Flocculation

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"Flocculent" redirects here. For the galaxy type, see Flocculent spiral galaxy.
IUPAC definition[1]

Flocculation (in polymer science): Reversible formation of aggregates in which the particles are not in physical contact.

Agglomeration (except in polymer science)
Coagulation (except in polymer science)
Flocculation (except in polymer science)
Process of contact and adhesion whereby dispersed molecules or particles are held together by weak physical interactions ultimately leading to phase separation by the formation of precipitates of larger than colloidal size.

Note 1: In contrast to aggregation, agglomeration is a reversible process.

Note 2: The definition proposed here is recommended for distinguishing agglomeration from aggregation. The particles that comprise agglomerates can be dispersed again.

Note 3: Quotation from ref.[2]

एक जल उपचार प्रणाली में जमावट-फ्लोक्यूलेशन प्रक्रिया

फ़्लोक्यूलेशन, रसायन विज्ञान के क्षेत्र में, एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोलाइड ल कण निलंबन (रसायन विज्ञान) से निकलकर फ़्लोक या परत के रूप में तलछट में आते हैं, या तो अनायास या स्पष्टीकरण एजेंट के अतिरिक्त होने के कारण। यह क्रिया अवक्षेपण (रसायन विज्ञान) से भिन्न होती है, जिसमें फ्लोक्यूलेशन से पहले, कोलाइड्स को केवल एक स्थिर फैलाव के रूप में निलंबित कर दिया जाता है (जहां आंतरिक चरण (ठोस) यांत्रिक आंदोलन के माध्यम से बाहरी चरण (द्रव) में फैलाया जाता है) और होते हैं समाधान (रसायन विज्ञान) में वास्तव में भंग नहीं हुआ।

जमावट (जल उपचार) और flocculation जमावट के साथ जल उपचार में महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं, जिसका उद्देश्य कौयगुलांट और कोलाइड्स के बीच रासायनिक बातचीत के माध्यम से कणों को अस्थिर और एकत्र करना है, और floc में उनके एकत्रीकरण के कारण अस्थिर कणों को तलछट करने के लिए flocculation।[clarification needed]


शब्द की परिभाषा

IUPAC परिभाषा के अनुसार, flocculation संपर्क और आसंजन की प्रक्रिया है जिससे फैलाव के कण बड़े आकार के क्लस्टर बनाते हैं। flocculation कण एकत्रीकरण और जमावट / सहसंयोजन (रसायन विज्ञान) का पर्याय है।[3][4] मूल रूप से, जमावट एक स्थिर आवेशित कण को ​​​​अस्थिर करने के लिए कौयगुलांट के अतिरिक्त की प्रक्रिया है। इस बीच, फ्लोक्यूलेशन एक मिश्रण तकनीक है जो ढेर को बढ़ावा देती है और कणों के निपटान में सहायता करती है। सबसे आम इस्तेमाल किया जाने वाला कौयगुलांट फिटकरी, अल है2(इसलिए4)3· 14 एच2ओ

शामिल रासायनिक प्रतिक्रिया:

अल2(इसलिए4)3 · 14 एच2ओ → 2 अल (ओएच)3(s) + 6 एच+ + 3 SO2−
4 + 8 एच2हे

फ्लोक्यूलेशन के दौरान, कोमल मिश्रण कण टकराव की दर को तेज करता है, और अस्थिर कणों को आगे एकत्र किया जाता है और बड़े अवक्षेपों में उलझा दिया जाता है। फ्लोक्यूलेशन कई मापदंडों से प्रभावित होता है, जिसमें मिक्सिंग स्पीड, मिक्सिंग इंटेंसिटी और मिक्सिंग टाइम शामिल हैं। मिश्रण की तीव्रता और मिश्रण समय के उत्पाद का उपयोग फ़्लोक्यूलेशन प्रक्रियाओं का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

जार परीक्षण

जिस प्रक्रिया से फ्लोकुलेंट की खुराक और पसंद का चयन किया जाता है उसे जार परीक्षण कहा जाता है। जार परीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण में एक या एक से अधिक बीकर होते हैं, प्रत्येक में पैडल मिक्सर होता है। Flocculants को जोड़ने के बाद, तेजी से मिश्रण होता है, इसके बाद धीमी गति से मिश्रण और बाद में अवसादन प्रक्रिया होती है। इसके बाद प्रत्येक बीकर में जलीय चरण से नमूने लिए जा सकते हैं। [5]


अनुप्रयोग

भूतल रसायन

कोलाइड रसायन विज्ञान में, फ्लोक्यूलेशन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसके द्वारा सूक्ष्म कण एक झुंड में एक साथ टकराते हैं। फ़्लोक तब तरल (क्रीमिंग) के शीर्ष पर तैर सकता है, तरल (अवसादन ) के नीचे बस सकता है, या तरल से आसानी से छान सकता है। मिट्टी के कोलाइड्स का फ़्लोक्यूलेशन व्यवहार बारीकी से है मीठे पानी की गुणवत्ता से संबंधित। मिट्टी के कोलाइड्स की उच्च फैलावता न केवल सीधे आसपास के पानी की मैलापन का कारण बनती है बल्कि यह नदियों में पोषक पदार्थों के सोखने के कारण eutrophication को भी प्रेरित करती है। और झीलें और यहां तक ​​कि समुद्र के नीचे नावें भी।

भौतिक रसायन

पायसन के लिए, फ्लोक्यूलेशन अलग-अलग बिखरी हुई बूंदों के एक साथ क्लस्टरिंग का वर्णन करता है, जिससे अलग-अलग बूंदें अपनी पहचान नहीं खोती हैं।[6] इस प्रकार फ्लोक्यूलेशन प्रारंभिक चरण है जो इमल्शन (बूंद सहसंयोजन और चरणों के अंतिम पृथक्करण) के आगे की उम्र बढ़ने के लिए अग्रणी है। फ्लोकुलेशन का उपयोग खनिज ड्रेसिंग में किया जाता है,[7] लेकिन इसका उपयोग भोजन और दवा उत्पादों के भौतिक गुणों के डिजाइन में भी किया जा सकता है। [8]


मेडिकल डायग्नोस्टिक्स

एक चिकित्सा प्रयोगशाला में, फ्लोक्यूलेशन मुख्य सिद्धांत है जिसका उपयोग विभिन्न नैदानिक ​​परीक्षणों में किया जाता है, उदाहरण के लिए रैपिड प्लाज्मा रीगिन टेस्ट।

See also: Porges-Meier reaction


असैनिक अभियंत्रण /पृथ्वी विज्ञान

सिविल इंजीनियरिंग में, और पृथ्वी विज्ञान में, फ्लोक्यूलेशन एक ऐसी स्थिति है जिसमें मिट्टी, पॉलिमर या अन्य छोटे आवेशित कण जुड़ जाते हैं और एक नाजुक संरचना , एक फ्लोक बनाते हैं। बिखरी हुई मिट्टी के घोल में, फ्लोक्यूलेशन तब होता है जब यांत्रिक आंदोलन समाप्त हो जाता है और छितरी हुई मिट्टी के प्लेटलेट्स नेगेटिव फेस चार्ज और पॉजिटिव एज चार्ज के बीच आकर्षण के कारण अनायास फ्लॉक बन जाते हैं।

जीव विज्ञान

See also: Yeast flocculation § Process

जैविक फीड की दक्षता में सुधार करने के लिए माइक्रोफिल्ट्रेशन के संयोजन में जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में फ्लोकुलेशन का उपयोग किया जाता है। बायोरिएक्टर में सिंथेटिक फ्लोक्यूलेंट्स को जोड़ने से औसत कण आकार में वृद्धि हो सकती है जिससे माइक्रोफिल्ट्रेशन अधिक कुशल हो जाता है। जब फ्लोकुलेंट्स नहीं जोड़े जाते हैं, तो केक बनते हैं और कम सेल व्यवहार्यता के कारण जमा होते हैं। सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए फ्लोकुलेंट नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए लोगों की तुलना में बेहतर काम करते हैं क्योंकि कोशिकाएं आमतौर पर नकारात्मक रूप से चार्ज होती हैं।[9]


पनीर उद्योग

पनीर बनाने के प्रारंभिक चरणों में दही के गठन की प्रगति को मापने के लिए फ्लोक्यूलेशन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि दही को कितनी देर तक सेट करना चाहिए।[10]दौड़ा मिसेल स से जुड़ी प्रतिक्रिया आइंस्टीन रिलेशन (गतिज सिद्धांत) द्वारा प्रतिरूपित की जाती है।[10] दूध के रेनेटिंग के दौरान मिसेल एक दूसरे से संपर्क कर सकते हैं और फ्लोकुलेट कर सकते हैं, एक प्रक्रिया जिसमें अणुओं और मैक्रोपेप्टाइड्स के हाइड्रोलिसिस शामिल होते हैं।[11] फ्लोक्यूलेशन का उपयोग पनीर अपशिष्ट जल उपचार के दौरान भी किया जाता है। तीन अलग-अलग कौयगुलांट मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं:[12]

ब्रूइंग

Main article: Yeast flocculation

पक उद्योग में flocculation का एक अलग अर्थ है। बीयर के उत्पादन के दौरान किण्वन में यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जहां कोशिकाएं मैक्रोस्कोपिक फ्लॉक्स बनाती हैं। ये गुच्छे किण्वन के अंत में खमीर को तलछट या किण्वन के शीर्ष तक ले जाने का कारण बनते हैं। इसके बाद, लेकिन किण्वन के लिए पुन: उपयोग करने के लिए खमीर को किण्वक के ऊपर (एली किण्वन) या नीचे (लेगर किण्वन) से एकत्र (क्रॉप) किया जा सकता है।

खमीर flocculation मुख्य रूप से कैल्शियम एकाग्रता द्वारा निर्धारित किया जाता है, अक्सर 50-100ppm रेंज में।[13] कैल्शियम लवण को फ्लोक्यूलेशन के कारण जोड़ा जा सकता है, या अघुलनशील कैल्शियम फास्फेट बनाने के लिए फॉस्फेट जोड़कर कैल्शियम को हटाकर, अघुलनशील कैल्शियम सल्फेट बनाने के लिए अतिरिक्त सल्फेट जोड़कर या कैल्शियम आयनों को कीलेट करने के लिए ईडीटीए जोड़कर प्रक्रिया को उलटा किया जा सकता है। जबकि यह कोलाइडल फैलाव में अवसादन के समान प्रतीत होता है, तंत्र भिन्न होते हैं।[14]


जल उपचार प्रक्रिया

पीने के पानी के शुद्धिकरण के साथ-साथ सीवेज उपचार, तूफान-जल उपचार और औद्योगिक अपशिष्ट जल धाराओं के उपचार में फ्लोक्यूलेशन और अवसादन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशिष्ट उपचार प्रक्रियाओं में ग्रेट्स, जमावट, फ्लोक्यूलेशन, अवसादन (जल उपचार) , दानेदार निस्पंदन और कीटाणुशोधन शामिल हैं।[15]


डिफ्लोक्यूलेशन

Main article: Peptization

डिफ्लोक्यूलेशन फ्लोक्यूलेशन के बिल्कुल विपरीत है, जिसे कभी-कभी peptization के रूप में भी जाना जाता है। सोडियम सिलिकेट (ना2यह3) एक विशिष्ट उदाहरण है। आमतौर पर उच्च पीएच रेंज में समाधानों की कम आयनिक शक्ति और मोनोवैलेंट मेटल कटियन के वर्चस्व के अलावा कोलाइडयन कणों को फैलाया जा सकता है।[16] वह योज्य जो कोलाइड्स को फ्लोक्स बनाने से रोकता है, डिफ्लोकुलेंट कहलाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक बाधाओं के माध्यम से प्रदान किए गए डिफ्लोक्यूलेशन के लिए, जीटा क्षमता के संदर्भ में डिफ्लोक्यूलेंट की प्रभावकारिता का अनुमान लगाया जा सकता है। पॉलीमर्स के एनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी के अनुसार डिफ्लोक्यूलेशन एक तरल में ठोस के फैलाव की स्थिति या स्थिति है जिसमें प्रत्येक ठोस कण स्वतंत्र रहता है और आसन्न कणों (इमल्शन की तरह) से अलग रहता है। डिफ्लोक्युलेटेड सस्पेंशन शून्य या बहुत कम यील्ड वैल्यू दिखाता है।[16]

अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में डिफ्लोक्यूलेशन एक समस्या हो सकती है क्योंकि यह आमतौर पर कीचड़ के जमाव की समस्या और प्रवाह की गुणवत्ता में गिरावट का कारण बनता है।

यह भी देखें


संदर्भ

  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, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "flocculation". 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. and Gast A.P. (1997) "Physical Chemistry of Surfaces", John Wiley and Sons.
  7. ↑ Investigation of laws of selective flocculation of coals with synthetic latexes / P. V. Sergeev, V. S. Biletskyy // ICCS’97. 7–12 September 1997, Essen, Germany. V. 1. pp. 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. ↑ 10.0 10.1 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. hdl:20.500.12207/540. 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 (6–7): 421–440. doi:10.1016/S0963-9969(99)00021-6.
  15. ↑ Beverly, Richard P (2014-04-17). "Water Treatment Process Monitoring and Evaluation". Knovel. American Water Works Association (AWWA). Retrieved October 14, 2015.
  16. ↑ 16.0 16.1 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.


आगे की पढाई

  • John Gregory (2006), Particles in water: properties and processes, Taylor & Francis, ISBN 1-58716-085-4
  • John C. Crittenden, R. Rhodes Trussell, David W. Hand, Kerry J. Howe, George Tchobanoglous (2012), MWH's water treatment: principles and design, third edition, John Wiley & Sons, ISBN 978-0-470-40539-0
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