Теория пенения

Пеногасители — химические вещества, используемые в технологическом процессе для разрушения(гашения) уже образовавшейся пены.

Антивспенивающие агенты — химические вещества, используемые в технологическом процессе для предупреждения образования пены.

Пеногасители и антивспенивающие агенты часто используются как синонимы. Антивспенивающие агенты образуют на границе раздела жидкой и газовой фазы нерастворимую в жидкости непроницаемую плёнку, тем самым повышая поверхностное натяжение и предотвращая образование пузырьков газа, т.е. пены. Чаще всего в качестве антивспенивателей используются спирты, эфиры полиэтиленгликоля, силиконы.

Для механического разрушения пен можно использовать вращающиеся с большой частотой мешалки, крыльчатки и другие приспособления. Пузырьки пены разрушают также струей воздуха или при помощи пара. Выбор способа разрушения пены зависит от свойств пенообразующей среды.

В сахарной промышленности применяют следующие марки пеногасителей:

 

  • DEFOSPUM HWK
  • Антиспумин
  • ZU Бреокс
  • FCC-93
  • Лапрол ПС-1
  • Лапрол ПС-100
  • Эстер С

 

Одним из путей повышения эффективности технологических процессов сахарного производства является снижение пенообразования. Пенообразование отрицательно влияет на весь процесс сахарного производства:

  • затрудняет процесс экстрагирования сахара из стружки
  • выпаривания воды на выпарной установке
  • уваривание
  • центрифугирование

Основными пенообразователями в сахарном производстве являются: сапонинбелки, пектиновые вещества, ряд органических кислот и продуктов термического разложения сахарозы.

Сильное пенение диффузионного сока является одним из препятствий для нормальной работы диффузионных аппаратов. Кроме того, пена, обволакивая стружку, уменьшает ее поверхность и затрудняет процесс диффузии сахарозы. Разрушение пен можно проводить при помощи пеногасителей или механическим путем. В первом случае для гашения пен в жидкость вводят вещества способные вытеснить пенообразователи из поверхностного слоя в результате более высокой поверхностной активности, что вызывает снижение поверхностной вязкости и способствует быстрому вытеканию жидкости из пленок. В качестве пеногасителей можно использовать растительные масла, животные жиры, кремнийорганические полимеры.

Пенообразование (пенение) - довольно распространенное явление практически на всех стадиях сахарного производства. Оно приводит к снижению выхода сахара и увеличению расхода топливно-энергетических ресурсов. Образование пены при получении диффузионного сока оказывает отрицательное влияние на процесс экстрагирования сахарозы, затрудняет движение экстрагента, способствует локальному переуплотнению стружки и в результате приводит к снижению производительности диффузионного аппарата. Отрицательное влияние на процесс производства оказывает и пенение транспортерно-моечной воды, что затрудняет подачу свеклы на завод, усложняет обслуживание водоочистных сооружений и способствует размножению микроорганизмов, которое в конечном итоге приводит к потерям сахарозы. Пеногаситель или антивспениватель широко применяется в пищевой, особенно в сахарной промышленности. Антивспениватели снижают образование пены, а пеногасители разрушают, в случае, если пена уже образовалась. В последние годы ООО "НПП" "Макромер" разработало и выпускает в промышленном масштабе следующие пеногасители для сахарной промышленнности: Лапрол ПС-1, Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3, Лапрол ПС-4 - для диффузионного процесса; Лапрол ПС-100 - для транспортерно-маечной воды.

Лапрол ПС-1, Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3 и Лапрол ПС-4 являются неионогенными поверхностно-активными веществами, представляющими собой сополимеры окиси пропилена и окиси этилена разного состава и разной молекулярной массы. Пеногасители Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3 и Лапрол ПС-4 растворяются в воде практически в любых соотношениях, в то время как Лапрол ПС-1 в воде малорастворим.

Неионогенные ПАВ проявляют свою активность при переходе в нерастворимое состояние. Пр повышении температуры Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3 и Лапрол ПС-4 становятся нерастворимыми, поэтому они проявляют свои пеногасящие свойства при температуре выше 40°С.

Таблица 1. Активность пеногасителей марки Лапрол ПС при гашении пены диффузионного сока.

Пеногаситель Лапрол ПС-1 зарекомендовал себя как высокоэффективный пеногаситель на всех стадиях сахарного производства. Наиболее высокую эффективность на стадии диффузии Лапрол ПС-1 показал при осуществлении процесса в диффузионных аппаратахгоризонтального и вертикального типов.

Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3 и Лапрол ПС-4 при опытно-промышленных испытаниях на ряде сахарных заводов оказались более эффективными при использовании на диффузионных аппаратах наклонного типа. Для гашения пены при экстагировании сахарозы из свекловичной стружки пеногасители Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3 и Лапрол ПС-4 рекомендуется вводить в секцию диффузионого аппарата в место ввода жомопрессовой воды (для увеличения контакта споверхностью жомопрессовой воды и диффузионного сока пеногасители рекомендуется разбавлять водой).

Показано, что пеногасители, введенные на стадии диффузии, продолжают работать в аппаратах преддефекации и дефекации. Введение дополнительного количества пеногасителей в вакуум-аппараты позволяет избежать пенообразование на стадии выпарки.

Таблица 2. Активность пеногасителей марки Лапрол ПС при гашении пены дефекованного сока.

Рекомендуемые нормы расхода пеногасителей с учетом использования в вакуум-аппаратах составляют 7 - 25 г/т свеклы. Однако, в зависимости от качества сырья и состояния оборудования, нормы расхода пеногасителей на каждом предприятии должныопределяться практически.

Пеногаситель для транспортерно-моечной воды Лапрол ПС-100 — это низковязкий композиционный пеногаситель, не подлежащий разбавлению. Он легко дозируется даже при низких температурах. С понижением температуры и повышением рН его пеногасящаяактивность увеличивается.

Таблица 3. Активность пеногастителей марки Лапрол ПС-100 в транспортерно-моечной воде при переработке сахарной свеклы.

Введение пеногасителя следует осуществлять постоянно с помощью дозировочного насоса в места с турбулентным движением воды:

в гидротранспортер перед свеклонасосом, в поток воды при разделении свекловодяной смеси на водоотделителе, в место поступления транспортерно-моечной воды в отстойник. Рекомендуемая норма расхода пеногасителя составляет 15 - 20 г/т свеклы.

Пеногасители Лапрол ПС-2, Лапрол ПС-3, Лапрол ПС-100 успешно прошли промышленные испытания на ряде сахарных заводов и наряду с пеногасителем Лапрол ПС-1 находят все большее применение для гашения пены на всех стадиях сахарного производства

Пеногаситель

SNF производит пеногасители, сертифицированные FDA или соответствующие кошерным стандартам. Стадия очистки свеклы. SNF производит органические пеногасители, точки впрыска которых оборудуются, как правило, в водозаборниках промывочных установок; рекомендуемая марка - FLOFOAM ® H 344. Для отстойников более подходящей маркой считается FLOFOAM ® HC 244.

Стадия диффузии. Существует четыре основных типа диффузоров: RT, DES MET, BMA и DDS. Диффузоры всех перечисленных типов требуют применения пеногасителей. Какой из известных пеногасителей окажется наиболее эффективным – зависит от типа диффузора и от того, рассчитан ли он на работу с горячим соком (в таком случае, лучше использовать пеногасители FLOFOAM ® AS 2 и AS

9) или с холодным соком (в этом случае, чаще всего наиболее эффективным оказывается пеногаситель FLOFOAM ® AS 8B). Группа технической поддержки компании SNF готова использовать весь свой опыт и знания, чтобы помочь Вам оптимальным образом использовать самые подходящие к ситуации химикаты и выбрать точку впрыска.

Стадия кристаллизации. На этом этапе пеногасители применяются для того, чтобы понизить вязкость сока, когда его помещают в вакуум, где он становится настолько густым, что его невозможно больше перекачивать. Ректификация. Компания SNF производит несколько видов пеногасителей, разработанных специально для предотвращения образования пены в ферментерах. Пеногасители таких марок, как FLOFOAM ® AS 8B, и FLOFOAM ® AS 11, рассчитаны на работу в ректификационных колоннах, в то время как пеногаситель FLOFOAM ® AS 25 применяется для сгущения осадка.