Aufgrund der geringen Wasserlöslichkeit bestimmter Feststoffe können diese, wenn sie in großen Mengen in einer wässrigen Lösung vorliegen und durch hydraulische oder äußere Kräfte bewegt werden, in einem emulgierten Zustand vorliegen und eine Emulsion bilden. Theoretisch ist ein solches System instabil. In Gegenwart von Tensiden (wie z. B. Bodenpartikeln) verstärkt sich die Emulgierung jedoch so stark, dass die Trennung der beiden Phasen zusätzlich erschwert wird. Dies ist typischerweise bei Öl-Wasser-Gemischen während der Öl-Wasser-Trennung und bei Wasser-Öl-Gemischen in der Abwasserbehandlung zu beobachten, wo sich zwischen den beiden Phasen relativ stabile Wasser-in-Öl- oder Öl-in-Wasser-Strukturen bilden. Die theoretische Grundlage für dieses Phänomen ist die „Doppelschichtstruktur“.
In solchen Fällen werden bestimmte chemische Substanzen eingesetzt, um die stabile Doppelschichtstruktur aufzubrechen und das emulgierte System zu destabilisieren, wodurch die Trennung der beiden Phasen erreicht wird. Diese speziell zum Aufbrechen von Emulsionen verwendeten Substanzen werden als Demulgatoren bezeichnet.
Ein Demulgator ist eine oberflächenaktive Substanz, die die Struktur einer emulgierten Flüssigkeit aufbricht und dadurch die verschiedenen Phasen innerhalb der Emulsion trennt. Rohöl-Demulgierung bezeichnet den Prozess, bei dem durch die chemische Wirkung von Demulgatoren Öl und Wasser aus einem emulgierten Öl-Wasser-Gemisch getrennt werden, um die Entwässerung des Rohöls zu erreichen und so die für den Transport erforderlichen Wassergehaltsstandards zu erfüllen.
Eine effektive und einfache Methode zur Trennung organischer und wässriger Phasen ist der Einsatz von Demulgatoren. Diese verhindern die Emulsionsbildung und unterbrechen die Ausbildung einer ausreichend starken Emulsionsgrenzfläche, wodurch die Phasentrennung erreicht wird. Allerdings unterscheiden sich verschiedene Demulgatoren in ihrer Fähigkeit, organische Phasen zu demulgieren, und ihre Leistung beeinflusst direkt die Effizienz der Phasentrennung.
Bei der Penicillinherstellung ist ein entscheidender Schritt die Extraktion des Penicillins aus der Fermentationsbrühe mithilfe eines organischen Lösungsmittels (wie beispielsweise Butylacetat). Aufgrund des Vorhandenseins komplexer Substanzen in der Fermentationsbrühe—wie Proteine, Zucker und Myzelien—Die Grenzfläche zwischen der organischen und der wässrigen Phase wird undeutlich, wodurch ein Bereich mäßiger Emulsion entsteht, der die Ausbeute des Endprodukts erheblich beeinträchtigt. Um dem entgegenzuwirken, müssen Demulgatoren eingesetzt werden, die die Emulsion aufbrechen, den emulgierten Zustand beseitigen und eine schnelle und effektive Phasentrennung erreichen.
Veröffentlichungsdatum: 24. Oktober 2025