- •Министерство образования и науки рф
- •Предмет коллоидной химии
- •Глава I.Дисперсные системы:
- •1.1 Основные свойства дисперсных систем
- •1.2 Классификация дисперсных систем
- •Классификация по степени дисперсности
- •Классификация по агрегатному состоянию
- •Классификация по структурно-механическим свойствам
- •Раздел II. Поверхностные явления. Адсорбция
- •2.1 Классификация поверхностных явлений
- •Классификация поверхностных явлений
- •2.2 Поверхностное явление – адсорбция
- •2.2.1 Основные понятия и определения
- •2.2.2 Адсорбция на границе жидкость-газ
- •2.2.3. Адсорбция на твердом адсорбенте
- •2.3 Адгезия и смачивание
- •Раздел III. Электрические свойства дисперсных
- •3.1 Возникновение электрического заряда
- •3.2 Современные представления о строении
- •3.3Строение мицеллы гидрофобного золя
- •3.4. Факторы, влияющие на электрокинетический потенциал
- •3.4.1 Влияние температуры
- •3.4.2 Влияние электролитов
- •3.4.3 Влияние рН среды
- •3.4.4 Влияние природы дисперсионной среды
- •3.5 Электрокинетические явления
- •3.5.1 Электрофорез
- •3.5.2 Потенциал седиментации
- •3.5.3 Электроосмос
- •3.5.4 Потенциал течения
- •Раздел IV. Устойчивость и нарушение устойчивости лиофобных золей
- •4.1. Седиментационная устойчивость
- •4.2 Агрегативная устойчивость и коагуляция
- •4.2.1 Теория устойчивости гидрофобных золей длфо
- •4.2.2 Факторы, определяющие агрегативную устойчивость
- •4.3. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем
- •4.3.1 Коагуляция золей электролитами
- •Явление неправильных рядов
- •4.3.2 Кинетика коагуляции
- •Теория быстрой коагуляции Смолуховского
- •Константа скорости медленной коагуляции
- •Раздел V. Оптические свойства дисперсных систем
- •5.1. Рассеяние света
- •Теория светорассеяния Рэлея
- •5.2. Поглощение света и окраска золей
- •5.3. Оптические методы исследования коллоидных растворов
- •Раздел VI. Молекулярно-кинетические свойства
- •6.1. Броуновское движение
- •6.2. Диффузия
- •6.3. Осмос
- •Раздел VII. Виды дисперсных систем
- •7.1. Растворы высокомолекулярных соединений (вмс)
- •7.1.1. Классификация вмс
- •7.1.2. Особенности строения полимеров
- •7.1.3. Набухание вмс
- •Термодинамика набухания
- •Кинетика набухания
- •Факторы, влияющие на набухание
- •7.1.4. Свойства растворов вмс
- •7.2. Коллоидные пав. Мицеллообразование в растворах пав
- •Применение коллоидных пав
- •7.3. Эмульсии
- •7.3.1. Классификация эмульсий
- •7.3.2. Методы получения эмульсий
- •7.3.3. Устойчивость эмульсий
- •Типы эмульгаторов
- •7.3.4. Применение эмульсий
- •7.4. Пены
- •7.4.1. Основные характеристики и классификация пен
- •7.4.2. Устойчивость пен
- •7.4.3. Методы разрушения пен
- •7.4.4. Практическое применение пен
- •7.5. Золи и суспензии
- •7.6. Порошки
- •7.6.1. Основные свойства и устойчивость порошков
- •7.6.2. Практическое применение порошков
- •Раздел VIII. Структурообразование в дисперсных системах
- •8.1. Типы структур в дисперсных системах
- •8.2. Особенности структурообразования в растворах вмс. Студни и студнеобразование
7.4.3. Методы разрушения пен
Некоторые технологические процессы, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождаются нежелательным пенообразованием.В ряде случаев образование пены может вызвать серьезные проблемы в ходе технологического процесса или отрицательно сказаться на качестве конечного продукта. В частности, пены могут снижать производительность оборудования, увеличивать технологическое время и затраты. Они мешают проведению технологических процессов, связанных с фильтрованием, центрифугированием, выпариванием, дистилляцией и т. п. В подобных случаях прибегают к разрушению пен. Для этих целей используют механические и физические способы. Механическое разрушение пен осуществляют струей воздуха или пара, либо с помощью специальных механических устройств – диспергаторов, крыльчатки, вакуумных устройств. Физические способы заключаются в воздействии на пену перегретым паром, ультразвуком, электрическим полем.
Однако наиболее экономичным и эффективным является применение химических пеногасителей.
В качестве пеногасителей применяют природные жиры и масла, органические кислоты, кремнийорганические соединения, силиконовые масла, спирты, эфиры. Эффективные пеногасители – поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию пен из-за их низкой поверхностной активности. Для пеногасителей характерна специфичность действия: вещества, вызывающие гашение пены в одной среде, малоэффективны в другой.
Широкое распространение получили пеногасители из семейства кремнийорганических ВМС, они устойчивы, химически инертны, относительно дешевы.
При выборе пеногасителя необходимо учитывать следующие факторы: химическую природу пенообразователя, растворимость и концентрацию, присутствие электролитов, коллоидов или других ПАВ, температуру, рН и вязкость системы, используемое технологическое оборудование, конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.
В пищевой промышленности наиболее широко используют силиконовые пеногасители, поскольку они в наибольшей мере соответствуют всем необходимым требованиям.
7.4.4. Практическое применение пен
Пенообразование используют во многих отраслях народного хозяйства – в производстве строительных и теплоизоляционных материалов (пенобетон, пеностекло), пластичных масс (пенопласты), при обогащении полезных ископаемых (пенная флотация).
Экстракорпоральное насыщение крови кислородом осуществляется в пенных аппаратах («искусственные легкие»). Пенные аэрозоли применяют для остановки кровотечений.
Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных пен имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов, для которых пенообразная структура оказывает решающее влияние на их отличительные свойства, например хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, мороженого, кремов и др. Образование устойчивой пены пива свидетельствует о его высоком качестве.
На образовании пены основана пеносушка – сушка с предварительным вспениванием, обеспечивает получение сухих продуктов с тонкой структурой. Используется при производстве сухого картофельного пюре, кофе, порошков для приготовления напитков.