葵花蛋白生產(chǎn)混凝土發(fā)泡劑復配性能的研究

韓慧艷 但建明 莫海燕

(1.石河子大學化學化工學院,新疆石河子 832003;2.巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學院,新疆巴音郭楞 841000)

發(fā)泡性能與發(fā)泡劑在空氣-水界面的分散比率密切相關(guān),泡沫穩(wěn)定性與長期吸附的膜性質(zhì)有關(guān)[1]。在重力作用下排液,在表面張力作用下排液以及產(chǎn)生的氣泡內(nèi)氣體的四處擴散是影響泡沫破滅的關(guān)鍵原因[2-3]。實驗中所采用的表面活性劑有：A E S、A O S、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨等;用到的增稠劑有：粉淀、明膠、纖維素、阿拉伯膠、β-環(huán)糊精、羥乙基纖維素等,增稠劑的添加使用是為了提高泡沫持久性,并泡沫的排液量在一定程度上削弱[4]。

首先以液料比為1：10(即葵花餅10.00g,水100ml)加入水解物質(zhì)氧化鈣2.0g,加熱至沸騰,之后恒溫保持小火沸騰約2小時后,用抽濾裝置進行抽濾,所得到的水解液為基液。通過優(yōu)選表面活性劑、進行二元、三元、四元復配體系發(fā)泡高度和穩(wěn)泡性能實驗,確定除了能夠使泡沫性能最優(yōu)的復配方案。

1 葵花餅蛋白質(zhì)發(fā)泡劑受二元復配體系的影響

圖1 葵花餅蛋白提取液發(fā)泡性能在二元復配體系中的改善情況Figure1 two element complex pair of sunflower cake protein extract foaming properties

將不同表面活性劑按一定配方制成復配體系,實驗顯示其性能表現(xiàn)出比單一表面活性劑更為優(yōu)異的性能[5-6],合理復配不同種類的表面活性劑,將會對泡沫性能起到協(xié)同增效的不同尋常的作用[7-9]?？紤]到不同試劑之間配伍會讓發(fā)泡劑性能呈現(xiàn)出不同的效果,所以我們將一元中較好的試劑都分類進行了二元復配,其中這幾種試劑在二元復配中效果很好：質(zhì)量為0.2 5g陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(標號為B)、0.1gAES(標號為N)及0.25g的AOS(標號為O),還有陽離子表面活性劑為0.15g的十六烷基三甲基溴化銨(標號為E),無機鹽離子為0.2g硫酸鋅(標號為D)和0.05g硫酸鐵(標號為C)取不同種類的影響因子進行二元復配同一表中作圖,如圖1所示。

從圖1可以看出,使得葵花蛋白發(fā)泡劑在發(fā)泡高度和穩(wěn)泡時間上均有較好改進,實驗發(fā)現(xiàn)二元復配的配比0.25g十二烷基硫酸鈉+0.25g的AOS、0.05g硫酸鐵+0.25gAOS、0.2g硫酸鋅+0.25gAOS和0.2g硫酸鋅+0.25g十二烷基硫酸鈉。運用此方案泡沫高度和穩(wěn)定性有明顯的改善。

2 葵花餅蛋白質(zhì)發(fā)泡劑受三元復配體系的影響

為了探索更好的試劑最佳組合做了葵花餅蛋白發(fā)泡劑的三元復配。

圖2 葵花餅蛋白提取液發(fā)泡性能受三元復配體系的影響Fig.2 effect of three yuan multiple matching on foaming properties of sunflower cake protein extract

圖3 葵花餅蛋白提取液發(fā)泡性能受四元復配體系的影響Fig. 3 effect of four yuan multiple matching on foaming properties of sunflower cake protein extract

三元復配如圖2所示。

圖2中的數(shù)據(jù)是做三元復配所得到的較好的試劑復配較好的結(jié)果,其中0.05g硫酸鐵(標號為C)、0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)和0.15g十六烷基三甲基溴化銨(標號為E)的三者的復配體系能使基礎(chǔ)液發(fā)泡的穩(wěn)定時間延長至36個小時,而且泡沫高度還能達到93mm;配比0.05g硫酸鐵(標號為C)、0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)和0.25gβ-環(huán)糊精(標號為F)的復配體系能使基液發(fā)泡的穩(wěn)定時間拉長到12個小時,泡沫高度在10 3mm,但所得到的泡沫直徑較大,穩(wěn)定性較弱;配比為0.1g硫酸鋁(標號為M)、0.25g十二烷基苯磺酸鈉(標號為A)和0.25gAOS(標號為O)的復配體系能使基礎(chǔ)液產(chǎn)生的泡沫穩(wěn)定時間拉長多達沫度個小時,而且高度還在96mm;配方0.1g硫酸鋁(標號為M)、0.25g十二烷基苯磺酸鈉(標號為A)和0.3g阿拉伯樹膠(標號為H)能使基礎(chǔ)液發(fā)泡的穩(wěn)定時間延長到12個小時,且泡沫高度在80mm左右,但其泡沫直徑也比較大,存在不穩(wěn)定性。(以上泡沫記錄高度以80 m m為最低限)

3 葵花餅蛋白質(zhì)發(fā)泡劑受四元復配體系的影響

四元復配中起到良好復配效果的試劑組合有三種：配方為0.05g硫酸鐵(標號為C)+0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)+0.15g十六烷基三甲基溴化銨(標號為E)+0.25gAOS(標號為O)、配方為0.05g十二烷基苯磺酸鈉(標號為A)+0.2g硫酸鋅(標號為D)+0.15g十六烷基三甲基溴化銨(標號為E)+0.25gβ-環(huán)糊精(標號為F)和配方0.1g硫酸鋁(標號為M)+0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)+0.15g十六烷基三甲基溴化銨(標號為E)+0.25gAOS(標號為O)。

四元復配如圖3所示。

通過實驗顯示：從圖3可以看出將試劑進行四元復配的效果不是很理想,在眾多試劑組合中只有三組比較符合要求,且發(fā)泡高度和穩(wěn)泡時間與二、三元復配比較也無太大改進。初步分析：因為加入試劑的量過多,導致所加試劑的量與基礎(chǔ)液失去平衡而導致發(fā)泡不理想。

圖4 發(fā)泡效果比較Fig. 4 comparison of foaming effect

4 通過本次試驗復配得到較好的試劑配方的發(fā)泡效果比較

通過本實驗發(fā)現(xiàn)配方是0.05g十二烷基苯磺酸鈉(標號為A)、0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)、0.05g硫酸鐵(標號為C)、0.2g硫酸鋅(標號為D)、0.15g、十六烷基三甲基溴化銨(標號為E)、0.25gβ-環(huán)糊精(標號為F)、0.1gAES(標號為N)、0.25gAOS(標號為O),如圖4所示。

其中最優(yōu)的復配配方是0.25g十二烷基硫酸鈉(標號為B)+0.05g硫酸鐵(標號為C)+0.25gβ-環(huán)糊精(標號為F),其發(fā)泡最高高度為135 m m,十二個小時后任然能穩(wěn)定在103m m,且其泌液量很穩(wěn)定。

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