O que é um antiespumante?
Antiespumante refere-se a um agente que possui efeito antiespumante químico e interfacial. É uma substância que pode reduzir a tensão superficial da água, solução, suspensão, etc, prevenir a formação de espuma, reduzir ou eliminar a espuma.
Nas indústrias de têxteis, papel e celulose, tratamento de água, materiais de construção, líquidos para corte de metais, agroquímicos, revestimentos e tintas à base de água, petróleo e gás, dessulfurização, fermentação, etc., será produzido um grande número de espumas, que irão afetar a qualidade do produto e o processo de produção. Para melhor eliminar a espuma e inibir a formação de espuma, normalmente é adicionada uma quantidade específica de antiespumante à produção e processamento.
Composições Antiespumantes
Os principais componentes do antiespumante são ingrediente ativo, emulsificante, carreador e aditivos emulsificantes.
O ingrediente ativo é a parte chave mais importante, que desempenha o papel de quebrar bolhas e reduzir a tensão superficial.
O emulsificante serve para dispersar o ingrediente ativo em pequenas partículas, de modo a se dispersar melhor em óleo ou água, para ter um melhor efeito antiespumante;
Carrier ocupa grande proporção no antiespumante, e sua tensão superficial não é alta, o que desempenha principalmente o papel de meio de suporte e é benéfico para o efeito antiespumante, podendo também reduzir o custo.
Os aditivos emulsionantes destinam-se a melhorar o efeito emulsionante.
Características antiespumantes
l Dosagem pequena, mas forte poder antiespumante;
l Ao adicionar ao sistema de espuma, não afeta as propriedades básicas do sistema;
l Baixa tensão superficial;
l Bom equilíbrio com a superfície;
lBoa resistência ao calor;
lBoa difusão e permeabilidade;
l Estabilidade química e forte resistência à oxidação;
l Pequena solubilidade em solução espumante;
euAlta segurança.
Funções antiespumantes
O antiespumante pode ser dividido em três: antiespumante, agente antiespumante e agente liberador de ar.
l O antiespumante é adicionado após a formação do sistema de espuma líquida e entra no filme bolha por meio da ação de adsorção de espuma e tensão superficial para tornar o filme mais fino. Isso quebra rapidamente a espuma e diminui o nível do líquido.
l O agente antiespumante é uma substância que pode inibir a formação de espuma, e é adsorvido na espuma junto com a espuma líquida, reduzindo a tensão superficial, tornando o filme de espuma fino, danificado e evitando o fenômeno da espuma.
l O agente de liberação de ar é absorvido pela bolha do líquido, reunindo o ar na bolha. Depois que as bolhas se adsorvem, a interface de adsorção é danificada para formar uma grande bolha, então a flutuabilidade aumenta, causando assim a espuma.
Classificação Antiespumante
l Classificação de forma: grânulo sólido, emulsão, dispersão, óleo, pasta, etc.
l Classificação de ingredientes: antiespumante de silicone, antiespumante de poliéter, antiespumante de óleo mineral, antiespumante de álcool graxo, antiespumante em pó, antiespumante composto, etc.
l Classificação da indústria: têxtil, celulose e papel, tratamento de água, materiais de construção, líquidos para corte de metal, agroquímicos, revestimentos e tintas à base de água, petróleo e gás, dessulfurização, fermentação, etc.
O que é espuma?
Definições de espuma
A espuma é um sistema de dispersão no qual gases são dispersos em líquidos. O gás é uma fase dispersante e o líquido é um meio dispersante. Bolhas no líquido sobem à superfície e se juntam. Esse agregado de bolhas é chamado de espuma.
A própria espuma é um sistema termodinamicamente instável. Quando o gás entra na solução que contém o surfactante, forma um sistema de espuma estável por muito tempo.
Classificação de espuma
l Vida útil da espuma: “espuma curta” com vida útil de alguns segundos e “espuma durável” que pode durar alguns dias sem quebrar sob condição de não interferência.
l Equilíbrio entre a força de geração de espuma e a quebra da espuma: “espuma instável” e “espuma estável”.
l Agregação: “sistema de dispersão de bolhas” com mais líquido e menos gás e “espuma” com mais gás e menos líquido.
Decadência da espuma
Sob a condição de gravidade e diferença de pressão, o filme líquido da espuma fluirá e drenará desequilibrado, e o gás na bolha também continuará a se difundir e penetrar devido à diferença de pressão diferente em ambos os lados do filme da bolha, então o a instabilidade da própria espuma reflete-se principalmente na dinâmica.
O mecanismo de atenuação inclui principalmente dois aspectos: a difusão do gás através do filme líquido e a drenagem do filme líquido. Ambas estas propriedades são intrínsecas à própria espuma e são independentes da presença ou ausência de surfactantes. No entanto, estes dois mecanismos de atenuação só são eficazes na fase inicial de formação do sistema de espuma. Com a atenuação do sistema de espuma, esses dois efeitos enfraquecem gradualmente, fazendo com que a taxa de atenuação da espuma diminua gradualmente.
Métodos para eliminar a espuma
(1) Método Físico
Do ponto de vista físico, os métodos de eliminação de espuma incluem principalmente a colocação de defletores ou filtros, agitação mecânica, eletricidade estática, congelamento, aquecimento, vapor, irradiação de raios, centrifugação de alta velocidade, pressurização e descompressão, vibração de alta frequência e ondas ultrassônicas. , etc. Todos esses métodos promovem a taxa de permeação de gás em ambas as extremidades do filme líquido e a drenagem do líquido do filme bolha, de modo que o número de espuma diminui gradualmente. Contudo, as desvantagens comuns destes métodos são que a sua utilização é altamente restringida por factores ambientais e a taxa de eliminação de espuma não é elevada.
(2) Método Químico
Os métodos de eliminação da espuma do ponto de vista químico incluem principalmente a reação química e a adição de antiespumante.
A reação química refere-se à adição de alguns reagentes para fazê-lo reagir quimicamente com o agente espumante para gerar uma substância insolúvel em água, reduzindo assim a concentração do surfactante no filme líquido e promovendo o rompimento da espuma. As desvantagens são que a composição do agente é incerta e a produção de substâncias insolúveis causará danos aos equipamentos do sistema.
Porém, hoje em dia, o antiespumante mais utilizado em diversas indústrias é a adição de antiespumante. Comparado aos métodos físicos, o antiespumante é fácil de usar e atua rapidamente. Basta adicionar uma pequena quantidade de cada vez para obter o efeito antiespumante ideal, além de ter efeito inibitório na formação de espuma. A maior vantagem desse método é que ele possui alta eficiência de quebra de espuma e é fácil de usar.
Princípios de funcionamento do antiespumante
Princípio Um
A espuma é um sistema de dispersão no qual o gás é disperso em líquido. Como o gás é insolúvel no surfactante, a espuma forma um estado estável. Após a formação da espuma, devido à interação entre as moléculas do sistema espumante, o grupo hidrofílico e o grupo hidrofóbico são adsorvidos pela parede da bolha para formar um arranjo regular. Seu grupo hidrofílico fica voltado para a fase aquosa e seu grupo hidrofóbico fica voltado para dentro da bolha, formando assim um filme elástico na interface da bolha. Sua estabilidade é muito forte e não é fácil quebrar em condições normais. Ao mesmo tempo, a espuma é um sistema termodinamicamente instável e, sob a ação da gravidade, o filme líquido flui continuamente para baixo, evaporando e quebrando, bem como a drenagem e penetração entre os filmes líquidos de espuma.
As razões para a formação de espuma são divididas principalmente em dois aspectos:
(1) Moléculas antiespumantes fáceis de espalhar e adsorver substituem as moléculas do agente espumante, formando um filme com baixa resistência;
(2) Durante o processo de espalhamento, as moléculas antiespumantes retiram parte da solução adjacente à camada superficial, afinando o filme líquido da espuma e reduzindo a estabilidade da espuma, de modo que a espuma é destruída.
Princípio Dois
A existência de espuma no líquido é causada pela adsorção do surfactante na superfície do gás, o que leva à formação de um sistema energeticamente estável. O princípio do agente antiespumante é alterar a distribuição do surfactante na superfície de algumas bolhas, alterando assim a tensão superficial e fazendo com que a pressão interna dessas bolhas mude, e se funda em outras bolhas para formar bolhas maiores, causando então novo desequilíbrio e nova fusão. Essas grandes bolhas fundidas são eventualmente empurradas para fora do líquido pela flutuação, processo denominado antiespumante. Sob a ação da gravidade, o filme bolha irá afinar gradualmente e finalmente romper, e o papel do agente antiespumante é acelerar o processo de afinamento e ruptura.
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