Wie Entschäumer den Schaum an der Grenzfläche kontrollieren

Ein Entschäumer wirkt nur, wenn die Flüssigkeit ihn nicht vollständig aufnimmt. Das klingt widersinnig, bis man sich einen Schaumfilm ansieht statt einer fertigen Dose. Ich beurteile diese Produkte anhand eines einzigen Merkmals: der dünnen Wand zwischen zwei Blasen. Bleibt der Zusatzstoff in der Flüssigkeit gelöst, erreicht er diese Wand nie. Wird er heftig abgestoßen, bildet er Tröpfchen und hinterlässt Krater. Die brauchbaren Typen liegen in dem schmalen Bereich zwischen diesen beiden Fehlschlägen.

Schaum bleibt bestehen, weil sich Tenside an der Luft-Wasser-Grenzfläche ansammeln und den Film elastisch halten. Luft wird kontinuierlich über eine Auflösescheibe, eine Pumpe, eine Spritzpistole oder ein Belüftungsbecken zugeführt. Das Antischaummittel-Tröpfchen muss in diesen Film eindringen, sich darin ausbreiten und eine schwache Brücke hinterlassen, damit die Flüssigkeit abfließen kann und die Blase zusammenfällt. Das Eindringen und die Ausbreitung erfordern eine geringere Oberflächenspannung als die der schäumenden Flüssigkeit sowie eine schlechte Löslichkeit in dieser. Darin liegt der ganze Trick. Polydimethylsiloxan weist gegenüber Wasser eine Oberflächenspannung von etwa 20 mN/m auf, während diese bei Wasser bei 72 mN/m liegt, sodass es sich nur schwer ausbreitet. Hydrophobes Siliziumdioxid in vielen Emulsionen wirkt dann wie ein Stift und vollendet den Bruch. Mineralöl-Entschäumer mit hydrophoben Partikeln erfüllen dieselbe Aufgabe in einer langsameren Variante. Polyether-Typen reagieren oft temperaturabhängig: Bei Kälte bleiben sie ruhiger, verlieren ihre Löslichkeit nahe ihrem Trübungspunkt und besetzen erst dann die Grenzfläche.

Labormessbecher verbergen dies. Ein Schütteltest belohnt eine schnelle Abbauwirkung. Eine Zirkulationsleitung belohnt den Tröpfchen, der nach Scherung, Erwärmung und einem Tag Pumpen noch vorhanden ist. Zu viel Emulgator macht den Antischaumstoff in der Rezeptur “nett”, aber unwirksam gegenüber den Blasen. Zu wenig oder das falsche Silikon, und die getrocknete Beschichtung weist Fischaugen, einen fettigen Schleier oder eine Nachbeschichtung auf, die sich nicht benetzen lässt. Ich habe beide Mängel in derselben Woche mit demselben Harzsystem behoben. Die Dosierung hat sich kaum geändert. Die Verträglichkeit schon.

Deshalb teile ich die Zugabe bei wasserbasierten Beschichtungen auf. Ein Teil geht in die Mühle, da diese Luft einbringt und zudem grobe Tröpfchen so zerkleinert, dass sie für den Film verträglich sind. Ein Teil geht in die Verdünnung, um Mikroschaum aufzufangen, der erst entsteht, wenn die Viskosität zu steigen beginnt. Eine späte Zugabe sieht auf dem Papier effizient aus. Dabei bleiben winzige Bläschen im abbindenden Film eingeschlossen. Beim Prozesswasser gilt dasselbe Prinzip mit anderen Einheiten: Eine konstante Zugabe von einigen zehn ppm ist in der Regel besser als eine panikartige Einleitung in einen Schaumbecken.

Wenn die Persistenz nach einer Stunde Zirkulation nachlässt, erhöhe ich nicht als Erstes die Dosierung. Ich frage mich, ob das hydrophobe Mittel durch Scherung kompatibel gemacht wurde, ob der pH-Wert die Emulsion zersetzt hat oder ob das Präparat lediglich darauf ausgelegt war, den Oberflächenschaum zu beseitigen, nicht aber den im Hauptvolumen enthaltenen Mikroschaum. Eine Dosiserhöhung bei einem Präparat, das sich bereits aufgelöst hat, führt dazu, dass man Oberflächenfehler in Kauf nimmt und der Schaum dennoch bestehen bleibt.

Die technische Frage lautet also nicht: “Welcher Entschäumer ist am wirksamsten?”, sondern: Kann das Tröpfchen lange genug in einer etwas ungünstigen Position verbleiben, um den Film immer wieder zu finden? Dieses Zeitfenster ist sehr eng. Verpasst man es auf der einen oder anderen Seite, sieht es im Tank wieder turbulent aus, oder der Film erscheint unterbrochen.