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。消泡劑的種類很多,有機(jī)硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亞胺和酰胺類的,具有消泡速度更快,抑泡時間更長,適用介質(zhì)范圍更廣,甚至苛刻介質(zhì)環(huán)境如高溫、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的特點。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)清洗等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害泡沫。
1、天然油脂(即豆油、玉米油等)
優(yōu)點:來源容易,價格低,使用簡單;
缺點:如貯存不好,易變質(zhì),使酸值增高。
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,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)?shù)娜榛瘎┡渲瞥闪6葹?~9μm,含量為20~50%的水乳液,即是水體系的消泡劑。
還有些成酯,如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素發(fā)酵中具有消泡作用,后者還可作為前體
3、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%分別稱為GPE10,GPE20,……GPE50。
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。
4、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??赡苁怯捎谒c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、一定時間處理,就可制得。
有機(jī)硅消泡劑系由硅脂、乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經(jīng)機(jī)械乳化而成。其特點是表面張力小,表面活性高,消泡力強(qiáng),用量少,成本低。它與水及多數(shù)有機(jī)物不相混溶,對大多數(shù)氣泡介質(zhì)均能消泡。它具有較好的熱穩(wěn)定性,可在5℃-150℃寬廣的溫度范圍內(nèi)使用;其化學(xué)穩(wěn)定性較好,難與其他物質(zhì)反應(yīng),只要配置適當(dāng),可在酸、堿、鹽溶液中使用,無損產(chǎn)品質(zhì)量;它還具有生理惰性LD250g/Kg鼠,通常用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。它對所有氣泡體系兼具有抑泡、破泡功能,隸屬廣譜型消泡劑范疇。它被廣泛用于洗滌劑、造紙、紙漿、制糖、電鍍、化肥、助劑、廢水處理等生產(chǎn)過程中的消泡。在石油工業(yè)中,它被大量用于天然氣的脫硫,加速油氣分離;它還被用于乙二醇的干燥、芳香烴的萃取、瀝青的加工、潤滑油的脫蠟等裝置中控制或抑制氣泡。在紡織工業(yè)中,它用于染色、精練、上漿等過程中的消泡;在化學(xué)工業(yè)中它被用于合成樹脂、膠乳、涂料、油墨等過程中的消泡;在食品工業(yè)中它被用于各種濃縮、發(fā)酵、蒸餾過程的消泡??蓪⒐柚吭阱伇谏稀⒊隹谔幓蛲吭诮饘倬W(wǎng)上,進(jìn)行消泡。將硅脂配成溶液,可用于油相系統(tǒng)消泡。將硅脂加低粘度硅油配成水乳液,可用于多種水相系統(tǒng)消泡。在醫(yī)學(xué)上,通常用于患者術(shù)前、X光和胃鏡檢查前清除臟器或胃內(nèi)器官的脹氣。
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。我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
5、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,具有無毒無害,對菌種無害,添加量極少,是一種高性價比的產(chǎn)品。
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