Evaporación de disoluciones de tensioactivos y emulsiones aceite/agua

Resumen

En el presente trabajo, se ha estudiado la técnica de evaporación a vacío para el tratamiento de emulsiones residuales aceite en agua (O/W). Para ello, se realizó un estudio fundamental sobre la evaporación de disoluciones y dispersiones de tensioactivos, así como de emulsiones O/W, con el fin de conocer el comportamiento de estos sistemas al ser evaporados. De esta forma se pudo establecer la influencia de los distintos componentes en el flujo de evaporado obtenido y en la calidad del efluente acuoso resultante (condensado). En primer lugar, se estudió la evaporación a vacío de sistemas de formulación propia, con una sencillez adecuada para una mejor comprensión y análisis de su comportamiento durante el proceso de evaporación. Estos conocimientos básicos resultan imprescindibles para poder explicar los resultados que se obtienen durante la evaporación de emulsiones residuales complejas. A continuación, se llevó cabo la evaporación de emulsiones de mayor concentración (50% en peso de fase interna) y formulación propia. Estos experimentos permitieron establecer las etapas que tienen lugar durante el proceso de evaporación e identificar la etapa que controla dicho proceso. Por otro lado, se realizó el tratamiento de emulsiones O/W residuales de distinta naturaleza, minerales, semisintéticas y sintéticas, para estudiar su comportamiento durante la evaporación. Se obtuvieron resultados satisfactorios para todas ellas, lo que resulta especialmente interesante en el caso de las semisintéticas y sintéticas de uso industrial cada vez más frecuente, que no pueden tratarse por métodos convencionales de separación, basados en el tamaño de gota de la fase dispersa (aceite) en las diferencias de propiedades físicas con la fase continua. La incorporación de una etapa previa de desestabilización/decantación ofrece importantes mejoras, tanto en el flujo de evaporado, como en la calidad del condensado obtenido, especialmente en el tratamiento de emulsiones minerales. En algunas ocasiones, sin embargo, la utilización de floculantes o sales coagulantes, en la etapa de desestabilización, puede tener efectos negativos en la posterior evaporación, ya que estos aditivos provocan cambios en la composición de la emulsión. Se ha podido comprobar, en los experimentos de evaporación a vacío a escala de laboratorio, que el valor de DQO de los condensados es casi un 99% inferior al de la emulsión residual inicial. Además, estos resultados son totalmente equiparables a los obtenidos en un evaporador industrial de 60 L/h de capacidad de tratamiento. Finalmente, se presenta una nueva metodología para la preparación de emulsiones de elevado contenido en fase interna (90% en volumen), empleando la técnica de evaporación a vacío. Se propone una combinación de emulsificación con membranas y evaporación a vacío para la preparación de emulsiones concentradas y tamaño de gota controlado.