一、消泡劑

消泡劑，又稱為抗泡劑，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生許多有害泡沫，需要添加消泡劑。廣泛應(yīng)用于清除膠乳、紡織上漿、食品發(fā)酵、生物醫(yī)藥、涂料、石油化工、造紙、工業(yè)清洗、污水處理等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害泡沫。

 

 

一般來說，泡沫是氣體在液體中的粗分散體，屬于氣-液非均相體系。體積密度接近氣體而不接近液體的氣-液分散體。氣-液分散體分為液多氣少的“氣泡分散體”和氣多液少的“泡沫”。

 

長時(shí)間的消泡又稱抑泡，抑泡時(shí)間的長短正是消泡劑品質(zhì)優(yōu)劣的最主要標(biāo)志。多數(shù)場合下我們使用消泡劑正是利用它的抑泡性能，而不是初始的消泡性。消泡和抑泡是相對的，消泡性能好的產(chǎn)品相對抑泡性能就會差點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，視具體情況而定。破泡劑·抑泡劑·脫泡劑總稱為消泡劑。

 

二、成份

 

1、聚醚類消泡劑

種類挺多，主要有以下幾種：

 

a.GP型消泡劑

以甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷，或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進(jìn)行加成聚合而制成的

GP型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質(zhì)中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的發(fā)酵液中。它的抑泡能力比消泡能力優(yōu)越，適宜在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入，以抑制整個(gè)發(fā)酵過程的泡沫產(chǎn)生。

 

b.GPE型消泡劑即泡敵

在GP型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷，成為鏈端是親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。按照環(huán)氧乙烷加成量為10%，20%，……50%

 

GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質(zhì)中易鋪展，消泡能力強(qiáng)，但溶解度也較大，消泡活性維持時(shí)間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好。

 

c.GPES型消泡劑：有一種新的聚醚類消泡劑，在GPE型消泡劑鏈端用疏水基硬脂酸酯封頭，便形成兩端是疏水鏈，當(dāng)中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結(jié)構(gòu)的分子易于平臥狀聚集在氣液界面，因而表面活性強(qiáng)，消泡效率高。

 

 

2、高碳醇

高碳醇是強(qiáng)疏水弱親水的線型分子，在水體系里是有效的消泡劑。七十年代初前蘇聯(lián)學(xué)者在陰離子、陽離子、非離子型表面活性劑的水溶液中試驗(yàn)，提出醇的消泡作用，與其在起泡液中的溶解度及擴(kuò)散程度有關(guān)。C7~C9的醇是最有效的消泡劑。

 

C12~C22的高碳醇借助適當(dāng)的乳化劑配制成粒度為4~9μm，含量為20~50%的水乳液，即是水體系的消泡劑。

 

3、硅類

最常用的是聚二甲基硅氧烷，也稱二甲基硅油。它表面能低，表面張力也較低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主鏈為硅氧鍵，為非極性分子。與極性溶劑水不親和，與一般油的親和性也很小。它揮發(fā)性低并具有化學(xué)惰性，比較穩(wěn)定且毒性小。純粹的聚二甲基硅氧烷，不經(jīng)分散處理難以作為消泡劑。可能是由于它與水有高的界面張力，鋪展系數(shù)低，不易分散在發(fā)泡介質(zhì)上。因此將硅油混入SiO2氣溶膠，所構(gòu)成的復(fù)合物，即將疏水處理后的SiO2氣溶膠混入二甲基硅油中，經(jīng)一定溫度、一定時(shí)間處理，就可制得。

 

 

消泡劑大致可分兩類：一類能消除已產(chǎn)生的氣泡，如乙醇等；另一類則能抑制氣泡的形成如乳化硅油等。中國許可使用的消泡劑有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯

 

4、聚醚改性硅

結(jié)合了聚醚跟有機(jī)硅消泡劑二者的優(yōu)點(diǎn)，具有無毒無害，對菌種無害，添加量極少，是一種高性價(jià)比的產(chǎn)品。

 

聚醚改性有機(jī)硅，是在硅氧烷分子中因如聚醚鏈段制得的聚醚 - 硅氧烷共聚物（簡稱硅醚共聚物）。聚硅氧烷類消泡劑具有消泡迅速，抑泡時(shí)間長和安全無毒等特點(diǎn)，但它難溶于水，耐高溫，耐強(qiáng)堿性差，聚醚類消泡劑水溶性好，耐高溫，耐強(qiáng)堿性強(qiáng)，但其消泡速度和抑泡時(shí)間都不甚理想，通過縮合技術(shù)接枝在聚硅氧烷鏈上引入聚醚鏈，使之具有二類消泡劑的優(yōu)點(diǎn)，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應(yīng)用前景的消泡劑。

 

5、聚硅氧烷消泡劑

聚硅氧烷消泡劑通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅兩個(gè)主要組成物質(zhì)適當(dāng)配合而成，

 

三、功能

 

1、耐堿消泡劑

在高溫強(qiáng)堿條件下能迅速消泡，持久抑泡。穩(wěn)定性好，用量少，效率高，不漂油；廣泛應(yīng)用于造紙蒸煮黑液處理、紡織印染行業(yè)中的強(qiáng)堿型精煉劑、強(qiáng)堿條件下清洗劑和其它高溫強(qiáng)堿的水相體系消泡。

 

 

2、耐酸消泡劑

由脂肪酸酯和脂肪酰胺等物質(zhì)組成，廣泛應(yīng)用于濕法磷酸、鈦白粉生產(chǎn)、硼酸生產(chǎn)及其他強(qiáng)酸體系。

 

3、高粘性泡沫消泡劑該品是針對造紙制漿黑液、化學(xué)選礦、特種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫，其粘度大、泡沫細(xì)密、消除難度大等特點(diǎn)研制而成的一種高效復(fù)合型消泡劑。

 

4、涂料消泡劑含有多種優(yōu)質(zhì)的消泡成分，因而適用面廣，它特別適用于消除苯丙膠乳、乙丙膠乳、純丙膠乳、醋酸乙烯膠乳等體系的泡沫。

 

5、造紙消泡劑可以有效控制紙漿、泡沫漫溢和提高抄紙質(zhì)量。泛應(yīng)用于造紙抄造系統(tǒng)消泡，亦可用于造紙污水處理、防凍液、蒸餾系統(tǒng)消泡。

 

6、水泥砂漿消泡劑可以有效控制水泥砂漿體系內(nèi)泡沫產(chǎn)生，使混凝土構(gòu)件更加致密光亮。

 

 

7、油田工業(yè)消泡劑

可以有效控制油田工業(yè)過程中內(nèi)泡沫產(chǎn)生，提高石油生產(chǎn)效率。

 

 

8、清洗用消泡劑

可以有效控制清洗劑產(chǎn)生泡沫。

 

 

9、陽離子體系消泡劑

可以有效控制含有陽離子體系泡沫產(chǎn)生，廣泛應(yīng)用于造紙抄造用陽離子松香膠、陽離子型清洗劑，亦可用于造紙污水處理、防凍液、蒸餾系統(tǒng)消泡。

 

 

10、高效發(fā)酵消泡劑

克服了普通型有機(jī)硅消泡劑耐高溫性差、抑泡時(shí)間短的缺點(diǎn)；對在發(fā)酵罐中上升積累的泡沫能象聚醚一樣快速的消除，同時(shí)該品擁有聚醚無法比擬的時(shí)間抑泡的優(yōu)點(diǎn)。

11、水處理消泡劑有機(jī)硅消泡劑對水性發(fā)泡體系具有很強(qiáng)消泡，抑泡功能，，添加量小且使用成本比較低，是水性體系較理想的消泡劑

 

 

12、高溫消泡劑

耐高溫和耐酸堿性強(qiáng)，高剪切下和大范圍的PH值（2-14），高溫度（300℃）條件下具有穩(wěn)定性，可用于水性和油性體系消泡，溫度越高使用效率越高，效果越好。可用于洗瓶添加劑、油田鉆井等各類極端條件下高溫強(qiáng)酸堿介質(zhì)的消泡、抑泡。

 

 

13、洗瓶添加劑消泡劑

耐高溫和耐強(qiáng)堿性強(qiáng)，能適應(yīng)洗瓶添加劑的高溫、強(qiáng)堿使用條件。

四、選擇

 

選擇消泡劑要符合以下幾點(diǎn)：

 

 

1、在起泡液中不溶或難溶

為破滅泡沫，消泡劑應(yīng)該在泡膜上濃縮、集中。對破泡劑的情況，應(yīng)在瞬間濃縮、集中，對于抑泡的情況應(yīng)經(jīng)常保持在這種狀態(tài)。所以消泡劑在起泡液中是過飽和狀態(tài)，只有不溶或難溶才易于達(dá)到過飽和狀態(tài)。不溶或難溶，才易于聚集在氣液界面，才易于濃縮在泡膜上，才能在較低濃度下發(fā)揮作用。用于水體系的消泡劑，活性成分的分子，須為強(qiáng)疏水弱親水，HLB值在1.5-3范圍，作用才最好。

 

 

2、表面張力低于起泡液。

只有消泡劑分子間作用力小，表面張力低于起泡液，消泡劑微粒才能夠在泡膜上浸入及擴(kuò)展。值得注意的是，起泡液的表面張力并非溶液的表面張力，而是助泡溶液的表面張力。

 

3、與起泡液有一定程度的親和性。

由于消泡過程實(shí)際上是泡沫崩潰速度與泡沫生成速度的競爭，所以消泡劑必須能在起泡液中快速分散，以便迅速在起泡液中較廣泛的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。要使消泡劑擴(kuò)散較快，消泡劑活性成分須與起泡液具有一定程度的親和性。消泡劑活性成分與起泡液過親，會溶解；過疏又難于分散。只有親疏適宜，效力才會好。

 

 

4、與起泡液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

消泡劑與起泡液發(fā)生反應(yīng)，一方面消泡劑會喪失作用，另一方面可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，影響微生物的生長。

 

 

5、揮發(fā)性小，作用時(shí)間長。

首先要確定需要使用消泡劑的體系，是水性體系或油性體系。如發(fā)酵行業(yè)，就要使用油性的消泡劑，如聚醚改性硅或聚醚類的。水性涂料行業(yè)就要用水性消泡劑，有機(jī)硅消泡劑。選擇出消泡劑，比較添加量，在參考價(jià)格，可得出最適用最經(jīng)濟(jì)的消泡劑產(chǎn)品。

五、配方

 

 

 

一）消泡劑配方

 

 

1、乳液型消泡劑

【配方】質(zhì)量份

C4-8醇胺 15.5 烴化油 45 C10-18脂肪酸 27.5 助消泡劑 7 分散劑 4.7 水適量

【制法】

(1)將烴化油、C4-8醇胺與消泡劑和分散劑混合。在70-150℃的溫度條件下酯化30-150min;

(2)將酯化產(chǎn)物（1）與助消泡劑和分散劑混合，在20-80℃條件下加入水混合乳化1-4小時(shí)，即可得成品。

【用途】該品能消除泡沫，可用于不適用有機(jī)硅的場合，廣泛適用于造紙、清洗、印染、發(fā)酵等不同行業(yè)，特別是橡塑工業(yè)的聚合、凝聚、脫氣工序中的消泡、抑泡。

【特性】該品，制法簡單，反應(yīng)條件溫和，易于操作；消泡速度快，抑泡能力強(qiáng)，對應(yīng)用于橡塑體系的多種發(fā)泡劑如拉開粉、十二烷基苯磺酸鈉、松香皂、萘磺酸甲醛縮合物等均有良好的消抑泡效果；對橡塑聚合體系無不良影響，不影響最終橡膠、樹脂產(chǎn)品的性能；反應(yīng)過程無副產(chǎn)物和三廢產(chǎn)生，不污染環(huán)境。

 

 

2、有機(jī)硅消泡劑

【配方】質(zhì)量份

甲基硅氫烷油 10 三聚磷酸鈉 10 食鹽 70 甘露醇 5 二氧化硅 2

【制法】

（1）在室溫下將甲基硅氧烷油與二氧化硅混勻；

（2）將粉碎的三聚磷酸鈉、甘露醇、食鹽等混合，與混合物（1）充分攪勻，即可得白色粉末狀成品。

【用途】該品用于消除泡沫，廣泛適用于抗生素、味精生產(chǎn)中的發(fā)酵，豆制品制作，糖蜜蒸煮，印染，制漿造紙，石油化工，油漆涂料和洗滌劑等生產(chǎn)過程中。

【特性】該品應(yīng)用范圍廣，消泡效果好；成品為固體粉末，穩(wěn)定性良好，便于運(yùn)輸、保存；無毒、無副作用，使用安全方便。

 

 

3、復(fù)合型消泡劑

【配方】質(zhì)量份

單硬脂酸甘油酯 60 米糠油 4 聚醚類化合物 6 輕質(zhì)碳酸鈣 30

【制法】

（1）將單硬脂酸甘油酯投入特制的反應(yīng)釜內(nèi)升溫便之熔融；

（2）待熔融后，邊攪拌邊升溫，在100-150℃條件下投入米糠油及聚醚類化合物進(jìn)行復(fù)合；

（3）在高速攪拌的情況下，投入輕質(zhì)碳酸鈣，分散均勻后，仃止攪拌，保持釜內(nèi)一定溫度，出料、制片；

（4）將片狀物放入顆粒機(jī)，按規(guī)定目數(shù)進(jìn)行造粒即可得成品。

【用途】該品可用于豆制品、乳制品及飲料行業(yè)的加工過程中。

【特性】該品性能穩(wěn)定可靠，綜合消泡效果好，白度純正，不會吸潮結(jié)塊；持水性好，消泡劑的耗量為干黃豆的0.3%時(shí)，可提高豆制品的產(chǎn)量7%以上；清潔衛(wèi)生，使用方便，用后能改善豆制品的質(zhì)量。

 

 

4、高效消泡劑

【配方】質(zhì)量份

聚氧丙基聚氧乙基甘油醚 57.1C10-18脂肪酸 12.5 助消泡劑 29.4 分散劑 0.7

【制法】

（1）將聚氧丙基甘油醚或聚氧丙基聚氧乙基甘油醚與C10-18脂肪酸放入反應(yīng)釜內(nèi)，在常壓下進(jìn)行攪拌，溫度控制在90-150℃，時(shí)間控制在20-90min，完成酯化反應(yīng)；

（2）將酯化反應(yīng)產(chǎn)物（1）降溫至50℃左右，分別加入助消泡劑、分散劑，在40-50℃條件下攪拌30-60min，即可得到pH值5-7、密度0.8-1的無色至黃色液體產(chǎn)品。

【用途】該品是應(yīng)用于水介質(zhì)的高效消泡劑。

【特性】該品性能優(yōu)良，消泡速度快、抑泡能力強(qiáng)，且乃是少；制法簡單，產(chǎn)品收率高，沒有副產(chǎn)物和三廢產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)。

 

 

5、強(qiáng)力消泡劑

【配方】質(zhì)量份

硬脂酸 0.5 聚氧丙基聚氧乙基甘油醚 99 二甲基硅油 0.5

【制法】將硬脂酸、聚氧丙基聚氧乙基甘油醚和/或聚氧丙基甘油醚置于容器中，在攪拌條件下加熱便之液相溫度超過70℃以便將硬脂酸熔化，當(dāng)硬脂酸全部熔化后再加入二甲基硅油，攪拌20-30min，即可得到半透明液體成品。

【用途】該品是用于油水介質(zhì)的泡沫抑制物，廣泛適用于食品、醫(yī)藥、及其他工業(yè)。

【特性】該品性能優(yōu)良，表面活性大，表面張力小，對水的接觸角大，消泡能力強(qiáng)，抑泡時(shí)間長；化學(xué)穩(wěn)定性高，耐溫、抗氧化，不易揮發(fā)，不易與起泡介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；無毒副作用，對人體健康無害；使用安全方便且用量少。

 

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