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”。

 

長時間的消泡又稱抑泡，抑泡時間的長短正是消泡劑品質優(yōu)劣的最主要標志。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，在實際應用中，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%

 

GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡能力強，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，當中間隔有親水鏈的嵌段共聚物。這種結構的分子易于平臥狀聚集在氣液界面，因而表面活性強，消泡效率高。

 

 

2、高碳醇

高碳醇是強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散程度有關。C7~C9的醇是最有效的消泡劑。

 

C12~C22的高碳醇借助適當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)泡介質上。因此將硅油混入SiO2氣溶膠，所構成的復合物，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。

 

 

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

結合了聚醚跟有機硅消泡劑二者的優(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。

 

聚醚改性有機硅，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，抑泡時間長和安全無毒等特點，但它難溶于水，耐高溫，耐強堿性差，聚醚類消泡劑水溶性好，耐高溫，耐強堿性強，但其消泡速度和抑泡時間都不甚理想，通過縮合技術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，成為一種性能優(yōu)良，有廣泛應用前景的消泡劑。

 

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主要組成物質適當配合而成，

 

三、功能

 

1、耐堿消泡劑

在高溫強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；廣泛應用于造紙蒸煮黑液處理、紡織印染行業(yè)中的強堿型精煉劑、強堿條件下清洗劑和其它高溫強堿的水相體系消泡。

 

 

2、耐酸消泡劑

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

 

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

 

4、涂料消泡劑含有多種優(yōu)質的消泡成分，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量。泛應用于造紙抄造系統(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泡沫產(chǎn)生，使混凝土構件更加致密光亮。

 

 

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

克服了普通型有機硅消泡劑耐高溫性差、抑泡時間短的缺點；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，同時該品擁有聚醚無法比擬的時間抑泡的優(yōu)點。

11、水處理消泡劑有機硅消泡劑對水性發(fā)泡體系具有很強消泡，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，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酸堿介質的消泡、抑泡。

 

 

13、洗瓶添加劑消泡劑

耐高溫和耐強堿性強，能適應洗瓶添加劑的高溫、強堿使用條件。

四、選擇

 

選擇消泡劑要符合以下幾點：

 

 

1、在起泡液中不溶或難溶

為破滅泡沫，消泡劑應該在泡膜上濃縮、集中。對破泡劑的情況，應在瞬間濃縮、集中，對于抑泡的情況應經(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發(fā)揮作用。要使消泡劑擴散較快，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)生化學反應。

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

 

 

5、揮發(fā)性小，作用時間長。

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，有機硅消泡劑。選擇出消泡劑，比較添加量，在參考價格，可得出最適用最經(jīng)濟的消泡劑產(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，即可得成品。

【用途】該品能消除泡沫，可用于不適用有機硅的場合，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，反應條件溫和，易于操作；消泡速度快，抑泡能力強，對應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；反應過程無副產(chǎn)物和三廢產(chǎn)生，不污染環(huán)境。

 

 

2、有機硅消泡劑

【配方】質量份

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，便于運輸、保存；無毒、無副作用，使用安全方便。

 

 

3、復合型消泡劑

【配方】質量份

單硬脂酸甘油酯 60 米糠油 4 聚醚類化合物 6 輕質碳酸鈣 30

【制法】

（1）將單硬脂酸甘油酯投入特制的反應釜內升溫便之熔融；

（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行復合；

（3）在高速攪拌的情況下，投入輕質碳酸鈣，分散均勻后，仃止攪拌，保持釜內一定溫度，出料、制片；

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

【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，不會吸潮結塊；持水性好，消泡劑的耗量為干黃豆的0.3%時，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量。

 

 

4、高效消泡劑

【配方】質量份

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脂肪酸放入反應釜內，在常壓下進行攪拌，溫度控制在90-150℃，時間控制在20-90min，完成酯化反應；

（2）將酯化反應產(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】該品是應用于水介質的高效消泡劑。

【特性】該品性能優(yōu)良，消泡速度快、抑泡能力強，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。

 

 

5、強力消泡劑

【配方】質量份

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，抑泡時間長；化學穩(wěn)定性高，耐溫、抗氧化，不易揮發(fā)，不易與起泡介質發(fā)生化學反應；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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