Demulgeálószer ( lat. de - "csökkenés"; lat. emulgeo - "tej", "tej") - emulziók megtörésére használt reagens , amelyek kölcsönösen oldhatatlan (kis mértékben oldódó) anyagokból képződnek, amelyek közül az egyik összetörik a egyéb kis cseppek ( gömböcskék ) formájában.
Az emulzióban azt a folyamatot, amikor az egyik anyag egy másikban összetörik, diszperziónak nevezzük . A diszpergált anyagot belső vagy diszpergált fázisnak, az anyagot pedig, amelyben a belső található, diszperziós közegnek vagy külső közegnek nevezzük .
Az emulziók általában az anyagok aprítása, keverése vagy diffúziója eredményeként jönnek létre. A keverés során a határfelületi felület egységének kialakítására elhasznált energiát felületi energiának vagy felületi feszültségnek ( felületi feszültségnek ) nevezzük. A belső fázis gömböcskéi gömb alakúak, mivel ennek az alaknak a legkisebb a felülete és a legkisebb szabad energiája. A gömb alakját a gravitáció , az elektromos tér erőssége, valamint az emulziók megsemmisítésére használt hatóanyagok torzíthatják .
A víz-zsír és víz-olaj keverékek az emulziók legegyszerűbb példái.
Az emulzió egy instabil rendszer, amely hajlamos minimális határfelületet képezni a fázisok között - a keverék rétegződéséhez. Az emulgeálószerek (emulzióstabilizátorok) jelenléte miatt, amelyek adszorpciós rétegeket (páncélhéjakat) hoznak létre a diszpergált részecskék felületén, stabil emulziók képződnek. A tartályhéjak mechanikai szilárdságúak, és megakadályozzák a részecskék összeolvadását és az emulzió szétválását. Az emulzió megsemmisítéséhez el kell helyezni a stabilizáló réteget a felületen. A demulgeálószer hatásmechanizmusa ebben rejlik - a nagyobb felületi aktivitás miatt hatóanyaga behatol a határfelületi térbe és helyettesíti a jelenlegi adszorpciós réteget. Ebben az esetben a demulgeálószer csökkenti a felületi feszültséget, nagyobb fokú szabadságot biztosít a gömböcskék felületének, és nem akadályozza meg a diszpergált fázis gömböcskéinek összeolvadását.
A fázis határfelület tulajdonságait erősen befolyásolják az oldott és diszpergált anyagok, valamint a közeg hőmérséklete. Az emulzió feltörési folyamata a következőket tartalmazza:
A részecskék ütközése fizikai tényezők hatására következik be: mechanikai keveredés, a keverék mozgása és gravitációs ülepedés. Az ütközések sebessége növelhető hőmérsékleti, elektromos és ultrahangos mezők hatására.
Víz-zsír emulziókra alkalmazva a részecskefúzió az elválasztó rétegek alacsony szerkezeti és mechanikai szilárdsága mellett megy végbe, és ha hidrofil tulajdonságokkal rendelkeznek, az emulzió bomlásának teljes folyamatának sebességét korlátozza a diszpergált részecskék fúziójának sebessége.
Az összeolvadt részecskék ülepedési sebessége és a folytonos fázisok szétválása függ a gömböcskék méretétől, a diszperziós közeg viszkozitásától és az anyagok sűrűségének különbségétől: a kiválás sebessége a golyócskák méretével nő. belső anyag és a sűrűségkülönbség és a diszpergált fázis viszkozitásának növekedésével csökken. A folyamat felgyorsításának leghatékonyabb módja a harmadik szakaszban a keverék melegítése, mivel ez az emulziós fázissűrűség különbségének növekedéséhez vezet.
A demulgeálószerek hatása a második szakasz megvalósítására irányul. Ebben az esetben a felületaktív anyagok tulajdonságai megnyilvánulnak.
A demulgeálószerek összetételük szerint több vegyszerből ( felületaktív anyagokból , módosítókból és oldószerekből) származó reagensek, amelyeket az elválasztandó emulzió tulajdonságai és komponensei alapján fejlesztettek ki.
Az emulziók széttörésére használt demulgeálószereket két csoportra osztják: ionos és nemionos. Az ionos demulgeálószerek vizes oldatokban ionokká disszociálnak . Attól függően, hogy mely ionok (anionok vagy kationok) felületaktívak, az ionos demulgeálószereket anionosra és kationosra osztják. A nemionos demulgeálószerek vizes oldatokban nem disszociálnak ionokká, hidrofil és hidrofób (vízoldható és olajoldható (olajban oldódó)) csoportokra oszthatók.
Az első demulgeálószerek a szappan feltalálása óta jelentek meg, amely felületaktív anyagokat tartalmaz, amelyek lebontják a szennyeződéseket eltávolító víz-zsír emulziókat.
Az iparban a demulgeálószereket széles körben használják az élelmiszeriparban, a vegyiparban, az olajiparban és más iparágakban.
A demulgeálószert az ülepítő és kezelő létesítmények hatékonyságának növelésére használják. Élelmiszeripari vállalkozásoknál (hús-, halfeldolgozás, cukrászda, tejipar) a demulgeálószer segít a termék zsírkoncentrációjának a kívánt értékre való csökkentésében. Az olajtermelés és -feldolgozás során a demulgeálószert a keletkezett víz és sók eltávolítására használják.
Az olaj-víz és víz-zsír emulziókhoz korábban ionogén demulgeálószereket használtak, mint például a semlegesített fekete kontakt és semlegesített savas kátrány (az olajiparban), amelyeknek jelentős hátrányai vannak:
Ezért jelenleg szinte soha nem használnak ionogén demulgeálószereket .
A nemionos demulgeálószereket ma már az olaj- és a vegyiparban használják. Ezeket az etilén-oxid vagy propilén-oxid alkoholokkal, zsírsavakkal és alkil-fenolokkal képzett reakciótermékei alapján állítják elő. A nemionos demulgeálószerek nem lépnek kölcsönhatásba a sókkal, és nem képeznek szilárd lerakódásokat. Fogyasztásuk jóval alacsonyabb, mint az ionogén.
Az oxietilén lánc megnyúlása növeli a demulgeálószer vízben való oldhatóságát azáltal, hogy megnöveli a molekula hidrofil (vízoldható) részét. Ha az etilén-oxidot propilén-oxiddal helyettesítjük, akkor a demulgeálószer olajban (vagy olajban) való oldhatósága jelentősen megnövelhető anélkül, hogy megsértené annak hidrofil tulajdonságait.
Az új demulgeáló anyagok nem tiszta anyagok, hanem különböző molekulatömegű, eltérő hidrofób tulajdonságokkal rendelkező polimerek keveréke. Ezért sokkal szélesebb az oldhatóságuk különböző keverékekben, széles a hatásspektrumuk és nagy a hatékonyságuk. Jelenleg az olajkezelés során olyan demulgeálószereket használnak, mint rekord, DMO, szeparol, deproxamin, SNPKh 4460 stb.