消泡劑
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中文名稱 ：消泡劑 種 類 ：耐酸消泡劑，耐鹼消泡劑等 化學性質 ：穩定 其他名稱 ：抗泡劑 |
消泡劑，也稱消沫劑，是在食品加工過程中降低表面張力，抑制泡沫產生或消除已產生泡沫的食品添加劑。我國許可使用的消泡劑有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯複合物、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聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7種。消泡劑（defoamer)又稱為抗泡劑，在工業生產的過程中會產生許多有害泡沫，需要添加消泡劑。廣泛應用於清除膠乳、紡織上漿、食品發酵、生物醫藥、農藥、塗料、石油化工、造紙、工業清洗等行業生產過程中產生的有害泡沫。[1]
目錄
泡沫
一般來說，泡沫是氣體在液體中的粗分散體，屬於氣-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」。如上圖。什麼是泡沫？泡沫可定義為液體介質中穩定的氣體。泡沫是一種氣體在液體中的分散體系，氣體成為許多氣泡被連續相的液體分隔開來，氣體是分散相，液體是分散介質。泡沫是一熱力學上的不穩定體系，不可能是穩定的，泡沫的熱力學不穩定性，是由於破泡之後體系的液體總表面積大為減少，從而體系能量（自由能）降低甚多的原因。馬蘭格尼效應阻止氣泡膜的排液，恢復氣泡膜厚度。氣泡向空氣排放氣體，氣泡破裂。影響此一過程的因素是氣泡的表觀粘度和稠密度影響到消泡劑微粒在氣泡表面膜上的滲透擴散。
發展
近來消泡劑的研究主要集中在有機硅化合物與表面活性劑的復配、聚醚與有機硅的復配、水溶性或油溶性聚醚與含硅聚醚的復配等復配型消泡劑上，復配是消泡劑的發展趨勢之一。就目前消泡劑而言，聚醚類與有機硅類消泡劑的性能最為優良，對這兩類消泡劑的改性與新品種的開發研究也比較活躍.為了消除傳統消泡劑這種不可避免的弊病，出現了分子級消泡劑，這類消泡劑由特殊的礦物油及特殊的分子級消泡物質組成，整個分子呈類似於網狀的超分支結構，具有多個錨定點，同時具有一定的自乳化作用，無需另外添加乳化劑，不會出現因乳化劑脫離而造成的縮孔現象。
消泡劑
- 破泡劑·抑泡劑·脫泡劑總稱為消泡劑。
- 破泡：相對於泡沫（泡沫聚合體），從空氣側侵入泡中，將泡合一破壞。
- 抑泡：從液體側侵入泡中，將泡合一破壞，令泡沫難以產生。
- 脫泡：從氣泡的界面侵入泡中，令氣泡合一浮出液面。
物理性質
- 1、消泡快，抑泡性能好。
- 2、不影響起泡體系的基本性質。
- 3、擴散性、滲透性好。
- 4、化學性穩定。
- 5、無生理活性，無腐蝕、無毒、無不良副作用、不燃、不爆，安全性高。
用途
主要適用於線路板(PCB)流程;化工;電鍍;印染;造紙;醫藥;水性油墨;陶瓷分切;鋼板的清洗;鋁業的加工;各種污水處理以及各種工業等水體系方面的消泡和抑泡。
建築行業
膩子粉，在建築裝飾中使用非常廣泛。膩子是用來牆面修補填補的一種基材，塗抹好膩子粉的新牆面，非常利於刷油漆、貼牆紙牆布等裝修。用於外牆的膩子要抵抗風吹日曬所以膠性大、強度高，對於膩子粉的質量要求也更高[2]
石油工業
硅油消泡劑在石油行業用得十分廣泛，已成為生產過程中不可缺少的一個重要助劑。由於鑽井液中大量使用強起泡性便面活性劑，不僅抽提原油離不開消泡劑，在原油精煉的後工序中，同樣也須使用消泡劑。首先在原油蒸餾過程中需要使用硅油消泡劑，其次，由塔頂脫出的氣體或從氣井出來的天然氣中，均含有H2S、CO2等雜質，當使用乙醇胺或（HOCHMeCH2）2NH作H2S吸收液循環運轉時會產生大量泡沫，影響生產正常進行。若在胺液中加入硅油消泡劑，即可實現高效率的連續運轉。在原油餾分分離芳烴（苯、甲苯、二甲苯等）過程，在裂解及加氫重整反應中，或多或少都有泡沫產生。在氫化裂解過程中，由於使用水-二甘醇做溶劑，後者有強烈起泡傾向，這些工藝工程均需使用消泡劑。此外，在生產各類潤滑油時，由於填加了諸如浮油劑、抗氧劑、防鏽劑、固體潤滑劑及極壓抗磨劑等，它們均為表面活性物質，都有不同程度的起泡作用，因而需加入硅油消泡劑。
紡織工業
紡織工業是使用硅油消泡劑量最多的部門之一，在織物加工的8個主要工序（即紡紗、上漿、織布、去漿、洗毛、漂白、染色（扎染）及後整理）中，有4個工序（上漿、洗毛、染色及後整理）需要使用表面活性劑及其它助劑，因而存在不同程度的泡沫困擾。例如，在織物印染、勻染及漂染過程中，對於厚密織物的染色常需加入滲透劑，以提高染色均勻性，而滲透劑極易起泡而引起色漬，甚至造成廢品；再如，尼龍綢印印花時，也容易產生「泡邊」而影響產品質量。如果分別加入硅油乳液消泡劑或與辛醇等共用作消泡劑，則可解決泡沫的困擾，提高勻染效果及色漿的穩定性。需要指出，在纖維織物染色及整理過程中，對所用消泡劑的質量有嚴格要求。如果消泡劑的穩定性不佳，就可能再織物上出現油跡或油斑，使產品降檔或稱為廢品。為此對消泡劑的性能，浴液配方及酸、鹼性，整理溫度及攪拌狀況等均要認真加以選定。對於一般織物多選用硅油乳液消泡劑；對於聚酯纖維織物的高溫（130℃以上）染色，則多使用自乳化型改性硅油消泡劑。
合成橡膠及樹脂工業
使用乳液聚合法製取橡膠膠乳時，多以脂肪酸皂做乳化劑，起泡問題比較嚴重。特別是在反應結束後，汽提回收未反應的單體時，起泡尤為嚴重。列如在合成丁苯膠乳、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）共聚物、氯丁共聚物及酚醛樹脂等過程中，均有不同程度的起泡問題，使用聚醚硅油消泡劑或硅油乳液消泡劑，可以較滿意的解決上述問題。再如，在聚氯乙烯（PVC）地板等生產過程中，需塗布一層PVC溶膠膜。以提高表面耐磨性，而PVC溶膠中存在密集的氣泡，不予消除則將影響塗層的透明性及美觀。當加入0.2%（質量分數）（按PVC計）的改性硅油消泡劑，可加快溶膠真空脫泡的速度，還能降低溶膠液黏度，改善施工性，固化後的溶膠膜，表面光滑無氣泡。[1]
泡沫的危害
- 1、生產能力受到大大的限制：如各種生物發酵（啤酒生產、酒精製造、醫藥上各大抗生素的生產……）中各種發酵罐反應釜蒸煮罐等設備，為了防止泡沫的出現，防止漫溢損失，投料係數要大打折扣，有時達不到30%。
- 2、造成原料和產品的浪費：由於泡沫的原因，能夠造成有用或貴重原料因漫溢而損失，由此產生的浪費就不言而喻。如造紙廠、糖廠飽充工序、紡織廠的織造工序的上油工序，常因泡沫而引起溢出。
- 3、延長了反應周期：由於化學反應產物中包括有氣體、液體，泡沫會造成氣體滯留，延長了反應周期，不必要地多消耗了動力。又如果酒發酵由於泡沫存在使反應過度而變味……。
- 4、影響產品品質：紡織工業中的染色、印花以及水性塗料工藝過程中，由於氣泡的滯留，導致成品布上斑痕、疵點；紙漿漿液的泡沫除了給環境衛生、工人健康造成危害，成品紙也會出現許多孔洞，造成產品質量嚴重下降。
- 5、不利於準確計量：工業過程中，由於泡沫的存在，干擾液面計的測量準確，造成測量失誤，液體中由於泡沫的存在，使得液體密度發生較大波動，往往還能引起反應釜吸收塔蒸餾塔液位虛高，致使操作失去平衡，甚至發生事故。
- 6、污染環境、引起事故的原因之一：由於泡沫漫溢，必然會污染生產環境及其周圍環境，有的甚至造成重大事故。如：美國某煉油廠因渣油泡沫漫溢，引起重大火災，損失慘重，這裡不僅是造成浪費，而且使人的生命財產都招致嚴重損失。
此外，還有染色上的高溫噴染、溢流染色等新技術的應用，如不解決泡沫的問題，是無法實現的。又如現在十分普及的洗衣機，若不是解決洗衣粉、洗滌劑的無泡、低泡問題，那麼洗衣機也就不能夠如此地普及應用。以上這些還遠遠不是泡沫危害的全部，但足以見到它的嚴重性。總之，泡沫的存在，影響着國民經濟各個部門、方方面面，若不能很好地加以解決，可以毫不誇張的說，「泡沫」將成為我們的攔路虎，成為某些過程的「瓶頸」。令人欣慰的是，對於泡沫的消除，我們已有良策。
消泡原理
- 1．泡沫局部表面張力降低導致泡沫破滅該種機理的起源是將高級醇或植物油撒在泡沫 上，當其溶入泡沫液，會顯著降低該處的表面張力。因為這些物質一般對水的溶解度較小，表面張力的降低僅限於泡沫的局部，而泡沫周圍的表面張力幾乎沒有變化。表面張力降低的部分被強烈地向四周牽引、延伸，最後破裂。
- 2．消泡劑能破壞膜彈性而導致氣泡破滅消泡劑添加到泡沫體系中，會向氣液界面擴散，使具有穩泡作用的表面活性劑難以發生恢復膜彈性的能力。
- 3．消泡劑能促使液膜排液，因而導致氣泡破滅泡沫排液的速率可以反映泡沫的穩定性，添加一種加速泡沫排液的物質，也可以起到消泡作用。
- 4．添加疏水固體顆粒可導致氣泡破滅在氣泡表面疏水固體顆粒會吸引表面活性劑的 疏水端，使疏水顆粒產生親水性並進入水相，從而起到消泡的作用。
- 5．增溶助泡表面活性劑可導致氣泡破滅某些能與溶液充分混合的低分子物質，可以使氣泡表面活性劑被增溶、使其有效濃度降低。有這 種作用的低分子物質如辛醇、乙醇、丙醇等醇類，不僅可減少表面層的表面活性劑濃度，而且還會溶入表面活性劑吸附層，降低表面活性劑分子間的緊密程度，從而減弱了泡沫的穩定性。
- 6．電解質瓦解表面活性劑雙電層而導致氣泡破滅對於藉助泡沫的表面活性劑雙電層互相作用，產生穩定性的起泡液，加入普通的電解質即可瓦解表面活性劑的雙電層起消泡作用。
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消泡劑生產工藝