иготування стабільної воскової емульсії з використанням мінімальної кількості емульгатора були проведені численні дослідження. Використовувані способи емульгування восків, можна розділити на високоенергетичні і низькоенергетичні. Низькоенергетичні способи мають перевагу з точки зору низьких витрат на виробництво і використання малогабаритного обладнання.
Найбільшого поширення набув метод інверсії фаз, при якому емульсії зазвичай виходять мимовільно з використанням незначного примусового перемішування. Існує два його різновиди: метод температури інверсії фаз (PIT метод і метод точки інверсії. Обидва методи є характерними прикладами низькоенергетичних методів, що дозволяють отримувати воскові нано-емульсії з розміром частинок 300-500 нм. У теж час низькоенергетичні методи мають істотний недолік, оскільки емульсії виробляються в невеликих кількостях і, насамперед, з метою теоретичних досліджень процесів приготування емульсій та вивчення властивостей.
У промисловості для одержання воскових емульсій використовують високоенергетичні способи, включають інтенсивне диспергування з використанням механічного гомогенізірованія або ультразвукового впливу. Високоенергетичні способи дозволяють отримувати воскові емульсії, стабільні протягом тривалого часу і з заданим розміром частинок дисперсної фази, однак вимагають більшої витрати електроенергії і досить громіздкого обладнання.
Таким чином, використання певного способу виробництва воскових емульсій обумовлено метою подальшого використання емульсій: низькоенергетичні способи - для лабораторних досліджень емульсій, високоенергетичні - у промисловому виробництві. При будь-якому із зазначених способів існує три основні методи приготування воскових емульсій:
) диспергування води у воску (метод «вода в віск»);
) диспергування воску у воді (метод «віск у воду»);
) емульгування під високим тиском.
Метод «Вода у віск» включає в себе додавання попередньо нагрітої води в нафтовій віск, що містить емульгатори і відповідні добавки, і їх інтенсивне перемішування. При додаванні певної кількості води, відбувається інверсія фаз і емульсія «вода у воску» переходить в емульсію «віск у воді». Метод вимагає застосування воску з низькою температурою плавлення і відносно низькою в'язкістю.
Метод «віск у воду» найчастіше включає в себе попереднє плавлення нафтового воску з додаванням однієї емульгатора, і подальше введення отриманої суміші в нагріту воду, що містить інший емульгатор і добавки при інтенсивному перемішуванні.
Існує два методи емульгування під високим тиском: прямий і непрямий. Прямий метод використовується для створення емульсій із застосуванням неіонних поверхнево-активних речовин. Метод полягає в змішуванні в гомогенизаторе нафтових восків, емульгаторів і добавок і води при температурі на 10 ° C вище температури плавлення воску і при тиску до 200атм. Потім емульсію швидко охолоджують при атмосферному тиску, з використанням ефективного зовнішнього теплообмінника.
Непрямий метод використовується для всіх типів емульсій, зокрема, для емульсій з використанням аніонних і катіонних поверхнево-активних речовин. Метод полягає у формуванні початкової емульсії («пре-емульсії»), що містить віск, поверхнево-активні речовини і добавки, і частина води. Залишок води подається у вигляді незначних кількостей при температурі трохи менше 100 ° C. Це призводить до інверсії емульсії «вода у воску» в емульсію «віск у воді». Потім емульсію швидко охолоджують при атмосферному тиску.
Метод із застосуванням високого тиску використовують для формування часток дисперсної фази розміром менше 1 мкм. Зазначений розмір часток дозволяє використовувати меншу кількість емульгаторів [1 4,5% мас.]. У США практично всі воскові емульсії виробляють із застосуванням методу високого тиску, часто з підвищенням тиску в декілька ступенів.
Таким чином, процес приготування воскової емульсії, що має певні постійні властивості, такі як вузький розподіл частинок за розмірами, стабільність при зберіганні, транспортуванні та застосуванні, можна представити у вигляді послідовності наступних стадій:
) змішання необхідних кількостей води, нафтового воску, емульгаторів і добавок при певній температурі і в заданій послідовності;
) інтенсивне перемішування з використанням механічного гомогенізатора або шляхом ультразвукового впливу;
3) швидке охолодження отриманої емульсії.
Безперервність процесу досягається шляхом включення в схему додаткової ємності змішування компонентів, що працює послідовно, і організацією рецикла. Число стадій, необхідних для проведення процесу, визначається як механізмом утворення емуль...
