응집

Flocculation
"Flocculous"는 여기서 리다이렉트 됩니다.은하 유형은 응집성 소용돌이 은하를 참조하십시오.
IUPAC 정의[1]

응집(고분자 과학):입자가 물리적으로 접촉하지 않는 골재의 가역적 형성.

응집(폴리머 과학 제외)
응고(폴리머 과학 제외)
응집(폴리머 과학 제외)
분산된 분자 또는 입자가 약한 물리적 상호작용에 의해 결합되어 최종적으로 콜로이드 크기보다 큰 침전물의 형성에 의해 상분리되는 접촉 및 접착 과정.

주 1: 집적과 달리 집적화는 가역적인 프로세스입니다.

주 2: 여기서 제안하는 정의는 집적과 집적을 구별하기 위해 권장된다.응집된 입자는 다시 분산될 수 있다.

주 3: [2]참조로부터의 인용.

수처리 시스템에서의 응고-응고 과정

화학 분야에서 응집이란 콜로이드 입자가 플록 또는 플레이크의 형태로 침전물에 현탁된 상태에서 자연 또는 정화제의 첨가에 의해 나오는 과정이다.이 작용은 응집 전에 콜로이드가 안정된 분산(내상(고체)이 기계적 교반으로 외부상(유체) 전체에 분산됨)의 형태로 단순히 부유되고 실제로 용액에 용해되지 않는다는 점에서 침전과는 다르다.

응집과 응집은 응집제와 콜로이드 간의 화학적 상호작용을 통해 입자를 불안정하게 하고 응집시키는 것을 목적으로 하는 응집과 응집하여 응집시켜 불안정한 [clarification needed]입자를 응집시키는 응집으로 수처리에서 중요한 과정이다.

용어의 정의

IUPAC 정의에 따르면 응집이란 "분산물의 입자가 더 큰 크기의 클러스터를 형성하는 접촉 및 접착 과정"이다.응집은 응집과 응집/[3][4]응집과 동의어이다.

기본적으로 응고는 안정화 하전 입자를 불안정하게 만들기 위해 응고제를 첨가하는 과정이다.한편, 응집법은 응집을 촉진하고 입자의 침하를 돕는 혼합 기법이다.가장 일반적으로 사용되는 응고제는 alum4, Al(3SO2)·14H2O.

관련된 화학 반응:

Al2(SO4)3 · 142 HO → 2 Al(OH)3(s) + 6+ H + 3 SO2−
4 + 82 HO

응집하는 동안 약한 혼합은 입자 충돌 속도를 가속화하며, 불안정화된 입자는 더 큰 침전물로 응집되어 결합된다.응집은 혼합 속도, 혼합 강도, 혼합 시간 등 여러 파라미터의 영향을 받습니다.혼합 강도와 혼합 시간의 곱은 응집 과정을 설명하는 데 사용됩니다.

항아리 테스트

응집제의 용량과 선택이 선택되는 과정을 항아리 검사라고 한다.병 검사에 사용되는 장비는 하나 이상의 비커로 구성되며, 각 비커에는 패들 믹서가 장착되어 있습니다.응집제를 첨가한 후에는 빠른 혼합이 이루어지며, 이후 느린 혼합과 침전 과정이 뒤따른다.그런 다음 각 비커의 수상에서 샘플을 채취할 수 있습니다.[5]

적용들

표면화학

콜로이드 화학에서 응집이란 미세한 미립자가 응집되어 응집되는 과정을 말한다.그런 다음 플록은 액체 위로 떠오르거나(크림), 액체 바닥에 가라앉거나(침전), 액체에서 쉽게 걸러질 수 있습니다.토양 콜로이드의 응집 거동은 담수의 질과 밀접한 관련이 있다.토양 콜로이드의 높은 분산성은 주변 물의 혼탁을 직접적으로 야기할 뿐만 아니라, 하천이나 호수, 심지어 해저의 보트에 영양물질이 흡착되어 부영양화를 유발한다.

물리 화학

유화의 경우 응집은 개별 분산된 물방울이 함께 뭉치는 것을 의미하며, 따라서 개별 물방울은 [6]그 정체성을 잃지 않습니다.따라서 응집은 에멀젼의 추가적인 노화로 이어지는 초기 단계이다(액적 결합과 상(相)의 궁극적인 분리).응집 작용은 미네랄 [7]드레싱에 사용되지만 식품 및 의약품의 물리적 특성 설계에도 사용될 수 있습니다.[8]

의료 진단

의료 실험실에서 응집은 다양한 진단 테스트(예: 급속 혈장 리긴 테스트)에서 사용되는 핵심 원리입니다.

참고 항목: Porges-Meier 반응

토목/지구과학

토목 공학 및 지구 과학에서 응집이란 점토, 중합체 또는 다른 작은 하전 입자가 부착되어 취약한 구조인 플록을 형성하는 상태를 말합니다.분산점토 슬러리는 기계적 교반이 정지된 후 응집되어 음면전하와 양단전하 사이의 흡인력에 의해 분산점토 혈소판이 자연스럽게 응집된다.

생물학

다음 항목도 참조하십시오.효모 응집 process 공정

응집 작용은 생물학적 사료의 효율성을 향상시키기 위해 미세 여과와 함께 생명공학 분야에서 사용된다.생물반응기에 합성 응집제를 첨가하면 평균 입자 크기를 증가시켜 미세 여과 효과를 높일 수 있습니다.응집제를 첨가하지 않으면 케이크가 형성되고 축적되어 세포의 생존력이 저하됩니다.일반적으로 세포가 음전하를 띠기 때문에 [9]양전하를 띠는 응집제는 음전하를 띠는 응집제보다 효과가 좋다.

치즈 산업

응집법은 치즈 제조 초기 단계의 응고 형성 과정을 측정하여 응고가 얼마나 오래 [10]응고되어야 하는지를 결정하기 위해 널리 사용된다.레넷 미셀과 관련된 반응은 Smoluchowski kinetics에 [10]의해 모델링되었다.우유의 재네팅 동안 미셀은 서로 접근하여 응집될 수 있으며, 이는 분자와 대펩타이드의 [11]가수분해를 수반하는 과정이다.

응집작용은 치즈 폐수 처리에도 사용된다.주로 다음과 같은 세 가지 응고제가 사용됩니다.[12]

양조

주요 기사:효모 응집

양조업에서 응집작용은 다른 의미를 갖는다.이것은 맥주의 생산 과정에서 세포가 거시적 플록을 형성하는 발효 과정에서 매우 중요한 과정이다.이러한 플럭은 효모를 침전시키거나 발효가 끝날 때 발효의 최상단으로 상승시킨다.그 후 발효기의 상부(알레발효) 또는 하부(라거발효)에서 효모를 채취(채취)하여 다음 발효에 재사용할 수 있다.

효모 응집 작용은 주로 칼슘 농도에 의해 결정되며, 종종 50-100ppm [13]범위이다.칼슘염을 첨가하여 응집을 일으키거나 인산염을 첨가하여 불용성 인산칼슘을 형성하거나 과잉 황산을 첨가하여 불용성 황산칼슘을 형성하거나 EDTA를 첨가하여 칼슘이온을 킬레이트함으로써 공정을 역전시킬 수 있다.콜로이드 분산의 침전물과 비슷해 보이지만 메커니즘은 다르다.[14]

수처리 공정

응집과 침전은 식수 정화뿐만 아니라 하수 처리, 빗물 처리 및 산업 폐수 처리에도 널리 사용된다.일반적인 처리 과정은 그레이트, 응고, 응집, 침전, 입상 여과 및 [15]소독으로 구성됩니다.

디클로제이션

주요 기사:펩타이제이션

디클로제이션은 응집작용의 정반대이며 펩타이제이션이라고도 합니다.규산나트륨(NaSiO23)이 대표적인 예입니다.일반적으로 높은 pH 범위에서는 낮은 이온 강도 및 1가 금속 양이온의 지배 외에도 콜로이드 입자가 [16]분산될 수 있습니다.콜로이드 형성을 막는 첨가제를 디폴트라고 합니다.정전장벽을 통해 부여되는 디플로이먼트에 대해서는 제타전위로 디플로이먼트의 효과를 측정할 수 있다.고분자 백과사전에 따르면, "응집 해제는 각 고체 입자가 독립적인 상태로 있고 인접한 입자(유화제처럼)와 관련이 없는 액체에서 고체의 분산 상태 또는 상태를 말한다.디플로이된 서스펜션은 0 또는 매우 낮은 항복값을 나타냅니다."[16]

폐수처리장에서는 일반적으로 슬러지 침하 문제 및 폐수 품질 저하를 일으키기 때문에 탈착이 문제가 될 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Slomkowski, Stanislaw; Alemán, José V.; Gilbert, Robert G.; Hess, Michael; Horie, Kazuyuki; Jones, Richard G.; Kubisa, Przemyslaw; Meisel, Ingrid; Mormann, Werner; Penczek, Stanisław; Stepto, Robert F. T. (2011). "Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03. S2CID 96812603.
  2. ^ Richard G. Jones; Edward S. Wilks; W. Val Metanomski; Jaroslav Kahovec; Michael Hess; Robert Stepto; Tatsuki Kitayama, eds. (2009). Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature (IUPAC Recommendations 2008) "The Purple Book" (2nd ed.). RSC Publishing. ISBN 978-0-85404-491-7.
  3. ^ IUPAC, 화학 용어집, 제2판('골드북') (1997).온라인 수정판: (2006–) "응집" . doi : 10.1351 / goldbook . F02429
  4. ^ Hubbard, Arthur T. (2004). Encyclopedia of Surface and Colloid Science. CRC Press. p. 4230. ISBN 978-0-8247-0759-0. Retrieved 2007-11-13.
  5. ^ Operational Control of Coagulation and Filtration Processes (M37): AWWA Manual of Practice. American Water Works Association. 2011-06-01. ISBN 978-1583218013.
  6. ^ Adamson A.W.와 Gast A.P.(1997년) "표면의 물리화학", John Wiley and Sons.
  7. ^ 합성 라텍스를 사용한 석탄의 선택적 응집 법칙 조사 // P. V. Sergeev, V. S. Biletskyy // ICCS'97. 1997.V. 1. 페이지 503–506.
  8. ^ Fuhrmann, Philipp L.; Sala, Guido; Stieger, Markus; Scholten, Elke (2019-08-01). "Clustering of oil droplets in o/w emulsions: Controlling cluster size and interaction strength". Food Research International. 122: 537–547. doi:10.1016/j.foodres.2019.04.027. ISSN 0963-9969. PMID 31229109.
  9. ^ Han, Binbing; Akeprathumchai, S.; Wickramasinghe, S. R.; Qian, X. (2003-07-01). "Flocculation of biological cells: Experiment vs. theory". AIChE Journal. 49 (7): 1687–1701. doi:10.1002/aic.690490709. ISSN 1547-5905.
  10. ^ a b Fox, Patrick F. (1999). Cheese Volume 1: Chemistry, Physics, and Microbiology (2nd ed.). Gaithersburg, Maryland: Aspen Publishers. pp. 144–150. ISBN 978-0-8342-1378-4.
  11. ^ Fox, Patrick F. (2004). Cheese - Chemistry, Physics and Microbiology (3rd ed.). Elsevier. p. 72. ISBN 978-0-12-263653-0.
  12. ^ Rivas, Javier; Prazeres, Ana R.; Carvalho, Fatima; Beltrán, Fernando (2010-07-14). "Treatment of Cheese Whey Wastewater: Combined Coagulation−Flocculation and Aerobic Biodegradation". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 58 (13): 7871–7877. doi:10.1021/jf100602j. ISSN 0021-8561. PMID 20557068.
  13. ^ Brungard, Martin (20 February 2018). "Water Knowledge". Bru'n Water.
  14. ^ Jin, Y-L.; Speers, R.A.. (1999). "Flocculation in Saccharomyces cerevisiae". Food Res. Int. 31: 421–440.
  15. ^ Beverly, Richard P (2014-04-17). "Water Treatment Process Monitoring and Evaluation". Knovel. American Water Works Association (AWWA). Retrieved October 14, 2015.
  16. ^ a b Gooch, Dr Jan W., ed. (2007-01-01). "Deflocculation". Encyclopedic Dictionary of Polymers. Springer New York. p. 265. doi:10.1007/978-0-387-30160-0_3313. ISBN 978-0-387-31021-3.

추가 정보

  • John Gregory (2006), 물 속 입자: 속성과 과정, Taylor & Francis, ISBN 1-58716-085-4
  • 존 C. 크리텐든, R. 로즈 트러스셀, 데이비드 W. 핸드, 케리 J.Howe, George Tchobanoglous(2012), MWH의 수처리: 원칙과 디자인, 제3판, John Wiley & Sons, ISBN 978-0-470-40539-0