Demulgeringsmedel (av lat. de - "minska"; lat. emulgeo - "mjölk", "mjölk") - ett reagens som används för att bryta emulsioner , som bildas av ömsesidigt olösliga (något lösliga) ämnen, varav en krossas i andra i form av små droppar ( kulor ).
I en emulsion kallas processen att krossa ett ämne i en annan dispersion . Det dispergerade ämnet kallas den inre eller dispergerade fasen, och ämnet i vilket det inre är beläget kallas dispersionsmediet eller externt medium .
Emulsioner bildas vanligtvis som ett resultat av krossning, blandning eller diffusion av ämnen. Energin som går åt under blandningen för att bilda en enhet av gränsytan kallas ytenergi eller ytspänning ( gränssnittsspänning ). Kulor av den inre fasen har en sfärisk form, eftersom en sådan form har den minsta ytan och den minsta fria energin. Kulans form kan förvrängas av gravitationen , styrkan hos det elektriska fältet, såväl som aktiva ämnen, som används för att förstöra emulsioner.
Blandningar av vatten-fett och vatten-olja är de enklaste exemplen på emulsioner.
En emulsion är ett instabilt system som tenderar att bilda ett minimalt gränssnitt mellan faser - till skiktning av blandningen. På grund av närvaron av emulgeringsmedel (emulsionsstabilisatorer) som skapar adsorptionsskikt (armeringsskal) på ytan av dispergerade partiklar, bildas stabila emulsioner. Reservoarskal har mekanisk styrka och förhindrar sammansmältning av partiklar och separation av emulsionen. För att förstöra emulsionen är det nödvändigt att förskjuta stabiliseringsskiktet på gränsytan. Verkningsmekanismen för demulgatorn ligger i detta - på grund av den högre ytaktiviteten tränger dess aktiva substans in i gränsytan och ersätter det nuvarande adsorptionsskiktet. I detta fall minskar demulgeringsmedlet ytspänningen, ger en högre grad av frihet för kulornas yta och förhindrar inte sammansmältningen av kulorna i den dispergerade fasen.
Fasgränsytans egenskaper påverkas starkt av lösta och dispergerade ämnen, samt av mediets temperatur. Emulsionsbrytningsprocessen inkluderar:
Kollisionen av partiklar sker under påverkan av fysikaliska faktorer: mekanisk blandning, rörelse av blandningen och gravitationell sedimentering. Kollisionshastigheten kan ökas under påverkan av temperatur, elektriska och ultraljudsfält.
Såsom applicerat på vatten-fettemulsioner sker partikelfusion vid låg strukturell och mekanisk hållfasthet hos de separerande skikten, och om de har hydrofila egenskaper begränsas hastigheten för hela emulsionssönderdelningsprocessen av smälthastigheten för dispergerade partiklar.
Sedimenteringshastigheten för sammanslagna partiklar och separationen av kontinuerliga faser beror på kulornas storlek, dispersionsmediets viskositet och skillnaden i ämnenas densitet: nederbördshastigheten ökar med storleken på kulorna i kulorna. intern substans och skillnaden i densiteter och minskar med ökande viskositet hos den dispergerade fasen. Det mest effektiva sättet att påskynda processen i det tredje steget är att värma blandningen, eftersom det leder till en ökning av skillnaden i emulsionsfasdensiteter.
Demulgeringsmedels verkan är inriktad på genomförandet av det andra steget. I detta fall manifesteras egenskaperna hos ytaktiva ämnen.
Genom sin sammansättning är demulgeringsmedel reagens från flera kemikalier ( tensider , modifieringsmedel och lösningsmedel) utvecklade på basis av egenskaperna och komponenterna i emulsionen som ska separeras.
Demulgeringsmedel som används för att bryta emulsioner delas in i två grupper: joniska och nonjoniska. Joniska demulgeringsmedel i vattenlösningar dissocierar till joner. Beroende på vilka joner (anjoner eller katjoner) som är ytaktiva delas joniska demulgeringsmedel in i anjoniska och katjoniska. Nonjoniska demulgeringsmedel dissocierar inte till joner i vattenlösningar och delas in i hydrofila och hydrofoba (vattenlösliga och oljelösliga (oljelösliga)).
De första demulgeringsmedlen har dykt upp sedan uppfinningen av tvål, en produkt som innehåller ytaktiva ämnen som bryter ner vatten-fettemulsioner som tar bort smuts.
Inom industrin används demulgeringsmedel i stor utsträckning inom livsmedels-, kemi-, olje- och andra industrier.
Demulgeringsmedlet används för att öka effektiviteten i sedimenterings- och behandlingsanläggningar. På livsmedelsindustriföretag (kött, fiskbearbetning, konfektyr, mejeriindustri) hjälper demulgeringsmedlet till att minska koncentrationen av fetter i produkten till det önskade värdet. Vid oljeproduktion och -bearbetning används demulgeringsmedlet för att avlägsna producerat vatten och salter.
För olje-vatten- och vatten-fettemulsioner användes tidigare jonogena demulgeringsmedel, såsom neutraliserad svartkontakt och neutraliserad sur tjära (i oljeindustrin), som har betydande nackdelar:
Därför används i dagsläget nästan aldrig jonogena demulgeringsmedel .
Nonjoniska demulgeringsmedel används nu inom olje- och kemisk industri. De syntetiseras baserat på reaktionsprodukterna av etylenoxid eller propylenoxid med alkoholer, fettsyror och alkylfenoler. Nonjoniska demulgeringsmedel interagerar inte med salter och bildar inte fasta avlagringar. Deras konsumtion är mycket lägre än jonogen.
Förlängning av oxietylenkedjan ökar demulgeringsmedlets löslighet i vatten genom att öka den hydrofila (vattenlösliga) delen av molekylen. Om etylenoxid ersätts med propylenoxid, kan demulgeringsmedlets löslighet i olja (eller olja) ökas avsevärt utan att kränka dess hydrofila egenskaper.
Nya demulgerande material är inte rena ämnen, utan en blandning av polymerer med olika molekylvikt med olika hydrofoba egenskaper. Därför har de ett mycket bredare spektrum av löslighet i olika blandningar, ett brett verkningsspektrum och hög effektivitet. För närvarande använder oljebehandling sådana demulgeringsmedel som rekord, DMO, separol, deproxamin, SNPKh 4460, etc.