消泡剂研发定制

泡沫体系的三阶段变化是什么？看懂演化规律用好消泡剂

  不少造纸、污水、涂料生产线存在这类难题：刚产生的细密泡沫十分稳固，短时间不会消退；但持续运行一段时间后泡沫结构改变，时而发生大面积溃泡，时而泡沫持续堆积溢流。很多技术人员仅凭经验投加消泡剂，无法把控投消泡剂时机，消泡剂消耗居高不下，泡沫管控效果起伏不定。想要理清该现象背后的原理，就要弄懂泡沫体系的三阶段变化是什么，掌握泡沫自然演化规律，找准消泡时机、选对消泡剂，缓解产线溢泡、工艺波动等问题。

（气泡大小重分布原理示意图）

一、气泡大小分布改变：小泡不断融入大泡

  气泡外层液膜自带表面张力，气泡内部气压高于外界环境，气泡半径越小，内部压差越高。体系内大小气泡共存时，高压小气泡内的气体能够透过液膜扩散至低压大气泡，小泡逐步收缩消失，大泡持续膨胀变大。

  即便初始气泡尺寸差异较小，气体扩散过程依旧持续推进，气泡总量不断减少、尺寸差距持续拉大，细密泡沫逐步变得稀疏不均，这也是泡沫老化的起始阶段。

  消泡剂能够加速气泡兼并分化，打破均匀细密的泡沫结构，提前降低泡沫整体稳定性。

二、气泡液膜变薄：重力排液持续损耗液膜水分

  泡沫底部析出积液，就是液膜变薄的直观体现。泡沫刚生成时液膜厚度充足，受重力影响，液膜夹层内部液体持续向下流出，液膜不断变薄；随着排液持续进行，球状气泡相互挤压，转变为多面体气泡。

  马朗格里效应能够小幅减缓排液速率，但无法阻止重力排液持续发生。印染曝气池、造纸涂布槽静置泡沫普遍存在该变化过程，添加有机硅消泡剂可以破坏液膜表面活性剂吸附层，加快排液进程，缩短液膜变薄周期。

三、泡膜破灭：液膜抵达临界厚度后泡沫溃散

  液膜持续排液后，内部液相大量流失，马朗格里自愈效应持续减弱；当液膜厚度下降至 30~300nm 临界区间，液膜失去抵御扰动的能力，微小扰动即可击穿泡膜。

  细小气泡率先破裂合并，大气泡液膜持续变薄后接连破碎，继而整套泡沫体系溃散，实现气液分离。泡沫存续时长取决于液膜变薄速率，消泡剂的核心作用就是加速液膜损耗，推动泡沫快速进入破灭阶段。

（泡沫体系三阶段演化流程图）

  掌握泡沫三阶段完整演化过程，便于把控消泡剂投加节点，根据现场泡沫老化快慢匹配抑泡、破泡型有机硅消泡剂，减少药剂投放量，持续改善槽罐泡沫溢流、塔器拦液等生产故障。

  常见问题

Q1：泡沫体系的三阶段变化是什么意思？

A：泡沫从生成直至完全消散，会依次经历气泡尺寸重分布、液膜重力排液变薄、泡膜破裂溃散三个连续过程，这套完整演化流程即为泡沫体系的三阶段变化。

Q2：泡沫的几个阶段？三阶段之间有先后顺序吗？

A：泡沫演化分为气泡大小重分布、液膜变薄、泡膜破灭三个阶段，三个阶段循序渐进且同步进行，前两个过程不断推进，继而触发泡沫整体溃散。

Q3：泡沫三阶段变化和消泡剂选型有什么关联？

A：细密新生泡沫，优先选用能够加速气泡兼并的消泡剂；长期静置、液膜厚重的泡沫，可以选择加速排液、破坏表面活性剂的有机硅消泡剂，加快泡沫老化溃散。