Што такое Пеногаситель? Усё, што вам трэба ведаць
Што такое Пеногаситель?
А пеногаситель расшчапляе і прадухіляе адукацыю пены ў прамысловых вадкасцях. Людзі часта называюць яго супрацьўспеньвальнікам. Гэтыя тэрміны выкарыстоўваюцца як узаемазаменныя, але паміж імі ёсць ключавая розніца: пеногасители ліквідуюць наяўную пену, у той час як антыпеннік спыняе адукацыю новай пены.
Гэтыя рэчывы не раствараюцца ў пенообразующих вадкасцях і валодаюць асаблівымі павярхоўна-актыўнымі якасцямі. Самы хуткі спосаб выявіць добры пеногаситель - праверыць дзве ключавыя ўласцівасці: як каэфіцыент ўваходу, так і каэфіцыент распаўсюджвання павінны быць больш за нуль. Гэтыя ўласцівасці дазваляюць пеногасителю разбівацца на сценкі бурбалак пены (ламелі) і распаўсюджваецца па іх.
Пеногасители разбураюць пену з дапамогай трох асноўных працэсаў:
- Абязвільгатнення – адбываецца пры кантакце гідрафобных часціц пеногасителя з ламелямі пенапласту
- Расцяжка і мост – адбываецца, калі кроплі пеногасителя з нізкім павярхоўным нацяжэннем расцягваюцца папярок і ўтвараюць няўстойлівыя масткі на ламелях
- Дэстабілізацыя – адбываецца, калі гідрафобныя часціцы прыцягваюць гідрафобныя хвасты павярхоўна-актыўных рэчываў у пене
Хімічны склад змяняецца ў залежнасці ад таго, дзе вы іх выкарыстоўваеце. Вы знойдзеце такія звычайныя пеногасители, як нерастваральныя алею, полидиметилсилоксаны і іншыя сіліконы, некаторыя алкаголі, стеараты, і гліколі. Пеногаситель, які добра працуе, звычайна спалучае ў сабе вадкі носьбіт, напрыклад, мінеральны алей або сілікон, з гідрафобнымі цвёрдымі рэчывамі, такімі як гідрафобны дыяксід крэмнія, этылен-біс-стеарамид, тлустыя кіслоты, або тлустыя спірты.
Гідрафобнасць гуляе вырашальную ролю ў барацьбе з пенай. Лепшыя пеногасители практычна не раствараюцца ў вадзе. Пеногаситель паступае ў прастору паміж паветрам і ламелей пенапласту. Ён стварае лінзу, якая распаўсюджваецца і робіць пенапласт больш тонкім. Гэта распаўсюджванне стварае напружанне, пакуль лінза не зламаецца і не разарвецца ламель пенапласту. Новая плёнка не становіцца такой эластычнай, як першапачатковая плёнка павярхоўна-актыўнага рэчыва, якая трымала бурбалку разам.
Хімічны склад дапамагае класіфікаваць пеногасители на розныя групы: на сіліконавай аснове, на поліэфірнай аснове, на аснове тлустага спірту, і на аснове мінеральных алеяў. Кожны тып лепш працуе ў пэўных сітуацыях. Да таго ж, спецыялізаваныя пеногасители, такія як аксід этылену-аксід прапілену (ЭА-ПО) блок-супалімеры дапамагаюць у сумесях для машыннага мыцця посуду і перапрацоўцы цукровых буракоў.
Тэмпература можа паўплываць на працу некаторых пеногасителей, асабліва блок-супалімеры EO-PO, якія лепш за ўсё працуюць крыху вышэй за кропку памутнення. Нам наперадзе доўгі шлях, але мы можам абапірацца на гэты прагрэс у тым, каб зрабіць пеногасители больш экалагічна чыстымі, закрываючы канцавыя гідраксільныя групы ніжэйшымі алкіламі і выкарыстоўваючы больш кароткія полиоксиалкиленовые сегменты.
Віды пеногасителей
Пеногасители дзеляцца на некалькі розных тыпаў у залежнасці ад іх хімічнага складу і фізічных уласцівасцяў. Кожны тып забяспечвае пэўныя перавагі для розных прамысловых ужыванняў.
Пеногасители на алейнай аснове
Алей пеногаситель выкарыстоўваць носьбіты, як мінеральнае масла, расліннага алею, або белае алей, якое не раствараецца ў пенообразующем асяроддзі. Гэтыя склады ўтрымліваюць воск або гідрафобны дыяксід крэмнія для павышэння іх эфектыўнасці. Воскі ўключаюць этылен бістэарамід (EBS), парафінавыя воскі, эфірны воск, і воскі тлустага спірту. Даданне павярхоўна-актыўных рэчываў спрыяе эмульгированию і распаўсюджванню. Гэтыя пеногасители лепш за ўсё выдаляюць паверхневую пену, што робіць іх ідэальнымі для вытворчасці паперы, вытворчасць фарбаў, і ачыстка сцёкавых вод.
Парашковы пеногаситель
Парашковыя пеногасители - гэта пеногасители на алейнай аснове на носьбітах часціц, такіх як дыяксід крэмнія. Гэтыя цвёрдыя рэчывы добра працуюць у сістэмах сухога парашка, такіх як цэмент, тынкоўка, клеі для пліткі, і вырабы на аснове гіпсу. Яны скарачаюць паветраныя пустэчы і дзіркі, адначасова паляпшаючы працаздольнасць і аздабленне паверхні. Паляпшаецца і механічная трываласць загартаваных матэрыялаў.
Пеногасители на воднай аснове
Пеногасители на воднай аснове змешваюць розныя алею і воскі ў вадзе. Вада складае 60% каб 95% іх складу. Мінеральныя або раслінныя алею спалучаюцца з воскам, якія змяшчаюць тлустыя спірты з доўгім ланцугом, мыла тоўстых кіслот, або эфіры. Гэтыя прадукты выдатна працуюць як дэаэратары і выпускаюць захопленае паветра замест разбурэння паверхневай пены. Яны каштуюць танней, прымяняецца лёгка, лепш разысціся, і дапамагчы абараніць навакольнае асяроддзе.
Сіліконавы пеногаситель
Сіліконавыя пеногасители - гэта палімеры з крэмніевай асновай, якія выпускаюцца ў выглядзе алеяў або эмульсій на воднай аснове. Яны змешваюць гідрафобны дыяксід крэмнія ў сіліконавым алеі, часта дадаюць эмульгатары для хуткага нанясення. Гэтыя магутныя сродкі добра працуюць як у водных, так і ў неводных сістэмах. Яны дзейнічаюць хутка, апрацоўваць экстрэмальныя тэмпературы і ўмовы pH, і абслугоўваць прамысловасць ад фарбаў да нафты і газу і прамысловых мыйных сродкаў.
Алкілполиакрилаты
Алкілполіакрылаты дзейнічаюць у асноўным як паветрааддзяляльнікі ў неводных сістэмах, а не як разбуральнікі пены. Звычайна яны пастаўляюцца ў выглядзе растваральнікаў, такіх як нафтавыя дыстыляты. Новыя даследаванні дазволілі стварыць акрылавыя гомапалімеры, такія як полі(гексилакрилат), полі(2-этилгексилакрилат), і полі(додецил акрилат). Гэтыя палімеры лепш душаць пену сырой нафты, чым сіліконы.
Пеногасители на аснове гліколю
Пеногасители на аснове гліколя змешваюць полігліколь з тлустымі кіслотамі. Яны ўключаюць супалімеры поліэтыленгліколя і поліпрапіленгліколя, якія выпускаюцца ў выглядзе алеяў, водныя растворы, або эмульсіі. Іх добрыя дыспергуючыя ўласцівасці робяць іх ідэальнымі пры ўзнікненні праблем з адкладамі. Гэтыя пеногасители блішчаць у пэўных прамысловых працэсах, таму што іх эфектыўнасць змяняецца з тэмпературай.
Праблемы, выкліканыя пенай у прамысловасці
Утварэнне пены стварае сур'ёзныя эксплуатацыйныя праблемы ў прамысловых працэсах, якія выходзяць за рамкі простага зроку. Гэтыя праблемы шкодзяць эфектыўнасці, бяспекі, і якасць прадукцыі ў вытворчасці, ачыстка сцёкавых вод, закісанне, і многія іншыя сектары.
Перапаўненне і небяспека для бяспекі
Лішак пены выцякае з тэхналагічнага абсталявання і стварае сур'ёзныя рызыкі для бяспекі на працоўным месцы. Разлітая пена робіць падлогу слізкай і стварае небяспеку для персаналу. Пена можа распаўсюджвацца на бліжэйшыя працоўныя зоны, што стварае рызыку забруджвання навакольнага асяроддзя і патрабуе дарагой ачысткі. У працэсе закісання, пенапласт можа сапсаваць цэлыя партыі і пашкодзіць абсталяванне, наносячы страты на сотні тысяч фунтаў. Пена на ачышчальных збудаваннях распаўсюджваецца па біялагічных ланцугах, анаэробныя варкі, і асушальных установак, што павялічвае аперацыйныя рызыкі.
Зніжэнне эфектыўнасці помпы
Пена пашкоджвае помпавыя сістэмы, прапускаючы паветра ў цэнтрабежныя помпы. Прысутнасць паветра зніжае напор помпы і зніжае прапускную здольнасць і эфектыўнасць перапампоўвання. Абсталяванне пачынае мацней вібраваць і паказвае павышаны знос, шум, выпрацоўка цяпла, і кавітацыя. Пена трапляе ў ўсмоктвальныя лініі змазачных сістэм і выклікае алейнае галаданне, праблемы сціскальнасці, і паравой шлюз. Гэтыя праблемы павялічваюць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і спажыванне энергіі за кошт дадатковых помпавых аперацый. Перапаўненне кармавых рэзервуараў часта паказвае на тое, што помпы з цяжкасцю перамяшчаюць пену праз сістэму.
Заражэнне і рост бактэрый
Прамысловыя пенапласты часта становяцца рассаднікамі шкоднасных мікраарганізмаў. Пены для ачысткі сцёкавых вод утрымліваюць небяспечныя бактэрыяльныя мікраарганізмы, такія як Mycobacterium і Nocardia. Гэтыя хваробатворныя мікраарганізмы могуць пераносіцца ў паветра, калі ў аэратэнках адсутнічаюць належныя вечкі. Пена таксама нясе гідрафобныя забруджвання, уключаючы стойкія арганічныя забруджвальнікі. Гены ўстойлівасці да антымікробных прэпаратаў могуць перамяшчацца праз пену і біяаэразолі з ачышчальных збудаванняў і ствараць небяспеку для здароўя работнікаў і бліжэйшых суполак.
Праблемы дрэнажу і фільтрацыі
Прамысловасць сутыкаецца са значнымі праблемамі дрэнажу і фільтрацыі з-за пены. Вадкасць сцякае з пенапласту пад дзеяннем сілы цяжару і збіраецца на дне, што стварае нераўнамернае ўтрыманне вадкасці, што ўплывае на кансістэнцыю прадукту. Гэты дрэнаж адбываецца праз прамежкі паміж бурбалкамі, як капілярны і гравітацыйны рух, у той час як глейкае згасанне супраціўляецца гэтаму. Пенаблокі фільтры, засмечвае помпы, і скарачае тэрмін службы абсталявання ў праграмах апрацоўкі. Гэтыя праблемы ўзмацняюцца пры экстракцыі бялку для перапрацоўкі ежы, таму што фільтраванне становіцца цяжэй.
Дэфекты якасці прадукцыі
Пена шкодзіць якасці прадукцыі ў многіх галінах. Гэта зніжае эфектыўнасць масаабмену і прадукцыйнасць працэсу ў хімічнай і харчовай прамысловасці. Успеньванне падчас разліву напою стварае неадпаведнасць напаўнення і павышае рызыку заражэння. Прадукты з занадта вялікім пашырэннем пены дэманструюць змены ў геаметрыі профілю і дрэнную пасадку, што становіцца вялікай праблемай для складаных профіляў, якія патрабуюць дакладных памераў. Пена перашкаджае трапленню мыйных раствораў на ўсе паверхні і прыводзіць да з'яўлення плям, плямы, і менш эфектыўная ачыстка.
Звычайнае прымяненне пеногасителей
Пеногаситель адыгрывае значную ролю ў многіх галінах прамысловасці, дзе кантроль пены непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць працы. Ачышчальныя збудаванні выкарыстоўваюць гэтыя сродкі на розных этапах ачысткі, ад аэротенков да адстойнікаў і асадкаў па перапрацоўцы шлама. Гэтыя сродкі прадухіляюць перапаўненне адстойнікаў, танкі, адкрытыя траншэі, і аэрацыйных басейнаў, адначасова абараняючы персанал ад небяспек для здароўя і бяспекі, звязаных з пенай.
Харчовыя пеногасители вельмі важныя ў працэсах апрацоўкі прадуктаў харчавання і напояў. Перапрацоўка мяса, вытворчасць малочнай прадукцыі, падрыхтоўка садавіны і агародніны, вытворчасць цукровых вырабаў, памол збожжа, і ўсе працэсы закісання маюць патрэбу ў гэтых агентах. Вытворчыя аперацыі дадаюць у алей для смажання пеногасители, такія як полідыметылсілаксан, каб прадухіліць успеньванне небяспечных пырскаў.
Эфектыўнасць вытворчасці цэлюлозы і паперы і якасць прадукцыі ў значнай ступені залежаць ад пеногасителя паперы. Прадукцыйнасць павялічваецца пры мыйцы карычневага сыравіны, таму што гэтыя сродкі паляпшаюць дрэнаж на мыйцы. Пенагасіцелі папяровай машыны зніжаюць уцягнутае паветра ў напорнай скрынцы і дроце для пласта, што прыводзіць да лепшага дрэнажу і меншых выдаткаў на пару. Папяровыя фабрыкі сутыкнуліся б з масіўным назапашваннем пены пры мыцці цэлюлозы без эфектыўных пеногасителей, што прыводзіць да вытворчых праблем, больш нізкая прадуктыўнасць, і спыненне заводаў.
Для здабычы нафты і газу неабходныя пеногасители для барацьбы з пенай, якая ўтвараецца падчас разгерметызацыі вуглевадародаў. Гэтыя агенты працуюць у падзеле газу і нафты, буравы раствор, абязводжванне газаў, і працэсы ачысткі газу. Яны дапамагаюць кантраляваць забруджванне газавых кампрэсараў, скрубберы, і фазавыя сепаратары, якія здабываюць сырую нафту.
Вытворцы фарбаў і пакрыццяў спадзяюцца на пеногаситель фарбы для забеспячэння гладкасці, нанясенне без бурбалак, якое прадухіляе ямкі – дэфекты, недапушчальныя ў аўтамабільных пакрыццях і архітэктурных фарбах. Хімічная вытворчасць, тэкстыль, электронікі, і вытворчасці клею таксама патрэбныя пеногасители для падтрымання эфектыўнасці працэсу і пазбягання праблем з якасцю пены.
Як выпрабоўваюцца пеногасители
Тэставанне пеногасителей патрабуе стандартызаваных працэдур для ацэнкі іх працы ў прамысловых умовах. Асноўная каманда выкарыстоўвае некалькі падыходаў да тэсціравання, каб вызначыць, наколькі добра пеногасители кантралююць пену ў розных сітуацыях.
Вымярэнне вышыні пены
Вымярэнне вышыні пены з'яўляецца асноўным метадам тэсціравання для ацэнкі пеногасителей. Метад вымяральнага цыліндра добра працуе з сістэмамі пакрыццяў з нізкай глейкасцю і чыстымі эмульсіямі. Навукоўцы дадаюць каля 20 мл пробы ў мерны цыліндр аб'ёмам 50 мл з коркам і дадаюць пэўную колькасць пеногасителя. Яны энергічна падтрасаюць цыліндр 20 разоў і запішыце вышыню пены адразу і праз зададзены час. Метады высакахуткаснага мяшання забяспечваюць больш дакладныя стандарты вымярэння. Гэты працэс дадае ўзоры пакрыцця ў шклянку з пеногасителем і змешвае іх 3000-6000 аб / мін на працягу пэўнага часу. Меншы аб'ём пены паказвае на больш моцныя пеногасительные ўласцівасці.
Выпрабаванне ўцягнутым паветрам
Тэставанне з уцягнутым паветрам вымярае распаўсюджванне бурбалак паветра па ўсёй вадкасці замест пены на паверхні. Партатыўны тэстар Quick Air працуе хутка, дакладныя вымярэнні захопленага паветра ў тэхналагічных сістэмах. Гэта прылада з ручным кіраваннем выцягвае ўзоры прама з тэхналагічнай вадкасці праз поршань і цыліндр. Датчык ціску з роўнай дыяфрагмай вымярае ціск, а датчык лінейнага становішча кантралюе рух поршня сціску. Мікрапрацэсар выкарыстоўвае прынцыпы закона ідэальнага газу для разліку ўтрымання паветра і паказвае вынікі ў лічбавым выглядзе 0.1 каб 100 працэнт аб'ёму. Pulse Air дазваляе аўтаматызаванае анлайн-тэставанне з дапамогай цвёрдацельных датчыкаў, якія ўсталёўваюцца ў тэхналагічныя трубы або рэзервуары. Утрыманне паветра і імпульсы ціску маюць зваротную залежнасць – менш паветра прыводзіць да мацнейшых імпульсаў ціску.
Выпрабаванне часу дрэнажу
Выпрабаванне часу дрэнажавання паказвае, наколькі хутка вадкасць сцякае з пены пасля дадання пеногасителя. Навукоўцы адсочваюць час, неабходны для таго, каб пена згарнула да пэўнага ўзроўню або цалкам знікла. Тэст стварае стандартызаваную пену, дадае пеногаситель, і вымярае прамежкі часу, пакуль пена не дасягне пэўных маркераў вышыні. Назаву толькі адзін прыклад, тэсціроўшчыкі адзначаюць, калі пенапласт, які руйнуецца, дасягае адзнакі 60 куб.см і калі ён ідзе “плоскі” – кропка, дзе пена ўпершыню адкрываецца, каб паказаць паверхню вадкасці. Вымярэнні праз зададзеныя інтэрвалы 60 секунд і 5 хвілін раскрываюць дадатковыя дадзеныя аб устойлівасці пены.
FAQ
Q1. Якое асноўнае прызначэнне пеногасителя? Пеногаситель - гэта хімічная дабаўка, прызначаная для памяншэння і прадухілення адукацыі пены ў прамысловых вадкасцях. Ён дзейнічае, дэстабілізуючы бурбалкі пены, у выніку чаго яны разрываюцца і разбураюцца, што дапамагае падтрымліваць эфектыўнасць працы і якасць прадукцыі ў розных галінах.
Q2. Ці існуюць натуральныя альтэрнатывы сінтэтычным пеногасителям? так, даступныя натуральныя пеногасители, атрыманыя з раслінных алеяў або раслінных экстрактаў. Гэтыя натуральныя пенообразователи можна выкарыстоўваць для памяншэння або ліквідацыі пены ў розных працэсах, прапаноўваючы экалагічна чыстую альтэрнатыву сінтэтычным варыянтам.
Q3. Назавіце некалькі распаўсюджаных тыпаў пеногасителей? Пеногасители бываюць некалькіх відаў, у тым ліку на алейнай аснове, парашок, на воднай аснове, на сіліконавай аснове, алкилполиакрилаты, і пеногасители на аснове гліколя. Кожны тып мае пэўныя перавагі і падыходзіць для розных прымянення ў такіх галінах, як вытворчасць паперы, ачыстка сцёкавых вод, і харчовай прамысловасці.
Q4. У якіх галінах прамысловасці звычайна выкарыстоўваюцца пеногасители? Пеногасители шырока выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як ачыстка сцёкавых вод, апрацоўка ежы і напояў, цэлюлозна-папяровая вытворчасць, нафтагазавыя аперацыі, вытворчасць фарбаў і пакрыццяў, і хімічнай вытворчасці. Яны гуляюць вырашальную ролю ў падтрыманні эфектыўнасці працы і якасці прадукцыі ў гэтых сектарах.
Q5. Як звычайна правяраецца эфектыўнасць пеногасителей? Эфектыўнасць пеногасителя звычайна правяраецца такімі метадамі, як вымярэнне вышыні пены, выпрабаванне ўцягнутым паветрам, і тэставанне часу дрэнажу. Гэтыя стандартызаваныя працэдуры ацэньваюць прадукцыйнасць пеногасителя ў розных прамысловых умовах, такія вымяральныя фактары, як памяншэнне пены, ўтрыманне паветра ў вадкасцях, і хуткасць калапсу пены.