Control de Espuma PDF BASF 2021

Control de Espuma Industrial Formulators 01.07.2021 Internal Agenda 1 Teoría detrás de los antiespumantes. 2 Soluciones BASF 3 En vivo CIC 2 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen...

Control de Espuma Industrial Formulators 01.07.2021 Internal Agenda 1 Teoría detrás de los antiespumantes. 2 Soluciones BASF 3 En vivo CIC 2 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Teoría detrás de los antiespumantes Los antiespumantes se conocen como agentes liberadores de aire, supresores de espuma, controladores de espuma. ANTIESPUMANTES Burbujas de gas dispersas en una fase líquida. Aire incluido en una suspensión. 3 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Espuma Las burbujas son meta-estables Existen dos clases de burbujas: Las transitorias Las persistentes ❑ Son burbujas largas, ❑ Están finamente divididas, inestables, de rápida existe mucho líquido entre coalescencia. cada burbuja. ❑ Tienden a transformarse en transitorias por efectos de drenaje. Internal Espuma Qué necesito para que tenga presencia la espuma? Líquido + Gas + Estabilizante + Turbulencia ESPUMA Internal Espuma La espuma se estabiliza en un sistema por la presencia de surfactantes. 1 Burbujas de aire rodeadas por una capa de moléculas de surfactante (lamela) 2 Interfase Aire – Líquido saturado con moléculas de surfactante 3 Formación de una doble capa cuando la burbuja logra llegar a la superficie Internal Supresores de Espuma Clasificación Desaireadores ó Antiespumante Espumante Desaireantes Evitan la formación de Desestabilizan la Destruyen espuma espuma ya formada microespuma MUEVEN ESPUMA A LA PREVIENEN DESTRUYEN SUPERFICIE PARA ELIMINARLA Internal Estabilización La estabilización de la espuma se da por varios fenómenos físicos: Marangoni – Gibbs Fuerzas de Cohesión Repulsión de cargas Tamaño de las burbujas Viscosidad del medio líquido Internal Estabilización Internal Problemas En la producción En el llenado En la aplicación Incremento de tiempos Tiempos muertos de Efectos superficiales. de producción. llenado. Disminución de brillo. Necesidad de reactores Menor material en los con vacío. recipientes. Desarrollo de color. Tanques más grandes. Internal Rompimiento de espuma Spray Mecánica Vibración Térmica Por calentamiento Antiespumante En superficie Química Desespumante Desairante En masa Internal  La principal razón por la que se forma espuma es la Antiespumantes estabilización de las burbujas por las moléculas de surfactantes La cantidad de espuma formada depende de distintos factores: La naturaleza de los componentes de la fórmula Los métodos de producción La aplicación El soporte Internal Eficacia de un Antiespumante ✓ KNOCK DOWN: Rápida acción. ✓ PERSISTENCIA DE ACCIÓN: Es el período de tiempo desde la aplicación de un producto hasta cuando este pierde eficacia, este debe ser un largo período de tiempo. ✓ ESPARCIBILIDAD: Efectivo en toda el área donde hay espuma. ✓ No presentar efectos adversos. ✓ Ofrecer Costo – Beneficio. Internal Eficacia de un Antiespumante Condiciones básicas para un antiespumante: Insoluble y resistente al medio Dispersabilidad / Emulsionabilidad Tensión superficial mas baja que el medio No tóxicos Baja DBO, DQO Internal Eficacia de un Antiespumante https://www.youtube. com/watch?v=GZah xxPuX7w Internal Composición Surfactantes & Agentes Activos Vehículo Emulsificantes Estabilizar el Para prevenir o evitar antiespumante como Transporta los activos la espuma – sílicas fórmula a la burbuja, aceites hidrofóbicas, glicoles, Dispersar / emulsionar el (m-v), glicoles, agua ceras desespumante en la pintura. Internal Clasificación Según el vehículo, tipo: ❑ Base aceite ❑ Base agua Según el componente activo, tipo: ❑ Siliconados ❑ Surfactantes ❑ Acuosos Internal Mecanismos de Acción Estás cargas negativas de los Esta capa de líquido es llamada Lamela, surfactantes crean un vacio, entre el su grosor es determinado por la carga del aire y la burbuja, estás fuerzas líquidas surfactante. Ésta es la principal barrera se dirigen hacia la Lamela que previene el rompimiento de la burbuja El PRINCIPAL objetivo del antiespumante es debilitar esta Lamela para que las fuerzas de gravedad permitan que el aire atrapado escape Internal Mecanismos de Acción Air e Lamel Air Air a e e Air ❶ Partícula Hidrofóbica ❷ e Lamel a Air e ❹ ❸ Internal Mecanismos de Acción Internal Mecanismos de Acción El silicón se esparce originando que la capa de lamela sea cada vez mas delgada, generando su desestabilización y colapso Internal Otra Clasificación para Eficacia Emulsionables Dispersables Compatibilidad con el medio Fuerza de cizalla Internal Dosificación Dosificación óptima: ▪ Mineral: 0.2 – 0.4% ▪ Siliconados: - 0.1% Recomendación ▪ Otros: va a depender de la química y el medio. Partir la dosificación del antiespumante ¼ - ¾ o ½ - ½ Puntos de adición: ▪ Al inicio del proceso (sobre el agua del proceso). ▪ Al final del proceso. Internal Adición Accionar de los antiespumantes en su adición 1 Adición del Antiespumante dosis óptima: Aumento la concentración de antiespumante, la tensión superficial Disminuye debido a que las moléculas se adsorben en la superficie del fluido. SE LOGRA EL OBJETIVO. 2 Adición del Antiespumante dosis crítica: Al agregar más antiespumante se alcanza el punto donde las moléculas están totalmente empaquetadas en la superficie, de forma totalmente vertical, con la parte hidrofílica orientada hacia el fluido y la parte lipofílica hacia el aire. EQUILIBRIO DINÁMICO – equilibrio permanece hasta saturación de este. Internal Adición 3 Adición del Antiespumante saturación del sistema: Si se continua agregando antiespumante, no caben más moléculas en la superficie, y se agregan en estructuras denominadas micelas; la tensión superficial no disminuye más y permanece aproximadamente constante. La concentración a la que comienza la formación de micelas se llama Concentración Micelar Crítica (CMC). NO OCURRE MAS LA SOLUBILIZACIÓN Y LOS EFECTOS BUSCADOS NO OPERAN MAS. Internal Recomendar Verificación Para recomendar un antiespumante es necesario conocer: Proceso Naturaleza química del fluido Condiciones de operación Surfactantes adicionados al sistema Temperaturas de presiones Posibilidades de dosificación Internal Control de Espuma Soluciones BASF Pinturas y Cuero y textil Pulpa y Construcción Tratamiento Agricultura. Alimentos recubrimientos papel de aguas 27 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Nuestro portafolio Antiespumantes Precursores antiespumantes Degressal FBA 516 Pluronic PE 6100 Degressal SD 20 Pluronic PE 8100 Degressal SD 40 Pluriol E 300 Pluronic RPE 2520 Pluronic PE 6100 Pluriol P 2000 Etingal L Agnique DFM 111 S Agnique SOAP L Industrol XXX 28 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Línea de productos Química Propiedades Aplicaciones Plurafac Baja espuma. Textil. C4-18 Alcohol alcoxilado. Antiespumante. Agroquímicos. Humectante. Bloque o aleatorio. Remosión de suciedad. Emulsificante. Pluronic Baja espuma. Recubrimientos. EO/PO bloque de Antiespumante. Agroquímicos. copolimeros Pluronic Emulsificante. Pulpa y papel. Dispersante. Azúcar. Modificador reológico. Polimerización por Pluronic R(eversed) emulsión. Textil. Metal mecánica. 29 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Evaluaciones antiespumantes. 1. CNOMO a) Descripción. Bombeo alrededor del circuito. Medición del volumen de espuma. b) Procedimiento. 500 ml de Disponil FES 32 (SLES). 0.075 g/l de antiespumante. Bombeo de 200 l/h por 10 min. Volumen de espuma medido cada 30 seg. Duración de bombeo 5 min. Volumen medido cada 30 segundos. 30 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma 31 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Pinturas y Recubrimientos Polimerización en emulsión Antiespumantes adaptados a los Libre de silicones y aceites Balance. pasos de la reacción. minerales. ▪ Eficacia antiespumante en ▪ Brinda rendimiento donde se ▪ Mayor compatibilidad con paralelo con compatibilidad. necesita. medios acuosos que los antiespumantes estandar. ▪ Desde los procesos de reacción y decapado hasta los ▪ Es menos probable que rompa la procesos de bombeo y película de polímero final. llenado. 32 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Evaluaciones antiespumantes para EP. 2. Pruebas a) Descripción. Agitación Medición del volumen de espuma. b) Procedimiento. 120 ml de Acronal 290 D (50% agua / 50% Acronal). 1% de antiespumante. Agitación con propela a 1200 rpm por 1 min. Medición de volumen de espuma. 33 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Resultados 34 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Resultados 35 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Mezclas de concreto Función ▪ Incrementa la densidad del concreto para dar mayor fuerza. ▪ Minimiza la agitación mecánica necesaria para liberar el aire atrapado. Soluciones ▪ Degressal SD 40 (ester de ácido fosfórico). ▪ Etingal L (derivado de acido graso de polieter). 36 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal  Control de Espuma ◼ Etingal L  Información técnica.  Contenido de poros de aire en la formulación de PCE. Etingal L es libre de siliconas y aceite mineral lo cual lo hace altamente compatible con formulaciones base PCE. Excelente desempeño en PCE base ester y eter con base a evaluaciones de concreto. Posible dosificación entre 0.1 – 0.5% con base al contenido de activo de PCE en la formulación. 37 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Evaluación ▪ Prueba de BASF desarrollada para evaluar el desempeño bajo condiciones de proceso. ▪ Fluido simulado de propósito general sintético (GPS). Metal mecánica ▪ Analizador de espuma dinámica usado para analizar la generación de espuma en la solución prueba a lo largo del tiempo mediante la Aplicación introducción de burbujas de aire. ▪ Tiempo medido en donde un tensoactivo antiespumante educe con éxito Antiespumantes para fluidos semi-sintéticos la altura de la espuma. ▪ Pluronic 31R1 – Copolímero de bloque, GPS Fluid A dosificación recomendada 0.05%. 29 (10:100) Pluronic 27 31R1/IPA/SXS Antiespumantes para fluidos sintéticos Foam Height (cm) (0.5%) 25 Pluronic ▪ Pluronic 31R1 – Copolímero de bloque, 31R1/SXS (0.5%) 23 Tetronic dosificación recomendada 0.05%. 150R1/SXS (0.5%) ▪ Pluronic L61 – Copolímero de bloque EO/PO, 21 Pluronic L61/SXS 10% EO, dosificación recomendada 0.5%. 19 (0.5%) 17 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Time (min) 38 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Evaluación ▪ Efectos de los antiespumantes sobre la altura de la Metal mecánica espuma (ml) en ensayos de espuma con cilindros graduados. Aplicación Antiespumante 100 ppm antiespumante 100 ppm antiespumante Después 15 secs Altura de espuma usando el Altura de espuma después Altura de la espuma después método de prueba de inversión ▪ Antiespumantes Pluronic e Industrol para (5X – 180° inversiones) de agitar/burbujeo* del burujeo Ninguno 46 >150 50 aplicaciones de fermentación y molienda Silicone 0 0 0 húmeda de maíz. Silicon blend 0 0 0 Pluronic® L61 0 120 0 Evaluación Pluronic® L81 0 20 0 Altura de la Altura espuma Pluronic® L62 4 >150 20 1% Cloud Point espuma (ml) (ml) Pluronic® L101 4 15 0 Antiespumante (°F) Aplicación Estática (1) Dinámica (2) Pluronic® 31R1 0 >150 0 Industrol® DF 204 66.2 0 58(3) Fermentación Pluronic® 25R2 0 >150 0 Fermentación, Pluronic® L61 75.2 0 140(3) molienda húmeda de maíz Molienda húmeda de Pluronic® L81 68.0 0 16(3) maíz *Aire rociado a través del caldo a razón de 1 litro/min. 1. Espuma medida después de 5 inversiones de un cultivo de veinticuatro 24 horas de Sacchromyces cervisae con 100 ppm de antiespumante. 2. Nivel de espuma generado al pasar aire a 1000 ml / min. 3. Indica que la espuma se disipó rápidamente inmediatamente después de que se eliminó la fuente de aire. 39 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Aplicaciones grado alimenticio Soluciones S-Maz 60 K – ester de sorbitan. Pluronic L 81 – bloque copolímero. HLB = 5 lo hace buena alternativa para ambientes HLB= 2. agua en aceite (ej. Aplicaciones de horneado / Cumple FDA para baños para pecuarios y agentes panaderia). antiespumantes en el procesamiento de alimentos. Cumple FDA como agente antiespumante en procesos alimenticios. Pluronic L 92 – bloque copolímero. HLB = 6. Pluronic L 61 – bloque copolímero. Cumple FDA para agentes antiespumantes. HLB = 3. Cumple FDA para soluciones desinfectantes para uso de equipo de procesamiento de alimentos, baños para pecuarios y agentes antiespumantes en el procesamiento de alimentos. 40 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma Agnique DFM 111 S Aditivos agroquímicos Soluciones  Agnique DFM 111 S – Emulsión de poli dimetil siloxano. Emulsión de silicón que es ampliamente efectiva en un amplio rango de temperatura y pH. Agnique DFM 111 S puede ser usado tal cual o diluido con una porción del medio. Agnique SOAP L Adecuado para formulaciones EC, ME, SC, SE, SL y adyuvantes de mezcla de tanque. Aprobación 40 CFR 180.920  Agnique SOAP L – Antiespumante base de cebo. Antiespumante derivado natural y rápidamente biodegradable. Altamente concentrado y fácil de manipular. Adecuado para formulaciones SC, SE, SL, WDG y WP. Aprobación 40 CFR 180.910. 41 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal  En vivo - CIC 42 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Control de Espuma ◼ Recursos disponibles en el CIC  SITA foam analyzer. https://www.youtube.com/watch ?v=kmA9ihzvrpA  Copa para densidad específica. 43 01.07.2021 | Optionale Zusatzinformationen Internal Internal