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जल उपचार में झाग की समस्या ने कई लोगों को उलझन में डाल दिया है। निर्माण के प्रारंभिक चरण में, झाग, सर्फेक्टेंट झाग, प्रभाव झाग, पेरोक्साइड झाग, परिसंचारी जल उपचार में गैर-ऑक्सीकरण जीवाणुनाशक मिलाने से उत्पन्न झाग आदि, जल उपचार में डिफोमिंग एजेंट का उपयोग अपेक्षाकृत आम है। यह लेख डिफोमिंग एजेंट के सिद्धांत, वर्गीकरण, चयन और खुराक का विस्तृत परिचय देता है!

★ झाग का उन्मूलन

1. भौतिक विधियाँ

भौतिक दृष्टिकोण से, झाग को खत्म करने के तरीकों में मुख्य रूप से बैफल या फ़िल्टर स्क्रीन लगाना, यांत्रिक हलचल, स्थैतिक बिजली, हिमीकरण, तापन, भाप, किरण विकिरण, उच्च गति अपकेंद्रण, दबाव में कमी, उच्च आवृत्ति कंपन, तात्कालिक निर्वहन और अल्ट्रासोनिक (ध्वनिक द्रव नियंत्रण) शामिल हैं। ये सभी विधियाँ तरल फिल्म के दोनों सिरों पर गैस संचरण दर और बुलबुला फिल्म के तरल निर्वहन को अलग-अलग डिग्री तक बढ़ावा देती हैं, जिससे फोम का स्थिरता कारक क्षीणन कारक से कम हो जाता है, जिससे झाग की संख्या धीरे-धीरे कम हो जाती है। हालाँकि, इन विधियों का सामान्य नुकसान यह है कि वे पर्यावरणीय कारकों से अत्यधिक विवश हैं और उनकी डीफोमिंग दर कम है। लाभ पर्यावरण संरक्षण और उच्च पुन: उपयोग दर हैं।

2. रासायनिक विधियाँ

झाग को खत्म करने के रासायनिक तरीकों में मुख्य रूप से रासायनिक प्रतिक्रिया विधि और डिफोमिंग एजेंट मिलाना शामिल है।

रासायनिक अभिक्रिया विधि, फोमिंग एजेंट और फोमिंग एजेंट के बीच रासायनिक अभिक्रिया को संदर्भित करती है, जिसमें कुछ अभिकर्मक मिलाकर जल में अघुलनशील पदार्थ उत्पन्न किए जाते हैं, जिससे द्रव फिल्म में सर्फेक्टेंट की सांद्रता कम हो जाती है और फोम का टूटना बढ़ जाता है। हालाँकि, इस विधि में कुछ कमियाँ हैं, जैसे कि फोमिंग एजेंट की संरचना की अनिश्चितता और सिस्टम उपकरणों के लिए अघुलनशील पदार्थों का नुकसान। आजकल विभिन्न उद्योगों में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली डिफोमिंग विधि डिफोमर्स मिलाने की विधि है। इस विधि का सबसे बड़ा लाभ इसकी उच्च डिफोमिंग दक्षता और उपयोग में आसानी है। हालाँकि, एक उपयुक्त और कुशल डिफोमर ढूँढना महत्वपूर्ण है।

★डिफोमर का सिद्धांत

डिफोमर्स, जिन्हें डिफोमर्स के रूप में भी जाना जाता है, के निम्नलिखित सिद्धांत हैं:

1. फोम के स्थानीय पृष्ठ तनाव में कमी और फोम के फटने का तंत्र यह है कि फोम पर उच्च अल्कोहल या वनस्पति तेल छिड़के जाते हैं, और जब फोम द्रव में घुल जाता है, तो पृष्ठ तनाव काफ़ी कम हो जाता है। चूँकि इन पदार्थों की पानी में घुलनशीलता आम तौर पर कम होती है, इसलिए पृष्ठ तनाव में कमी फोम के स्थानीय भाग तक ही सीमित रहती है, जबकि फोम के आसपास के पृष्ठ तनाव में लगभग कोई बदलाव नहीं होता। कम पृष्ठ तनाव वाला भाग सभी दिशाओं में ज़ोर से खिंचता और फैलता है, और अंततः टूट जाता है।

2. झिल्ली लोच के विनाश से फोम प्रणाली में जोड़ा गया बुलबुला तोड़ने वाला डिफॉमर होता है, जो गैस-तरल इंटरफेस में फैल जाएगा, जिससे झिल्ली लोच को ठीक करने के लिए फोम स्थिरीकरण प्रभाव वाले सर्फेक्टेंट के लिए मुश्किल हो जाएगा।

3. तरल फिल्म के निकास को बढ़ावा देने वाले डिफोमर्स तरल फिल्म के निकास को बढ़ावा दे सकते हैं, जिससे बुलबुले फूट सकते हैं। फोम के निकास की दर फोम की स्थिरता को दर्शा सकती है। फोम के निकास को तेज़ करने वाले पदार्थ को मिलाने से भी डिफोमिंग में भूमिका निभाई जा सकती है।

4. हाइड्रोफोबिक ठोस कणों को मिलाने से बुलबुले की सतह पर बुलबुले फूट सकते हैं। हाइड्रोफोबिक ठोस कण सर्फेक्टेंट के हाइड्रोफोबिक सिरे को आकर्षित करते हैं, जिससे हाइड्रोफोबिक कण हाइड्रोफिलिक हो जाते हैं और जलीय अवस्था में प्रवेश कर जाते हैं, जिससे झाग हटाने में भूमिका निभाते हैं।

5. सर्फेक्टेंट को घुलनशील और झागदार बनाने से बुलबुले फूट सकते हैं। कुछ कम आणविक भार वाले पदार्थ, जिन्हें घोल में पूरी तरह मिलाया जा सकता है, सर्फेक्टेंट को घुलनशील बना सकते हैं और उसकी प्रभावी सांद्रता को कम कर सकते हैं। इस प्रभाव वाले कम आणविक भार वाले पदार्थ, जैसे ऑक्टेनॉल, इथेनॉल, प्रोपेनॉल और अन्य अल्कोहल, न केवल सतह परत में सर्फेक्टेंट की सांद्रता को कम कर सकते हैं, बल्कि सर्फेक्टेंट अवशोषण परत में भी घुल सकते हैं, जिससे सर्फेक्टेंट अणुओं की सघनता कम हो जाती है, जिससे झाग की स्थिरता कमज़ोर हो जाती है।

6. इलेक्ट्रोलाइट विखंडन सर्फेक्टेंट डबल इलेक्ट्रिक परत, सर्फेक्टेंट डबल इलेक्ट्रिक परत और फोम के बीच परस्पर क्रिया में एक विफोमिंग भूमिका निभाती है, जिससे स्थिर फोमिंग द्रव बनता है। साधारण इलेक्ट्रोलाइट मिलाने से सर्फेक्टेंट डबल इलेक्ट्रिक परत नष्ट हो सकती है।

★ डिफोमर्स का वर्गीकरण

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले डिफोमर्स को उनकी संरचना के अनुसार सिलिकॉन (रेजिन), सर्फेक्टेंट, एल्केन और खनिज तेल में विभाजित किया जा सकता है।

1. सिलिकॉन (रेज़िन) डिफोमर्स, जिन्हें इमल्शन डिफोमर्स भी कहा जाता है, का उपयोग सिलिकॉन रेज़िन को अपशिष्ट जल में मिलाने से पहले पानी में इमल्सीफायर्स (सर्फेक्टेंट्स) के साथ इमल्सीफाई और डिस्पर्स करके किया जाता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड फाइन पाउडर एक अन्य प्रकार का सिलिकॉन-आधारित डिफोमर है जिसका बेहतर डिफोमिंग प्रभाव होता है।

2. सर्फेक्टेंट जैसे डिफॉमर वास्तव में पायसीकारी होते हैं, अर्थात वे फोम बनाने वाले पदार्थों को पानी में स्थिर पायसीकारी अवस्था में रखने के लिए सर्फेक्टेंट के फैलाव का उपयोग करते हैं, ताकि फोम के निर्माण से बचा जा सके।

3. एल्केन आधारित डिफोमर्स, पैराफिन मोम या उसके व्युत्पन्नों को इमल्सीफायर्स का उपयोग करके इमल्सीफाई और डिस्पर्स करके बनाए गए डिफोमर्स होते हैं। इनका उपयोग सर्फेक्टेंट आधारित इमल्सीफाइंग डिफोमर्स के समान ही होता है।

4. खनिज तेल मुख्य झाग-निवारक घटक है। प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए, कभी-कभी धातु साबुन, सिलिकॉन तेल, सिलिका और अन्य पदार्थों को मिलाकर उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, झाग-निवारक घोल की सतह पर खनिज तेल के विसरण को सुगम बनाने या खनिज तेल में धातु साबुन और अन्य पदार्थों को समान रूप से फैलाने के लिए, कभी-कभी विभिन्न सर्फेक्टेंट भी मिलाए जा सकते हैं।
★ विभिन्न प्रकार के डिफोमर्स के फायदे और नुकसान

खनिज तेल, एमाइड, निम्न अल्कोहल, फैटी एसिड और फैटी एसिड एस्टर, फॉस्फेट एस्टर आदि जैसे कार्बनिक डिफॉमर का अनुसंधान और अनुप्रयोग अपेक्षाकृत प्रारंभिक अवस्था में है और डिफॉमर की पहली पीढ़ी से संबंधित है। इनके फायदे हैं: कच्चे माल की आसान उपलब्धता, उच्च पर्यावरणीय प्रदर्शन और कम उत्पादन लागत; नुकसान हैं: कम डिफॉमिंग दक्षता, मजबूत विशिष्टता और कठोर उपयोग की स्थितियाँ।

पॉलीइथर डिफॉमर दूसरी पीढ़ी के डिफॉमर हैं, जिनमें मुख्य रूप से सीधी श्रृंखला वाले पॉलीइथर, अल्कोहल या अमोनिया से बने पॉलीइथर और अंतिम समूह एस्टरीफिकेशन वाले पॉलीइथर व्युत्पन्न शामिल हैं। पॉलीइथर डिफॉमर का सबसे बड़ा लाभ उनकी मजबूत एंटी-फोमिंग क्षमता है। इसके अलावा, कुछ पॉलीइथर डिफॉमर में उच्च तापमान प्रतिरोध, प्रबल अम्ल और क्षार प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुण भी होते हैं; नुकसान तापमान की स्थिति, संकीर्ण अनुप्रयोग क्षेत्र, खराब डिफॉमिंग क्षमता और कम बुलबुला टूटने की दर से सीमित हैं।

ऑर्गेनिक सिलिकॉन डिफोमर्स (तीसरी पीढ़ी के डिफोमर्स) में मज़बूत डिफोमिंग प्रदर्शन, तेज़ डिफोमिंग क्षमता, कम अस्थिरता, पर्यावरण के लिए कोई विषाक्तता नहीं, कोई शारीरिक जड़ता नहीं, और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। इसलिए, उनके पास व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ और विशाल बाज़ार क्षमता है, लेकिन उनका डिफोमिंग प्रदर्शन खराब है।

पॉलीइथर संशोधित पॉलीसिलोक्सेन डिफॉमर, पॉलीइथर डिफॉमर और ऑर्गेनोसिलिकॉन डिफॉमर, दोनों के लाभों को जोड़ता है और डिफॉमर के विकास की दिशा है। कभी-कभी इसकी विपरीत घुलनशीलता के आधार पर इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है, लेकिन वर्तमान में ऐसे डिफॉमर बहुत कम प्रकार के हैं और वे अभी भी अनुसंधान एवं विकास के चरण में हैं, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन लागत अधिक होती है।

★ डिफोमर्स का चयन

डिफोमर्स का चयन निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना चाहिए:

1. यदि यह फोमिंग घोल में अघुलनशील या अघुलनशील है, तो यह फोम को तोड़ देगा। डिफोमिंग एजेंट को फोम फिल्म पर केंद्रित किया जाना चाहिए। डिफोमिंग एजेंट के लिए, उन्हें तुरंत केंद्रित और केंद्रित किया जाना चाहिए, जबकि फोम सप्रेसेंट के लिए, उन्हें नियमित रूप से इस अवस्था में रखा जाना चाहिए। इसलिए डिफोमिंग एजेंट फोमिंग तरल पदार्थों में अतिसंतृप्त अवस्था में होते हैं, और केवल अघुलनशील या खराब घुलनशील ही अतिसंतृप्ति तक पहुँचने के लिए प्रवण होते हैं। अघुलनशील या घुलने में कठिन, यह गैस-तरल इंटरफेस पर एकत्र होना आसान है, बुलबुला झिल्ली पर केंद्रित करना आसान है, और कम सांद्रता पर कार्य कर सकता है। जल प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले डिफोमिंग एजेंट, सक्रिय घटक अणु, दृढ़ता से हाइड्रोफोबिक और कमजोर रूप से हाइड्रोफिलिक होने चाहिए, सर्वोत्तम प्रभाव के लिए 1.5-3 की सीमा में एचएलबी मान के साथ।

2. सतही तनाव, झागयुक्त द्रव की तुलना में कम होता है, और केवल तभी जब डिफोमिंग घोल के अंतर-आणविक बल छोटे होते हैं और सतही तनाव, झागयुक्त द्रव की तुलना में कम होता है, डिफोमिंग घोल के कण झाग फिल्म में प्रवेश कर सकते हैं और फैल सकते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि झागयुक्त विलयन का सतही तनाव, विलयन का सतही तनाव नहीं, बल्कि झागयुक्त विलयन का सतही तनाव होता है।

3. झाग बनाने वाले द्रव के साथ एक निश्चित मात्रा में आत्मीयता होती है। चूँकि डिफोमिंग प्रक्रिया वास्तव में झाग के ढहने की गति और झाग निर्माण की गति के बीच एक प्रतिस्पर्धा है, इसलिए डिफोमिंग एजेंट को झाग बनाने वाले द्रव में तेज़ी से फैलने में सक्षम होना चाहिए ताकि वह झाग बनाने वाले द्रव की एक विस्तृत श्रृंखला में तेज़ी से अपनी भूमिका निभा सके। डिफोमिंग एजेंट को तेज़ी से फैलाने के लिए, डिफोमिंग एजेंट के सक्रिय घटक का झाग बनाने वाले घोल के साथ एक निश्चित मात्रा में आत्मीयता होना आवश्यक है। डिफोमिंग एजेंट के सक्रिय तत्व झाग बनाने वाले द्रव के बहुत करीब होते हैं और घुल जाएँगे; बहुत विरल और फैलने में कठिन। केवल उचित निकटता होने पर ही प्रभावशीलता अच्छी हो सकती है।

4. डिफोमर्स झागदार तरल पदार्थों के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं करते। जब डिफोमर्स झागदार तरल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, तो वे अपनी प्रभावशीलता खो देते हैं और हानिकारक पदार्थ उत्पन्न कर सकते हैं जो सूक्ष्मजीवों के विकास को प्रभावित करते हैं।

5. कम अस्थिरता और लंबी अवधि की क्रियाशीलता। सबसे पहले, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि जिस प्रणाली में डिफोमिंग एजेंट की आवश्यकता है, वह जल-आधारित है या तेल-आधारित। किण्वन उद्योग में, तेल-आधारित डिफोमिंग एजेंट, जैसे पॉलीइथर संशोधित सिलिकॉन या पॉलीइथर आधारित, का उपयोग किया जाना चाहिए। जल-आधारित कोटिंग उद्योग में जल-आधारित डिफोमिंग एजेंट और कार्बनिक सिलिकॉन डिफोमिंग एजेंट की आवश्यकता होती है। डिफोमिंग एजेंट का चयन करें, मिलाई गई मात्रा की तुलना करें, और संदर्भ मूल्य के आधार पर, सबसे उपयुक्त और किफायती डिफोमिंग एजेंट उत्पाद का निर्धारण करें।

★डिफोमर के उपयोग की प्रभावशीलता को प्रभावित करने वाले कारक

1. विलयन में डिफोमिंग पदार्थों की फैलाव क्षमता और सतही गुण, अन्य डिफोमिंग गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। डिफोमिंग पदार्थों में फैलाव की एक उचित मात्रा होनी चाहिए, और बहुत बड़े या बहुत छोटे कण उनकी डिफोमिंग क्रिया को प्रभावित कर सकते हैं।

2. फोम प्रणाली में डिफोमिंग एजेंट की अनुकूलता: जब सर्फेक्टेंट जलीय घोल में पूरी तरह से घुल जाता है, तो इसे आमतौर पर फोम के गैस-तरल इंटरफेस पर फोम को स्थिर करने के लिए दिशात्मक रूप से व्यवस्थित किया जाता है। जब सर्फेक्टेंट अघुलनशील या अतिसंतृप्त अवस्था में होता है, तो कण घोल में बिखर जाते हैं और फोम पर जमा हो जाते हैं, और फोम डिफोमिंग एजेंट के रूप में कार्य करता है।

3. फोमिंग सिस्टम का परिवेशी तापमान और फोमिंग द्रव का तापमान भी डिफॉमर के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। जब फोमिंग द्रव का तापमान अपेक्षाकृत अधिक हो, तो विशेष उच्च तापमान प्रतिरोधी डिफॉमर का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है, क्योंकि यदि साधारण डिफॉमर का उपयोग किया जाता है, तो डिफॉमिंग प्रभाव निश्चित रूप से बहुत कम हो जाएगा, और डिफॉमर सीधे लोशन को डीमल्सीफाई कर देगा।

4. डिफोमर्स की पैकेजिंग, भंडारण और परिवहन 5-35 डिग्री सेल्सियस पर भंडारण के लिए उपयुक्त हैं, और शेल्फ लाइफ आम तौर पर 6 महीने है। इसे गर्मी स्रोत के पास न रखें या धूप में न रखें। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली रासायनिक भंडारण विधियों के अनुसार, खराब होने से बचने के लिए उपयोग के बाद सील करना सुनिश्चित करें।

6. मूल विलयन और तनु विलयन में डिफोमिंग एजेंट्स के योग अनुपात में कुछ हद तक विचलन है, और अनुपात समान नहीं है। सर्फेक्टेंट की कम सांद्रता के कारण, तनु डिफोमिंग एजेंट लोशन अत्यधिक अस्थिर होता है और जल्दी विघटित नहीं होगा। डिफोमिंग प्रदर्शन अपेक्षाकृत खराब है, जो दीर्घकालिक भंडारण के लिए उपयुक्त नहीं है। तनुकरण के तुरंत बाद उपयोग करने की सलाह दी जाती है। मिलाए गए डिफोमिंग एजेंट्स के अनुपात को इसकी प्रभावशीलता का मूल्यांकन करने के लिए ऑन-साइट परीक्षण के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए, और इसे अत्यधिक मात्रा में नहीं मिलाया जाना चाहिए।

★डिफोमर की खुराक

डिफोमिंग एजेंट कई प्रकार के होते हैं, और अलग-अलग प्रकार के डिफोमिंग एजेंटों के लिए आवश्यक खुराक अलग-अलग होती है। नीचे, हम छह प्रकार के डिफोमिंग एजेंटों की खुराक के बारे में बताएँगे:

1. अल्कोहल डिफॉमर: अल्कोहल डिफॉमर का उपयोग करते समय, खुराक आम तौर पर 0.01-0.10% के भीतर होती है।

2. तेल आधारित डिफोमर्स: तेल आधारित डिफोमर्स की मात्रा 0.05-2% के बीच है, और फैटी एसिड एस्टर डिफोमर्स की मात्रा 0.002-0.2% के बीच है।

3. एमाइड डिफोमर्स: एमाइड डिफोमर्स का प्रभाव बेहतर होता है, और इसमें मिलावट की मात्रा आम तौर पर 0.002-0.005% के भीतर होती है।

4. फॉस्फोरिक एसिड डिफॉमर: फॉस्फोरिक एसिड डिफॉमर का उपयोग आमतौर पर फाइबर और चिकनाई तेलों में किया जाता है, जिसमें 0.025-0.25% की अतिरिक्त मात्रा होती है।

5. अमीन डिफॉमर: अमीन डिफॉमर का उपयोग मुख्य रूप से फाइबर प्रसंस्करण में किया जाता है, जिसमें 0.02-2% की अतिरिक्त मात्रा होती है।

7. ईथर आधारित डिफोमर्स: ईथर आधारित डिफोमर्स का उपयोग आमतौर पर कागज की छपाई, रंगाई और सफाई में किया जाता है, जिसकी सामान्य खुराक 0.025-0.25% होती है।