Vaahto, ominaisuudet, tuotanto ja tuhoaminen, sovellus

Vaahto, ominaisuudet, tuotanto ja tuhoaminen, sovellus

Vaahto on dispersiojärjestelmä, jossa on kaasun dispergoitu faasi ja nestemäinen tai kiinteä dispersioväliaine.

Vaahto

Vaahdon ominaisuudet ja ominaisuudet

Kynätyypit

Tapoja ja menetelmiä vaahdon valmistamiseksi

Menetelmät ja tapoja vaahdon tuhoamiseksi

Vaahdon käyttö

Vaahto:

Vaahto on yksi karkeasti hajautettujen järjestelmien lajikkeista. Sen ominaisuus on koostumus: ilman tai höyryn kuplan dispergoituneena faasina, ja dispergointiväliaine voi olla nestemäinen (useimmiten vettä), ja kiinteät aineet.

Luonteeltaan, vaahto on paljon enemmän keskittyneitä dispersiojärjestelmiä. Niiden rakenteen yksityiskohtainen tutkiminen on helppo määrittää, että tärkeä rooli ei pelkästään liuoksen koostumuksessa, mutta vaiheen ja ympäristön tilavuussuhde. Tällä tekijällä on suora vaikutus vaahtosolujen suhteeseen ja niiden muotoon: solut ovat pallojen tai polyhedrien muodossa (monikulmioinen muoto). On myös siirtymämuoto - vaihe, jolloin pallomainen solu muuttuu monipuoliseksi, tällä lomakkeella on nimi “hunajakenno“, joka annetaan hänelle samankaltaisuuden kanssa hunajakennojen kanssa.

Solujen pallomainen muoto vaahdosta esiintyy dispersiojärjestelmissä, jossa kaasufaasin ja nestemäisen väliaineen pitoisuusero on enintään 10-20 ajat, ts., höyry tai kaasu ei lisäänny, ja liuotetaan riittävään tilavuuteen nestettä. Samanlainen koostumus heijastuu kuplia peittävän kalvon paksuuteen - se on melko tiheä.

On tiedossa, että, sitä pienempi tilavuusfaasiväliaineen suhde, mitä suurempi kalvon paksuus, mutta tiheyttä ei voida ylläpitää rajoittamattoman ajan. Niin, kuplat vanhenevat ja tulee aika, jolloin kuplia muodostavien pallojen ohenemisen takia pallot muuttuvat monitahoisiksi. Monikulmioisten solujen elinajanodote on melko pitkä, koska sellaisessa tilanteessa, kunnon vaahto melkein tasapainossa, ja hän on melko vakaa.

Vaahdon ominaisuudet ja ominaisuudet:

Ominaisuudet vaahto johtuen ominaisuuksien joukosta, jotka kuvaavat niiden pääkohtia. Nämä ominaisuudet, useimmissa tapauksissa, määritetään sellaisilla tekijöillä kuin tapien vastaanottamisen olosuhteet tai niiden tuhoutuminen, ja voi olla:

- rakenteellinen-mekaaninen (reologinen);

optiikka;

- johtava.

Vaahdon rakenteelliset ja mekaaniset ominaisuudet:

Tärkeimpiä ovat:

- liuosten vaahdonmuodostuskyky;

- moninaisuus;

- vakaus (kestävyys);

- dispersio;

- kriittinen leikkausjännitys;

- viskositeetti.

Kuten kaikki dispersiojärjestelmät, vaahto sillä on niin tärkeä ominaisuus kuin aggregaatin vakaus. Päinvastoin, sillä on ylimääräinen pinta energiaa. Tällaiset suljetut järjestelmät ovat epävakaassa tasapainossa, mikä osaltaan vähentää vapaan energiaa, - sen alentaminen kriittiseen arvoon ja -, näin ollen, tasapainon ulkonäkö. Vaahtoaminen hajautetuissa järjestelmissä, tämä on mahdollista vain tilanteessa, jossa kaikki vaahto erotetaan kokonaan nestemäiseksi väliaineeksi ja kaasumaiseksi faasiksi.

Vaahtoavat ominaisuudet vaahtoa:

Tämä termi määrittää lopullisen määrän vaahtosaatu tietystä ennalta määrätystä määrästä puhallusaineen dispergoitua järjestelmää määrätyissä vakioivoissa olosuhteissa tietyn ajanjakson ajan. Tämä tiedosto mittaa tämän parametrin useimmiten muodossa:

- vaahdon tilavuuden suhde (kuutiosenttimetriä), tai vaahtopylvään korkeus (metreinä) siihen mennessä, kun se on täysin tuhoutunut;

- muuta sarakkeen korkeutta tai tilavuutta aikavälillä, on esitetty graafisesti.

Kriteereitä on muita, mutta yksi universaali standardi kaiken tyyppisten vaahdon dispersiojärjestelmien arvioimiseksi, ei.

Vaahdonmuodostuskyky riippuu läsnäolosta ja tyypistä pinta-aktiivisten aineiden järjestelmässä, niiden määrälliset ominaisuudet. Ei viimeinen rooli nestemäisessä dispersioväliaineessa mahdollisesti olevissa epäpuhtauksissa - suoloissa, suspendoituneet mineraalihiukkaset öljyä. Ottaa huomioon myös vaahdon lämpötilan ja siinä olevan paineen.

Täten, suurin vaahdotuskyky ovat ratkaisut, mukaan lukien anioniaktiiviset aineet: sitä enemmän, sitä vahvempi niiden pintajännitys, korkeampi alkuperäinen vaihtoehto, ja myös koostumuksen dispersio ja stabiilisuus. Öljy ja suola, päinvastoin, vähentää merkittävästi vaahdotuskykyä, jolla on suurin kaksiarvoisten kationien alentava vaikutus.

Erilaiset toimet saven liuoksissa: kun se lisätään anioniaktiivisiin aineisiin, vaahdonmuodostuskyky kasvaa ionittomaan laskuun. Jos nostat seoksen lämpötilaa, myös parametri nousee, mutta ei ionittomia yhdisteitä: - kriittisen pisteen jälkeen 100 asteessa tällaisen dispersiojärjestelmän kyky muodostaa vaahtoa katoaa kokonaan ja palaa sen jäähtyessä.

Riippuu vaahtomuovauskyvystä ja laitteen rakenteellisista ominaisuuksista, jolloin saadaan vaahto (ilmastointilaite), sen toimintatapa - suhde ilmaa ja dispersiojärjestelmät.

Vakaus (vakaus) vaahdosta:

Vakaus (vakaus) vaahdosta on sen kyky säilyttää vastaanotettu määrä, dispersio ja kyky estää nestehäviö (tai synereesi). Yleisin mittauskohde toimii yhtenä kuplana tai pienenä määränä tuloksena olevaa vaahtoa.

Riippuu useiden ehtojen asettamisesta - paineen olemassaolosta ja tyypistä, pinta-aktiivisten aineiden sisällyttäminen. Täten, the vaahtosaatu ionittomista liuoksista, vähintään yhtä vakaat kuin ne, jotka muodostuvat altistettaessa luonnollisille ilmakehän paine. Saatu vaahdon paineessa, ja myös siinä, jossa on seosta anioniaktiivisia pinta-aktiivisia aineita, jotka säilyttävät tilansa paljon kauemmin.

Vakaus vaahto, ilmaistuna aikavälillä, tärkeä vaihtoehto pitää tämä karkea järjestelmä rakenteisena, ts., jolla on kiinteän rungon ominaisuudet. kuitenkin, se riippuu tyypistä ja läsnäolosta stabilointiaineiden.

Vaahdon suhde:

Vaahdon moninaisuus on vaahdon tilavuuden suhde dispergoidun liuoksen määrään, joka on käytetty sen vastaanottamiseen.

Liuoksen vaahto-osista riippuen:

- pieni suurennus - jopa 20;

- keskimääräinen suhde on 20 että 200;

- suuri suurennus - 200.

Vaahdon leviäminen:

Tälle asetukselle on ominaista eri kriteerit:

- kuplien keskikoko;

- kuplan koon jakauma;

osan pinta, “ratkaisukaasu” tilavuusyksikköä kohti vaahtoa.

Siirtymän rajajännite:

Tämä parametri ilmaistaan ​​yleensä parametrin jäykkyydellä vaahto, ts. sen kyky absorboida ja kestää mekaanista rasitusta, joka vaikuttaa niiden muodonmuutokseen tai lopullisen tilavuuden muutokseen. Jopa vaahdot, joiden nestekalvo on riittävä, merkittävä jäykkyys, koska jos sellaisia ​​on, jopa merkityksetön ulkoinen vaikutus, lisää pinnan vähimmäismäärää energia onvastuussa tasapainoratkaisusta.

Vaahdon viskositeetti:

Tämän vaihtoehdon avulla voit laskea tiedot:

- vaahtomassan levittyvyys pinnalle;

- olosuhteiden olemassaolo vaahdon virtaukselle putket;

- kyky tippua vaahtoa reikistä, jne.

Viskositeetti lasketaan moninkertaisuuden perusteella, siirron rajajännitys ja koostumuksen hajonta.

Vaahdon sähkönjohtavuus:

Vaahdon sähkönjohtavuus riippuu dispergoidun nesteen tilavuudesta ja sen suorasta johtavuudesta, kuten kaasu komponenttiliuos ei kykene johtamaan sähköä.

Optiset ominaisuudet:

Valosäteiden kulkiessa pallomaisen kerroksen läpi vaahto ne imeytyvät liuokseen ja dispersioon. Mitä tulee polyhedraalisiin ratkaisuihin, tässä syntyy pääasiassa diffuusiota, koska osuus nestettä tällaisissa dispersiojärjestelmissä on hyvin pieni.

Kynätyypit:

Vaahtoa on kahta päätyyppiä - kemialliset mekaaniset ja ilma.

Kemiallinen vaahto on ratkaisu, jossa dispersiovaihe on alkalin ja hapon seos, ja dispergoitu väliaine on vettä. Parempi kestävyys ja vakaus lisätään järjestelmän stabilointiaineisiin. Muodostuneet kuplat täytetään hiilidioksidi.

Ilmamekaaninen vaahto on veden ja vaahdon liuos, joiden kuplat ovat täynnä ilmaa. Paisutusaineina ovat pinta-aktiivisten aineiden väkevöityjä liuoksia, Mikä voi olla:

– synteettinen;

- synteettinen fluori;

proteiinia;

- neuvottelut.

Toinen tunnettu vaahtotyyppi - kiinteä. Sen nimi johtuu kiinteän dispersioväliaineen sisällyttämisestä koostumukseen, kun faasi pysyy kaasumaisena aineena. Tähän luokkaan kuuluu hohkakivi (luonnollinen aine), vaahtobetoni, vaahtolasi, erilaiset eristemateriaalit, sienimateriaalit (vaahto, mikrohuokoinen elastomeeri), jne.

Tapoja ja tapoja saada nastat:

Stabiilin vaahdon saamiseksi ilman stabilointiaineita (vaahto) on mahdotonta, ja siksi melkein kaikki menetelmät dispersioliuosten sekoittamiseksi sisältävät niiden käytön. Itse prosessi on melko yksinkertainen: kun ensin liitetään dispergoitu vaihe ja väliaine, pinnalla on useita kaasukuplia, jotka aloittavat stabilointiaineen molekyylien adsorption (yleensä pinta-aktiivinen aine). Tämän avulla voit muodostaa pienen kuplan yläkerroksen. Jokainen seuraava ponnahdusikkuna painaa tätä kerrosta alhaalta, mutta pinta-aktiiviset aineet estävät jo muodostuneiden kuplien repeämisen, on puolipallon muotoinen kupoli, jolla on nopeasti kasvava pinta. Adsorptio jatkuu, nauhat pitävät sisällä olevia kaasu- tai ilmakuplia, ja heidät ympäröivät kaksi kerrosta vaahtoa, jonka välissä on elokuva nestettä.

Pinta-aktiivisten aineiden aikaansaaman vakauden ja kalvolujuuden vuoksi, kuplien ylempään kerrokseen muodostuu lähentyminen. Niiden muoto kärsii muutoksesta, kääntymällä pallomaisesta polyhedriksi, kalvon paksuus pienenee, nestekalvo. Tuloksena, yhden kerroksen kuplien lisääminen ja sitä seuraava kokonaisuuden muunnos nestemäinen tilavuus vaahdossa.

Vaahtoa, kuten muutkin dispersiojärjestelmät, kahdella tavalla:

- hiukkasjärjestelmien dispergointimenetelmät;

- todellisten liuosten kondensointimenetelmät.

Disperatsionitavat ja -menetelmät vaahdon tuottamiseksi:

Ne perustuvat kaasu syöttämällä se stabilointiaineen liuokseen. Kaasu pääsee liuoksiin pieniä määriä yleensä nesteeseen asetetun putken kautta. Tuloksena, lisää pieniä kuplia.

Tänään, käyttää näitä menetelmiä:

1. kaasuvirtojen kulkeminen sisään tulevan nesteen läpi:

- ilmastuslaitokset;
- kuplivat kasvit
- laitteet, joissa on “vaahtokerros”;
- höyrystimet verkkoon;
- nesteet, kastellaan vaahdotusaineen liuoksella;

2. dispersiojärjestelmän liikkuvan laitteen liike tai nesteen siirtäminen esteen yli. Useimmiten se on:

- vatkaaminen;
- ravista;
- verensiirto;
- sekoittimien vaikutus, jne.;

3. ejektori (työntö) ilmaa liikkuvan nestevirran höyrystimissä.

Dispergointimenetelmät - suosituimmat teollisuudessa, mutta niiden tehokkuus on pieni, joten tutkijat jatkavat uudenlaisten laitteiden kehittämistä näihin tarkoituksiin.

Kondensointimenetelmät ja menetelmät vaahdon tuottamiseksi:

Tämä menetelmä siten, että tulevat kuplat esitettiin alun perin yksittäisten molekyylien muodossa. Vaahdon valmistus on mahdollista:

1. muuttamalla hajautetun järjestelmän fyysisen tilan parametreja:

sen lämpötilan nousu;
- höyrynpaineen lasku yli nestemäinen.

Churning tässä tapauksessa, tapahtuu melkein välittömästi;

2. kemialliset reaktiot, joissa on jakautunut kaasu;

3. mikrobiologisten prosessien käyttö, jonka esiintymiseen liittyy vapauttaminen kaasujen määrää, yleisimmin hiilidioksidi;

4. sähkökemiallisten prosessien soveltaminen.

Näitä menetelmiä on käytetty laajasti elintarvike- ja rakennusalalla, joita käytetään kotitaloussammuttimissa.

Menetelmät ja tapoja vaahdon tuhoamiseksi:

Vaahdon tuhoutuminen ovat tärkeitä prosesseja valmistuksessa, samoin kuin sen luominen. Tämä prosessi on mahdollista tällaisilla menetelmillä:

- vaahtoamisen estäminen;

- jo muodostuneen vaahdon tuhoutuminen.

Vaahtoamisen estäminen:

Ensimmäinen menetelmä perustuu kemikaalien käyttöön, jotka estävät kaasussa dispergoidun faasin muuttumisen vaahdossa. Tämän menetelmän haittana on se, että suurin osa näistä kemikaaleista (alkoholit, organosilikoniyhdisteet) saastuttavat tuotteiden tuotannon ja ympäristön. On myös mahdollista sekoittaa kahden tyyppisiä pinta-aktiivisia aineita, joista toinen neutraloi osittain toisen vaikutuksen, lopullisen vaahtomäärän vähentäminen.

Toinen menetelmä on poistaa valmis kolloidinen dispersiostabilisaattori, vastuussa hänen vakaudestaan, mikä johtaa hänen itsetuhoonsa.

Jälkimmäinen menetelmä - muuttaa tuotantoprosessin parametreja: paine, lämpötila, alusten halkaisija, jne.

Vaahdon tuhoutuminen:

Tätä tarkoitusta varten kemialliset ja ei-kemialliset menetelmät.

Kemiallinen tarkoittaa vaahdonestoaineiden käyttöä - erityisiä aineita, jotka kykenevät imemään vaahtoa ja täyttävät seuraavat kriteerit:

- kyky tuhota vaahto jopa pienellä määrällä ja pitkällä ajanjaksolla estääkseen sen uudelleen esiintymisen;

- älä reagoi lähtöliuoksen muodostaneiden aineiden kanssa, eikä siksi muuta tärkeimpiä tulosindikaattoreitaan, olla vaikuttamatta prosessiin, älä muuta laitteen parametreja;

- älä muuta omia asetuksiasi, jos muutat ehtoja varastointia, kestosta riippumatta, sekä fyysiset parametrit (esimerkiksi, lämmittämällä);

joillekin toimialoille on tärkeitä vaatimustenmukaisuusvaatimuksia, kuten steriiliys, myrkytön, jne.

Huomaa, että vaahto tulisi valita ottaen huomioon tuotannon erityispiirteet, koska ne kaikki eivät ole tehokkaita erilaisille hiukkaskoostumuksille.

Ei kemiallinen menetelmät on jaettu fyysisiin ja mekaanisiin.

Vastaanottaja fyysiset menetelmät sisältää:

- seoksen lämpötilan nostaminen, jolloin liuoksesta neste haihtuu, ja kalvokuplat romahtavat;

ultraäänen vaikutus - akustinen menetelmä mahdollista, joka ei ole aina luotettava eikä sovellu nopeasti muodostuneisiin yhdisteisiin, mutta sitä pidetään yleisin pienillä teollisuudenaloilla; se on myös mahdollista käyttää ääni sireeni;

- sähkövirran vaikutus - tällä hetkellä on kokeellinen menetelmä, koska se sallii melkein välittömästi piirittää vaahdon, mutta se vaatii korkeita turvatoimia.

Mekaaniset menetelmät jaetaan:

- keskipako - kun vaahto törmää paikallaan olevaan pintaan;

- aerodynaaminen - vaahdon tuhoutuminen tapahtuu kaasuvirran paineen alaisena;

edellisen hydrodynaaminen analogi, mutta käyttämällä nestesuihkuja;

- ilmanpaine - muuta painetta erityislaitteessa.

Valmistuksessa ei käytetä usein, koska ne vaativat yleensä monimutkaista, suuret laitteet, vakavia määriä sähköä. Myöskään tällaiset menetelmät eivät ole melkein tehokkaita erittäin stabiileissa dispersiojärjestelmissä, joissa on pieni suurennus, ja kaikki muut eivät tuhoa vaahtoa kokonaan, mutta vain vähentää sen määrää.

Vaahdon käyttö:

Vaahto käytetty käytännössä kaikilla nykyaikaisen elämän aloilla. Ennen kaikkea, se on elintarviketeollisuus - leipomo, makeiset, jäätelöä ja muuta. Pinowska on toisenlainen tuotanto, jota käytetään tuottamaan tuotteita ja ainesosia heille. Täten, Tiettyjen tuotteiden kuivaaminen esivaahdotuksella antaa sinulle samanlaisia ​​komponentteja, mutta erittäin hieno rakenne, näin valmistettu kuiva perunamuusia, mehu ja kahvi, rehuhiiva jne.

On mahdotonta ilman tätä dispersiojärjestelmää tarjota moderni kylpyhuone: shampoot, suihkugeelit, kotitalouskemikaalit - kaikki tällaiset kynät.

Rakentajat ovat jo pitkään arvostaneet näitä kevyitä, kestävät materiaalit, kuten vaahto, Styroksi, polyuretaanivaahto.

he ovat apteekissa - jotkut lääkkeet on suositeltavaa ottaa suoraan kynän muodossa.

kuitenkin, tulipalossa vastaanotetun vaahdon laaja käyttö on tämä dispersiojärjestelmä, jonka avulla voit nopeasti ja tehokkaasti torjua tulipaloja jopa korkeimmillaan.

Huomautus: © Kuva ,