التلبد

تُسمى عملية اختيار جرعة ونوع المُرسب باختبار الجرعات. يتكون الجهاز المستخدم في هذا الاختبار من كأس واحد أو أكثر، كل منها مزود بخلاط ذي مجداف. بعد إضافة المُرسبات، يحدث خلط سريع، يليه خلط بطيء، ثم عملية الترسيب. بعد ذلك، يمكن أخذ عينات من الطور المائي في كل كأس. ^{[ 5 ]}

في كيمياء الغرويات ، يشير التلبد إلى عملية تكتل الجسيمات الدقيقة لتكوين ندفة. قد تطفو هذه الندفة إلى سطح السائل (التكتل)، أو تترسب في قاعه ( الترسيب )، أو يمكن ترشيحها بسهولة . يرتبط سلوك تلبد غرويات التربة ارتباطًا وثيقًا بجودة المياه العذبة. لا تتسبب قابلية تشتت غرويات التربة العالية في تعكير المياه المحيطة فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى التخثث نتيجة امتصاص المواد الغذائية في الأنهار والبحيرات، وحتى في القوارب تحت سطح البحر.

في المستحلبات ، يصف التلبد تكتل القطرات المتناثرة معًا، دون أن تفقد كل قطرة هويتها. ^{[ 6 ]} وبالتالي، يُعد التلبد الخطوة الأولى المؤدية إلى مزيد من نضج المستحلب (اندماج القطرات وانفصال الأطوار في النهاية). يُستخدم التلبد في معالجة المعادن، ^{[ 7 ]} ولكن يمكن استخدامه أيضًا في تصميم الخصائص الفيزيائية للمنتجات الغذائية والصيدلانية. ^{[ 8 ]}

في المختبرات الطبية ، يعتبر التكتل المبدأ الأساسي المستخدم في العديد من الاختبارات التشخيصية، على سبيل المثال اختبار إعادة التفاعل البلازمي السريع . ^{[ 9 ]}

في الهندسة المدنية وعلوم الأرض ، يُعرف التلبد بأنه حالة تلتصق فيها الطينات أو البوليمرات أو غيرها من الجسيمات المشحونة الصغيرة ببعضها البعض، مُشكلةً بنية هشة تُسمى الندف. في معلقات الطين المُشتتة ، يحدث التلبد بعد توقف التحريك الميكانيكي، حيث تتشكل الندف تلقائيًا من صفائح الطين المُشتتة نتيجةً للتجاذب بين الشحنات السالبة على السطح والشحنات الموجبة على الحواف.

تُستخدم عملية التلبيد في تطبيقات التقنية الحيوية بالتزامن مع الترشيح الدقيق لتحسين كفاءة المغذيات البيولوجية. ويمكن أن تؤدي إضافة مواد التلبيد الاصطناعية إلى المفاعل الحيوي إلى زيادة متوسط ​​حجم الجسيمات، مما يجعل الترشيح الدقيق أكثر كفاءة. وعند عدم إضافة مواد التلبيد، تتشكل كتل متراكمة، مما يؤدي إلى انخفاض حيوية الخلايا. وتعمل مواد التلبيد ذات الشحنة الموجبة بشكل أفضل من تلك ذات الشحنة السالبة، لأن الخلايا عادةً ما تكون سالبة الشحنة. ^{[ 10 ]}

تُستخدم عملية التلبد على نطاق واسع لقياس مدى تقدم تكوين الخثارة في المراحل الأولية لصناعة الجبن ، وذلك لتحديد المدة اللازمة لتخثر الخثارة. ^{[ 11 ]} ويتم نمذجة التفاعل الذي يشمل ميسيلات المنفحة باستخدام حركية سمولوشوفسكي . ^{[ 11 ]} أثناء عملية تخثير الحليب بالمنفحة، يمكن أن تقترب الميسيلات من بعضها البعض وتتكتل، وهي عملية تتضمن تحلل الجزيئات والببتيدات الكبيرة. ^{[ 12 ]}

تُستخدم عملية التلبيد أيضًا في معالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الجبن . وتُستخدم ثلاثة أنواع مختلفة من المواد المخثرة بشكل رئيسي: ^{[ 13 ]}

• FeSO4 ( كبريتات الحديد (II ) ₎
• Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ( كبريتات الألومنيوم )
• FeCl ₃ ( كلوريد الحديد (III) )

في صناعة التخمير، يحمل مصطلح "التلبد" معنىً مختلفًا. فهو عملية بالغة الأهمية في عملية التخمير أثناء إنتاج البيرة، حيث تتشكل كتل مرئية من الخلايا. وتؤدي هذه الكتل إلى ترسب الخميرة أو صعودها إلى سطح وعاء التخمير في نهايته. بعد ذلك، يمكن جمع الخميرة (أو فصلها) من أعلى وعاء التخمير ( في حالة تخمير البيرة العلوية ) أو من أسفله ( في حالة تخمير البيرة السفلية ) لإعادة استخدامها في عملية التخمير التالية.

يتحدد تكتل الخميرة جزئيًا بتركيز الكالسيوم، والذي يتراوح عادةً بين 50 و100 جزء في المليون. ^{[ 14 ]} يمكن إضافة أملاح الكالسيوم لتحفيز التكتل، أو يمكن عكس العملية بإزالة الكالسيوم عن طريق إضافة الفوسفات لتكوين فوسفات الكالسيوم غير القابل للذوبان، أو إضافة كمية زائدة من الكبريتات لتكوين كبريتات الكالسيوم غير القابلة للذوبان، أو إضافة EDTA لربط أيونات الكالسيوم. على الرغم من تشابهها ظاهريًا مع الترسيب في المحاليل الغروية، إلا أن آلياتها مختلفة. ^{[ 15 ]}

تُستخدم عمليات التلبيد والترسيب على نطاق واسع في تنقية مياه الشرب ، وكذلك في معالجة مياه الصرف الصحي ، ومياه الأمطار، ومياه الصرف الصناعي. بالنسبة لمياه الشرب، تتكون عمليات المعالجة النموذجية من الترشيح، والتخثير، والتلبيد، والترسيب، والترشيح الحبيبي، والتطهير. ^{[ 16 ]} تتشابه خطوات التخثير والتلبيد، حيث تتسبب في تجمع الجزيئات وترسبها من المحلول، ولكنها قد تستخدم مواد كيميائية مختلفة أو حركة فيزيائية مختلفة للماء. ^{[ 17 ]} يمكن إضافة مجموعة متنوعة من الأملاح لضبط درجة الحموضة والعمل كعوامل تصفية ، وذلك حسب التركيب الكيميائي للماء. تشمل هذه الأملاح هيدروكسيد الصوديوم ، وهيدروكسيد الكالسيوم ، وكبريتات الألومنيوم ، وأكسيد الألومنيوم ، وكبريتات الحديديك ، وكلوريد الحديديك ، وألومينات الصوديوم ، بالإضافة إلى مواد التلبيد المساعدة مثل كلوريد الألومنيوم المتعدد وكلوريد الحديديك المتعدد . ^{[ 17 ]} تُستخدم أيضًا مجموعة متنوعة من البوليمرات الكاتيونية والأنيونية وغير الأيونية ، وعادةً ما يكون وزنها الجزيئي أقل من 500,000. ^{[ 17 ]} يُعد كلوريد بولي دايليل ثنائي ميثيل الأمونيوم (polyDADMAC) وepiDMA ( بوليمر مشترك من إيبكلوروهيدرين وثنائي ميثيل أمين ) من الخيارات الشائعة، على الرغم من أنهما قد يُنتجان النيتروزامينات المسرطنة . ^{[ 17 ]} يمكن أيضًا استخدام الرمل والكربون المنشط المطحون والطين كعوامل مُنَوِّية ؛ وفي بعض الحالات، يُعاد استخدامها بعد الاستخلاص. ^{[ 17 ]}

تُعدّ البوليمرات الحيوية، وخاصة الكيتوزان ، من المواد المُرَسِّبة الصديقة للبيئة التي تزداد شعبيتها. ^{[ 18 ]} فالكيتوزان ليس قابلاً للتحلل الحيوي فحسب، بل يتميز أيضاً بقدرة فريدة على الارتباط بمجموعة واسعة من الملوثات، بما في ذلك المعادن الثقيلة والملوثات العضوية، مما يُسهم في إزالتها بفعالية من مصادر المياه. ^{[ 19 ]}

تُحقق عملية التلبيد نتائج واعدة في إزالة الجزيئات الدقيقة ومعالجة مياه الأمطار المتدفقة من مشاريع إنشاءات النقل، إلا أنها لا تُستخدم في معظم إدارات النقل في الولايات المتحدة. وقد يعود ذلك إلى القيود التنظيمية أو عدم كفاية الإرشادات المتعلقة بمتطلبات أخذ عينات التربة في ضوء تغير خصائصها. أما الولايات التي يجب عليها تحقيق حدٍّ مُعينٍ للعكارة، فهي أكثر ميلاً لاستخدام المواد المُلبِّدة لضمان مستوى المعالجة المناسب. ^{[ 20 ]}