Demulsificador (del lat. de - "disminución"; lat. emulgeo - "leche", "leche") - un reactivo que se usa para romper las emulsiones , que se forman a partir de sustancias mutuamente insolubles (ligeramente solubles), una de las cuales se tritura en el otros en forma de pequeñas gotitas ( glóbulos ).
En una emulsión , el proceso de triturar una sustancia en otra se llama dispersión . La sustancia dispersa se denomina fase interna o dispersa, y la sustancia en la que se encuentra la interna se denomina medio de dispersión o medio externo .
Las emulsiones generalmente se forman como resultado de la trituración, mezcla o difusión de sustancias. La energía gastada durante el mezclado para formar una unidad de superficie interfacial se denomina energía superficial o tensión superficial (tensión interfacial ). Los glóbulos de la fase interna tienen forma esférica, ya que dicha forma tiene la superficie más pequeña y la energía libre más pequeña. La forma del glóbulo puede distorsionarse por la gravedad , la fuerza del campo eléctrico, así como las sustancias activas, que se utilizan en la destrucción de las emulsiones.
Las mezclas de agua-grasa y agua-aceite son los ejemplos más simples de emulsiones.
Una emulsión es un sistema inestable que tiende a formar una interfase mínima entre las fases - a la estratificación de la mezcla. Debido a la presencia de emulsionantes (estabilizadores de emulsión) que crean capas de adsorción (carcasas protectoras) en la superficie de las partículas dispersas, se forman emulsiones estables. Las cubiertas de los depósitos tienen resistencia mecánica y evitan la coalescencia de partículas y la separación de la emulsión. Para destruir la emulsión, es necesario desplazar la capa de estabilización en la interfase. El mecanismo de acción del desemulsionante radica en esto: debido a la mayor actividad superficial, su sustancia activa penetra en el espacio interfacial y reemplaza la capa de adsorción presente. En este caso, el desemulsionante reduce la tensión superficial, proporciona un mayor grado de libertad de la superficie de los glóbulos y no impide la fusión de los glóbulos de la fase dispersa.
Las propiedades de la interfaz de fase están fuertemente influenciadas por las sustancias disueltas y dispersas, así como por la temperatura del medio. El proceso de ruptura de la emulsión incluye:
La colisión de partículas ocurre bajo la influencia de factores físicos: mezcla mecánica, movimiento de la mezcla y sedimentación gravitacional. La tasa de colisiones puede aumentar bajo la influencia de la temperatura, campos eléctricos y ultrasónicos.
Cuando se aplica a las emulsiones de agua y grasa, la fusión de partículas se produce con una resistencia estructural y mecánica baja de las capas de separación, y si tienen propiedades hidrofílicas, la velocidad de todo el proceso de descomposición de la emulsión está limitada por la velocidad de fusión de las partículas dispersas.
La tasa de sedimentación de partículas fusionadas y la separación de fases continuas dependen del tamaño de los glóbulos, la viscosidad del medio de dispersión y la diferencia en las densidades de las sustancias: la tasa de precipitación aumenta con el tamaño de los glóbulos de la sustancia interna y la diferencia de densidades y disminuye al aumentar la viscosidad de la fase dispersa. El medio más efectivo para acelerar el proceso en la tercera etapa es calentar la mezcla, ya que conduce a un aumento en la diferencia de densidades de las fases de emulsión.
La acción de los desemulsionantes está dirigida a la aplicación de la segunda etapa. En este caso, se manifiestan las propiedades de los tensioactivos.
Por su composición, los desemulsionantes son reactivos de varios químicos ( tensioactivos , modificadores y solventes) desarrollados en base a las propiedades y componentes de la emulsión a separar.
Los desemulsionantes utilizados para romper emulsiones se dividen en dos grupos: iónicos y no iónicos. Los desemulsionantes iónicos en soluciones acuosas se disocian en iones. Dependiendo de qué iones (aniones o cationes) sean tensioactivos, los desemulsionantes iónicos se dividen en aniónicos y catiónicos. Los desemulsionantes no iónicos no se disocian en iones en soluciones acuosas y se dividen en hidrofílicos e hidrofóbicos (solubles en agua y solubles en aceite (solubles en aceite)).
Los primeros desemulsionantes han aparecido desde la invención del jabón, un producto que contiene tensioactivos que descomponen las emulsiones agua-grasas que eliminan la suciedad.
En la industria, los desemulsionantes se utilizan ampliamente en las industrias alimentaria, química, petrolera y otras.
El desemulsionante se utiliza para aumentar la eficiencia de las instalaciones de decantación y tratamiento. En las empresas de la industria alimentaria (carne, procesamiento de pescado, confitería, industria láctea), el desemulsionante ayuda a reducir la concentración de grasas en el producto al valor requerido. En la producción y procesamiento de petróleo, el desemulsionante se utiliza para eliminar el agua y las sales producidas.
Para las emulsiones aceite-agua y agua-grasa, anteriormente se utilizaban desemulsionantes ionogénicos, como el contacto negro neutralizado y el alquitrán ácido neutralizado (en la industria petrolera), que tienen importantes inconvenientes:
Por lo tanto, los desemulsionantes ionogénicos casi nunca se usan en la actualidad .
Los desemulsionantes no iónicos ahora se utilizan en las industrias química y del petróleo. Se sintetizan a partir de los productos de reacción del óxido de etileno u óxido de propileno con alcoholes, ácidos grasos y alquilfenoles. Los desemulsionantes no iónicos no interactúan con las sales y no forman depósitos sólidos. Su consumo es muy inferior al ionogénico.
El alargamiento de la cadena de oxietileno aumenta la solubilidad del desemulsionante en agua al aumentar la parte hidrófila (soluble en agua) de la molécula. Si el óxido de etileno se reemplaza por óxido de propileno, entonces la solubilidad del desemulsionante en aceite (o aceite) puede aumentar significativamente sin violar sus propiedades hidrofílicas.
Los nuevos materiales desemulsionantes no son sustancias puras, sino una mezcla de polímeros de diferentes pesos moleculares con diferentes propiedades hidrofóbicas. Por lo tanto, tienen un rango mucho más amplio de solubilidad en varias mezclas, un amplio espectro de acción y alta eficiencia. Actualmente, el tratamiento del aceite utiliza desemulsificantes como record, DMO, separol, deproxamine, SNPKh 4460, etc.