HIDRODINAMIKA

Ketika dua partikel saling berdekatan, beberapa interaksi mungkin muncul, mempengaruhi flokulasi. Ada dua cara yang berbeda yang saling berkaitan dimana interaksi koloid mempengaruhi flokulasi. Pertama, efek langsung terhadap efisiensi tabrakan, bila sepasang partikel bertabrakan akan membentuk agregat permanen. Panjangnya jarak tolak yang kuat antara partikel akan mempengaruhi kemungkinan pembentukan agregat, dan lambatnya pembentukan flokulasi. Aspek lain dari interaksi koloid adalah efeknya dalam kekuatan agregat, yang belum diketahui namun sangat penting.

Flokulasi hanya terjadi bila partikel bertabrakan satu sama lain dan menempel ketika terjadi tabrakan (yaitu, partikel yang memiliki stabilitas koloid yang rendah). Sebagian besar, kedua proses tersebut, yang biasa disebut tahap pengangkutan dan pengikatan, dapat dianggap bebas dan dapat dipisahkan.

Hampir semua interaksi koloid adalah dari jarak dekat, hampir tidak pernah jarak jauh. Oleh karena itu, pengaruh mereka kecil selama perpindahan dari partikel-partikel, meskipun mereka sangat penting dalam menentukan efisiensi tabrakan. Untuk sebagian besar, hal ini membenarkan perlakuan pemindahan dan  keterikatan sebagai langkah yang terpisah. Ada tipe interaksi yang sangat penting yang pada kesimpulan tersebut tidak disebutkan, ia adalah kekentalan atau interaksi hidrodinamika, yang terjadi selama penempelan partikel dalam cairan kental.  Efeknya mengurangi tingkat pendekatan dan memberikan efisiensi yang lebih rendah terhadap tabrakan.

Perbedaan utama kualitatif dalam flokulasi kinetika disebabkan oleh kekuatan permukaan. Tentu, kekuatan menarik meningkatkan flokulasi dan kekuatan menolak menghambat itu. Perbedaan ini tercermin (dinyatakan) dalam pengertian tentang flokulasi cepat dan lambat. Jika gaya tarik menarik mendominasi, flokulasi disebut "cepat," sedangkan "lambat" koagulasi berkaitan dengan sistem di mana interaksi menjijikkan antara partikel dominan.

Selain itu, gaya permukaan yang ketergantungan pada jarak interparticle adalah penting. Seperti diketahui, gaya tarik van der Waals dapat mendominasi pada jarak yang kecil dan besar, sedangkan kekuatan menolak menyebabkan penghalang elektrostatik pada jarak menengah. Flokulasi / koagulasi minimal utama adalah lambat karena terhambat oleh penghalang elektrostatik. Hal ini tidak berlaku untuk flokulasi / koagulasi di minimum sekunder, yang cepat.

Pembentukan tetesan doublet adalah proses dasar dalam kinetika flokulasi. Dalam emulsi polydisperse, ansambel statistik dari sepasang tetes dengan radius a₁ dan a₂ dianggap bisa. Salah satu tetes dipilih sebagai bidang referensi, dan fluks dari semua tetes dengan jari-jari lain ke permukaan drop referensi dianggap. Jadi, fluks merupakan hasil rata-rata lebih dari semua pasangan penurunan dari ansambel statistik. Fluks menentukan hilangnya jumlah penurunan partikel selama flokulasi dan laju pembentukan doublet.

Tingkat drop kerugian dapat dihitung dari distribusi tetes sekitar bola referensi. Dalam kasus koagulasi, tingkat penangkapan mapan diberikan oleh fluks batin bersih tetes melalui permukaan yang sewenang-wenang melampirkan lingkup uji. Fluks bersih tergantung pada distribusi tetes serta kecepatan bola relatif, yang diketahui fungsi dari posisi tetes relatif. Setelah tingkat drop kerugian diketahui, stabilitas keseluruhan emulsi dapat ditentukan dengan menyelesaikan persamaan keseimbangan populasi yang mengatur yang menggabungkan tingkat drop kehilangan ini. Solusi sistem ini digabungkan persamaan diferensial parsial nonlinier memberikan distribusi ukuran drop sebagai fungsi waktu dan posisi.

1.1.3 PENTINGNYA KINETIKA FLOKULASI

Tadros dan Vincent diklasifikasikan emulsi-rincian proses. Proses transportasi (difusi Brown dan diferensial menetap) dapat menampakkan diri dalam setiap jenis proses kerusakan. Misalnya, jelas bahwa langkah pertama di Ostwald pematangan adalah karena difusi molekuler. Namun, pendekatan bersama tetesan disebabkan oleh pengendapan diferensial atau gerakan Brownian mempengaruhi difusi molekul dan kinetika pematangan Ostwald. Dengan demikian, kita menyimpulkan bahwa peran proses transportasi dapat dipahami lebih luas daripada.

Dalam bab ini. Dalam kasus flokulasi, dua negara terakhir harus dibedakan: creaming dan pembentuk gel emulsi yang menempati volume emulsi secara keseluruhan. Semakin besar perbedaan dalam kepadatan cairan, semakin besar dimensi tetesan dan fraksi yang lebih rendah volume, yang menguntungkan bagi creaming. Kuantifikasi kondisi dari dua negara terakhir dalam emulsi flocculated, pada prinsipnya, mungkin atas dasar teori flokulasi.

Flokulasi kinetika penting karena disertai dengan perubahan sifat emulsi dan akhirnya mengarah pada pemisahan creaming dan fase. Proses peleburan biasanya mengikuti flokulasi tersebut, yaitu kinetika koalesensi yang digabungkan dengan kinetika flokulasi. Dengan demikian, negara flocculated dan kinetika flocculated memiliki makna independen.

1.1.4 CAKUPAN BAB

Dalam monograf dan ulasan, lebih membahas tentang kekuatan permukaan [12,13] dan stabilitas koloid daripada kinetika flokulasi. Kecuali pada 14 dan 15 dan tentang aerosol [16,17] dan flotasi [18-20].

Dalam ilmu emulsi, difokuskan pada kekuatan interparticle atau interaksi koloid dan, dengan demikian, stabilitas emulsi atau ketidakstabilan, dalam hal demulsifikasi. Dalam bab ini kita kembali membahas tentang mekanisme transportasi, kinetika koagulasi, dan untuk tingkat yang lebih rendah terhadap sifat flok.

Sekarang, karena keberhasilan penyelidikan flokulasi pada sistem model dispersi, prasyarat yang dibuat untuk meneliti flokulasi emulsi. Dalam kajian ini, kami mencoba beberapa penelitian koagulasi pada sistem dispersi dengan flokulasi emulsi.

Dengan cara yang sama untuk Tadros dan Vincent [5] dan Melik dan Fogler [15], kami fokus pada "encer" emulsi dan suspensi di mana perilaku partikel didominasi oleh dua tubuh interaksi. Akibatnya, untuk emulsi, analisis ini hanya berlaku untuk kondisi didominasi oleh singlet dan doublet. Namun demikian, penerapan sesungguhnya dari bab ini adalah dengan sistem emulsi yang ditandai dengan koalesensi kali lebih cepat daripada waktu flokulasi sesuai. Analisis ini tetap ketat untuk memprediksi flokulasi dan creaming perilaku dari partikel yang lebih besar baru, yang merupakan hasil dari proses peleburan, sehubungan dengan partikel yang tersisa dalam sistem. Pada saat koalesensi lebih cepat, emulsi terdiri dari doublet singlet dan sementara. Pada saat flokulasi lebih cepat, emulsi terdiri dari gumpalan. Struktur ini gumpalan tidak akan dipertimbangkan dalam bab ini.

Emulsi encer memegang peranan penting dalam, seperti,- proses minyak dalam air [21]. Pada tinggi fraksi volume awal, tingkat dewatering tinggi juga. Semakin kecil fraksi volume, semakin rendah tingkat pengeluaran air. Dengan demikian, efisiensi minyak dewatering teknologi terhubung ke kinetika flokulasi. Jelas, hal yang sama berlaku terhadap pemurnian air yang dihasilkan dalam perlindungan lingkungan [22]. Kedua contoh ini membuktikan pentingnya proses flokulasi dalam emulsi encer.

Tadros dan Vincent telah mengelompokan berbagai sistem emulsi. Klasifikasi ini membagi jenis-jenisnya berdasarkan (1) sifat dari "gugus stabilisasi" dan (2)  "struktur" dari sistem. Dalam kedua kelompok ini, daftar hirarki meningkatkan kompleksitas. Hirarki, sistem sederhana akan dipertimbangkan di sini, yang dibenarkan oleh pengetahuan terbatas flokulasi emulsi.

Sistem dengan stabilisasi sterik, jembatan polimer, dan stabilisasi deplesi berada di luar lingkup bab ini. Hal ini jelas tidak berarti bahwa koagulasi dan gravitasi dijelaskan sebelumnya dan tidak penting untuk sistem emulsi lebih rumit.

Sebuah formulasi matematis umum dari masalah tentang evolusi dari spektrum tetes cair diberikan dalam Ref. 1. Metode deduktif digunakan untuk presentasi. Persamaan kinetika pembentukan doublet dan  population balance equations (PBEs) ditulis dalam bentuk yang lebih umum. Kemudian masalah stabilitas sedang dipertimbangkan sebagai salah satu matematika murni. Pada prinsipnya, pendekatan semacam ini sangat efisien jika informasi yang dapat dipercaya yang tersedia tentang kinetika koagulasi. Sayangnya, informasi yang tersedia tentang kekuatan permukaan dalam emulsi tidak lengkap dan sering tidak akurat dengan perbedaan yang jelas antara teori dan eksperimen.

Seiring dengan pendekatan umum karakteristik pada referensi. 15, 26, dan 27, sangat penting pada tahap ini untuk membedakan antara fakta didirikan andal dan link dalam proses kompleks koagulasi dalam emulsi yang memerlukan penyelidikan yang sistematis. Seperti diterapkan pada sistem yang pasti dan kondisi, model umum kinetika koagulasi dalam emulsi dijelaskan dalam Ref. 15 dapat digunakan pada saat ini, namun tanpa jaminan ketepatan yang diperlukan. Umumnya, penggunaan kemungkinan berpotensi sangat luas dari teori koagulasi umum dapat menyebabkan hasil yang tidak dapat diandalkan karena informasi yang tidak lengkap tentang pasukan permukaan dan subproses. Ada kemungkinan untuk memberikan efisiensi teori umum berkaitan dengan jangkauan yang lebih luas dari masalah dan sistem yang dapat menghasilkan tingkat kualitatif baru dari ilmu emulsi. Tujuan dari kajian ini adalah untuk menyediakan beberapa gerakan dalam arah ini. Hal ini juga menentukan metode induktif yang diterima dari presentasi dari sederhana untuk masalah rumit, dari fakta didirikan diandalkan dengan yang kurang dipelajari.