دفومر و طبقه بندی آن

مقدمه

کف زدا یا عامل ضد کف یک افزودنی شیمیایی است که باعث کاهش و جلوگیری از تشکیل کف در مایعات فرآیند صنعتی می شود. اصطلاحات ضد کف و کف زدا اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند.

در فرآیندهای صنعتی، فوم ها مشکلات جدی ایجاد می کنند. آنها باعث ایجاد نقص در پوشش های سطحی می شوند. آنها از پر شدن کارآمد ظروف جلوگیری می کنند. انواع فرمول های شیمیایی برای جلوگیری از تشکیل کف موجود است.

خواص کف زدا

به طور کلی یک کف زدا در محیط کف نامحلول است و خاصیت فعال سطحی دارد. یکی از ویژگی های اساسی یک محصول کف زدا، ویسکوزیته کم و قابلیت پخش سریع روی سطوح کف دار است. این ماده میل به سطح هوا - مایع دارد که در آن لایه های فوم را بی ثبات می کند. این امر باعث پارگی حباب های هوا و شکسته شدن کف سطحی می شود. حباب های هوا تجمع می یابند و حباب های بزرگ تر سریع تر به سطح مایع می رسند.

تاریخچه ضدکف

اولین کف زداها با هدف شکستن کف قابل مشاهده در سطح بودند. برای شکستن کف از نفت سفید، نفت کوره و سایر فرآورده های نفت سبک استفاده می شد. سایر روغن های گیاهی نیز کاربرد خاصی پیدا کردند. الکل های چرب(C7C22)ضد کف موثر اما گران قیمت بودند. آنها برای افزایش کارایی به محصولات نفتی اضافه شدند. شیر و خامه از مواد ضد کف امروزی امولسیونی بودند.

در طول دهه 1950 آزمایش هایی با کف زداهای مبتنی بر سیلیکون آغاز شد. اینها بر پایه پلی دی متیل سیلوکسان (روغن سیلیکون) پراکنده در آب یا روغن سبک بودند. روغن های سیلیکون به خوبی کار می‌کردند، اما در بسیاری از کاربردها مانند رنگ ها و کاغذسازی باعث اختلال در سطح شدند. در سال 1963 اولین آنتی فوم ها با ذرات آبگریز (سیلیکا آبگریز) در روغن سبک به ثبت رسید. در اوایل دهه 1970 واکس های آبگریز مانند اتیلن بی استئارامید پراکنده در روغن ها توسعه یافتند. این نوع از کف زداها بسیار کارآمد بودند، اما بحران نفتی سال 1973 اینها را بسیار گران کرد و منجر به فشار برای کاهش محتوای روغن شد. بنابراین کف زداهای بر پایه روغن (امولسیون آب در روغن) و بر پایه آب (امولسیون روغن در آب) ظاهر شدند‏.

توسعه کف زدای مبتنی بر سیلیکون با استفاده از امولسیفایرهای مختلف و روغن های سیلیکون اصلاح شده ادامه یافته است. در اوایل دهه 1990، مواد ضد کف امولسیونی سیلیکونی که اختلالات سطحی کمتری ایجاد می کردند، در صنعت خمیر چوب استفاده شد.

توسعه کف زدای مبتنی بر سیلیکون با استفاده از امولسیفایرهای مختلف و روغن های سیلیکون اصلاح شده ادامه یافته است. در اوایل دهه 1990، کف زدای امولسیونی سیلیکونی که باعث اختلالات سطح کمتری می شد، در صنعت خمیر چوب با موفقیت زیادی استفاده شد. اینها باعث شستشوی بهتر، کاهش تقاضای اکسیژن بیولوژیکی(BOD)در پساب و کاهش رسوبات شدند.

طبقه بندی کف زداها

1. کف زدای پایه روغنی
2. کف زدای پودری
3. کف زدای بر پایه آب
4. کف زداهای بر پایه سیلیکون
5. کف زدا بر پایه EO/PO
6. آلکیل پلی آکریلات ها

کف زدای پایه روغن

کف زداهای مبتنی بر روغن دارای حامل روغن هستند. این روغن ممکن است روغن معدنی، روغن گیاهی، روغن سفید یا هر روغن دیگری که در محیط کف نامحلول است، به جز روغن سیلیکون باشد. یک کف زدا مبتنی بر روغن همچنین حاوی موم و/یا سیلیس آبگریز برای افزایش عملکرد است. موم های معمولی عبارتند از اتیلن بیس استارامید (EBS)، موم های پارافینی، موم های استر و موم های الکل چرب. این محصولات همچنین ممکن است دارای سورفکتانت هایی برای بهبود امولسیون و پخش شدن در محیط کف کننده باشند. اینها کف زداهای سنگین هستند و معمولاً در از بین بردن کف سطحی بهترین هستند.

کف زدای پودری

کف زدای پودری اصولاً کف زداهای مبتنی بر روغن بر روی یک حامل ذرات مانند سیلیس هستند که به محصولات پودری مانند سیمان، گچ و مواد شوینده اضافه می شوند.

کف زدا بر پایه آب

کف زداهای مبتنی بر آب انواع مختلفی از روغن ها و موم ها هستند که در یک پایه آب پراکنده می شوند. روغن ها اغلب روغن های سفید یا روغن های گیاهی هستند و موم ها از الکل های چرب با زنجیره بلند، صابون های اسید چرب یا استرها هستند. اینها معمولاً به عنوان هواگیر بهترین هستند، به این معنی که آنها در آزاد کردن هوای به داخل بهترین هستند.

کف زداهای بر پایه سیلیکون

 کف زداهای مبتنی بر سیلیکون پلیمرهایی با ستون فقرات سیلیکونی هستند. اینها ممکن است به صورت امولسیون روغن یا آب تحویل داده شوند. ترکیب سیلیکون از یک سیلیس آبگریز تشکیل شده است که در‏روغن سیلیکون امولسیفایرها اضافه می شوند تا اطمینان حاصل شود که سیلیکون سریع و خوب در محیط کف کننده پخش می شود. ترکیب سیلیکون ممکن است حاوی سیلیکون گلیکول و سایر مایعات سیلیکونی اصلاح شده نیز باشد.‏

روغن سیلیکون به امولسیفایرها اضافه می شوند تا اطمینان حاصل شود که سیلیکون سریع و خوب در محیط کف کننده پخش می شود. ترکیب سیلیکون ممکن است حاوی سیلیکون گلیکول و سایر مایعات سیلیکونی اصلاح شده نیز باشد. اینها همچنین کف زداهای سنگین هستند و هم در از بین بردن کف سطحی و هم در آزادسازی هوای حباب شده خوب هستند. کف زداهای مبتنی بر سیلیکون در سیستم های کف سازی غیرآبی مانند نفت خام و پالایش نفت نیز مناسب هستند. برای کاربردهای بسیار سخت، سیلیکون های فلورو ممکن است مناسب باشند.

کف زدا بر پایه EO/PO

کف زداهای مبتنی برEO/POحاوی پلی اتیلن گلیکول و کوپلیمرهای پلی پروپیلن گلیکول هستند. آنها به صورت روغن، محلول های آب یا امولسیون های مبتنی بر آب تحویل داده می شوند. کوپلیمرهایEO/PO به طور معمول دارای خواص پراکندگی خوبی هستند و اغلب در مواقعی که مشکلات مربوط به تشکیل کف وجود دارد، مناسب هستند.

آلکیل پلی آکریلات ها

آلکیل پلی آکریلات ها برای استفاده به عنوان کف زدا در سیستم های غیر آبی که آزاد شدن هوا مهم تر از تجزیه کف سطحی است، مناسب هستند. این کف زداها اغلب در یک حامل حلال مانند تقطیرهای نفتی عرضه می شوند.

مشکلات صنعتی کف

قابل توجه ترین شکل فوم، فوم شناور بر روی سطح استوک است. نظارت بر آن آسان است و کار با آن نسبتاً آسان است. فوم سطحی ممکن است باعث ایجاد مشکل در سطح مایع و سرریز شود. این ممکن است سرعت فرآیند و در دسترس بودن تجهیزات فرآیند را کاهش دهد.

روش های تست کف زدا

روش های مختلفی برای تست کف زدا وجود دارد. ساده ترین کار نگاه کردن به کف سطحی است. تنها چیزی که نیاز است یک سیستم برای تولید فوم است. این ممکن است با یک دور انجام شود سیستم پمپاژ با یک نازل و یک سیلندر یا یک سیستم تزریق هوا به داخل یک سیلندر. سیلندر دارای ترازو برای اندازه گیری ارتفاع فوم است. این تجهیزات ممکن است دارای بخاری برای کنترل دما باشد. هوای حباب شده را می توان با تجهیزات مشابهی که دارای دانسیته متر است و می تواند تغییرات چگالی را در طول زمان ثبت کند، آزمایش کرد.

زهکشی را می توان با یک سیستم فیلتر برای اندازه گیری زمان تخلیه مایع از فیلتر آزمایش کرد. فیلتر ممکن است تحت فشار یا خلاء باشد.

برنامه های کاربردی

۱ـ ضد کف در مواد شوینده

ضد کف در انواع خاصی از مواد شوینده برای کاهش کف اضافه می شود که ممکن است عملکرد مواد شوینده را کاهش دهد. برای مثال مواد شوینده ماشین ظرفشویی باید کف کم داشته باشند تا ماشین ظرفشویی به درستی کار کند.

۲ـ ضدکف در غذا

این عوامل در انواع غذاها مانند ناگت مرغ به شکل پلی دی متیل سیلوکسان (نوعی سیلیکون) وجود دارد. روغن سیلیکون نیز به روغن پخت و پز اضافه می شود تا از ایجاد کف در سرخ کردن عمیق جلوگیری شود.

۳ـ استفاده صنعتی از ضد کف

کف زدا در بسیاری از فرآیندها و محصولات صنعتی استفاده می شود: خمیر چوب، کاغذ، رنگ، تصفیه فاضلاب صنعتی، فرآوری مواد غذایی، حفاری روغن، صنعت ماشین ابزار، ابزار برش روغن، هیدرولیک و ...

۴ـ ضد کف در داروسازی

مواد ضد کف نیز برای تسکین نفخ به صورت تجاری فروخته می شوند. یک مثال آشنا دارویSimethiconeاست که ماده فعال داروهایی مانندMaalox،Mylanta وGas-Xاست.

ترجمه شده از کتاب دفومر نوشته :tarek nakhia