消泡剂的发展背景及存在的问题可行性研究报告(可行性报告)

　　 第一节 消泡剂的定义   　　 消泡剂，也称消沫剂，是在食品加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷等7种。（可行性 研究 报告）     　　 第二节 消泡剂应用机理   　　 1．泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭   　　 该种机理的起源是将高级醇或植物油撒在泡沫 上，当其溶入泡沫液，会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小，表面张力的降低仅限于泡沫的局部，而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸，最后破裂。   　　 2．消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭   　　 消泡剂添加到泡沫体系中，会向气液界面扩散，使具有稳泡作用的表面活性剂难以发生恢复膜弹性的能力。   　　 3．消泡剂能促使液膜排液，因而导致气泡破灭   　　 泡沫排液的速率可以反映泡沫的稳定性，添加一种加速泡沫排液的物质，也可以起到消泡作用。   　　 4．添加疏水固体颗粒可导致气泡破灭   　　 在气泡表面疏水固体颗粒会吸引表面活性剂的 疏水端，使疏水颗粒产生亲水性并进入水相，从而起到消泡的作用。   　　 5．增溶助泡表面活性剂可导致气泡破灭   　　 某些能与溶液充分混合的低分子物质，可以使气泡表面活性剂被增溶、使其有效浓度降低。有这 种作用的低分子物质如辛醇、乙醇、丙醇等醇类，不仅可减少表面层的表面活性剂浓度，而且还会溶入表面活性剂吸附层，降低表面活性剂分子间的紧密程度，从而减弱了泡沫的稳定性。   　　 6．电解质瓦解表面活性剂双电层而导致气泡破灭   　　 对于借助泡沫的表面活性剂双电层互相作用，产生稳定性的起泡液，加入普通的电解质即可瓦解表面活性剂的双电层起消泡作用。   　　 第三节 消泡剂的发展背景   　　 消泡剂发展历程中，主要分为四个阶段。   　　 第一类消泡剂，主要是由各种有机物构成，如：脂肪酸、矿物油、脂肪酰胺、低级醇类等。这种消泡剂多数为天然物质，对环境污染小，价格低廉。由于消泡性能比较弱，对于大量泡沫的情况不能满足生产的要求。   　　 第二类是聚醚类消泡剂，分子通式为：CnH(2n+1)O(EO)a(PO)bH，聚氧乙烯基链段（EO）是亲水基；聚氧丙烯基链段（PO）是亲油基[6]。这种消泡剂抑泡性能好，无毒、无刺激、并且具有良好的分散性。在实际生产中调节聚醚的相对分子量和聚醚链段中EO、PO的比例，来满足各个生产领域的需求。目前市场上存在的聚醚型消泡剂主要有直链聚醚、醚胺、脂肪醇聚醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、等聚醚衍生物。   　　 第三类是有机硅消泡剂，这类消泡剂较前两者消泡性能更佳。通常，分子量较大的硅油在表面活性剂溶液中不溶，而对于小分子硅油很容易被表面活性剂分子增溶，从而改变了消泡剂的组成，使消泡性能减弱。对于硅油复配的的消泡剂，不溶于水也不溶于矿物质油中，因此抑泡能力较强，同时其也大大增强其破泡效果。由于Si-O键和Si-C键相对比较稳定，允许在含有少量酸、碱、盐的体系中使用。工业生产中常用的有机硅消泡剂，多数是在硅油中添加分散助剂制得的一类硅油二次加工制品，那些都属于液体混合物。混合物从外观和流动性主要分为硅膏型、硅油型、乳液型、溶液型和固体型五类。   　　 第四类消泡剂是聚醚改性硅油消泡剂，在前几代消泡剂的基础上应运而生，力求把聚醚、有机硅的优点整合，将聚醚链段引入硅油链段上，具有更强的消泡、抑泡性能。聚醚改性硅油属于新型的特种有机硅表面活性剂，采用含有双键的聚醚与低含氢硅油通过加成反应而成，是一种性能独特的有机硅非离子表面活性剂，其既保留了硅油的耐高低温性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等性能，又具有聚醚无刺激性、高表面活性及易于分散的特性，聚硅氧烷链段亲油，聚醚链段亲水，这就造就了聚醚改性硅油既能溶于水相也能溶于油相，因此可作为有机硅表面活性剂使用；聚醚链段还可以作为乳化剂使乳液的性能保持稳定，有很好的分散性能。因此，聚醚改性硅油在水体系中有持久的消泡效果。由于聚醚改性硅油具有良好的耐热性，抗剪切性及耐酸、碱性能，且无毒无味、储存稳定，因而被广泛应用，尤其是在硅油消泡剂难以解决时进行应用。     　　 第四节 消泡剂存在的问题   　　 我国在上个世纪七十年代以后，开始从事于聚醚改性硅油的开发和应用，克难攻坚，但消泡剂产业起步较晚，国产消泡剂的更新换代还是不能跟上工业发展的步伐。国内对于Si-C型聚醚改性硅烷的供应主要是依靠进口这一渠道，因为相比于国外的Si-C型聚醚改性硅油的 研究 ，我国对其进行的 研究 则要匮乏很多，基本上没有新的产品和新的工艺出现，一方面是因为，能够生产特种聚醚和特种含氢硅油的厂家较少，产品原料的选择有限；另一方面是因为，采用聚醚改性硅油工艺合成路线还是传统的合成工艺，因此产品的转化率较低，产物中交联产物较多，产品质量较差，其经济效益难有保障。   　　 按照原有的合成工艺制备聚醚改性硅油，加成反应中催化剂氯铂酸成本会很高，反应条件很苛刻。若反应中催化剂用量少，反应中副反应很难控制，产物外观颜色会加深且需要延长反应时间；反应中的溶剂（甲苯与异丙醇）对环境及人体危害性较大，若溶剂残留同时会使产物的表面张力升高，此外，为了去除反应剩余的溶剂还需要额外的处理过程，设备复杂。   　　 目前市场上有琳琅满目的消泡剂品种，大多消泡剂消泡效果尚可，抑泡作用不强，使顾客花费了金钱，却达不到想要的消泡效果，以致于令应用上不敢放心地使用或干脆放弃消泡剂的使用。平时掺入混凝土中的许多外加剂都有一定的引气作用，引入的气泡对混凝土的强度产生一定的副作用，好的消泡剂掺入混凝土中抑制或消除混凝土中过多或有害气泡，可以解决既能消泡性能，又能抑泡性能的消泡剂来提高混凝土密实度，从而提高混凝土强度，则无疑是十分重要与迫切。


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