مزيل الرغوة

مزيل الرغوة أو عامل مضاد للرغوة هو مادة مضافة كيميائية تقلل وتعيق تكوين الرغوة في سوائل العمليات الصناعية . غالبًا ما يتم استخدام مصطلحي عامل مضاد للرغوة ومزيل الرغوة بالتبادل. بالمعنى الدقيق للكلمة، تعمل مزيلات الرغوة على إزالة الرغوة الموجودة وتمنع مضادات الرغوة تكوين المزيد من الرغوة. العوامل المستخدمة بشكل شائع هي الزيوت غير القابلة للذوبان وبولي ديميثيل السيلوكسانات والسيليكونات الأخرى وبعض الكحولات والستيرات والجليكول . تُستخدم المادة المضافة لمنع تكوين الرغوة أو تُضاف لكسر رغوة مكونة بالفعل.

في العمليات الصناعية، تشكل الرغوة مشاكل خطيرة. فهي تسبب عيوبًا في الطلاءات السطحية وتمنع التعبئة الفعالة للحاويات. تتوفر مجموعة متنوعة من الصيغ الكيميائية لمنع تكوين الرغوة. ^[1]

ملكيات

بشكل عام، يكون مزيل الرغوة غير قابل للذوبان في وسط الرغوة وله خصائص نشطة على السطح. من السمات الأساسية لمنتج مزيل الرغوة اللزوجة المنخفضة والقدرة على الانتشار بسرعة على الأسطح الرغوية. لديه تقارب مع سطح الهواء السائل حيث يعمل على زعزعة استقرار صفائح الرغوة. يتسبب هذا في تمزق فقاعات الهواء وتفكك الرغوة السطحية. تتكتل فقاعات الهواء المحبوسة، وترتفع الفقاعات الأكبر إلى سطح السائل السائب بسرعة أكبر. ^[2]

تاريخ

كانت أولى مزيلات الرغوة تهدف إلى تفتيت الرغوة المرئية على السطح. تم استخدام الكيروسين ووقود الزيت ومنتجات النفط الخفيفة الأخرى لتفتيت الرغوة. كما وجدت الزيوت النباتية بعض الاستخدام. كانت الكحولات الدهنية (C7 - C22) مضادات رغوة فعالة ولكنها باهظة الثمن. تم إضافتها إلى المنتجات النفطية لتعزيز الكفاءة. كان الحليب والقشدة أسلاف مزيلات الرغوة من نوع المستحلب الحديث. ^[3]

خلال الخمسينيات من القرن العشرين، بدأت التجارب على مزيلات الرغوة القائمة على السيليكون . كانت هذه تعتمد على بولي دايميثيل السيلوكسان (زيت السيليكون) المشتت في الماء أو الزيت الخفيف. عملت زيوت السيليكون بشكل جيد، لكنها تسببت في اضطرابات السطح في العديد من التطبيقات مثل الدهانات وصناعة الورق . في عام 1963، تم تسجيل براءة اختراع أول مضادات الرغوة ذات الجسيمات الكارهة للماء ( السيليكا الكارهة للماء ) في الزيت الخفيف . في أوائل السبعينيات، تم تطوير شمع كاره للماء مثل إيثيلين بيس ستيراميد المشتت في الزيوت. كانت هذه الأنواع من مزيلات الرغوة فعالة للغاية، لكن أزمة النفط في عام 1973 جعلتها باهظة الثمن للغاية وأدت إلى دفع لتقليل محتوى الزيت. كان الحل هو إضافة الماء . لذلك ظهرت مزيلات الرغوة الممتدة بالماء (الماء في مستحلب الزيت) والمستندة إلى الماء (الزيت في مستحلب الماء). ^[4]

استمر تطوير مزيلات الرغوة القائمة على السيليكون، باستخدام مستحلبات مختلفة وزيوت سيليكون معدلة. في أوائل التسعينيات، تم استخدام مزيلات الرغوة القائمة على مستحلب السيليكون والتي تسبب اضطرابًا أقل للسطح في صناعة لب الخشب بنجاح كبير. وقد أدت هذه إلى غسل أفضل، وتقليل الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) في النفايات وتقليل الرواسب.

تصنيف

مزيلات الرغوة القائمة على الزيت

تحتوي مزيلات الرغوة القائمة على الزيت على حامل زيت. قد يكون الزيت زيتًا معدنيًا أو زيتًا نباتيًا أو أي زيت آخر غير قابل للذوبان في وسط الرغوة، باستثناء زيت السيليكون . تحتوي مزيلات الرغوة القائمة على الزيت أيضًا على شمع و/أو سيليكا كارهة للماء لتعزيز الأداء. الشمع النموذجي هو إيثيلين بيس ستيراميد (EBS) وشمع البارافين وشمع الإستر وشمع الكحول الدهني . قد تحتوي هذه المنتجات أيضًا على عوامل خافضة للتوتر السطحي لتحسين الاستحلاب والانتشار في وسط الرغوة.

تعتبر هذه المواد مزيلة للرغوة شديدة التحمل وهي الأفضل عادةً في إزالة الرغوة السطحية.

مزيلات الرغوة المسحوقة

مزيلات الرغوة المسحوقة هي في الأساس مزيلات رغوة تعتمد على الزيت على حامل جسيمات مثل السيليكا . تُضاف هذه إلى المنتجات المسحوقة مثل الأسمنت والجص والمنظفات .

مزيلات الرغوة القائمة على الماء

مزيلات الرغوة القائمة على الماء عبارة عن أنواع مختلفة من الزيوت والشمع المشتتة في قاعدة مائية. غالبًا ما تكون الزيوت عبارة عن زيت معدني أو زيوت نباتية والشمع عبارة عن كحول دهني طويل السلسلة أو صابون أحماض دهنية أو إسترات . عادةً ما تكون هذه أفضل كمزيلات للرطوبة ، مما يعني أنها الأفضل في إطلاق الهواء المحبوس.

مزيلات الرغوة القائمة على السيليكون

مزيلات الرغوة القائمة على السيليكون عبارة عن بوليمرات ذات هيكل عظمي من السيليكون. يمكن تقديمها على شكل زيت أو مستحلب قائم على الماء. يتكون مركب السيليكون من سيليكا كارهة للماء موزعة في زيت السيليكون . تتم إضافة المستحلبات لضمان انتشار السيليكون بسرعة وبشكل جيد في وسط الرغوة. قد يحتوي مركب السيليكون أيضًا على جلايكول السيليكون وسوائل سيليكون معدلة أخرى. ^[5]

تعتبر هذه أيضًا مزيلات رغوة شديدة التحمل وهي جيدة في إزالة الرغوة السطحية وإخراج الهواء المحبوس.

بولي دايميثيل السيلوكسان هو عامل مضاد للرغوة يستخدم على نطاق واسع.

تعتبر مزيلات الرغوة القائمة على السيليكون مناسبة أيضًا لأنظمة الرغوة غير المائية مثل النفط الخام وتكرير النفط . بالنسبة للتطبيقات الصعبة للغاية، قد تكون الفلوروسيليكونات مناسبة.

تحتوي مزيلات الرغوة القائمة على أكسيد الإيثيلين/أكسيد الكبريت على كوبوليمرات من البولي إيثيلين جليكول والبولي بروبيلين جليكول. يتم توفيرها على هيئة زيوت أو محاليل مائية أو مستحلبات قائمة على الماء. تتمتع كوبوليمرات أكسيد الإيثيلين/أكسيد الكبريت عادةً بخصائص تشتيت جيدة وغالبًا ما تكون مناسبة عندما تكون مشاكل الرواسب مشكلة.

بولي أكريلات ألكيل

تعتبر البولي أكريلات الألكيل مناسبة للاستخدام كمزيلات للرغوة في الأنظمة غير المائية حيث يكون إطلاق الهواء أكثر أهمية من تحلل الرغوة السطحية. غالبًا ما يتم تسليم هذه المواد المزيلة للرغوة في حامل مذيب مثل نواتج التقطير البترولية .

المشاكل الصناعية

الشكل الأكثر وضوحًا للرغوة هو الرغوة العائمة على السطح الأساسي. من السهل مراقبتها ومن السهل نسبيًا التعامل معها وهي مشكلة تجميلية أكثر. قد تسبب الرغوة السطحية مشاكل في مستويات السائل وتؤدي إلى فيضان يؤدي إلى برك من الزيوت حول المعدات وهو أمر يثير القلق بشأن السلامة. ^[6] بالإضافة إلى ذلك، قد يقلل هذا من سرعة العملية وتوافر معدات العملية. تميل المشكلة الميكانيكية الرئيسية إلى أن تكون عندما تدخل الرغوة إلى النظام حيث أن الهواء مادة تشحيم رديئة، مما يعني أنه يمكن أن يحدث تلامس بين المعدن والمعدن. ^[6]

عوامل المشكلة الميكانيكية

يمكن للهواء أو الغازات الأخرى المذابة في السائل أن تخرج من المحلول على شكل فقاعات صغيرة (هواء محصور). إذا كانت هذه الفقاعات الصغيرة تتمتع بقدر كافٍ من الطفو ، فيمكنها أن ترتفع إلى السطح وتشكل معًا رغوة. العوامل الميكانيكية التي قد تولد هواءً محصورًا:

تسرب الأختام في المضخات
مضخات الضغط العالي
تصميم النظام السيئ (تصميم الخزان ومدخل المضخة والمخرج والمشعب )
تخفيف الضغط

الرغوة في السوائل المستخدمة في العمليات والتبريد

يمكن أن تتسبب الرغوة والهواء المحبوس والمذاب الموجود في سوائل التبريد والمعالجة في حدوث أنواع مختلفة من المشكلات، بما في ذلك:

انخفاض كفاءة المضخة ( التجويف )
انخفاض سعة المضخات وخزانات التخزين
نمو البكتيريا
تعويم الأوساخ / تكوين الرواسب
انخفاض فعالية محلول السوائل
توقف مؤقت لتنظيف الخزانات
مشاكل الصرف في المناخل والمرشحات
مشاكل التكوين (على سبيل المثال، في مصنع الورق قد يتسبب ذلك في تكوين الألياف لصفائح غير متجانسة )
تكلفة تجديد السائل
تكلفة رفض المواد بالكامل بسبب العيوب

طرق الاختبار

هناك عدة طرق لاختبار مزيلات الرغوة.

الطريقة الأسهل هي النظر إلى الرغوة السطحية. كل ما هو مطلوب هو نظام لتوليد الرغوة. يمكن القيام بذلك باستخدام نظام ضخ دائري مزود بفوهة وأسطوانة أو نظام حقن الهواء في أسطوانة. يتم تجهيز الأسطوانة بمقياس لقياس ارتفاع الرغوة. قد يكون لهذا الجهاز سخان للتحكم في درجة الحرارة.

يمكن اختبار الهواء المحبوس باستخدام معدات مماثلة تحتوي على مقياس كثافة يمكنه تسجيل التغيرات في كثافة السائل بمرور الوقت.

يمكن اختبار الصرف باستخدام نظام ترشيح لقياس الوقت اللازم لتصريف السائل من خلال المرشح. قد يكون المرشح مضغوطًا أو مفرغًا .

التطبيقات

المنظفات

يتم إضافة مواد مضادة للرغوة في أنواع معينة من المنظفات لتقليل الرغوة التي قد تقلل من فعالية المنظف. على سبيل المثال، يجب أن تكون منظفات غسالة الأطباق منخفضة الرغوة حتى تعمل غسالة الأطباق بشكل صحيح. يتم إضافة مزيل الرغوة إلى خزان الاسترداد في أجهزة شفط السجاد لمنع تلف محرك المكنسة الكهربائية بسبب الرغوة الزائدة.

طعام

عند استخدامها كمكون في الطعام ، فإن عوامل منع الرغوة تهدف إلى الحد من الانصباب أو الفوران أثناء التحضير أو التقديم. ^{[ بحاجة لمصدر ]} يتم تضمين العوامل في مجموعة متنوعة من الأطعمة وفي مواد تحضير الطعام؛ تتضمن ماكدونالدز بولي دايميثيل السيلوكسان (نوع من السيليكون ) في زيتها للتخفيف من البقع الخطرة للزيت الناتجة عن الرغوة في المقلاة، ^[7] لذلك تم إدراجه كمكون في قطع الدجاج والبطاطس المقلية وعناصر القائمة المقلية الأخرى. ^[8]^[9]

الاستخدام الصناعي

تُستخدم مزيلات الرغوة في العديد من العمليات والمنتجات الصناعية: لب الخشب ، والورق ، والطلاء ، ومعالجة مياه الصرف الصناعي ، ومعالجة الأغذية ، وحفر النفط ، وصناعة أدوات الآلات ، وأدوات قطع الزيوت ، والهيدروليكا ، إلخ.

المستحضرات الصيدلانية

تُباع أيضًا عوامل مضادة للرغوة تجاريًا لتخفيف الانتفاخ . ومن الأمثلة المألوفة عقار سيميثيكون ، وهو المكون النشط في أدوية مثل Gas-X . ^{[ بحاجة لمصدر ]}

انظر أيضا

مراجع

^ راينر هوفر، فرانز جوست، ميلان ج. شوغر، رولف شارف، يورغن جيكي، جوزيف كريس، هربرت لينغمان، رودولف فيتنهانسل وفيرنر إيرويد “الرغاوي والتحكم في الرغوة” موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2000، وايلي-VCH، واينهايم. دوى :10.1002/14356007.a11_465
^ مارتن هوبي، جامعة ولاية كارولينا الشمالية. "الموسوعة المصغرة لكيمياء نهاية الورق الرطبة" . تم الاسترجاع في 12 نوفمبر 2012 .
^ Garret, PR, ed. (1992). "3". إزالة الرغوة. النظرية والتطبيقات الصناعية . سلسلة علوم المواد الخافضة للتوتر السطحي. المجلد 45. CRC Press. ص 164. ISBN 0-8247-8770-6.
^ Garret, PR, ed. (1992). "3". إزالة الرغوة. النظرية والتطبيقات الصناعية . سلسلة علوم المواد الخافضة للتوتر السطحي. المجلد 45. CRC Press. ص 164-165. ISBN 0-8247-8770-6.
^ راينر هوفر، فرانز جوست، ميلان ج. شوغر، رولف شارف، يورغن جيكي، جوزيف كريس، هربرت لينغمان، رودولف فيتنهانسل وفيرنر إيرويد “الرغاوي والتحكم في الرغوة” موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2000، وايلي-VCH، واينهايم. دوى :10.1002/14356007.a11_465
^ "كيفية منع وعلاج رغوي الزيت | تعلم تحليل الزيت". learnoilanalysis.com . مؤرشف من الأصل في 2017-12-15 . تم الاسترجاع 2017-12-14 .
^ Bergeron, V.; Cooper, P.; Fischer, C.; Giermanska-Kahn, J.; Langevin, D.; Pouchelon, A. (14 أبريل 1997). "مضادات الرغوة القائمة على بولي دايميثيل السيلوكسان (PDMS)". الغرويات والأسطح أ: الجوانب الفيزيائية والكيميائية والهندسية . 122 (1-3): 103-120. doi :10.1016/S0927-7757(96)03774-0.
^ "قائمة المكونات لأطباق قائمة ماكدونالدز الشهيرة في الولايات المتحدة الأمريكية". ماكدونالدز. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2008.
^ "أرشيف ما ورد أعلاه". مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2008.

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] راينر هوفر، فرانز جوست، ميلان ج. شوغر، رولف شارف، يورغن جيكي، جوزيف كريس، هربرت لينغمان، رودولف فيتنهانسل وفيرنر إيرويد “الرغاوي والتحكم في الرغوة” موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2000، وايلي-VCH، واينهايم. دوى :10.1002/14356007.a11_465

[2] مارتن هوبي، جامعة ولاية كارولينا الشمالية. "الموسوعة المصغرة لكيمياء نهاية الورق الرطبة" . تم الاسترجاع في 12 نوفمبر 2012 .

[3] Garret, PR, ed. (1992). "3". إزالة الرغوة. النظرية والتطبيقات الصناعية . سلسلة علوم المواد الخافضة للتوتر السطحي. المجلد 45. CRC Press. ص 164. ISBN 0-8247-8770-6.

[4] Garret, PR, ed. (1992). "3". إزالة الرغوة. النظرية والتطبيقات الصناعية . سلسلة علوم المواد الخافضة للتوتر السطحي. المجلد 45. CRC Press. ص 164-165. ISBN 0-8247-8770-6.

[5] راينر هوفر، فرانز جوست، ميلان ج. شوغر، رولف شارف، يورغن جيكي، جوزيف كريس، هربرت لينغمان، رودولف فيتنهانسل وفيرنر إيرويد “الرغاوي والتحكم في الرغوة” موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، 2000، وايلي-VCH، واينهايم. دوى :10.1002/14356007.a11_465

[:0-6] "كيفية منع وعلاج رغوي الزيت | تعلم تحليل الزيت". learnoilanalysis.com . مؤرشف من الأصل في 2017-12-15 . تم الاسترجاع 2017-12-14 .

[7] Bergeron, V.; Cooper, P.; Fischer, C.; Giermanska-Kahn, J.; Langevin, D.; Pouchelon, A. (14 أبريل 1997). "مضادات الرغوة القائمة على بولي دايميثيل السيلوكسان (PDMS)". الغرويات والأسطح أ: الجوانب الفيزيائية والكيميائية والهندسية . 122 (1-3): 103-120. doi :10.1016/S0927-7757(96)03774-0.

[8] "قائمة المكونات لأطباق قائمة ماكدونالدز الشهيرة في الولايات المتحدة الأمريكية". ماكدونالدز. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2008.

[9] "أرشيف ما ورد أعلاه". مؤرشف من الأصل في 24 مارس 2008.