TWI404561B - 固態消泡劑 - Google Patents

Description

固態消泡劑

本發明係有關於消泡劑，特別是有關於一種固態消泡劑及其製造方法。

消泡劑主要運用於化學工業(樹脂合成)、廢水工業、石油工業、製紙工業、塗料印刷工業、纖維工業、醫藥品工業、發酵工業、食品工廠及其他相關產業中。目前消泡劑可分為以下幾種類型：水性消泡劑、油性消泡劑、溶劑型消泡劑、及自身乳化型消泡劑(水油二用)。消泡劑係利用降低液體表面張力達到消除泡沫之作用，並同時抑制泡沫的產生。

從以上消泡劑類型可看出，傳統消泡劑均以液體形態存在，且大多為乳白色黏稠狀液體，因此當用於廢水處理時，容易發生下列缺點。第一，消泡劑本身之黏稠性質，容易導致加藥泵或相關設備之管線阻塞，使得廢汙水處理廠之操作人員需要經常地清理，不理想之至。第二，由於一般廢汙水處理設施距離放流口通常還有一段距離或高程上之落差，為避免消泡劑藥性失效，常需提高用藥量或使用較昂貴之長效型消泡劑，致使消泡效果不易控制，加之廢汙水處理廠營運成本提高。

鑒於以上所述習知消泡劑之缺失，本發明之一目的為提供一種固態消泡劑。

本發明之另一目的為於相同使用下降低消泡劑所需之加藥量。

本發明之又一目的為提供一種固態消泡劑，減少營運成本、人力與時間。

本發明提供一種固態消泡劑製造方法，其包含下列步驟：提供一鹼性溶液；加入一油脂於上述鹼性溶液，以產生一皂化反應，形成一肥皂與一甘油；加入一液態消泡劑；以及靜置包含上述用於皂化反應的鹼性溶液、油脂及液態消泡劑之混合液以形成本發明之固態消泡劑。其中前述提供鹼性溶液步驟包含製作25~60%濃度之氫氧化鈉，並冷卻該氫氧化鈉至50℃以下。

前述加入液態消泡劑步驟包含加入矽油消泡劑，加入油脂步驟包含加熱5~40重量百分比之植物油至大約50℃，加入上述氫氧化鈉以產生一第一混合液，進行攪拌並冷卻第一混合液至50℃以下。前述第一混合液產生步驟，進一步包含進行攪拌至無泡沫產生。

前述植物油包含10~20重量百分比之椰子油與5~10重量百分比之棕欖油。前述加入液態消泡劑步驟包含加入30~60重量百分比之液態消泡劑於第一混合液，並攪拌均勻成一第二混合液。本發明之一較佳實施例包含30重量百分比之氫氧化鈉、20重量百分比之植物油及45重量百分比之液態消泡劑。

本發明之固態消泡劑形成方法，進一步包含加入5~20重量百分比之水於2~5重量百分比之洋菜以產生一洋菜溶液，加熱溶解此洋菜溶液成黏稠狀，緩慢倒入洋菜溶液與1~3重量百分比之粉狀活性碳於上述第二混合液並攪拌均勻，其中上述洋菜包含鹿角藻。

本發明亦提供一種固態消泡劑，其成份包含用於皂化反應的5~40重量百分比之植物油、20~40重量百分比之氫氧化鈉，以及30~60重量百分比之液態消泡劑。上述植物油包含10~20重量百分比之椰子油與5~10重量百分比之棕欖油，液態消泡劑包含矽油消泡劑。

本發明之固態消泡劑進一步包含2~5重量百分比之洋菜及1~3重量百分比之粉狀活性碳，其中洋菜包含鹿角藻。在一較佳實施例中，本發明之固態消泡劑包含20重量百分比之植物油、30重量百分比之氫氧化鈉與45重量百分比之液態消泡劑。

消泡劑是一種用途十分廣泛的複配形精細化工產品，可在紡織、印染、造紙、食品、化工、石油、制革、清洗、污水處理及相關領域使用，不但具有快速消泡和持久抑泡的性能，並具有使用範圍廣、成本低、生產容易、設備投資少、生產週期短、無環境污染和經濟效益可觀等諸多優勢。

本發明提供一種固態消泡劑及其製造方法。如圖1所示，本發明固態消泡劑之製造方法，大體上至少包含下列4個主要步驟：步驟110為提供鹼性溶液；步驟130為加入油脂於鹼性溶液以產生皂化反應，形成肥皂與甘油；步驟150為加入液態消泡劑；以及於步驟170靜置包含用於皂化反應的鹼性溶液、油脂及液態消泡劑之混合液以形成固態消泡劑。本發明固態消泡劑之製造方法，其獨特之處在於利用皂化反應將液態消泡劑轉變成固態消泡劑，使原本液態消泡劑所帶來之種種缺點，得以消失於無形。

圖2所示為本發明固態消泡劑製造方法另一實施例之流程圖。如圖所示，前述提供鹼性溶液步驟110進一步包含步驟111：製作25~60%濃度之氫氧化鈉，並冷卻此氫氧化鈉至50℃以下。然而在不同實施例中，鹼性溶液之成份亦可包含氫氧化鉀。此外，前述加入油脂步驟130進一步包含步驟131：加熱5~40重量百分比之植物油至大約50℃，再加入上述已冷卻之氫氧化鈉以產生第一混合液，並發生皂化反應，形成肥皂與甘油。然而在不同實施例中，油脂之成份亦可包含動物油，如豬油、牛油、羊油以及其他合適之動物油。植物油則可使用椰子油、棕欖油、橄欖油、葵花油、芥花油以及其他合適之植物油。之後進行步驟133，將第一混合液進行攪拌至無泡沫產生，並冷卻此第一混合液至50℃以下。

如圖2所示，加入液態消泡劑步驟150進一步包含步驟151：當第一混合液溫度降至50℃以下且成黏稠狀時，即可加入30~60重量百分比之矽油消泡劑於第一混合液，並攪拌均勻成第二混合液。在此一步驟中，矽油消泡劑亦可以其他類型之消泡劑取代，例如水性消泡劑、溶劑型消泡劑或自身乳化型消泡劑等。接著即為圖2之最後一個步驟171：靜置冷卻此第二混合液成固態消泡劑。

關於矽油消泡劑，一般市售消泡劑以矽油系統應用範圍最為廣泛，且效果最好。矽油系統消泡劑可分為聚矽氧流體(Silicone fluid)、聚矽氧流體界面活性劑(Silicone fluid surfactant)、聚矽氧化合物(Silicone compound)與自行乳化型矽油。用於廢污水處理系統之矽油消泡劑較佳為Silicone fluid surfactant，其特點為泡破速率慢但抑泡效果好，適用於中低溫(室溫~50℃)且耐酸鹼溶液環境。

再者，為加速反應將大約需要20天之反應時間縮減至少於一星期，以提高生產效率及符合經濟效益，較佳可於製造固態消泡劑之過程中添加洋菜(即瓊脂)及粉狀活性碳。然而在不同實施例中，洋菜及粉狀活性碳亦可由其他具類似功效之成份加以替代。洋菜須加水並加熱溶解後才可倒入前述之第二混合液，亦即於圖2之步驟151之後。

如圖3所示，其作法較佳包含步驟160：加入5~20重量百分比之水於2~5重量百分比之洋菜產生一洋菜溶液，將其加熱溶解成黏稠狀。接著於步驟161中，緩慢加入已溶解之洋菜及1~3重量百分比之粉狀活性碳於前述第二混合液並攪拌均勻。必需強調的是，在不同實施例中，洋菜溶液及活性碳亦可獨立擇一使用，並非必需同時使用。接著進行步驟172，靜置冷卻此包含洋菜、粉狀活性碳與第二混合液之溶液數天後即形成固態消泡劑。

如前所述，為縮短反應時間，本發明之固態消泡劑的量加入洋菜與粉狀活性碳。在較佳實施例中，如圖4所示，洋菜之成份主要包含鹿角藻。而在此一步驟中各材料之最佳重量百分比為3重量百分比之鹿角藻，15重量百分比之水，與1重量百分比之粉狀活性碳。一般而言，加入鹿角藻與粉狀活性碳之第二混合液，在靜置冷卻六天後即可形成一固態消泡劑。然而在不同實施例中，洋菜亦可使用鹿角藻之外之成份，例如明膠、黃原膠、魔芋膠、阿拉伯膠、海藻酸鈉及其他類似膠質。粉狀活性碳則可以蜜蠟加以替代。

在本發明之較佳實施例中，如圖4所示，固態消泡劑之各必要成份具有下列之重量百分比：用於皂化反應的30重量百分比之氫氧化鈉，20重量百分比之植物油，以及45重量百分比之液態消泡劑。再者，用於皂化反應的20重量百分比之植物油又以15重量百分比椰子油與5重量百分比棕欖油之組合為較佳。此些特定之重量百分比將可達成較理想之固態消泡劑狀況，如體積大小、硬度適中等。另外，由於大於50%濃度氫氧化鈉之製備較為困難而較少見，因此在較佳實施例中，將選擇製作45%濃度之氫氧化鈉。然而大於50%濃度氫氧化鈉仍可使用於本發明固態消泡劑之製備程序中。

簡而言之，在本發明之較佳實施例中，如圖4所示，本發明固態消泡劑之製造方法包含步驟112：製作45%濃度之氫氧化鈉，靜置冷卻此氫氧化鈉至50℃以下。接著進行步驟132：加熱15重量百分比之椰子油及5重量百分比之棕欖油，再加入上述已冷卻30重量百分比之氫氧化鈉以產生第一混合液。之後進行步驟133：將第一混合液進行攪拌至無泡沫產生，並冷卻此第一混合液至50℃以下。接著進行步驟152：加入45重量百分比之矽油消泡劑於第一混合液，並攪拌均勻成第二混合液。之後進行步驟162：加入15重量百分比之水於3重量百分比之鹿角藻，將其加熱溶解成黏稠狀。接著於步驟163中，緩慢加入已溶解之鹿角藻及1重量百分比之粉狀活性碳於前述第二混合液並攪拌均勻。再接著即為圖4之最後一個步驟173：靜置冷卻此包含洋菜、粉狀活性碳與第二混合液之溶液數天後即形成固態消泡劑。

本發明較佳實施例中產生之固態消泡劑較佳具有下列特徵：顏色為近似乳白色，比重介於1.05-1.1，pH值介於7.5-9.0，適合使用之水溫範圍為5℃-45℃，其溶解速率介於10ml/hr-40ml/hr。

本發明以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

110．．．提供鹼性溶液

111．．．製作25~60%濃度之氫氧化鈉，冷卻此氫氧化鈉至50℃以下

112．．．製作45%濃度之氫氧化鈉，靜置冷卻此氫氧化鈉至50℃以下

130．．．加入油脂於鹼性溶液以產生皂化反應

131．．．加熱5~40重量百分比之植物油至大約50℃，加入已冷卻之氫氧化鈉以產生第一混合液

132．．．加熱15重量百分比之椰子油及5重量百分比之棕欖油，再加入已冷卻30重量百分比之氫氧化鈉以產生第一混合液

133．．．將第一混合液進行攪拌至無泡沫產生，並冷卻至50℃以下

150．．．加入液態消泡劑

151．．．加入30~60重量百分比之矽油消泡劑於第一混合液，並攪拌均勻成第二混合液

152．．．加入45重量百分比之矽油消泡劑於第一混合液，並攪拌均勻成第二混合液

160．．．加入5~20重量百分比之水於2~5重量百分比之洋菜，將其加熱溶解成黏稠狀

161．．．緩慢加入已溶解之洋菜及1~3重量百分比之粉狀活性碳於第二混合液，並攪拌均勻

162．．．加入15重量百分比之水於3重量百分比之鹿角藻，將其加熱溶解成黏稠狀

163．．．緩慢加入已溶解之鹿角藻及1重量百分比之粉狀活性碳於第二混合液，並攪拌均勻

170．．．靜置包含用於皂化反應的鹼性溶液、油脂及液態消泡劑之混合液以形成固態消泡劑

171．．．靜置冷卻第二混合液成固態消泡劑

172．．．靜置冷卻即形成固態消泡劑

173．．．靜置冷卻即形成固態消泡劑

圖1係本發明固態消泡劑製造方法之實施例流程圖。

圖2係本發明固態消泡劑製造方法另一實施例之流程圖。

圖3係本發明固態消泡劑製造方法另一實施例之流程圖。

圖4係本發明固態消泡劑製造方法另一實施例之流程圖。

110．．．提供鹼性溶液

130．．．加入油脂於鹼性溶液以產生皂化反應

150．．．加入液態消泡劑

170．．．靜置包含用於皂化反應的鹼性溶液、油脂及液態消泡劑之混合液以形成固態消泡劑

Claims (7)

1. 一種固態消泡劑，其由以下成份製備，包含：5~40重量百分比之植物油；20~40重量百分比之氫氧化鈉；以及30~60重量百分比之液態消泡劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之固態消泡劑，其中該植物油包含10~20重量百分比之椰子油與5~10重量百分比之棕欖油。
3. 如申請專利範圍第1項所述之固態消泡劑，其中該植物油具有20重量百分比、該氫氧化鈉具有30重量百分比，該消泡劑具有45重量百分比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之固態消泡劑，其中該消泡劑包含矽油消泡劑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之固態消泡劑進一步包含2~5重量百分比之洋菜。
6. 如申請專利範圍第5項所述之固態消泡劑，其中該洋菜包含鹿角藻。
7. 如申請專利範圍第1項所述之固態消泡劑進一步包含1~3重量百分比之粉狀活性碳。