Branschnyheter
Tillverkningsinsikt
Inuti produktionen av silikondämpare: från rå silikonolja till färdig formulering
Varje sats av skumdämpare av silikon produceras på våra linjer börjar som rå metylsilikonolja långt innan det blir en stabil, färdig att använda vätska. Vägen från basolja till färdig silikonbaserad skumdämpare involverar flera kontrollerade steg, som var och en direkt påverkar hur snabbt produkten slår ner skummet, hur länge det hindrar skummet från att återvända och hur väl det håller sig över olika arbetstemperaturer och pH-förhållanden. Att förstå denna process hjälper till att förklara varför formuleringsdetaljer har lika stor betydelse som själva den aktiva ingrediensen, och varför två produkter som båda är märkta som silikondämpare kan bete sig väldigt olika när de väl doserats i en verklig processvätska. Avsnitten nedan går igenom produktionsstadierna, specifikationsintervallet över olika kvaliteter, verkliga prestandadata som samlats in från skumkolonntestning och doseringsvägledning organiserad av industrin, så att en formulering kan matchas till en specifik process snarare än att väljas utifrån enbart utseende.
Råvaruval
Bassilikonolja väljs inom ett viskositetsfönster på ungefär 350 till 1000 centistokes. Olja med lägre viskositet sprids snabbare över en skumfilm men förlorar effektivitet snabbare, medan olja med högre viskositet håller sin position längre men sprids långsammare, så valet beror på målapplikationen.
Hydrofob kiseldioxidbehandling
Pyrogen kiseldioxid ytbehandlas med silankopplingsmedel för att göra den hydrofob innan den blandas in i silikonoljan. Denna behandlade kiseldioxid är det som ger det färdiga silikondämpningsmedlet dess förlängda skumdämpande fönster snarare än en enda snabb knockdown.
Emulgering och homogenisering
Olje-kiseldioxidblandningen dispergeras i vatten med användning av nonjoniska emulgeringsmedel under högskjuvningsblandning, vilket ger droppstorlekar typiskt mellan 1 och 5 mikron. Droppar utanför detta område separerar antingen när de står eller sprider sig inte tillräckligt snabbt när de väl har lagts till ett skumsystem.
Stabilitetsfinish
Förtjockningsmedel och konserveringsmedel tillsätts i ett slutligt blandningspass så att emulsionen motstår fasseparation, frys-upptining stress och mikrobiell tillväxt under lagring, vilket håller silikonskumdämparen att prestera konsekvent från den första litern av en trumma till den sista.
Varför bildas skum i industriella vätskor
Skum uppstår när gas fastnar i en vätska av en film som är stark nog att motstå att kollapsa av sig själv. Ytaktiva ämnen, proteiner och vissa polymerer som vanligtvis finns i massalut, färgbad, beläggningar och biologiska buljonger sänker vätskans ytspänning och stabiliserar väggarna i varje bubbla, vilket är anledningen till att processer som blandar, omrör, pumpar eller luftar en vätska tenderar att generera mest skum. En skumdämpare fungerar genom att införa ett material med ännu lägre ytspänning än den ytaktiva filmen, tränga in i bubbelväggen och spränga den. Det är därför en effektiv skumdämpare måste vara tillräckligt olöslig i basvätskan för att förbli koncentrerad vid bubbelytan snarare än att lösas upp i bulkvätskan, samtidigt som den fortfarande är tillräckligt dispergerbar för att spridas snabbt över en stor skumyta. Silikonolja tillfredsställer båda villkoren ovanligt bra, vilket är den bakomliggande anledningen till att silikonskumdämpare fungerar snabbare och mer konsekvent än många alternativa kemier över ett brett spektrum av processförhållanden.
Tekniska specifikationer Räckvidd över produktionskvaliteter
Eftersom ingen enskild formulering fungerar optimalt i varje process, är produktionen organiserad i flera kvaliteter av silikondämpare, var och en avstämd för en annan kombination av temperatur, doseringskänslighet och regulatoriska krav. Tabellen nedan listar de specifikationsområden som vanligtvis produceras.
| Parameter | Betyg för allmänna ändamål | Hög temperatur | Matkontaktklass | Koncentrerad grad |
|---|---|---|---|---|
| Utseende | Vit emulsion | Mjölkvit emulsion | Vit emulsion, low odor | Benvit viskös pasta |
| Aktivt innehåll | 12 % – 15 % | 18 % – 22 % | 10% – 12% | 28 % – 32 % |
| Viskositet (25°C) | 200 – 500 mPa·s | 400 – 900 mPa·s | 150 – 400 mPa·s | 1500 – 3000 mPa·s |
| pH-värde | 6,0 – 7,5 | 6,5 – 8,0 | 6,0 – 7,0 | 6,5 – 7,5 |
| Jonisk typ | Icke-jonisk | Icke-jonisk | Icke-jonisk | Icke-jonisk |
| Arbetstemperatur | Upp till 90°C | Upp till 200°C | Upp till 100°C | Up to 180°C |
| Spädningsförhållande | 1:5 till 1:20 | 1:10 to 1:30 | 1:5 till 1:15 | 1:20 to 1:50 |
| Lagringsstabilitet | 12 månader | 12 månader | 9 månader | 18 månader |
Prestandadata för skumdämpning
Silikonskumdämpare jämförs ofta med typer av mineralolja och polyeterskumdämpare på två sätt: hur snabbt det slår ner befintligt skum och hur länge det förhindrar att skummet återbildas. Intern testning över en standardskumlösning vid 25°C gav följande jämförelse av nedbrytningstid.
Genomsnittlig skumnedbrytningstid (sekunder, lägre är snabbare)
Spalten blir större vid högre temperaturförhållanden. Mineraloljeskumdämpare tenderar att förlora viskositet och spridningskontroll över 80°C, medan en korrekt formulerad silikonbaserad skumdämpare bibehåller sin nedbrytningshastighet upp till 200°C i högtemperaturkvaliteten, vilket är anledningen till att det förblir det föredragna valet för varma processbad vid färgning, papperstillverkning av svartlut och behandling av pannvatten.
Skumhöjdsminskning över tid vid olika doseringsnivåer
Vid en dos på 0,05 % sjunker skumhöjden i testkolonnen med mer än 80 % inom de första tio minuterna och förblir undertryckt under resten av observationsperioden. Vid den lägre dosen på 0,02 % är den initiala nedbrytningen långsammare och viss skumåterhämtning är synlig efter tjugo minuter, vilket är anledningen till att doseringsrekommendationer alltid ges som ett intervall snarare än ett enda fast nummer - den korrekta punkten inom det intervallet beror på hur aggressivt basvätskan skummar.
Rekommenderad dosering av applikationsindustrin
Doseringen är inte enhetlig inom olika branscher eftersom skumningstendens, vätskeviskositet och bearbetningstemperatur alla varierar. Följande intervall återspeglar typiska utgångspunkter som används före finjustering till en specifik processlinje. Att börja i den nedre delen av ett intervall och öka i små steg samtidigt som man övervakar skumhöjden är i allmänhet mer tillförlitligt än att börja vid den övre gränsen, eftersom överdosering ibland kan destabilisera en formulering eller lämna en synlig rest på en färdig produktyta.
| Industri | Rekommenderad dosering | Arbetstemperatur | Tilläggsmetod |
|---|---|---|---|
| Pappersmassa och beläggning | 0.02% – 0.08% | 20°C – 60°C | Direkt tillsats under vispning eller beläggningsblandning |
| Textilfärgning och tryckning | 0.03% – 0.10% | Upp till 130°C | Doserad dosering i färgbad eller stoppningstråg |
| Vattenbaserade beläggningar och bläck | 0.10% – 0.50% | Rumstemperatur | Tillsätts under malnings- och släppningsskeden |
| Avloppsvatten och luftningstankar | 0.01% – 0.05% | Ambient | Droppmatning vid luftningspunkten |
| Jäsningsprocesser | 0,01 % – 0,03 % | 28°C – 40°C | Steril tillsats genom matningsledning |
| Livsmedelsbearbetning | Under lagstadgad gräns, vanligtvis under 0,01 % | Processberoende | Kontrollerad mätning enligt riktlinjer för livsmedelssäkerhet |
| Tillverkning av lim och tätningsmedel | 0.05% – 0.30% | Rumstemperatur | Läggs till under höghastighetsspridning |
| Metallbearbetningsvätskor | 0,05 % – 0,20 % | Upp till 60°C | Blandas till koncentrat före spädning |
Där varje formulering faktiskt tillämpas
Papperstillverkning
Skum som genereras under massaframställning, limning och beläggning stör arkbildningen och lämnar ytdefekter. A silicone defoamer with fast knockdown prevents pinholes and streaking on the finished paper surface while resisting the alkaline conditions common in pulp processing.
Avloppsvattenrening
Luftningsbassänger genererar beständigt ytskum som kan svämma över tankväggar. A silicone antifoaming agent dosed at the aeration point controls foam height without disrupting the biological activity of the activated sludge process.
Jäsning
Gasutveckling under mikrobiell tillväxt bygger skum som minskar användbar tankvolym. A low-dosage silicone defoaming agent controls this foam layer while remaining compatible with the biological system, avoiding interference with yield or downstream separation.
Beläggningar och bläck
Luft som medbringas under höghastighetsspridning skapar ytkratrar och minskad glans. Silicone based defoamer added at the correct stage of the grinding process removes microbubbles before they become fixed defects in the dried film.
Textilbearbetning
Ytaktiva ämnen som används i skur-, färgnings- och tvättbad skummar kraftigt vid processtemperatur. En värmestabil silikondämpare håller badytan ren så att rullar och guider löper utan skumstörningar.
Livsmedelsbearbetning
Where foam control is needed in food-contact processes, a food contact grade silicone defoamer formulated within permitted dosage limits controls foam during boiling, fermentation, or washing steps without affecting product taste or appearance.
Kvalitetskontrollprocedurer under produktion
Överensstämmelse mellan partierna upprätthålls genom en fast sekvens av kontroller snarare än en enda slutlig inspektion.
Inkommande råvaruinspektion
Silicone oil viscosity, hydrophobic silica particle size, and emulsifier purity are verified against internal specification sheets before any batch enters the mixing stage.
Viskositetsövervakning under process
Viscosity readings are taken at defined intervals during emulsification to confirm droplet formation is proceeding within the target particle size window.
Skumdämpningstestning
Each finished batch is tested in a standardized foam column using a reference surfactant solution to confirm knockdown time and suppression duration meet the grade specification.
Testning av stabilitet och hållbarhet
Samples are held through accelerated freeze-thaw cycles and elevated-temperature storage to confirm the emulsion will not separate before reaching the end user.
Prestanda över pH-förhållanden
Process liquids vary widely in pH, from acidic metalworking fluids to strongly alkaline pulping liquor, and a defoamer that performs well in one range can lose effectiveness in another. Silicone based defoamer is formulated with non-ionic emulsifiers specifically because non-ionic systems remain stable across a broad pH window, unlike anionic emulsifier systems that can break down in highly acidic or highly alkaline liquids.
Relativ skumdämpningseffektivitet över pH-området
Suppression efficiency for silicone based defoamer stays relatively flat across the pH 2 to pH 12 range shown above, with only a modest decline at the extreme ends, while mineral oil defoamer shows a steadier decline as pH moves away from neutral. This stability is a major reason silicone defoaming agent is chosen for pulping liquor, which is typically strongly alkaline, and for certain metal treatment baths that run acidic.
Felsökning av vanliga problem med skumkontroll
Skum kommer tillbaka kort efter dosering
Detta indikerar vanligtvis att dosen är under dämpningströskeln för den vätskan snarare än att produkten har misslyckats. Att öka dosen stegvis inom det rekommenderade intervallet, eller byta till en högre aktivt innehållsgrad, löser vanligtvis återkommande.
Emulsion separerar i förvaring
Separation orsakas oftast av frysexponering eller lagring över det rekommenderade temperaturtaket. Skonsam omblandning kan ibland återställa användbarheten, men behållare som har frusit fast bör utvärderas före användning.
Ytdefekter uppträder i belagd film
Överdosering av silikonskumdämpare i en beläggningsformulering kan orsaka kraterbildning snarare än att lösa det. Att minska dosen något och bekräfta att tillsatspunkten inträffar innan det sista malningssteget brukar korrigera detta.
Minskad effektivitet vid högre temperatur
A general purpose grade losing effectiveness as bath temperature rises is a sign the process has moved beyond its working temperature ceiling, which calls for stepping up to a high temperature grade rather than increasing dosage further.
Anpassningsmöjligheter för specifika formuleringar
Eftersom processförhållandena skiljer sig från en produktionslinje till en annan, kan formuleringar justeras på flera axlar snarare än att förlita sig på en enda fast produkt. Aktivt innehåll kan höjas eller sänkas för att matcha doseringsutrustning som redan är installerad på en processlinje. Viskositeten kan justeras mellan tunna, fririnnande emulsioner lämpade för automatiserade doseringspumpar och tjockare, koncentrerade pastor lämpade för manuell dosering i mindre batchtankar. Valet av emulgator kan skiftas mot system som förblir stabila i hårt vatten eller i närvaro av specifika elektrolyter som finns i ett visst processbad. När en formulering måste uppfylla kraven för kontakt med livsmedel, väljs aktiva ingredienser och dostak för att hålla sig inom tillämpliga lagstadgade gränser för det användningsfallet. Förpackningar kan ordnas i trumma, IBC-tote eller mindre hinkformat beroende på volymen en anläggning förbrukar per produktionscykel, och privat märkning av förpackningar är tillgänglig för anläggningar som föredrar sitt eget varumärke på behållaren.
Riktlinjer för förpackning och förvaring
| Paketstorlek | Behållartyp | Förvaringstemperatur | Hållbarhet |
|---|---|---|---|
| 25 kg | Plasthink | 5°C – 35°C | 9 – 12 månader |
| 200 kg | Stål- eller plasttrumma | 5°C – 35°C | 9 – 12 månader |
| 1000 kg | IBC-väska | 5°C – 35°C | 9 – 12 månader |
Frysning bör undvikas, eftersom upprepad frys-upptining kan bryta emulsionen och orsaka irreversibel separation. Behållare bör återförslutas omedelbart efter användning och förvaras åtskilt från direkt solljus, eftersom långvarig UV-exponering gradvis kan försämra emulgeringssystemet och förkorta den effektiva hållbarheten.
Vanliga frågor om silikonskumdämpare
Hur man gör silikonskumdämpare i produktionsskala
I produktionsskala börjar tillverkningen av silikonskumdämpare med att välja en bassilikonolja vid målviskositeten och sedan blanda i ytbehandlad hydrofob kiseldioxid för att bygga långvarig skumdämpning. Denna blandning dispergeras i vatten med användning av nonjoniska emulgeringsmedel under högskjuvningsblandning för att bilda en stabil emulsion med droppstorlekar i intervallet 1 till 5 mikron. Förtjockningsmedel och konserveringsmedel tillsätts i en sista omgång för att skydda emulsionen under lagring och transport, följt av skumkolonntestning innan satsen släpps för förpackning.
Vad används silikonskumdämpare till
Silikonskumdämpare används för att kontrollera oönskat skum i flytande processer där ytaktiva ämnen, omrörning eller gasgenerering annars skulle skapa ett skumskikt. Vanliga användningsområden inkluderar pappersmassa och beläggning, textilfärgningsbad, vattenbaserade beläggningar och bläck, luftningstankar för avloppsvatten, jäsningsprocesser, limproduktion och system för metallbearbetningsvätskor. I varje fall tillsätts det i en låg dos i förhållande till den totala vätskevolymen, eftersom endast en liten mängd behövs för att störa ytspänningen som håller ihop skumbubblor.
Vad som kan användas som skumdämpare förutom silikon
Flera material kan användas som skumdämpare beroende på processen. Mineraloljebaserad skumdämpare är ett billigare alternativ som lämpar sig för måttliga temperaturförhållanden. Skumdämpare av polyetertyp erbjuder god vattenlöslighet och väljs ofta för vattenbaserade system med krav på biologisk nedbrytbarhet. Fettsyraesterbaserad skumdämpare är vanlig i livsmedelsrelaterade formuleringar. Pulveriserad kiseldioxidbaserad skumdämpare används där en fast bärare behövs snarare än en flytande emulsion. Varje typ skiljer sig i nedbrytningshastighet, undertryckningsvaraktighet och temperaturtolerans, varför valet av formulering beror på det specifika vätskesystemet som behandlas.
Kan silikon användas som antiskummedel
Ja, silikon är ett av de mest effektiva materialen som finns att använda som antiskummedel. Dess låga ytspänning gör att den snabbt sprider sig över en skumfilm och spränger bubbelstrukturen, medan dess kemiska stabilitet låter den prestera över ett brett pH- och temperaturområde jämfört med många alternativa kemier. Silikon kan användas ensamt som det aktiva antiskummedlet eller blandas med andra komponenter som polyeter eller fettsyraestrar för att finjustera kompatibiliteten med ett specifikt vätskesystem.
Vilket är det vanligaste antiskummedlet som används industriellt
Silikonbaserade skumdämpande medel och polyeterbaserade skumdämpande medel är de två mest använda typerna inom industriella processer. Silikonformuleringar gynnas i allmänhet där snabb nedbrytning, låg dosering och hög temperatur eller bred pH-tolerans krävs, såsom vid papperstillverkning, beläggningar och avloppsvattenbehandling. Polyeterformuleringar väljs ofta ut där vattenlöslighet och biologisk nedbrytbarhet är prioriterade, såsom i vissa livsmedelsförädlingar och miljökänsliga tillämpningar. Valet mellan dem beror vanligtvis på temperatur, pH och viskositetsprofil för vätskan som behandlas.
Vad är skillnaden mellan silikonbaserad skumdämpare och silikondämpande medel
De två termerna används i allmänhet omväxlande för att beskriva samma produktklass, även om "silikonbaserad skumdämpare" oftare hänvisar till den färdiga emulsionsprodukten som är klar för dosering, medan "silikonavskumningsmedel" också kan beskriva den aktiva silikonkomponenten i en bredare formulering som kan innehålla andra tillsatser. I praktiska termer hänvisar båda till en formulering byggd kring silikonolja och hydrofob kiseldioxid som den aktiva skumkontrollmekanismen.
Hur ska silikonskumdämpare förvaras och omblandas före användning
Silikonskumdämpare bör förvaras mellan cirka 5°C och 35°C, hållas förseglad och skyddas från direkt solljus och minusgrader. Eftersom det är en emulsion kan mindre sedimentering förekomma naturligt under långa lagringsperioder, så att försiktigt skaka eller rulla en trumma innan dosering är god praxis även när produkten verkar enhetlig. Om en behållare har utsatts för frysförhållanden och visar synlig separation, kan en långsam uppvärmning i kombination med lågskjuvningsblandning ibland återställa användbarheten, men partiet bör kontrolleras i ett småskaligt skumtest innan det doseras till en fullständig produktionskörning för att bekräfta att prestandan inte har påverkats.
Matcha en formulering till en specifik processlinje
Att välja rätt silikondämparkvalitet börjar med att identifiera vätskans arbetstemperatur, pH-intervallet den arbetar inom och hur aggressivt baslösningen skummar under normal omrörning. En process som går under 90°C med måttlig skumning fungerar vanligtvis bra på en generell kvalitet, medan kontinuerlig drift över 100°C, såsom färgbad eller heta massasystem, kräver en högtemperaturkvalitet formulerad med en högre andel värmestabil silikonolja. Där den färdiga vätskan kommer i kontakt med livsmedel eller en reglerad produkt, håller en livsmedelskontaktsklass aktivt innehåll och dosering inom tillåtna gränser samtidigt som den ger effektiv nedbrytning. Kompatibilitetstestning på ett litet prov av den faktiska processvätskan före fullskalig dosering är det mest tillförlitliga sättet att bekräfta doseringshastighet och tillsatspunkt, eftersom två vätskor med liknande utseende kan skumma väldigt olika beroende på deras ytaktiva halt och mineralinnehåll.
Hantering och miljöhänsyn
Silikondämpareemulsioner hanteras i allmänhet som lågriskmaterial, men några praktiska försiktighetsåtgärder håller både produkten och arbetsmiljön i gott skick. Behållare bör förvaras förseglade när de inte används för att förhindra hudbildning på emulsionsytan och för att hålla borta föroreningar som kan bilda mikrobiell tillväxt. Doseringsutrustning som pumpar, droppmatare och doseringsventiler bör sköljas med jämna mellanrum, eftersom torkade rester från en silikonemulsion gradvis kan minska matningslinjerna och sakta ner doseringsnoggrannheten över tiden. Eftersom silikonskumdämpare är effektivt vid mycket låga koncentrationer, släpps vanligtvis endast en liten volym ut i förhållande till den totala vätskegenomströmningen i en processlinje, och formuleringar av livsmedelskvalitet är specifikt utformade för att hålla sig inom tillåtna restgränser för den avsedda användningen. Spill på hårda golv kan skapa en halkrisk på grund av materialets låga ytspänning, så standardinneslutnings- och rengöringsprocedurer som används för andra flytande processhjälpmedel gäller också här.
