Shpjegim i Defoamer-it Lëng: Si ai kontrollon shkumën në aplikimet industriale

Pikat kryesore

Kuptimi i mënyrës se si funksionojnë likuidët defoamues mund të kursejë operacionet tuaja industriale nga dëmtimet e kushtueshme të pajisjeve dhe humbjet në prodhim të shkaktuara nga grumbullimi i papërmbajtur i shkumës.

• Defoamers-it lëngë përdorin tre komponentë që punojnë së bashku.materialet hidrofobike (si silika ose dyllë), mjetet bartëse (vajra ose ujë) dhe emulgatorë minimalë për t'u shpërndarë shpejt dhe për të destabilizuar shkumën në ndërfaqen ajër-likuid.

• Katër lloje kryesore të agjentëve shpiumbues shërbejnë nevoja të ndryshme.: me bazë vaji për kontrollin e shkumës në sipërfaqe, me bazë uji për çlirimin e ajrit të përfshirë, me bazë silikoni për performancë me dy funksione, dhe kopolimera EO/PO për aplikime të varura nga temperatura.

• Kontrolli i shkumës ndodh përmes tre mekanizmave: çstabilizimi i lamellave të shkumës duke zhvendosur surfaktantët, çarja e flluskave përmes urimit dhe largimit nga sipërfaqja, dhe nxitja e bashkimit të flluskave për të liruar ajrin e kapur shpejt.

• Zgjedhja e duhur e agjentit anti-foam parandalon dështimin e pajisjeve.Në pajisjet e nxjerrjes, shpuza mund të reduktojë kapacitetin e rezervuarit me 33% dhe të shkaktojë korrozion të motorit të vakumit, ndërsa në përpunimin e metaleve ajo pengon funksionet e ftohjes dhe lubrifikimit.

• Dozimi ndryshon sipas aplikimit.Koncentrimet tipike variojnë nga 0,1–0,31 TP3T në bojërat lateks, 10–30 ppm në ndarjen e gazit nga nafta dhe 10–200 ppm në trajtimin e ujërave të zeza, në varësi të ashpërsisë së shkumës dhe kushteve të procesit.

Agenti i duhur likuid për eliminimin e shkumës, i përshtatur me procesin tuaj specifik industrial, mbron jetëgjatësinë e pajisjeve, ruan efikasitetin operativ dhe eliminon ngushticat në prodhim të shkaktuara nga problemet me shkumën.

Grumbullimi i shkumës mund të shkatërrojë pajisjet tuaja. Shkuma e pasur me detergjent, e përzier me papastërti dhe fije, thithet në motorët e tharëse-pastruesit dhe bllokon rrugët e ajrit, korrozon pjesët e brendshme dhe zvogëlon fuqinë e thithjes. Një agjent likuid defoamues është një shtesë kimike që redukton dhe parandalon formimin e shkumës në lëngjet e proceseve industriale. Proceset industriale përballen me probleme serioze nga shkumërat që krijojnë defekte në mbulimet sipërfaqësore dhe pengojnë mbushjen efikase të enëve. Ne i shohim këto probleme më shpesh në rezervuarët e rikuperimit të makinave të nxjerrjes dhe pastruesve automatikë, ku kontrolli i shkumës bëhet kritik. Agjentët më të zakonshëm defoamues përfshijnë vajra të papërshkueshëm, përbërje defoamuesi me bazë silikoni si polidimetilsiloksanet, dhe disa alkoolë. Në këtë artikull, do të eksplorojmë se si funksionojnë defoamuesit lëng, llojet e tyre të ndryshme dhe aplikimet e tyre nëpërmjet operacioneve industriale.

Çfarë janë shpërbërësit e lëngshëm dhe cilësitë e tyre themelore

Një lëng anti-shkumë përbëhet nga tre komponentë të veçantë që punojnë së bashku për të kontrolluar shkumën. Përbërësi kryesor është një material hidrofobik që vepron si elementi aktiv. Materialet hidrofobike përfshijnë silikën e trajtuar, dyllë (sintetikë ose natyralë) dhe silikone ose derivatet e silikonit. Këta hidrofobë mund të përdoren vetëm ose të kombinuar për të rritur performancën.

Komponenti i dytë është një mjet transportues që transferon agjentët aktivë hidrofobikë në sistemin hidrofilik që mban ajrin. Mjetet bartëse përfshijnë vajra mineralë, vajra bimore dhe vajra silikoni. Lëngu bartës zakonisht ka tension sipërfaqësor më të ulët se lëngu që krijon shkumë. Stabiliteti afatgjatë i bartësit në lëngun origjinal përcakton efektivitetin e kontrollit të shkumës në produktet me jetë të zgjatur rafti.

Komponenti i tretë, një emulsifikues, do të sigurojë shpërndarjen optimale të komponentit hidrofobik në bartës, duke lehtësuar përhapjen e agjentit të kontrollit të shkumës në të gjithë lëngun. Emulsifikuesit e përdorur përfshijnë fenole alkile të etoksiluara dhe estere sorbitani. Ne minimizojmë sasinë e emulsifikuesve sepse këto përbërës mund të kontribuojnë vetë në formimin e shkumës.

Përbërja kimike dhe aktiviteti sipërfaqësor

Agjentët e kontrollit të shkumës funksionojnë më mirë kur tensionet e sipërfaqes ose tensionet ndërfaqësore ulen. Një defoamer me bazë silikoni përmban përbërës aktivë në sipërfaqe që ulin tensionin e sipërfaqes së lëngut në një shkallë të tillë që flluskat e ajrit në shkumë shemben. Kjo ulje e tensionit të sipërfaqes i lejon defoamerit të përhapet më shpejt në ndërfaqen e shkumës.

Kërkesat e viskoziteti për përhapje të shpejtë

Viskoziteti i ulët kontribuon në depërtim dhe shpërndarje. Agjenti lëngshëm shkumëprerës duhet të ketë një koeficient të lartë shpërndarjeje në mënyrë që të përhapet nëpër media. Pa këtë karakteristikë të viskoziteti të ulët, agjenti shkumëprerës nuk mund të arrijë ndërfaqen ajër-lëng, ku stabilizimi i shkumës ndodh mjaft shpejt.

Të papërshkueshmëria në medium të shkumës

Agjenti anti-shkumë duhet të jetë i papërshkueshëm në mediumin që krijon shkumë. Faza lëngët e agjentit anti-shkumë duhet të ketë një shkallë papajtueshmërie ose papërshkueshmërie me mediumet në të cilat vendoset. Kjo papajtueshmëri e bën agjentin anti-shkumë të formojë pika që ngrihen në sipërfaqe dhe përhapen mirë, duke shpërthyer flluskat pa kontribuar në shkumë të mëtejshme.

Llojet e defoamuesve lëng

Formulatorët zgjedhin nga katër kategori kryesore të defoamer-ëve lëng, bazuar në sistemin mbartës dhe kimikatin aktiv të nevojshëm për kushtet specifike të procesit.

Defoamerë me bazë vaji me bartës vaji mineral ose bimore

Formulimet me bazë vaji përdorin vaj mineral, vaj bimor ose vaj të bardhë si mjet bartës. Këto përbërës përfshijnë dyllë ose silikë hidrofobike për të rritur performancën. Variantet e vajit mineral ofrojnë shtypje të shkëlqyer të shkumës në sistemet me bazë uji. Alternativat me vaj vegjetal ofrojnë përmbajtje aktive 100% me efektivitet 0.1–0.3% w/w në sistemet e bojës me latex. Formulimet me vaj vegjetal eliminojnë rreziqet e kontaminimit me silikon që shkaktojnë kraterizim, defekte të tipit "fish-eye" dhe dështime të ngjitjes ndërmjet shtresave në sistemet akrilike dhe të acetatit të vinilit. Këta agjentë anti-shkumë janë të shkëlqyer në eliminimin e shkumës sipërfaqësore.

Defoamerë me bazë uji për lirimin e ajrit të përfshirë

Formulimet me bazë uji shpërndajnë lloje të ndryshme vajrash dhe dyllësh në një mjet të ujit. Vajrat mund të jenë mineralë ose bimorë, dhe dyllë përbëhen nga alkoolë yndyrorë me zinxhir të gjatë, sapunë yndyrash të tharta ose estere. Defoamerët me bazë uji funksionojnë si deaeratorë dhe çlirojnë ajrin e kapur nga lëngjet e procesit, ndryshe nga variantet me bazë vaji. Kjo specializim i bën ata idealë për aplikime ku heqja e ajrit nën sipërfaqe ka më shumë rëndësi sesa kontrolli i shkumës në sipërfaqe.

Përbërës defoamues me bazë silikoni

Formulimet silikoni përmbajnë polimere me shtylla kurrizore silikoni, të ofruara si vajra ose emulsione me bazë uji. Një emulsioni tipik antifoam silikoni përbëhet nga 30% polidimetilsiloksan në ujë me komponentë inorganikë të modifikuar. Këto përbërës shpërndajnë silikën hidrofobike në vajin silikoni. Variantet e silikonit kryejnë funksione të dyfishta dhe shkatërrojnë shkumën sipërfaqësore, duke liruar ajrin e kapur. Ato mbeten të përshtatshme për sistemet shkumëzuese jo-ujore që përfshijnë naftën e papërpunuar dhe operacionet e rafinimit.

Defoamerë kopolimerë EO/PO

Kopolimerët bllokorë të oksidit të etilenit/oksidit të propilenit veprojnë përmes një mekanizmi të zhytjes së kundërt. Këta surfaktantë jo-jonikë mbeten të tretshëm në ujë në temperatura të ulëta, por precipitojnë dhe shpërndahen në ndërfaqen e shkumës kur temperatura e procesit tejkalon pikën e tyre të reve. Heqja e shkumës varet nga marrëdhënia midis pikës së reve të surfaktantit dhe temperaturës së aplikimit. Formuluesit duhet të zgjedhin kopolimere blloku me pikën e reve nën temperaturën e përdorimit të synuar. Këta agjentë aktivë 100% pa silikon ofrojnë inertësi biologjike. Kjo i bën ata të sigurt për t'u përdorur në sistemet e fermentimit.

Si agjentët likuidë defoamues kontrollojnë formimin e shkumës

“moda e përhapjes për shkak të filmit të flluskës së thyer që absorbohet në filmin e lëngut përreth Rei Kurita, Profesor i Asociuar, Universiteti Metropolitan i Tokios

Tre mekanizma drejtojnë kontrollin e shkumës pasi shtohet deëmulsori lëng në lëngjet e procesit. Këta mekanizma punojnë së bashku për të eliminuar shkumën në sipërfaqe dhe flluskat e ajrit të kapura.

Destabilizimi i lamellave të shkumës në ndërfaqen ajër-lëng

Veprimi i shpërndarjes krijon një tronditje mekanike në sipërfaqen e shkumës dhe çrregullon strukturën. Agenti anti-shkumë përhapet më shpejt në sipërfaqen e shkumës, depërton në lamela dhe prish kohezionin e shkumës. Komponenti hidrofobik zhvendos surfaktantët stabilizues në ndërfaqen ajër-lëng. Kjo afinitet ndaj sipërfaqes ajër-lëng çan flluskat e ajrit dhe shkatërron shkumën në sipërfaqe.

Shpërthimi i flluskave të ajrit përmes përhapjes sipërfaqësore

Defoameri hyn në murin e flluskës dhe thyen strukturën e filmit përmes një mekanizmi lidhës. Pikat e antifoamit me tension sipërfaqësor të ulët shtrihen përgjatë lamellës dhe formojnë ura të paqëndrueshme. Një grimcë hidrofobike ose pikë vaji me kënd kontakti më të madh se 90° shkakton dewetting në kontakt me të dyja anët e lamellës. Lëngu në kontakt me grimcën përkulet brenda derisa të dyja anët e filmit të prekin njëra-tjetrën dhe filmi thyhet. Lamella kullohet ndërsa urë formohet dhe arrin një pikë kritike ku thyhet dhe liron ajrin e kapur.

Aglomerimi dhe ngritja e flluskave të ajrit të përfshira

Flluskat e ajrit të përfshira aglomerojnë dhe formojnë flluska më të mëdha që ngrihen më shpejt në sipërfaqe. Shumë flluska të vogla bashkohen dhe largohen nga përzierja përmes koaleshencës. Agjenti defoamues redukton gradientët e tensionit sipërfaqësor. Filmat e flluskave hollohen dhe thyhen në pika të caktuara, duke liruar gaz të brendshëm. Ky proces koaleshence eliminon flluskat e mëdha të ajrit të përfshira me metodat e përshtatshme të përzierjes.

Aplikimet industriale dhe zgjidhja e problemeve

“Teknologjitë tona me silikë mundësojnë uljen e përmbajtjes së vajit dhe dozimin më ekonomik, falë efekteve të tyre të fuqishme përforcuese që përshpejtojnë shpërbërjen e shkumës dhe rrisin efikasitetin e formulimit. — Evonik, Kompania kryesore e kimikateve të specializuara

Operatorët industrialë përballen me humbje prodhimi të lidhura me shkumën në shumë sektorë. Çdo sektor kërkon zgjidhje të synuara lëngje defoamer, të përshtatura me kushtet specifike të procesit.

Kontrolli i shkumës në tankun e rikuperimit në pajisjet e nxjerrjes

Shkuma në rezervuarët e rikuperimit të ekstraktuesit të tapetit bën që mekanizmi i flotimit të mbyllet shumë herët dhe redukton kapacitetin e rezervuarit deri në 33%. Operacioni i flotimit dështon kur shkuma e pengon, dhe solucion i ndotur tërhiqet në motorin e vakumit. Kjo shkakton korrozion dhe dështim të parakohshëm. Ne shtojmë agjent shpërthyes të holluar përmes tubit të rikuperimit për të trajtuar të gjithë sistemin e vakumit dhe më pas mbajmë 0,5 deri në 1,0 uncë për galon të kapacitetit të rezervuarit.

Menaxhimi i shkumës në lëngjet ftohëse dhe procesuale

Shkuma e lëngut ftohës për përpunimin e metaleve pengon lubrifikimin dhe funksionet e ftohjes. Ajo gjithashtu rrit vëllimin e sistemit. Një uncë defoamer i përqendruar trajton 50 galona lëng ftohës të holluar. Operacionet CNC me presion të lartë mbi 800 psi kërkojnë formulime të specializuara me shkumë të ulët.

Punishtja e letrës dhe përpunimi i pulpës së drurit

Emulsionet e silikonit mbeten aktive në temperatura të larta dhe në kushte alkaline. Këto kushte ndodhin në fazat e larjes së pulpës, avullimit dhe zbardhjes. Këto formulime çlirojnë ajrin e kapur dhe ulin tensionin sipërfaqësor në lëngjet e procesit. Larja e pulpës kafe me përbërje organosilikoni të modifikuara redukton bartjen e kimikateve dhe kostot e zbardhjes.

Operacionet e përpunimit të ushqimit dhe të rafinimit të naftës

Defoamerët me cilësi ushqimore kontrollojnë shkumën në prodhimin e birrës, përpunimin e lëngjeve dhe operacionet e qumështit, duke respektuar rregulloret e FDA-së. Antishkumët silikoni eliminojnë shkumën me dozë 10–30 ppm në ndarjen vaj-gaz dhe parandalojnë kalimin e lëngut.

Trajtimi i ujërave të zeza dhe sistemet hidraulike

Defoamerët për ujëra të zeza dozëzohen në 10–200 ppm, në varësi të ashpërsisë së shkumës. Antishkumëzuesi hidraulik parandalon dëmtimet nga kavitationi dhe ruan efikasitetin e sistemit dhe jetëgjatësinë e komponentëve.

Përfundim

Ne kemi shpjeguar se si defoamerët lëngërorë frenojnë shkumën përmes tre mekanizmave kryesorë: destabilizimin e lamellave të shkumës, çarjen e flluskave të ajrit dhe nxitjen e bashkimit të flluskave. Kërkesat specifike të procesit përcaktojnë nëse zgjedhim formulime me bazë vaji, me bazë uji, silikoni ose kopolimerë EO/PO. Këto përbërës mbrojnë pajisjet kritike në sistemet e nxjerrjes, operacionet e përpunimit të metaleve, fabrikat e letrës dhe impiantet e ujërave të zeza. Zgjedhja dhe dozimi i duhur i defoamer-it parandalojnë dëmtimet e pajisjeve që mund të jenë të kushtueshme. Gjithashtu, përmirësojnë performancën e procesit dhe eliminojnë humbjet në prodhim që shkakton shuma e papërkulur e papërkulur.