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造纸工业生产过程中的泡沫及消泡技术

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2020-10-09 09:39【

在制浆造纸工业中,泡沫处理是生产中的一个难题。 从制浆单元操作后蒸球出料到涂布工序洗涤,过滤,漂白,脱水,造纸,上浆,涂布等,有不同程度的泡沫。 泡沫是一种分散体系,大量气泡分散在液体连续相中。 其分散相是一种气体,给工业生产带来困难,如降低产能,浪费设备能力,影响产品质量,影响生产的正常进行等。 因此,如何在生产过程中有效地控制泡沫一直受到研究者的重视。 简述泡沫形成的原因,消除泡沫的机理及常用消泡剂。

泡沫成因          

当含有表面活性剂的液体或高粘度的液体被搅拌时,往往会产生大量不易消失的泡沫。 这些气泡更稳定、更不易挥发的原因如下:          

1.1膜弹性           

一般减薄过程中液膜抵抗局部减薄的能力是膜弹性。 当液膜有一个薄点时,这个点是可能破裂的部位。 然而,当这一点进一步拉伸时,这部分的表面活性剂分子会减少更多,表面张力的增加会导致力的不平衡,周围的表面会移动到细化点以平衡表面张力。 表面层的运动将把下层液体拉在一起,从而防止初始无力的进一步变薄和由此产生的泡沫破裂。 这种效应也可以称为“自愈效应“。当然,在平衡表面张力时,也可能是主液体中的分子在不将分子从相邻表面移动的情况下移出。 但如果发生这种情况,就不会有任何活动来恢复薄薄的部分,也不会阻止进一步的细化,导致泡沫破裂。 然而,大多数发泡表面活性剂分子从主体向表面缓慢移动,因此自愈效应是主要效应。   

1.2 表面黏度  
    表面黏度是总体黏度的二因次形式,是由于液体表面各相邻分子间相互作用产生的。如在典型的非离子型表面活性剂溶液中,邻近表面活性剂分子的聚乙二醇端可形成氢键,阻止或滞缓了泡沫壁的流失速度,而使泡沫稳定。如果液体本身黏度高,泡沫壁的流失速率缓慢,且比较稳定,而使泡沫稳定。  
1.3 电双层互斥作用
    对离子型表面活性剂来说,泡沫壁的稀薄化会持续进行到内外壁上荷电基团变得充分靠近而引起电性互斥作用为止。这种互斥作用制止了泡沫壁的更进一步稀薄化。当然这种效应只有对非常薄的泡沫才会显得重要。  
1.4 熵性双层互斥作用  
    对非离子型表面活性剂,当泡沫壁的稀薄化进行到一定程度时,表面活性剂聚乙二醇端的混合熵同时会太大而无法互相渗透,防止了泡沫壁的进一步稀薄化。当然这种效应只有当泡沫非常薄时才显得重要。  
1.5 气泡间气体扩散作用的降低  
对于泡沫膜厚度超过10mm的来说,前二项是主要的。

消泡又称机械脱泡机,用以消除和抑制工业生产中产生的有害泡沫。其消泡方法主要物理、机械类型。其中凤谷消泡器因具有消泡力强、使用方便且对人类和环境基本无毒的特点,越来越受到人们的欢迎。   

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