Пены | это… Что такое Пены?

        ячеистые дисперсные системы, представляющие собой совокупность пузырьков газа (пара), разделённых тонкими прослойками жидкости. П. по размеру пузырьков относятся к грубодисперсным системам; размер пузырьков, составляющих дисперсную фазу (См. Дисперсная фаза), лежит в пределах от долей мм до нескольких см. Общий объём заключённого в них газа может в сотни раз превосходить объём дисперсионной среды (См. Дисперсионная среда) — жидкости, находящейся в прослойках. Отношение объёма П. к объёму жидкой фазы называется кратностью П. При формировании высокократных П. пузырьки превращаются в многогранные (полиэдрические) ячейки, а жидкие прослойки — в плёнки толщиной несколько сотен, иногда несколько десятков нм. Такие плёнки образуют пространственный каркас, обладающий некоторой упругостью и прочностью. Поэтому П. имеют свойства структурированных систем (см. Дисперсная структура, Гели). Одна из основных характеристик П.

— устойчивость, определяемая по времени уменьшения на 50% объёма или высоты слоя П., изменению её дисперсности и др. методами.

         Образование П., или вспенивание, происходит при диспергировании (См. Диспергирование) газа в жидкой среде и во время выделения новой газовой фазы в объёме жидкости. Возникновение устойчивых высокодисперсных П. обусловлено присутствием в жидкости стабилизаторов П., или пенообразователей. Эти вещества облегчают вспенивание и затрудняют отток жидкости (дренаж) из пенных плёнок, препятствуя коалесценции (слиянию) пузырьков. Действуют они так же, как стабилизаторы эмульсий (См. Эмульсии) и лиофобных коллоидных систем (См. Коллоидные системы): снижают поверхностное натяжение и создают адсорбционно-сольватный слой с положительным расклинивающим давлением (См. Расклинивающее давление). В водных средах особенно эффективны Мыла, мылоподобные Поверхностно-активные вещества и некоторые растворимые полимеры, образующие на границе жидкости с газом слои с явно выраженными структурно-механическими свойствами (см.

также Мономолекулярный слой). Увеличение вязкости дисперсионной среды повышает устойчивость П. Чистые жидкости с низкой вязкостью не образуют П.

         Устойчивые и обильные П. с двуокисью углерода в качестве газовой фазы широко используют как средство тушения пожаров. П. для этой цели получают с помощью пенных огнетушителей (См. Огнетушитель) и разного типа пеногенераторов. Пенную флотацию применяют при обогащении полезных ископаемых. Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных П. имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов: хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, кремов и др. Твёрдые строительные и конструкционные ячеистые материалы (пеностекло, пеношлаки, Пенопласты, пористые резины и т. д.) также получают вспениванием первоначально жидких суспензий, расплавов, растворов или полимерных композиций.

         Ряд технологических процессов, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождается нежелательным пенообразованием. Для разрушения П. (пеногашения) или предупреждения их образования используют противопенные вещества, или пеногасители. Эффективные пеногасители — поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию П. К их числу относятся различные спирты, эфиры, алкиламины. Иногда П. разрушают воздействием высоких температур, механическим путём или просто «отстаиванием».

         Лит. см. при ст. Коллоидная химия.

         Л. А. Шиц.

Пены и химия

Издавна известно, что пена представляет собой промежуточное состояние вещества между газом и жидкостью или между газом и твердой фазой. Морская пена, пена, клубящаяся над пивной кружкой, хлеб, пемза, резиновая губка — все это примеры пены. Человечество использует различные пены уже более трех тысяч лет, но лишь в 60-х годах ХХ века Плато выяснил истинную природу пены и условия, при которых она возникает и устойчиво существует.

Образование пены — чрезвычайно важный технологический процесс в производстве шоколада и в обогащении руд, в выпечке хлеба и в тушении пожаров, в приготовлении пива и в стирке белья. Никелевый катализатор, нанесенный на пемзу или на другую твердую пену, ускоряет превращение арахисового и хлопкового масел в маргарин. А в процессе приготовления фотографической бумаги приходится принимать меры к тому, чтобы желатин не пенился, не образовывал пузырьков на бумаге, иначе эмульсия бромистого серебра неравномерно распределится на поверхности. И даже при изготовлении хорошей халвы, (такую, можно приобрести, в том числе, на сайте http://www.mdngroup.com.ua/c000015953-halva-kozinaki/) используется специальный пенообразователь: корень алтея, солодковый или мыльный корень (колючелистник).

Пены в жидкости

Для образования жидкой пены необходимо три компонента: газ, жидкость и пенообразующее вещество. Однако в некоторых случаях можно обойтись и без пенообразующего вещества: это относится к достаточно вязким жидкостям, таким, как тяжелые масла, расплавленное стекло, некоторые пластмассы.

Жидкая пена состоит из массы пузырьков, отделенных друг от друга тонкой пленкой жидкости. Размер и форма этих пузырьков определяются множеством факторов, в том числе природой жидкости, методом приготовления пены и ее «возрастом». Размеры пузырьков могут быть самыми разными: от маленьких сфер с диаметром менее одной десятой миллиметра до неправильных многогранников со средним диаметром более 5 сантиметров. Различны и физические свойства пены различных жидкостей. Например, у пены взбитого белка удельный вес вдвое меньше, чем у пены моющего средства.

Стабилизация пены

Точное знание механизма стабилизации пены пенообразующим веществом очень существенно для разработки средств тушения пожаров и для пивоварения. Здесь образование пены просто необходимо. А при изготовлении варений и джемов, например, технологи заинтересованы в обратном. Они хотят избавиться от пены.

Вследствие особой структуры молекул пенообразующие вещества — мыла, белки, глюкозиды, некоторые жирные кислоты и эфиры — обладают одним общим свойством: они не распределяются равномерно по объему при растворении в воде, а концентрируются в поверхностном слое. Толщина этого слоя всего 1—2 молекулы. При образовании пены этот слой, в котором сосредоточено пенообразующее вещество, обволакивает каждый пузырек газа. Поскольку вязкость, упругость и механическая прочность этого вещества намного больше, чем у основной жидкости, оно действует как упругая оболочка. Поэтому скорость слияния пузырьков и их разрушение существенно замедляются. В общих чертах это было ясно и раньше, но детали механизма пенообразования стали известны лишь недавно.

Десять лет напряженных исследований ученых Англии и США помогли английским ученым Райдилу и Дэвису выдвинуть недавно новую теорию. По их мнению, существует несколько путей влияния пенообразующего вещества на стабильность пузырьков в пене. Во-первых, оно понижает силу поверхностного натяжения и увеличивает поверхностную вязкость жидкости. В результате снижается скорость, с которой пенообразующее вещество отсасывается от поверхностей раздела между пузырьками в область низкого давления, возникающую там, где граничат между собой три и более пузырьков, — ее называют областью Плато. Во-вторых, поскольку молекулы многих пенообразующих веществ несут электрический заряд и концентрируются на стенках пузырьков, возникают электростатические силы отталкивания. Эти силы стремятся отделить друг от друга стенки смежных пузырьков.

Оба эти эффекта в сумме приводят к тому, что стенки пузырьков получаются достаточно толстыми, не менее одной миллионной доли сантиметра. В-третьих, пенообразующее вещество, концентрирующееся в стенках пузырьков, препятствует утечке газа из пузырьков и повышает стойкость стенок по отношению к механическим и термическим воздействиям.

Проверка, проведенная с помощью очень точных измерительных приборов, подтвердила теоретические положения, выдвинутые Райдилом и Дэвисом.

Твердые пены

Твердые пены отличаются от жидких тем, что пограничные стенки, разделяющие пузырьки, у них во много раз стабильнее. Правда, в конце концов, и они разрушаются, особенно под действием тепла, ультрафиолетовых лучей, химических реагентов или механических усилий.

Для приготовления твердых пен вовсе не обязательно прибегать к пенообразующим веществам. Так, например, пеностекло можно получить, просто вдувая газ в массу стекла, нагретого до температуры, слегка превышающей точку размягчения. Поверхность стекла, соприкасающаяся с атмосферой, холоднее основной массы, поэтому вязкость поверхностного слоя настолько велика, что пузырьки газа не могут пробиться сквозь него и остаются в стекле. Для получения пенопластов часто прибегают к пенообразующим веществам, таким, как казеинаты, смолы. Распространенный метод получения пенопласта состоит в том, что пластмассу размалывают вместе с небольшим количеством, например, азоизобутиронитрила, а затем нагревают смесь до температуры около 130 С.

Пенообразующее соединение при этом разлагается с выделением азота, и пластмасса как бы «всходит»; в зависимости от вида пластмассы получается либо губка, либо твердая пена.

Другой путь получения твердых пен — нагрев вещества до расплавления с последующей выдержкой под высоким давлением. При этом все присутствующие газы растворяются в расплаве. Когда затем давление внезапно сбрасывается, газ выделяется из раствора в виде пузырьков. Если при этом материал охлаждать, то он затвердевает — образуется пена. Этот процесс происходит в природе, когда расплавленная лава извергается из области очень высокого давления внутри вулкана на холодную поверхность земли.

Пенопласты, легкие строительные материалы и даже пенометаллы начинают ныне теснить более традиционные материалы. Это обстоятельство повлекло за собой необходимость повышения точности измерения таких свойств пены, как стабильность, плотность, вязкость, эластичность и электропроводность.

Автор: Н. Пилпел.

Пенообразователь на 20 галлонов – FOAMit

Перейти кВозможностиХарактеристикиОпцииРесурсыАксессуарыУзнать цену

Характеристики

• Заборы из заранее приготовленного раствора
• Работает на сжатом воздухе
• Откидная задняя пластина обеспечивает доступ к компонентам без инструментов
• Быстросменный насос
• Бак естественного цвета для лучшей видимости уровня продукта
• Крышка на петлях
• Варианты цветового кодирования:
  • Крышка – 7 цветов (BK, BL, GN, YL, RD, PL, OR)
  • Сливной шланг – 4 цвета (BL, GN, YL, RD)
• Встроенные хомуты для шлангов
• Дренаж, обращенный вперед
• Прямоточный сетчатый фильтр для защиты насоса от мусора
• Защита шланга от перегиба

Спецификация

20-галлонный пенообразователь

Скачать

Руководство пользователя

20-галлонный пеногенератор

Скачать

Есть вопросы?

ТИП МОЩНОСТИ

Сжатый воздух

ТИПА ХИМИЧЕСКОГО ПОДЪЕМНИКА

Забор из предварительно смешанного раствора

КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТОВ, ИЗ КОТОРЫХ МОЖЕТ ПОЛУЧАТЬСЯ (И НЕОБХОДИМО, ОДНОВРЕМЕННО ИЛИ ПО ОДНОМУ)

Один продукт

ДЛИНА/ДИАМЕТР Всасывающей линии

Внутренний диаметр 3/8 дюйма (9,5 мм)

ОБЪЕМ

20 галлонов (75,71 л)

ДИАМЕТР/ДЛИНА СЛИВНОГО ШЛАНГА

Шланг длиной 30 футов (9 м) с внутренним диаметром 3/4 дюйма (19 мм)

РАЗГРУЗОЧНАЯ ТРУБА/ТИП НАКОНЕЧНИКА

7-дюймовая (17,8 см) трубка из нержавеющей стали с нулевым наконечником и шаровым клапаном

РАССТОЯНИЕ ВЫХОДА

25-30 футов (7-9 м)

ОБЪЕМ НА ВЫХОДЕ

20-45 гал/мин (75-170 л/мин) пены

РАСХОД*

2 гал/мин (7,6 л/мин)

УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА

Сантопрен, витон или калрез

ТИП КОЛЕС

Два 10-дюймовых не оставляющих следов колеса

*Указанные скорости разбавления и скорости потока основаны на химическом веществе с вязкостью воды и заводскими настройками давления воздуха.

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ

40–80 фунтов на кв. дюйм (3–5 бар) при 5–10 кубических футов в минуту (141–283 л/мин)

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР ЖИДКОСТИ

40-100˚F (4,4-37˚C)

ХИМИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

Химические продукты, используемые с этим оборудованием, должны быть разработаны для этого типа применения и совместимы с материалами блока и уплотнениями насоса. Для получения дополнительной информации о химической совместимости обратитесь к производителю или паспорту безопасности вашего продукта или свяжитесь с нашим отделом обслуживания клиентов.

	МАТЕРИАЛ УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА
ФИ-20Н	Сантропрен (стандартный)
	Витон (V)
	Калрез (К)

 

Добавьте жирным шрифтом коды опций к номеру позиции, как показано. Для стандартных опций код опции не требуется. Примеры:

• FI-20N (стандартный блок с уплотнениями насоса из сантопрена)
• FI-20NV (агрегат с уплотнениями насоса Viton)

Другие доступные опции:

• Наконечник вентилятора
• Цветовая маркировка – крышка +/или сливной шланг
• Водоотделитель
• Воздушный шланг

• Пенообразователь в сборе со сливным шлангом и патрубком
• Руководство пользователя

Совместимость материалов уплотнения насоса

Выберите материал уплотнения насоса, совместимый с химическими веществами, которые вы будете использовать. Химическая несовместимость может привести к ускоренному износу и отказу оборудования, на который не распространяется гарантия, поэтому важно провести исследование.

• Обратитесь к паспорту безопасности (SDS) вашего химического вещества, чтобы узнать об ингредиентах.
• Используйте базу данных химической совместимости (например, эту: https://www. coleparmer.com/Chemical-Resistance), чтобы искать ингредиенты и информацию о совместимости материалов.
• Обратите внимание, что концентрация химических веществ имеет большое значение для совместимости. Подумайте о том, будет ли используемое вами химическое вещество предварительно разбавленным или концентрированным, когда оно будет использоваться в оборудовании.
• Если вам нужна помощь, обратитесь к производителю химикатов. Или отправьте свой паспорт безопасности на адрес [email protected], и мы сможем помочь.

аксессуары

видео поддержки

получать обновления FOAMit

Мы не можем очистить ваш почтовый ящик, но мы можем помочь сделать его интересным. Будьте в курсе продуктов, улучшений и других новостей.

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

Электронная почта *

Пенообразователь на 5 галлонов – FOAMit

Перейти кВозможностиХарактеристикиОпцииРесурсыАксессуарыУзнать цену

Характеристики

• Заборы из заранее приготовленного раствора
• Работает на сжатом воздухе
• Откидная задняя пластина обеспечивает доступ к компонентам без инструментов
• Быстросменный насос
• Бак естественного цвета для лучшей видимости уровня продукта
• Встроенные хомуты для шлангов
• Прямоточный сетчатый фильтр для защиты насоса от мусора
• Защита шланга от перегиба
• Выдвижная ручка для переноски
• Варианты цветового кодирования:
  • Крышка – 7 цветов (WH, BK, BL, GN, YL, RD, PL, OR)
  • Сливной шланг – 4 цвета (BL, GN, YL, RD)

Спецификация

Пенообразователь на 5 галлонов

Загрузить

Руководство пользователя

5-галлонный пенообразователь

Загрузить

Есть вопросы?

ТИП МОЩНОСТИ

Сжатый воздух

ТИП ХИМИЧЕСКОГО ПОДЪЕМА

Забор из предварительно смешанного раствора

КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТОВ, ИЗ КОТОРЫХ МОЖЕТ ПОЛУЧАТЬСЯ (И НЕОБХОДИМО, ОДНОВРЕМЕННО ИЛИ ПО ОДНОМУ)

Один продукт

ДЛИНА/ДИАМЕТР Всасывающей линии

Внутренний диаметр 3/8 дюйма (9,5 мм)

ОБЪЕМ

5 галлонов (18,93 литра)

ДИАМЕТР/ДЛИНА СЛИВНОГО ШЛАНГА

Шланг длиной 20 футов (6 м) с внутренним диаметром 1/2 дюйма (12,7 мм)

РАЗГРУЗОЧНАЯ ТРУБА/ТИП НАКОНЕЧНИКА

7-дюймовая (17,8 см) трубка из нержавеющей стали с нулевым наконечником и шаровым клапаном

ВЫХОДНОЕ РАССТОЯНИЕ

15-20 футов (от 4,6 до 6 м)

ОБЪЕМ НА ВЫХОДЕ

15-30 гал/мин (от 57 до 144 л/мин) пены

РАСХОД*

2 гал/мин (7,6 л/мин)

УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА

Сантопрен, витон или калрез

ТИП КОЛЕС

Два 3-дюймовых колеса, не оставляющих следов

*Указанные скорости разбавления и скорости потока основаны на химическом веществе с вязкостью воды и заводскими настройками давления воздуха.

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ

40–80 фунтов на кв. дюйм (3–5 бар) при 5–8 кубических футах в минуту (141–227 л/мин)

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР ЖИДКОСТИ

40-100˚F (4,4-37˚C)

ХИМИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ

Химические продукты, используемые с этим оборудованием, должны быть разработаны для этого типа применения и совместимы с материалами блока и уплотнениями насоса. Для получения дополнительной информации о химической совместимости обратитесь к производителю или паспорту безопасности вашего продукта или свяжитесь с нашим отделом обслуживания клиентов.

	МАТЕРИАЛ УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА
ФИ-5Н	Сантропрен (стандартный)
	Витон (V)
	Калрез (К)

 

Добавьте коды опций к номеру позиции, как показано. Для стандартных опций код опции не требуется. Примеры:

• FI-5N (стандартный блок с уплотнениями насоса из сантопрена)
• FI-5NV (агрегат с уплотнениями насоса Viton)

Другие доступные опции:

• Наконечник вентилятора
• Цветовая маркировка – крышка +/или сливной шланг
• Водоотделитель
• Воздушный шланг

• Пенообразователь в сборе со сливным шлангом и патрубком
• Руководство пользователя

Совместимость материалов уплотнения насоса

Выберите материал уплотнения насоса, совместимый с химическими веществами, которые вы будете использовать. Химическая несовместимость может привести к ускоренному износу и отказу оборудования, на которые не распространяется гарантия, поэтому важно провести собственное исследование.

• Обратитесь к паспорту безопасности (SDS) вашего химического вещества, чтобы узнать об ингредиентах.
• Используйте базу данных химической совместимости (например, эту: https://www.