Maganin hana kumfa na ruwa: Jaruman abokai na muhalli a yaki da kumfa

Sannu, idan ka taɓa aiki a masana'antu inda kumfa ke juya aiki mai laushi zuwa mummunan mafarki mai kumfa, ka san yadda ake yi. A matsayina na ƙwararren masani a fannin tsara sinadarai da ke da fiye da shekaru ashirin ina mai mai da hankali kan magungunan hana kumfa na ruwa, na haɗa magunguna don komai tun daga tashoshin maganin ruwa har zuwa masana'antun abinci. Waɗannan magungunan hana kumfa ba koyaushe suke fitowa a matsayin taurari ba, amma su ne ke tabbatar da cewa komai yana gudana cikin tsabta da inganci. Na ga yadda suke ceto rana sau da yawa fiye da yadda zan iya ƙidaya, musamman yayin da ƙa'idoji ke ƙarfafa amfani da zaɓuɓɓuka masu ɗorewa. A cikin wannan labarin, zan jagorance ku kan menene magungunan hana kumfa na ruwa, yadda suke magance kumfa, fa'idodi da matsalolinsu, amfani a ainihin rayuwa, da abin da ke tafe. Idan kumfa na takura muku, wannan na iya ba ku wasu kyawawan ra'ayoyi da za ku yi la'akari da su.

Da farko, mu fayyace abin da muke magana a kai. Magungunan hana kumfa na ruwa, da ake kira aqueous defoamers, su ne sinadarai masu sarrafa kumfa waɗanda ke narkewa ko bazuwa cikin ruwa cikin sauƙi. Ba kamar na mai ko na silicone ba, an gina su ne a kan ruwa a matsayin mai ɗauka, an haɗa su da abubuwa kamar alkool na mai, polyglycols, ko sinadaran ester. Ana yawan yin emulsification don tabbatar da kwanciyar hankali, kuma wani lokaci muna ƙara surfaktants ko polymers don ƙara inganci. A farkon kwanakin da nake ƙirƙira, na fara ne da haɗa polyethylene glycol na asali, amma yanzu muna cikin haɗaɗɗun gaurayen da za su iya lalacewa da kansu kuma ke da ƙarancin VOC. Mabudin? An tsara su ne don su fi dacewa da muhalli, suna rushewa da kansu ba tare da barin tarkace marasa kyau ba.

Foam na bayyana a wurare da dama, kuma fiye da abin takaici ne—yana kawo cikas. Yana faruwa ne lokacin da iska ta makale a cikin ruwa, ana riƙe ta da abubuwan da ke aiki a saman ruwa kamar sabulu, furotin, ko sinadarai masu rage ƙarfin jan ruwa a iyaka. A masana'antar fenti, haɗa launuka na iya haifar da kumfa mai yawa har ta zubo daga tukwane; a masana'antar giya, fermentation na haifar da kumfa a saman da ke toshe bututu. Maganin ruwan sharar gida misali ne: shigar iska ke ciyar da ƙwayoyin cuta amma kuma yana haifar da kumfa daga sabulai da sinadarai na halitta, wanda ke haifar da zubewa, raguwar isar iskar oxygen, har ma da haɗarin tsaro. Idan ba a sarrafa shi ba, za a fuskanci dakatarwar aiki, ƙarin kuɗi, da yiwuwar tara. Maganin hana kumfa na ruwa ke aiki ta hanyar mayar da hankali kan waɗannan kumfa ba tare da sinadarai masu ƙarfi ba.

Ta yaya suke yin sihiri? Haɗin basira ne na kimiyyar sinadarai da fiziks. Idan aka yi amfani da su, sinadarai masu aiki suna yaduwa zuwa bangon kumfa, suna korar abubuwan da ke daidaita kumfa kuma suna ƙara ƙarfin jawo ruwa kaɗan har sai fim ɗin ya zama mara daidaito. Kumfa suna haɗuwa—suna haɗuwa—suna girma, sannan su fashe, suna barin iska ta fita. Misali, polyglycols suna aiki a matsayin “defoaming agent” ta hanyar haɗa lamellae (waɗannan siraran layukan kumfa), yayin da fatty acids ke ba da hydrophobicity don su iya tsallake su. Abin da nake so game da waɗanda aka yi da ruwa shi ne yadda suke haɗuwa da sauri; babu matsalar rabuwar mai. A gwaje-gwajen da na gudanar, sau da yawa sun fi aiki a yanayin ƙarancin shear, kamar tankunan saukewa, inda ɗorewa ke da muhimmanci. Bugu da ƙari, kasancewar suna narkewa cikin ruwa, yana sauƙaƙa sarrafa su—ba buƙatar kayan aiki na musamman.

Babban nasara a nan ita ce dacewa da muhalli. Tare da hukumomi kamar EPA suna tsaurara matakan magance gurbatattun abubuwa masu ɗorewa, magungunan hana kumfa na ruwa suna haskakawa saboda sau da yawa ana iya rushe su ta hanyar halitta, ana samar da su ne daga majiyoyi masu sabuntawa kamar kitse na kayan lambu. Suna da guba kaɗan, wanda ke sa su aminci don tuntuɓar abinci (kamar yadda FDA ta amince da su don sarrafa madara ko abin sha) da kuma ga tsarin halittu masu rauni. Farashi? Suna da gasa, musamman ga manyan ayyuka, kuma ba sa buƙatar daidaitawa sosai don pH ko zazzabi. Ina tuna wani aikin da muka yi a wata masana'antar madara a yankin Midwest: kumfa daga furotin ɗin madara tana hana pasteurization. Mun koma amfani da maganin hana kumfa na polyglycol, kuma ba wai kawai ya kawar da kumfar ba, har ma ya cika takardun shaida na halitta, ya rage sharar da kashi 25% kuma ya tabbatar da bin ƙa'idoji.

Sauƙin amfani fannoni da dama wani ƙarfi ne. Waɗannan magungunan hana kumfa suna zuwa a matsayin maye-maye (concentrates), emulsion, ko ma foda don haɗawa busasshe. Ga masu tsabtacewa masu alkaline mai ƙarfi, waɗanda aka yi da ester suna jurewa; a cikin ruwan 'ya'yan itace mai acid, nau'ikan giya (alcohol) suna hana ɗanɗano mara kyau. Suna da kyau a masana'antar pulp da takarda, inda kumfar lignin ke da tauri, ko a masana'antar yadi, suna sarrafa kumfar ruwan launi. Idan aka kwatanta da silicone, waɗanda suke ƙwararru wajen jure zafi amma na iya taruwa a jiki, zaɓuɓɓukan ruwa sun fi tsabta wajen sakin su. Man ma'adanai yana da arha amma mai ne—zaɓuɓɓukan ruwa suna gujewa wannan tarkace, kodayake suna iya buƙatar ƙarin adadi a cikin zafi mai tsanani (suna kaiwa kimanin 100–120°C).

Tabbas, babu samfurin da ba shi da lahani. A cikin tsarin mai sosai, watakila ba za su yadu yadda ya kamata ba idan ba a ƙara sinadarai ba, wanda hakan ke haifar da rashin cikakken kulawa. Yiwuwar lalacewa ta halitta abu ne mai kyau, amma hakan na iya nufin gajeren lokacin ajiya idan ba a daidaita shi ba. Yin amfani da shi fiye da kima? Yiwuwar samun gajimare a cikin samfuran masu tsabta kamar abin sha. Na koyi yin gwaji na farko koyaushe: fara da 50–200 ppm, sa ido kan tsayin kumfa, sannan a daidaita. Gwajin dacewa muhimmi ne—tabbatar ba su lalata emulsions ko flocculants a cikin ruwan sharar gida ba.

Labarai na ainihi suna tabbatar da hakan. A wani masana'antar giya a California da na ba da shawara, fermentation na ruwan inabi yana kumfa har ya wuce kima, yana ɓata samfur. Wani haɗin ruwa na musamman mai ɗauke da esters masu mai ya kawar da kumfar, ya kiyaye ɗanɗano kuma ya cimma burin dorewarsu. A masana'antar magunguna, ana amfani da su a cikin fermenters don sa tsire-tsiren halitta su ci gaba da kumfa yadda ya kamata ba tare da gurbatawa ba. Har ma a cikin magungunan tsaftace gida, suna hana cika kumfa mai tayar da hankali a injin wanki.

Idan muka kalli gaba, fagen na cike da kirkire-kirkire. Ana samun maganin hana kumfa da aka samo daga halittu kamar algae ko ƙwayoyin cuta, waɗanda ke ƙara yawan narkewa cikin muhalli zuwa 100%. Haɗa fasahar nano na iya sa a yi amfani da ƙananan matakan magani don samun irin wannan tasiri, wanda zai rage ƙarin kuɗi. Tare da mayar da hankali kan sauyin yanayi, ana haɓaka hanyoyin samarwa masu ƙarancin carbon—misali amfani da tushe da aka yi wa fermentation maimakon na roba. A ganina, yayin da ƙarancin ruwa ke ƙaruwa, waɗannan za su zama muhimmai wajen zagayowar sake sarrafawa a masana'antu.

A taƙaice, magungunan hana kumfa na ruwa sun tabbatar da cewa zama kore ba yana nufin rasa ƙarfi ba. Sun kasance ginshiƙi a kayan aikina, suna mayar da kumfa matsaloli da aka manta da su. Idan kuna aiki wajen yaki da kumfa, ku yi la'akari da su—za su iya zama fa'idarku mai kula da muhalli. Ku gwada su; duniya (da ribarku) za su gode muku.