Agent antispumant

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Un antispumant sau antispumant este un aditiv chimic care reduce și împiedică spumarea în lichidele de proces industrial . Termenii de spumare și de spumare sunt adesea folosiți interschimbabil. Agenții utilizați în mod obișnuit sunt uleiurile insolubile, polidimetilsiloxani și alți siliconi, anumiți alcooli, stearați și glicoli. Aditivul este utilizat pentru a preveni formarea spumei sau este adăugat pentru a sparge o spumă deja formată.

În procesele industriale, spumele pun probleme serioase. De exemplu, acestea cauzează defecte la acoperirile de suprafață și împiedică umplerea eficientă a recipientelor. Sunt disponibile diverse formule chimice pentru a preveni spumarea. [1]

Proprietate

În general, un agent antispumant este insolubil în mediul de spumare și are proprietăți active de suprafață. O caracteristică esențială a unui produs anti-spumare este vâscozitatea redusă și ușurința de răspândire rapidă pe suprafețe spumoase. Are afinitate cu suprafața aer-lichid unde destabilizează lamelele de spumă. Acest lucru determină ruperea bulelor de aer și spargerea suprafeței. Bulele de aer transportate sunt aglomerate, iar bulele mai mari se ridică mai rapid la suprafața masei lichide. [2]

Istorie

Primii agenți anti-spumare au urmărit distrugerea spumei vizibile la suprafață. În acest scop, s-a folosit kerosen , păcură și alte produse petroliere ușoare. Uleiurile vegetale au găsit, de asemenea, o anumită utilizare. Alcoolii grași (C7 - C22) au fost spumante eficiente, dar costisitoare, care au fost adăugate produselor petroliere pentru a le crește eficiența. Laptele și smântâna au fost precursorii spumelor moderne de tip emulgator. [3]

În anii 1950, au început experimentele cu spumante pe bază de silicon . Acestea s-au bazat pe polidimetilsiloxan (ulei de silicon) dispersat în apă sau ulei ușor. Uleiurile de silicon au funcționat bine, dar au cauzat tulburări de suprafață în multe aplicații, cum ar fi vopselele și fabricarea hârtiei . În 1963, au fost brevetați primii agenți antispumă cu particule hidrofobe ( silice hidrofobă ) în ulei ușor . La începutul anilor 1970, s-au dezvoltat ceruri hidrofobe cum ar fi etilen bis stearamida dispersată în uleiuri. Aceste tipuri de anti-spumante au fost foarte eficiente, dar criza petrolului din 1973 le-a scumpit prea mult și a dus la o reducere a conținutului de petrol. Soluția a fost să adăugați apă . Astfel, au apărut spumante pe bază de apă (apă în emulsie uleioasă) și pe bază de apă (ulei în emulsie apoasă). [4]

Dezvoltarea antiespumantelor pe bază de silicon a continuat, folosind diferiți emulgatori și uleiuri de silicon modificate. La începutul anilor '90, substanțele antispumante emulsionate cu silicon care au cauzat mai puține tulburări de suprafață au fost folosite cu mare succes în industria celulozei din lemn . Au permis o performanță mai bună de spălare, o cerere de oxigen biochimică redusă (în engleză cerere de oxigen biologic, DBO) în depozitele efluente și reduse.

Clasificare

Spumante pe bază de petrol

Antispumantele pe bază de ulei au un suport uleios. Uleiul ar putea fi mineral , vegetal , alb sau orice altul care este insolubil în mediul spumos, cu excepția uleiului de silicon . Un antiespumant pe bază de ulei conține, de asemenea, o ceară hidrofobă și / sau silice pentru a spori performanța. Cearele tipice sunt etilen bis stearamida (EBS), parafinele , cerurile esterice și cele cu alcool gras . Aceste produse au și agenți tensioactivi pentru a îmbunătăți emulsia și a se dispersa în mediul spumos.

Acestea sunt substanțe antispumante puternice și sunt în mod normal cele mai bune pentru descompunerea spumei de suprafață.

Antispumanti cu pulbere

Antiespumantele de pulbere sunt, în principiu, spumante pe bază de ulei pe un anumit purtător, cum ar fi silice . La acestea se adaugă produse sub formă de pulbere precum ciment , tencuială și detergenți .

Spumante pe bază de apă

Antiespumantele pe bază de apă sunt diferite tipuri de uleiuri și ceruri dispersate într-o bază apoasă. Uleiurile sunt adesea uleiuri minerale sau uleiuri vegetale, iar cerurile sunt săpunuri sau esteri de alcooli grași și acizi grași cu lanț lung . Acestea sunt cele mai bune ca degazatoare , ceea ce înseamnă că sunt cele mai bune pentru a elibera aerul transportat.

Spumante pe bază de silicon

Antiespumantele pe bază de silicon sunt polimeri cu lanțuri principale de silicon. Acestea ar putea fi furnizate sub formă de ulei sau emulsie pe bază de apă. Compusul siliconic constă dintr-o silice hidrofobă dispersată într-un ulei de silicon . Se adaugă emulgatori pentru a vă asigura că siliconul se răspândește rapid și bine în mediul spumos. Compusul siliconic poate conține, de asemenea, glicoli siliconici și alte fluide siliconice modificate. [1]

Acestea sunt, de asemenea, spumante puternice și sunt potrivite atât pentru ruperea spumei de suprafață, cât și pentru eliberarea aerului transportat.

Polidimetilsiloxanul este un agent antispumant utilizat pe scară largă.

Antiespumantele pe bază de silicon sunt potrivite și pentru sistemele de spumare neapoase, cum ar fi țițeiul și rafinarea petrolului . Pentru aplicații foarte solicitante, fluorosiliconele pot fi potrivite.

Agenți antispumă pe bază de EO / PO

Agenții de spumare EO / PO pe bază conțin polietilen glicol și copolimeri de polipropilen glicol . Sunt furnizate sub formă de uleiuri, soluții apoase sau emulsii pe bază de apă. Copolimerii EO / PO au în mod normal proprietăți bune de dispersare și sunt adesea foarte potriviți atunci când există probleme semnificative de depunere.

Poliacrilati de alchil

Poliacrilații sunt potriviți pentru utilizarea ca spumante în sistemele neapoase în care degajarea de aer este mai importantă decât spargerea spumei de suprafață. Acești antiespumanti sunt adesea furnizați într-un purtător de solvent , cum ar fi distilatele de petrol .

Probleme industriale

Cea mai notabilă formă de spumă este cea care plutește pe suprafața materiei prime. Este ușor de monitorizat și relativ ușor de gestionat. Spuma de suprafață poate provoca probleme cu nivelurile de lichid și de revărsare. Acest lucru ar putea reduce viteza procesului și disponibilitatea echipamentelor.

Factori legați de problemele mecanice

Factorii mecanici care pot genera spumă și aer prins sunt:

  • scurgeri de etanșări pe pompe
  • pompe de înaltă presiune
  • proiectare deficitară a sistemului (rezervor, admisie pompă, ieșire și proiectare colector)
  • eliberarea presiunii .

Principalele tipuri de aer care afectează sistemele mecanice sunt:

  • aer dizolvat: se comportă ca parte a fazei fluide, cu excepția faptului că poate ieși din soluție sub formă de bule (aer transportat)
  • aer transportat: constă din bule suficient de mici pentru a se colecta deasupra unui fluid
  • bule care au flotabilitate suficientă pentru a se ridica la suprafață și sunt descrise ca spumă.

Spumă în lichide de proces și lichide de răcire

Spuma, aerul transportat și aerul dizolvat în lichide de răcire și lichide de procesare pot cauza diferite tipuri de probleme, inclusiv:

  • reducerea randamentului pompei ( cavitație )
  • capacitate redusă a pompelor și rezervoarelor
  • creșterea bacteriilor
  • flotație murdară / formarea depozitului
  • eficacitate redusă a soluției (soluțiilor)
  • oprire finală a mașinii pentru curățarea rezervoarelor
  • probleme de drenaj în rețele și filtre
  • probleme de formare a materialului (de exemplu, într-o fabrică de hârtie, aceasta ar putea determina fibrele să formeze o foaie neuniformă )
  • costul completării lichidului
  • costul respingerii întregului material în caz de imperfecțiuni.

Metode de testare

Există diferite moduri de a testa anti-spumante.

Cel mai ușor este să te uiți la spuma de suprafață. Tot ce este necesar este un sistem pentru a genera spuma. Acest lucru se poate face cu un sistem circular de pompare cu muștiuc și cilindru sau cu un sistem de injecție a aerului într-un cilindru. Cilindrul este echipat cu o scală pentru a măsura înălțimea spumei. Acest echipament poate avea un sistem de încălzire pentru a controla temperatura.

Aerul transportat poate fi testat cu echipamente similare, care are o densitate contor care poate înregistra schimbările în densitatea soluției în timp.

Drenajul poate fi testat cu un sistem de filtrare pentru a măsura timpul necesar scurgerii unui lichid prin filtru. Filtrul poate fi sub presiune sau sub vid .

Aplicații

Detergenți

Se adaugă spumante în anumite tipuri de detergenți pentru a reduce producția de spumă care poate reduce acțiunea detergentului. De exemplu, detergenții pentru mașina de spălat vase trebuie să aibă puțină spumă pentru ca mașina de spălat vase să funcționeze corect.

Alimente

Atunci când sunt folosiți ca ingredient în alimente , agenții anti-spumante sunt destinați să conțină revărsatul sau efervescența în preparare sau servire. Agenții sunt incluși într-o varietate de alimente, cum ar fi pepite de pui sub formă de polidimetilsiloxan (un tip de silicon ). [5] [6]

Uleiul de silicon este, de asemenea, adăugat în uleiul alimentar pentru a preveni spumarea la prăjire .

Utilizare industrială

Antiespumantele sunt utilizate în numeroase procese și produse industriale: pastă de lemn , hârtie , vopsea , tratarea apelor uzate industriale , prelucrarea alimentelor , extracția petrolului , industria mașinilor-unelte , unelte de tăiat ulei, hidraulică etc.

Medicamente

Agenții de spumare sunt, de asemenea, comercializați comercial pentru ameliorarea simptomelor precum balonarea . Un exemplu familiar este dimeticona , care este ingredientul activ în medicamente precum Mylanta și Gas-X .

Notă

  1. ^ a b Rainer Höfer, Franz Jost, Milan J. Schwuger, Rolf Scharf, Jürgen Geke, Josef Kresse, Herbert Lingmann, Rudolf Veitenhansl și Werner Erwied, Foams and Foam Control , în Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Weinheim, Wiley-VCH, 2000, DOI : 10.1002 / 14356007.a11_465 .
  2. ^ Martin Hubbe, Universitatea de Stat din NC, Mini-Enciclopedie de Chimie Umedă pentru Fabricarea Hârtiei , la www4.ncsu.edu . Adus la 12 noiembrie 2012 .
  3. ^ PR Garrett (ed.), 3 , în Defoaming. Theory and Industrial Applications , Surfactant Science Series, vol. 45, CRC Press, 1992, p. 164, ISBN 0-8247-8770-6 .
  4. ^ PR Garret (ed.), 3 , în Defoaming. Theory and Industrial Applications , Surfactant Science Series, vol. 45, CRC Press, 1992, pp. 164-165, ISBN 0-8247-8770-6 .
  5. ^ Listă ingrediente McDonald's SUA pentru elemente de meniu populare , pe mcdonalds.com , McDonald's (arhivat din original la 13 mai 2008) .
  6. ^ Arhiva celor de mai sus , la mcdonalds.com , Archive.org (arhivat dinoriginal la 24 martie 2008) .

Elemente conexe

linkuri externe

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Antifoam_Agent&oldid=122037664 ”