浅析蜡烛加工过程气泡的产生原因及消泡技术

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1、浅析蜡烛加工过程气泡的产生原因及消泡技术阚生东1*陈德昌2（1.青岛金王应用化学有限公司，266200.2.中国海洋大学，266003）摘要：本文就蜡烛加工过程中气泡的产生原因、气泡的性质、影响因素等进行分析，并对蜡烛加工过程采用的消泡技术进行总结。关键词：蜡烛消泡0引言蜡烛在加工过程容易产生气泡，尤其是浇注工艺生产的蜡烛，在蜡身上会聚集一些气泡，从而影响产品的表面效果，一般主要是以国内石蜡为主要原料的蜡烛容易产生气泡[1]，通常在蜡烛加工完成后，蜡身表面气泡不太明显，随着贮存时间的增加，表面气泡会不断增多，造成质量事故，为了减少以上弊端，本文讨论了起泡的原因及消泡技术。1产生气

2、泡的原因气泡是指气体分散在液体中的分散体系，气体是分散相，液体是分散介质的气液相分散体系，当气体在蜡液中的溶解度已达到过饱和状态时，热力学的稳定状态就要减少，气体从液相转为气相的倾向就增大，在一定条件下形成了核泡。随着气体向核泡的扩散，核泡逐渐长大而形成了气泡。气泡常以三种状态存在，即：气泡-浮于气体中的单个液膜包裹气体物；泡沫-气多液少的“气/液”粗分散体；气泡分散体－液多气少的“气/液”粗分散体[2]。蜡烛中所形成的气泡大部分是第三种气体以小的球型分散在蜡体中。*现任青岛金王应用化学股份有限公司技术顾问、教授。蜡烛加工过程气泡原因较多，归纳起来有以下要素：即气液接触；含有易产

3、生气泡原材料；发泡速度高于破泡速度。1.1气液接触气泡是气体在液体中的分散体，只有当气体与液体连续充分接触时，才能产生气泡，一般气体有两种方式进入到蜡烛中，一是从外部进入，由于原料蜡的熔化、搅拌混合、颜料及香精的加入混入气体；二是由于原料蜡本身产生气体：如香精中溶剂的挥发，原料蜡中空气的逸出等。1.2含易产生气泡的原料通常蜡烛在加工过程中，除石蜡作为主原料外，还会加入植物蜡、合成蜡、微晶蜡等添加剂，这些添加剂中，有些与空气的结合力较强，结合了大量的空气，在原料蜡混合时会不断释放出空气，从而导致最终产品产生气泡。1.3发泡速度高于破泡速度发泡速度高于破泡速度，指的是气泡的寿命，起泡

4、的难易取决于气泡和其破灭后形成的液滴在表面自由能上的差别，实际上只有当气泡的产生速度小于破泡的速度时，气泡才能不断破裂。2影响气泡稳定的因素2.1泡径小气泡寿命较长，大气泡容易破裂，在蜡烛浇注冷却过程中，大气泡容易从蜡液中排出。2.2温度温度升高，泡沫表面张力、自由能增加，粘度降低，排液、变薄速度加快，容易破裂。2.3冲击冲击可直接击碎气泡。3消泡技术3.1排出起泡原因避免不必要的气液接触，在化蜡、转移蜡液时，应尽量避免直接冲击蜡液面带入空气，可将管伸入罐底，避免蜡液与空气在界面处急剧混合，保持搅拌浆叶低于液面0.5m以上，若有条件，应采用全密闭系统。3.2减少原料蜡中空气的带入

5、当有与空气结合力较强的原材料加入时，应提前单独熔化，充分搅拌，释放所结合空气，然后再加入到其他蜡原料中搅拌混合。3.3破坏稳泡条件3.3.1提高气泡的上升速度：蜡液中的气泡和其他物体一样，在液体中受到浮力的作用。F=4πr3(ρ1-ρ2)g/3(1)其中：F—浮力（dyn）；r—气泡的半径（cm）；g—重力加速度(cm/s2)；ρ1—液体的密度（g/cm3）；ρ2—气泡中气体的密度（g/cm3）。按斯托克斯定律，气泡在液体中上升所需要的力为：F=6πηrV(2)其中：η—液体的粘度（泊）；V—气泡的上升速度（cm/s）；由（1）、（2）式可得出气泡的上升速度：V=2r2g(ρ1-

6、ρ2)/9η(3)从（3）式中可得出结论：气泡的上升速度随着蜡液粘度的减小而增大；气泡的尺寸越大，其上升速度越大；蜡液密度越大，气泡中气体密度越小，上升速度越大。因此在蜡烛浇注过程中，可适当提高灌蜡温度，当温度较高时，蜡液的粘度较小，气泡的上升速度较大，同时缓慢冷却，可使蜡液中气泡有足够时间从蜡液中逸出，减少蜡体中气泡。3.3.2机械法当蜡液受到振荡时，气泡更容易逸出、破裂，此外可采用静置破泡法，在蜡液浇注前，静置蜡液来达到减少气泡的目的。3.3.3化学破泡法添加消泡剂，当体系中加入消泡剂后，消泡剂一般通过使气泡液膜局部表面张力降低、破坏膜弹性失去自修功能、降低液膜粘度使气泡寿命

7、缩短等机理来达到消泡目的，对于消泡剂的研究，国内有很很多论文发表[3][4][5].4结论浇注蜡烛产生气泡的原因较复杂，应采用减少不必要的气液接触、适当提高灌蜡温度、提高蜡液冷却时间、静置消泡以及加入消泡剂等手段来减少蜡烛中气泡的产生。参考文献[1]吴国江.国内外蜡烛的发展状况.化工科技市场.2002，（7）：13～15.[2]朱先龙.浅析泡沫产生的原因及消泡技术.中国油脂.1999，19（6）：23～26.[3]徐江伟.消泡剂的复合及其消泡机理探讨.中国甜菜糖业.2002，（4