä öljy-25 vedessä-emulsioissa ovat kysymyksessä vesipitoiset systeemit, joissa voi olla korkeintaan 10 % öljyä; nämä syntyvät tavallisesti vieraiden aineiden vaikutuksesta. Emulsioilla edellä esitetyissä merkityksissä tarkoitetaan kuitenkin myös klassisia emäksisiä neutraaleja tai happamia 30 rasvanpoisto- ja puhdistusliuoksia, joita syntyy esimerkiksi autoteollisuudessa metallilevyjen rasvanpoistossa ja puhdistuksessa.

Orgaanisina hajottajina käytettävät yhdisteet ovat ennestään tunnettuja. Hajottaja (demulgaattori) voi olla 35 esimerkiksi kationinen polymeeri. Näiden molekyylialue on 5 · 94723 esimerkiksi alueella 50 000 - 500 000. Käytännössä käytetään edullisesti, siis hyvillä hajotustuloksilla jo pienillä demulgaattorikonsentraatioilla, polyamiinien, poly-amidiamiinien, polyimiinien, p-toluidiini ja formaldehydin 5 kondensaatiotuotteilla, kvatemäärisillä ammoniumyhdisteillä ja ionogeenisillä tensideillä. Näistä ovat erityisen edullisia polyamiinit, joiden keskimääräinen molekyylipai-no on alueella 75 000 - 200 000, tai toluidiinin ja form-amidin kondensaatiotuotteet, koska niillä saavutetaan 10 hyvä hajotustulos jo pienillä hajottimen pitoisuuksilla.

Keksinnön mukaista menetelmää valaistaan seuraa-vaksi kuvion 1 tarkemmalla esittelyllä.

Kuviossa 1 esitetään piirrosmaisesti sinänsä tunnettu laitejärjestely, jonka avulla keksinnön mukaisissa me-netelmissä voidaan ohjata orgaanisella hajottimella indusoitua öljy-/vesiemulsion hajottamista mittaamalla hajotus-vesifaasin samentuma verrattuna lisättyyn orgaanisen hajottimen määrään. Kuten kuviosta 1 voidaan havaita, on valolähde 1 osa laitteistoa. Valolähde 1 voi sisältää optises-20 sa spektrissään kootut aallonpituudet, siis valo voi olla niin sanottua "valkoista valoa" tai valo voi käsittää vain tietyn aallonpituusalueen valoa. Edullisesti on valolähde 1 valkoinen valolähde, johon syötetään virtaa säädetystä verkkolaitteesta.

25 Valolähteen 1 valosäde kulkee näytekammion 2 läpi, jossa on nestemäinen näyte 5, jonka sameutta on tarkoitus mitata hajottimen lisäämisen jälkeen. Osa valolähteestä 1 lähteneestä näytekammion 2 läpi kulkeneesta valosta ei absorboidu eikä siroa näytteen 5 sisältämien aineiden 30 vaikutukseta. Tämä niin sanottu "läpäisyvaio" mitataan näytekammion läpäisyn jälkeen detektorin 3 avulla läpäisy-valona. Tämä mittaus toimii niin sanottuna vertailumit-tauksena ja sillä on se etu, että voidaan määrittää absorboitunut ja sironnut valon osuus, jonka siroaminen joh-35 tuu nesteen ja näytekammion rajapinnoista, kerrostumista.

--------- " Γ 94723 limaisuudesta ja naarmuista näytekammion 2 seinämissä ja syntyneistä ilmakuplista tai näytteen väreistä ja kiinto-ainehiukkasista. Tämän tällä menetelmällä havaitun siroa-misvaikutuksen määrittäminen tekee mahdolliseksi seuraavas-5 sa esitetyn siroamisvalomittausarvon korjaamisen.

Hajotettaessa sekä tuoreita siis kokeellisiin tarkoituksiin valmistettuja öljy-/vesiemulsioita, että käytännössä syntyneitä käytettyjä öljy-/vesiemulsioita, syntyy orgaanisen hajottimen lisäyksen yhteydessä emulsion samen-10 tuman lisääntyminen. Samentuman lisääntyminen johtuu siitä, että hajotusvesifaasissa syntyy aggregaatteja orgaanisten emulsion anionien ja esimerkiksi hajottimen kationisten polymeerionien tai demulgaattoreiden välille. Näistä mak-romolekyläärisistä aggregaateista siroaa valolähteestä 1 15 lähtevä, näytteen 5 läpi kulkeva valo. Suuremmilla emul-gaattori- tai demulgaattoripitoisuuksilla voidaan havaita myös makroskooppisesti hajotusvesikerroksen samentuma. Lisäämällä edelleen orgaanista hajotinta, vähenee samentuma nopeasti. Tämä aiheutuu siitä, että nyt vesifaasissa 20 emu1goitumattomat öljyhiukkaset liittyvät yhteen ja näin vähenee öljyhiukkasten kokonaismäärä. Myös makroskooppisesti voidaan korkeammilla pitoisuuksilla havaita samentuman pieneneminen.

. Keksinnön mukaisesti mitataan samanaikaisesti läpäi- syvalon kanssa myös valo, joka näytteessä 5 olevien öljy-hiukkasten vaikutuksesta sirotetaan eteenpäin. Edullinen siroavan valon sirontakulma mittaukselle on 12°.

Keksinnön mukaisissa menetelmissä käytetyt detektorit 3 ja 4 läpäisyvalon tai eteenpäin sironneen valon mit-: 30 tausta varten ovat sinänsä tunnettuja ja tämän hetkisen tekniikan mukaisia detektoreita. Detektoreina voidaan käyttää esimerkiksi piifotodiodeja, joiden pinnalle johdetaan läpäisyvalon tai eteenpäin sironneen valon heikko virta, joka on verrannollinen valon määrään, joka tulee 35 tällaisille diodeille. Keksinnön mukaisessa menetelmässä 7 94723 verrataan kyseessä olevalle detektorille 3 tai 4 saatua signaalia vahvistamisen jälkeen toisiinsa. Elektroonista tietä saatuja tuloksia voidaan verrata haluttaessa lisättyyn hajottajan määrään ja piirtää graafisesti piirturilla.

5 Mahdollista graafista talletusta voidaan käyttää myöhemmin hajotuksen etenemistä tarkkailtaessa.

Edullisessa keksinnön mukaisten menetelmien suoritusmuodossa käytetään kuitenkin molempien mittaussignaalien vertailusta saatua tulosta automaattisesti keskeyttämään 10 orgaanisen hajottimen lisäystä. Tämä tapahtuu keksinnön mukaisesti silloin, kun samentuma, joka riippuu emulgaat-tori-anionin ja demulgaattori-kationin välisestä aggregaatin muodostumisesta, pienenee seurauksena nyt emulgoitu-mattomien öljypisaroiden yhteeniittymisestä. Seurauksena 15 samentumalisäyksen ja samentumavähenemisen vuorottelusta seuraa käytännössä sameutumamaksimi, jota seuraa orgaanisen hajottimen lisäämisen jälkeen ensimmäinen sameutuma-minimi. Tämä samentumaminimi on seurausta siitä, että emulsion samentuman väheneminen uuden sameutuman lisääntykö misen vaikutuksesta loppuu ja tämä on seurausta siitä, että yhteenliittyneet öljypisarat jälleen emulgoituvat ja lisäävät seurauksena hiukkasmäärää ja siten mitattua samentu-maa. Koska öljytippojen uudelleenemulgoituminen ei ole toivottavaa, täytyy orgaanisen hajottimen lisäys lopettaa 25 ennen uudelleen emulgoitumisen alkamista, siis heti ensimmäisen saostumakäyrän minimin jälkeen. Mitatun samentuma-minimin ajanhetkellä lisätty orgaanisen hajottimen määrä vastaa tarkalleen määrää, joka tarvitaan emulsion täydelliseen hajottamiseen, koska juuri tässä pisteessä vastaa . 30 lisätty hajotinmäärä emulsiossa alunperin ollutta emulgaat- torimäärää ja siten voidaan saavuttaa lähes täydellinen emulsion hajottaminen.

Kuten edellä on esitetty, voidaan läpäisyvalon ja sironneen valon signaalien vertailussa saatuja mittausko signaaleja käyttää välittömästi siihen, että lopetetaan 94723 orgaanisen hajottimen lisääminen silloin, kun sameutuma saavuttaa ensimmäisen miniminsä maksimin jälkeen. Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti on kuitenkin myös mahdollista katkaista orgaanisen hajottimen lisääminen 5 manuaalisesti, kun piirturilla taltioidussa käyrässä, joka tallentaa samentuman kulkua lisätyn hajotinmäärän suhteessa, havaitaan ensimmäinen minimi samentumamaksimin jälkeen.

Keksinnön mukaisella menetelmällä, jolla ohjataan orgaanisella hajottimella indusoitua öljy-/vesiemulsioiden 10 hajotusta, jolla erityisesti mitataan optimaalista hajotin-määrää täydellistä hajotusta varten mittaamalla hajotusve-sifaasin sameutta verrattuna lisättyyn orgaanisen hajottimen määrään, on etuna aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin verrattuna se, että siinä eivät häiriötä aiheuta loppupis-15 teen määrittämisessä emulsion värjäytyminen tai emulsiossa olevat suuremmat aggregaatit tai hiukkaset. Sen avulla voidaan määrittää yksinkertaisemmin, tarkemmin tai toistet-tavammin emulsion hajottamiseen tarvittava hajotinmäärä siten, että määritetään ensimmäinen samentumaminimi samen-20 tuman maksimin jälkeen ja katkaistaan tällä hetkellä orgaanisen hajottajan lisääminen manuaalisesti tai täysin automaattisesti. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla ei ole vain mahdollista täysin automaattisesti määrittää op-. timaalista hajottimen määrää, vaan sen avulla voidaan myös 25 jatkuvasti ohjata orgaanisen hajottimen annostelua. Se on siten parempi tämän hetkiseen menetelmään verrattuna jo määritettäessä empiiristä loppupistettä. Lisäksi on mahdollista huomattavasti tarkemmin määrittää optimaalinen hajotinmäärä käyttäen helposti mitattavaa hajottimen opti-. 20 mimäärää ja käyttäen keksinnön mukaisesti helposti saata- via muita parametrejä. Tämän avulla voidaan luotettavasti välttää yliannostelu, jota tapahtuu nykyisellä menetelmällä ajoittain.

9 94723

Keksintöä valaistaan seuraavilla esimerkeillä.

Oikeellisuusarvona tuloksille saavutetussa emulsion hajottamisessa käytettiin jäljellä olevaa öljypitoisuutta hajotusvesifaasissa. DIN 38409 H 17/H 18 mukaisesti määri-5 tettiin hajotusvesifaasissa oleva petrolilla uutettavissa oleva ainemäärä (PE). Koejärjestelyt olivat tällöin seuraavat: 1 l:n dekantterilasit täytettiin kulloinkin 600 ml:11a hajotettavaa emulsiota ja sekoitettiin magneetin tisekoittimen avulla jatkuvasti 500 kierrosta minuutissa. Sekoitinsauvan pituus oli 50 mm.

Samentuman mittauksen mittauslaitteena oli Eintauch-Konzentrationmesser, Model 25/34, toiminimi Monitek.

15 Mittari, tyyppi 25 (Tauchsonde), kiinnitettiin statiiviin. Säädettiin sondin kastosyvyys, siis kaikki mittaukset suoritettiin käyttäen samaa upotussondin kasto-syvyyttä.

Samentumamittari oli liitetty piirturiin mittaus-20 tulosten talteenottamista varten (samentuma vastaan lisätty hajotinmäärä). Sekoitettiin jatkuvasti tasaisella sekoi-tusnopeudella magneettisekoittimella ja kulloinkin kyseessä olevaa orgaanista hajottajaa tiputettiin tipoittain etukä-; teen annetuilla aikaväleillä tai lisättiin tasaisena, hi- 25 taana virtana.

Näytteitä otettiin käsittelemättömistä, siis hajot-tamattomista emulsioista, ja yksittäisistä hajotusvesifaaseista. Hajotusvesifaaseista määritettiin 30 min seisotus-ajan kuluttua petrolieetteriin liukeneva aineosa (PE) edel-:· 30 lä esitetyn DIN-ohjeen mukaisesti.

94723

Esimerkki 1

Edellä esitetyn koejärjestelyn mukaisesti hajotettiin mineraaliöljyjä sisältävä, veteen sekoittuva kylmä-voiteluaine-emulsio, joka oli tarkoitettu teräksen ja 5 valuraudan työstämiseen. Hajottimena käytettiin polyamidia, jolla on yleinen kaava CH, η 1 ^ /~\ 10 ..CH - CH - CH, - N® X®

OH H

n jonka keskimääräinen molekyylipaino on 0,1 ♦ 10**. Kokeessa käytetyt parametrit olivat seuraavat: 15 Käsittelemättömän emulsion pH: 9,1; Käsittelemättömän emulsion PE-pitoisuus: 11 900 mg/1; Annosteltu hajotinmäärä: 0,02 - 1 til.-% = 0,02 - 1,14 paino-%;

Hajottimen annostelu: tipoittain pipetillä 30 sekuntin 20 aikavälein.

Kuviossa 2 esitetään käyrä, joka on saatu piirturista paperin liikkumisnopeudella 10 mm/min kokeen kokonaiskestoa jän ollessa 14 minuuttia.

Seuraavaksi esitetyssä taulukossa 1, liittyen kuvioon 25 2, esitetään petrolieetteriin liukenevien aineiden määrät (PE) verrattuna lisättyyn hajotinmäärään (tuotelisäys):

Taulukko 1 kuvioon 2

Tuotelisäys Petrolieetteriin liukenevat aineet (PE) 30 (til.-%)_(mg/1)_ 11 900 0,06 7 700 0,12 2 408 0,16 2 100 35 0,20 1 600 1,00 2 000 11 94723

Tulokset: Käyrän nousussa on selvästi havaittavissa asteittai-suus, joka aiheutuu orgaanisen hajottimen annoksittain tapahtuvasta annostelusta. 0,1 til.-%:n hajotinlisäyksellä 5 saavutetaan samentuman maksimi, joka pienenee nopeasti hajottimen annoksella 0,12 til.-%. Voimakkaasti laskeva samentumakäyrä muuttuu tällöin käyräksi, jossa on hieman lisääntyvää jäännössamentumaa; myöskään erittäin suurilla hajottimen ylimäärillä (1 til.-%:iin asti) ei havaita voi-10 makasta nousua käyrässä.

Jäljellä olevan öljymäärän mittaus (suoritettuna PE-arvona) hajotusvesifaasista osoitti, että annostellulla hajotinmäärällä 0,2 til.-%, oli PE-pitoisuus pienimmillään ollen 1600 mg/1. Lisätyn hajotinmäärän optimi 15 on siis samentumaminimin alueella, joka seuraa emulsion maksimisamentumaa.

Esimerkki 2

Edellä esitetyllä koemenetelmällä hajotettiin mine-raaliöljypitoinen käytetty syvävetoemulsio alumiinitölkkien 20 valmistuksesta. Hajottimena käytettiin polyamiinia, jolla on yleinen kaava

Cht 1 "CH2 - CH - CH2 - N® -- X®

25 OH H

*— n jonka keskimääräinen molekyylipaino on 0,15 · 10^. Käsittelemättömän emulsion pH-arvo oli 8,5; käsittelemättömän emulsion PE-pitoisuus oli 39 510 mg/1. Hajotinta annostel-·; 30 tiin määränä 0,02 - 0,2 til.-%, joka vastaa 0,02 - 0,23 paino-%; lisääminen tapahtui tipoittain pipetin avulla 30 sekunnin aikavälein. Muut parametrit vastasivat esimerkin 1 mukaisia parametrejä.

Mitattu samentuma verrattuna hajotinmäärään esite-35 tään käyränä kuviossa 3.

12 94723

Seuraavana esitetty taulukko 2 liittyen kuvioon 3, esittää petrolieetteriin liukenevien aineiden määrän verrattuna lisättyyn hajottimen määrään (tuotelisäys):

Taulukko 2 kuvioon 3 5

Tuotelisäys Petrolieetteriin liukenevat aineet (PE) (til.-%)_(mg/1_ 39 510 0,12 400 10 0,16 164 0,18 108 0,20 170

Tulokset:

Samentumakäyrä nousee myös tässä selvästi asteit-15 tain. Hajotinmäärällä 0,1 til.-S havaitaan samentuman maksimi. Hajotinmäärästä 0,12 til.-% lähtien putoaa samentumakäyrä jyrkästi. Samentumakäyrä pienenee alkaen 0,18 til.-%:sta siten, että samentumavähenemän määrä aina pienenee; hajotinmäärästä 0,2 til.-% alkaen, ei samentuman 20 muutos ole enää käytännössä havaittavissa.

Vertailun vuoksi mitattujen PE-arvojen perusteella havaitaan, että (PE-arvoilla 164 - 104 mg/1) hajottamisen optimi saavutetaan hajotinmäärillä 0,16 - 0,18 til.-%.

. Tämä sopii yhteen graafisesti saatujen annosoptimien kans- 25 sa.

Esimerkki 3

Edellä esitettyä koejärjestelyä käyttäen hajotettiin käytetty rasvanpoistoliuos, joka alunperin oli tarkoitettu teräsosien puhdistamiseen ja jossa oli anionisia ja ionit-·; 30 tornia tensidejä, käyttäen o-toluidiinin ja formaldehydin kondensaatiotuotteita, joiden keskimääräinen molekyyli-paino oli noin 50 000. Emulsion pH-arvo ennen hajottamista oli 6,4. Kun vierasöljy oli poistettu, oli käsittelemättömän emulsion PE-pitoisuus 3134 mg/1. Hajotinta annosteltiin 35 0,08 - 2,5 til.-%:a vastaten 0,1 - 3,05 paino-%:a. Annos telu suoritettiin jatkuvasti tipoittain pipetin avulla.

94723

Samentumamittauksen tulokset esitetään kuviossa 4.

Seuraavana esitetty kuvioon 4 liittyvä taulukko 3 esittää petrolieetteriin liukenevien aineiden määrää (PE) verrattuna lisättyyn hajottimen määrään (tuotelisäys): 5 Taulukko 3 kuvioon 4

Tuotelisäys Petrolieetteriin liukenevat aineet (PE) (til. -%)_(mq/1)_ 3 134 10 0,25 361 0,33 150 0,40 119 0,50 90 1,00 84 15 2,00 78 2,33 68

Tulokset:

Kuviossa 4 esitetystä käyrästä voidaan havaita jatkuva samentuman lisääntyminen annosteltaessa orgaanista 20 hajotinta. Samentuman maksimi havaitaan hajotinmäärällä 1,5 til.-%. Orgaanisen hajottimen lisääminen johtaa asteittain pienenevään samentumiseen, joka on havaittavissa käyrän laskuna. Samentuman minimi saavutetaan lisättäessä hajotinta 2,33 til.-%, hajottimen lisääminen johtaa tämän 25 jälkeen vähitellen tapahtuvaan samenturaakäyrän nousuun.

Tällä alueella on siis nähtävissä hajottimen lisäämisen optimialue. Hajottimen lisääminen ei enää johda merkittävään tähteenä olevan samentuman muuttumiseen.

Vertailun vuoksi suoritetussa PE-arvojen mittaukses-·.: 30 sa saatiin PE-arvon minimiksi 68 mg/1, kun hajotinta oli lisätty 2,33 til.-S (katso edellä). Tulos vastaa myös graafisesti määritettyä hajottimen lisäyksen optimia.

Vertailuesimerkki

Hajotettiin seos, jossa oli erilaisia käytettyjä 35 rasvanpoistajia ja kylmävoiteluainekonsentraatteja 94723 metallien pintakäsittelyistä autotehtaalta ja joiden pH-arvo oli 8,7 ja PE-pitoisuus käsittelemättömällä emulsiolla oli 8000 mg/1 (vieraan öljyn erottamisen jälkeen), käyttäen polyamiinia, jolla on yleinen kaava 5 “3 1 ”CH- - CH - CH_ - N® ““ X® 2 · ^ L OH H Jn 10 (keskimääräinen molekyylipaino: noin 75 000). Orgaanista hajottajaa annosteltiin 0,02 - 0,7 til.-% (vastaten 0,02 - 0,8 paino-%) tipoittain pipetin avulla. Muut parametrit vastasivat esimerkeissä 1-3 esitettyjä parametrejä. Hajottimen lisäämisen loppuhetki määritettiin toisaalta 15 keksinnön mukaisilla menetelmillä ja toisaalta visuaalisesti.

Samentumamittausten tulokset esitetään kuviossa 5.

Seuraavaksi kuvioon 5 liittyen esitettävä taulukko 4 esittää petrolieetteriin liukenevien aineiden (PE) mää-20 rän verrattuna lisättyyn hajottimen määrään (tuotelisäys): Taulukko 4 kuvioon 5

Tuotelisäys Petrolieetteriin liukenevat aineet (PE) (til. -%)_(mg/1_ 25 8 000 0,1 7 000 0,2 150 0,52 80 0,7 150 30 Tulokset: : -

Visuaalisessa tarkastelussa saatiin optimaaliseksi hajottimen määräksi 0,07 til.-%. Muodostui vaahtoava öljy-/ saostumaflokki. 30 minuutin seisotusajan kuluttua määritettiin PE-pitoisuus 150 mg/1 hajotusvesifaasille.

94723

Kuten kuviosta 5 on havaittavissa, on (analogisesti esimerkkien 1-3 kanssa) edullinen optimaalinen hajottaja-määrä 0,52 til.-%. Vertailun vuoksi määritetty PE-pitoi-suus oli puhtaalla vesifaasilla samoin 30 minuutin seiso-5 tusajan kuluttua 80 mg/1.

Tämän perusteella voidaan päätellä, että määritettäessä visuaalisesti optimaalista hajottajan pitoisuutta "loppupisteessä", oli jo optimi ylitetty ja emulsio oli jo uudelleen emulgoitunut ja siten osa öljystä oli jälleen 10 emulgoitunut hajotusvesifaasiin.

Lisäksi on mainittava, että käytettäessä visuaalista loppupisteen määritystä, kesti määritys kaksi päivää. Tämä koskee myös PE-pitoisuuden määritystä. Sitä vastoin voi optimaalisen hajotuspitoisuuden määrääminen samentuma-15 mittauksen avulla tapahtua 30-60 sekunnin aikana.

t'

Claims (5)

94723

1. Menetelmä orgaanisella hajottimella indusoidun öljy-/vesiemulsioiden hajottamisen ohjaamiseksi mittaamal-5 la hajotusvesifaasin samentumaa lisätyn orgaanisen hajottajan määrän suhteen, tunnettu siitä, että sinänsä tunnetulla laitteistolla, joka periaatteessa koostuu valolähteestä (1), näytekammiosta (2), detektorista (3) läpäi-syvaloa varten ja detektorista (4) eteenpäin sironnutta 10 valoa varten, orgaanisen hajottajan lisäämisen aikana a) mitataan valolähteestä (1) lähtevä, näytteen iä) sisältävän näytekammion (2) läpäissyt, ei absorboitunut ja sironnut valon määrä (läpäisyvalo) detektorin (3) avulla 15 b) mitataan samanaikaisesti valolähteestä (1) lähtevä näytteen (5) sisältämien öljypisaroiden vaikutuksesta eteenpäin sironnut valo detektorin (4) avulla, c) verrataan menetelmävaiheiden a) ja b) vahvistettuja mittaussignaaleja toisiinsa, lasketaan niistä 20 samentuma ja haluttaessa verrataan saatuja tuloksia lisätyn hajottimen määrään ja tallennetaan graafisesti ja d) lopetetaan orgaanisen hajottajan lisääminen silloin, kun samentuma saavuttaa maksiminsa jälkeen ensimmäisen minimin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valolähteenä (1) käytetään valkoista valolähdettä.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että detektoreina (3) ja (4) käyte- . 30 tään piifotodiodeja.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan valolähteestä (1) lähtevä näytteen (5) sisältämien öljypisaroiden vaikutuksesta sirontakulmaan 12° eteenpäin sironnut valo detekto- 35 rin (4) avulla eteenpäin sironneelle valolle. 17 94723

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatuja mittaussignaaleja käytetään automaattiseen hajottimen lisäämisen ohjaamiseen tai lopettamiseen. » 18 94723