影响清洁能力的表面活性剂浓度可以通过测量动态表面张力得到。另外可以通过测量导电率及使用酸碱滴定的方法来控制促净剂的浓度。清洁剂浓度的连续检测可以根据消耗来确定需要添加多少清洁剂。经济环保的优化清洁过程包括:
l 减少使用清洁剂的成本
l 避免漂洗池中清洁剂成分的积聚
l 延长清洁池的寿命
l 减少水及水污染处理成本
由于可以测得表面张力的参数,使表面活性剂浓度的检测以及根据消耗来定量变为可能。因此,泡压法张力仪可用来测量有效的表面活性剂的浓度,如图3.有效的表面活性剂是没有被油和污染物束缚的,也没有附在金属表面。在清洁过程中,只有这些自由的表面活性剂才是有效的,可以形成胶束来去除金属表面的污染和油。
用测量清洁过程中液体的表面张力来检测有效表面活性剂的浓度,使适当地使用表面活性剂成为可能。需要添加额外的剂量时可使用测量结果来验证。为了将检测程序可视化,图4显示出了在一个清洁池内连续测量的结果。在开始准备时,首先可以看到水的表面力值(72.8 mN/m,温度是20℃)。当添加表面活性剂时,表面张力减低。
SITA表面张力仪测量表面张力是以差压法为基础的。在测试过程中,气泡通过插入液面下的毛细管中形成(如图5),有一个特殊的传感器测量气泡毛细管顶端的压力。动态表面张力是用最大和最小气泡压力差来计算,并使用校准系数K来表示。
σ=k·Δp,withΔp=pmax{pmin
气泡压力用纯净水校准张力。标准系数K取决于自动测量器具,不依赖气泡的寿命。SITA泡压法张力仪的设计原理大大简化了表面张力仪操作,因为测量不再依赖于毛细管浸入液体中的深度。
相对于静态方法测量表面张力,动态测量方法可以测量表面的表面活性剂的浓度高于临界胶束浓度(CMC),即工业清洗过程中经常使用的浓度范围,静态表面张力仪是无法测出超出CMC值的表面活性剂浓度。测量的基础原理是表面活性浓度与表面张力过程值之间的量化关系。
动态表面张力取决于一个新形成的界面寿命。动态表面张力的差异在于不同界面寿命(气泡寿命,如图5)时有不同数量的表面活性剂迁移到新的界面上。用哪个气泡寿命作为最佳测量点只需以下程序测量一次就可以得知。在SITA表面张力仪的Auto模式下测量某种特定的已知表面活性剂浓度的液体。最佳的气泡寿命值就是在表面张力测量值差额最大的那点(如图6)。之后,测出一系列已知的表面活性剂浓度不同的参照样本作为参考曲线。这样,根据测出的表面张力值就可以在参考曲线中查过表面活性剂的浓度了。