Пены Выполнила Сургучева Ксения Медицинский факультет Специальность фармация

Пены Выполнила: Сургучева Ксения Медицинский факультет Специальность фармация Группа 73220 Преподаватель: Волкова Т. Я.

Пена представляет собой дисперсную систему, состоящую из ячеек — пузырьков газа (пара), разделенных пленками жидкости (или твердого вещества).

Строение Разделяющие пузырьки газа жидкие или твердые пленки образуют в совокупности пленочный каркас, являющийся основой пены. Структура пен определяется соотношением объемов газовой и жидкой фаз и в зависимости от этого ячейки пены могут иметь сферическую (объем газовой фазы превышает объем жидкости не более чем в 10 -20 раз) или многогранную форму (объем газовой фазы превышает объем жидкости даже в сотни раз).

Свойства Пены характеризуются следующими свойствами: 1. Устойчивостью, которая зависит от температуры и прочности их пленочного каркаса и измеряется временем самопроизвольного уменьшения столба или объема пены в два раза; 2. Кратностью - максимально достижимым объемом пены, образующейся из данного объема жидкости (пены более высокой кратности сохраняют высокую стойкость) 3. Дисперсностью.

Пенообразователи Пенообразова тели — вещества, участвующие в процессе вспенивания. Существуют натуральные и синтетические пенообразователи.

Пищевые пенообразователи Применяются в производстве, например, халвы, добавляются в напитки. Основой многих из них является сапонин. • яичный белок • агар-агар • солодковый корень • мыльный корень • корень алтея • E 999 — экстракт Квиллайи • E 1505 — триэтилцитрат

Синтетические пенообразователи Применяются в производстве моющих средств и пен для пожаротушения. Пеной, образующейся из рабочих растворов пенообразователей, можно тушить как горючие жидкости, так и твердые горючие материалы, за исключением вступающих в химическое взаимодействие с водой (например, щелочных металлов, карбида кальция и др. ). Категорически нельзя тушить пеной также электрооборудование, находящееся под напряжением.

Устойчивость пен зависит от ряда факторов в том числе от прочности их пленочного каркаса. Если пленки образованы чистыми низкомолекулярными жидкостями, то их прочность очень невелика. Возможность получения устойчивых пен полностью определяется свойствам адсорбционных слоев, вязкостью и прочностью пленок жидкости, образующих стенки газовых пузырьков.

Для получения устойчивой пены в жидкой фазе кроме растворителя должен находиться по крайней мере один поверхностно-активный компонент – пенообразователь, адсорбирующийся на межфазной поверхности «раствор – воздух» . Эти вещества облегчают вспенивание и затрудняют отток жидкости из пенных плёнок, препятствуя коалесценции (слиянию) пузырьков. Они снижают поверхностное натяжение и создают адсорбционно-сольватный слой с положительным расклинивающим давлением.

По способности давать устойчивые пены пенообразователи делятся на два типа: 1. Пенообразователи первого рода. Это например низшие спирты, кислоты, анилин, крезолы. Пены из растворов пенообразователей первого рода быстро распадаются по мере истечения междупленочной жидкости. 2. Пенообразователи второго рода (мыла, синтетические ПАВ) образуют в воде коллоидные системы, пены из которых обладают высокой устойчивостью. Истечение междупленочной жидкости в таких метастабильных пенах в определенный момент прекращается, а пенный каркас может сохраняться длительное время при отсутствии разрушающего действия внешних факторов.

Упругость пленки Упругости пленки описывается теорией Гиббса. При растяжении пленки в результате повышения поверхностного натяжения проявляется ее упругость, силы которой приводят как бы к обратному сокращению этой пленки. При выполнении условия Е > 0 пленка устойчива к любым локальным возмущениям, поскольку силы упругости способны предотвратить разрушающее действие возмущений и вернуть ее в исходное состояние.

Получение пен Образование пен, или вспенивание, происходит при диспергировании газа в жидкой среде и во время выделения новой газовой фазы в объёме жидкости. Получить пены можно двумя способами: диспергационным и конденсационным.

При диспергационном способе получения пена образуется в результате интенсивного совместного диспергирования пенообразующего раствора и воздуха. Диспергирование технологически осуществляется следующими методами. а) При прохождении струй газа через слой жидкости б) При действии движущихся устройств на жидкость в атмосфере газа или при действии движущейся жидкости на преграду. в) При эжектировании воздуха движущейся струей раствора.

Конденсационный способ образования пен основан на изменении параметров физического состояния системы, приводящем к пересыщению раствора газом. Пересыщение раствора газом и, соответственно, вспенивание происходит при создании пониженного давления в аппарате с раствором, при повышении температуры раствора, при введении в раствор веществ, уменьшающих растворимость газов.

Разрушение пен Для разрушения пен (пеногашения) используют противопенные вещества, или пеногасители. Эффективные пеногасители — поверхностноактивные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию пен. К их числу относятся различные спирты, эфиры, алкиламины. Иногда пены разрушают воздействием высоких температур, механическим путём или просто «отстаиванием» .

Разрушение пены происходит в результате протекании следующих процессов: – истечения жидкости из пенных пленок и каналов; – диффузии газа через пленки из мелких пузырьков в крупные; – разрыва пленок между ячейками пены.

Применение Устойчивые и обильные пены широко используют как средство тушения пожаров. Пенную флотацию применяют при обогащении полезных ископаемых. Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов: хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, кремов и др. Твёрдые строительные и конструкционные ячеистые материалы (пеностекло, пенопласты, пористые резины и т. д. ) также получают вспениванием первоначально жидких суспензий, расплавов, растворов или полимерных композиций.

Спасибо за внимание!