[科普中國]-破乳

定義

又稱反乳化作用。 （demulsification）

乳狀液的分散相小液珠聚集成團(tuán)，形成大液滴，最終使油水兩相分層析出的過程。

破乳方法可分為物理機(jī)械法和物理化學(xué)法。物理機(jī)械法有電沉降、過濾、超聲等；物理化學(xué)法主要是改變?nèi)橐旱慕缑嫘再|(zhì)而破乳，如加入破乳劑。

原理表面活性劑受到溫度變化或者其他外界因素，由乳化狀態(tài)變成油水分離的過程，主要是乳化不穩(wěn)定造成。破乳后的表面活性劑如化妝品、食品添加劑、印染助劑等失去使用性能，而且會引起副作用。

能有效地使乳狀液破壞的試劑稱為破乳劑（demulsifier），它們通常是在油水界面上有強(qiáng)烈吸附傾向，但又不能形成牢固的界面膜的一類表面活性劑。有陰離子型破乳劑（如脂肪酸鹽、磺酸鹽類、烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯脂肪醇磷酸鹽等）；陽離子型破乳劑（如氯化十四烷基三甲基銨等）；非離子型破乳劑（如聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇（或苯酚）醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺醚）。

乳狀液的破壞過程通常分為兩步。第一步是絮凝過程，在此過程中分散相粒子聚集成團(tuán)，而各粒子仍然存在。絮凝過程是可逆的，即聚集成團(tuán)的粒子在外界作用下又可分離開來，處于形成和解離動態(tài)平衡。若絮團(tuán)與介質(zhì)的密度差足夠大時，則會加速分層，若乳狀液的濃度足夠大，其黏度則會顯著增高。乳狀液破壞的第二步是聚結(jié)過程，在此過程中，這些絮凝成團(tuán)的粒子形成一個大液滴，與此對應(yīng)，乳狀液中的液珠數(shù)目隨時間增加而不斷減少，最終乳狀液完全破壞，此過程是不可逆的。

VandenTempl將Smoluchowski M的對憎液溶膠的聚沉理論應(yīng)用于乳狀液。乳狀液的聚沉是一個由兩個連續(xù)反應(yīng)組成的過程，其總的速率為慢反應(yīng)所控制。在O/W型稀乳狀液中，

絮凝速率遠(yuǎn)小于聚集速率。因此，乳狀液的穩(wěn)定性由影響聚集的各因子所決定。這時，乳狀液聚沉破乳由絮凝步驟所控制。在O/W型高濃度乳狀液中，絮凝速率顯著增大，聚集速率較絮凝速率小得多。

破乳常用方法長時間靜置將乳濁液放置過夜，一般可分離成澄清的兩層。

水平旋轉(zhuǎn)搖動分液漏斗當(dāng)兩液層由于乳化而形成界面不清時，可將分渡漏斗在水平方向上緩慢地旋轉(zhuǎn)搖動，這樣可以消除界面處的“泡沫”。促進(jìn)分層。

用濾紙過濾對于由于有樹脂狀、粘液狀懸浮物存在而引起的乳化現(xiàn)象，可將分液漏斗中的物料，用質(zhì)地密致的濾紙，進(jìn)行減壓過濾。過濾后物料則容易分層和分離。

加乙醚比重接近l的溶劑，在萃取或洗滌過程中，容易與水相乳化，這時可加入少量的乙醚，將有機(jī)相稀釋，使之比重減小，容易分層。

補(bǔ)加水或溶劑，再水平搖動向乳化混合物中緩慢地補(bǔ)加水或溶劑，再進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)搖動，則容易分成兩相。至于補(bǔ)加水，還是補(bǔ)加溶劑更有效，可將乳化混合物取出少量，在試管中預(yù)先進(jìn)行試探。

加乙醇對于有乙醚或氯仿形成的乳化液，可加入5～10滴乙醇，再緩緩搖動，則可促使乳化液分層。但此時應(yīng)注意，萃取劑中混入乙醇，由于分配系數(shù)減小，有時會帶來不利的影響。

離心分離將乳化混合物移入離心分離機(jī)中，進(jìn)行高速離心分離。

加無機(jī)鹽及減壓對于乙酸乙酯與水的乳化液，加入食鹽、硫酸銨或氯化鈣等無機(jī)鹽，使之溶于水中，可促進(jìn)分層。另外，將乳化部分取出，小心地溫?zé)嶂?0℃，或用水泵進(jìn)行減壓排氣，都有利于分離。對于由乙醚形成的乳化液，可將乳化部分分出，裝入一個細(xì)長的筒形容器中，向液面上均勻地篩撒充分脫水的硫酸鈉粉末，此時，硫酸鈉一邊吸水，一邊下沉，在容器底部可形成水溶液層。

加熱讓分液漏斗可以連上冷凝管，實(shí)現(xiàn)加熱破乳。

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對O/W型乳化液破乳對0/W型乳化液可以用化學(xué)、電解和物理等方法進(jìn)行破乳。破乳就是把混合物的各部分分離到其原始狀態(tài)。O/W型乳化液一般用化學(xué)方法進(jìn)行破乳。用機(jī)械方法進(jìn)行破乳時，再輔助用一些化學(xué)方法能夠增強(qiáng)其破乳能力。在破乳過程中，必須對一些促使系統(tǒng)穩(wěn)定的因素加以克制，才能使油滴聚合。油滴周圍必須增加其相反電性的電荷，使其保持中性，化學(xué)藥劑(此時就是破乳劑)就能提供相反電性的電荷。油和水的特征促使油滴在乳化液中帶有負(fù)電荷，所以要想破乳，必須引進(jìn)正電荷. 理論上，O/W型乳化液能夠完全分為油和水兩層，但是這很難做到：因?yàn)樵谟退唤缣幋嬖谥粋€界面，在那里聚集著一些固體顆粒和中性的乳化劑。

對O/W型乳化液進(jìn)行破乳一般經(jīng)過兩個過程：

①聚結(jié)這個過程是破壞表面活性劑對乳化液的影響，或者是中和帶電的油滴。

②絮凝這個過程是使中性的油滴凝聚成較大的油滴。

通常，在O/W型乳化液處理的工廠中，硫酸一直作為破乳劑進(jìn)行第一步脫水。酸能夠

使表面活性劑中的羧基變成羧酸，從而影響表面活性劑的性能，促使油滴聚結(jié)。鐵鹽或者鋁鹽等絮凝劑可以代替酸進(jìn)行破乳，因?yàn)樗粌H能破壞活性劑，而且還能使油滴聚合。但是鐵和鋁很容易形成氫氧化物膠體，很難脫水。酸一般比鹽破乳的效率更高，但是過油水分離后，必須對酸化水進(jìn)行處理。有機(jī)破乳劑是高效破乳劑，它比無機(jī)破乳劑更加持久、有效。在許多處理廠，有機(jī)破乳劑已經(jīng)代替了無機(jī)破乳劑。除了效果更好以外，它的用量更少，還可以降低50%～75%的污泥生成。

對W/O型乳化液破乳對W/O型乳化液的破乳方法有化學(xué)方法和物理方法，例如有加熱、離心和真空過濾法等等。離心法是利用離心力把水相和油相進(jìn)行分層；過濾法是用高速粗砂過濾器或硅藻土過濾器對乳化液進(jìn)行過濾。這些設(shè)備必須認(rèn)真操作才能得到較好質(zhì)量的油?；瘜W(xué)方法就是讓溶解在油里的水滴不薦穩(wěn)定，或者是破壞乳化劑。酸化也許是一個很好的破乳方法，因?yàn)樗饶苋芙夤腆w物料，又能降低表面張力?，F(xiàn)在最新的破乳方法是用一種既含有親水端又含有親油端的破乳劑，它能把W/O型乳化液變成一種親水的混合物。其機(jī)理是：在油水界面，用更具活性的表面活劑去代替以前的表面活性劑。可以用加熱的方法來給這個過程加速，因?yàn)榧訜崮軌蚪档宛ざ?、增加溶解度并增加表面活性劑在油相中的擴(kuò)散。因?yàn)閃/O型乳化液中的水滴帶有正電荷，所以一般用帶有負(fù)電荷的有機(jī)破乳劑進(jìn)行破乳。有時候用酸和有機(jī)類破乳劑搭配使用會取得良好的效果。

總之，破乳劑必須充分混合到W/O型乳化液中去，這樣才能充分接觸到水滴，一般加熱到49～82℃時脫水速度比較快，充足的時間才能保證最佳的破乳效果。

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