تُزال في عملية إزالة الغازات فقاعات الغاز، وغالبًا ما تكون هواءً، من سائل ما، كالجل مثلًا. كما أن إزالة الغازات ضرورية لاستخراج الغازات الذائبة من المواد الخام السائلة، وإلا فإنها ستنطلق لاحقًا في المنتج النهائي وتكوّن فيه فقاعات.
لماذا يضر الهواء بالمنتج
كثيرًا ما تتطلب عمليات الخلط إزالة لاحقة للغازات، إذ تتكون في الغالب جيوب هواء وغاز عند معالجة المواد السائلة وحتى عالية اللزوجة. ويمكن لهذه الجيوب أن:
- تتسبب في تزنخ الدهون والزيوت
- تؤدي إلى الأكسدة وتغير اللون
- تغير الرائحة والطعم
- تجعل الأسطح المطلية مسامية ومثقوبة
في المقابل، تكون المنتجات منزوعة الهواء أكثر ثباتًا كيميائيًا وأطول صلاحية. وفي الصناعة، على سبيل المثال، تكتسب إزالة الغازات من الماء أهمية في كل موضع يتطلب أدنى مستويات الأكسجين، كما في الصناعات الكيميائية والصناعات الدوائية وصناعة المشروبات. ومن الأمثلة اليومية على ذلك فتح زجاجة مياه معدنية غازية.
كيف تنطلق الغازات
تطلق السوائل أكبر قدر من الغازات عندما تُسخَّن مع انخفاض الضغط في الوقت نفسه. ويعود ذلك إلى قابلية ذوبان الغازات، التي تتناقص – وفقًا لما ينص عليه قانون هنري – مع انخفاض الضغط الجزئي وارتفاع درجة الحرارة. ويمكن للغازات أيضًا أن تنطلق بشكل طبيعي، كما في انبعاث الغازات من المواد الرغوية.
التطبيقات
تكتسب إزالة الغازات أهمية خاصة في المنتجات الحساسة للأكسجين، وحيثما تؤدي الفقاعات إلى تدهور الخصائص. وينطبق الأمران على مستحضرات التجميل: فالأكسجين يقصّر مدة الصلاحية، وفقاعات الغاز تسرّع اندماج الطور المشتت. ومن الأمثلة الأخرى:
- كتل البطاريات: الأكسجين قد يجعل المنتج النهائي غير صالح للاستخدام
- الزيوت ومواد التشحيم: إزالة الغازات قبل الضخ تقلل التآكل الناتج عن التكهف
- الطلاءات: إزالة الغازات قبل التصلب أو الاستخدام
- المشروبات والصلصات: إزالة الغازات تثبط الميكروبات الهوائية وتطيل مدة الصلاحية
- الشامبو: تجعله المواد الفعالة سطحيًا الموجودة فيه يرغو، بحيث تتعذر تعبئته من دون إزالة الغازات
ما المهم في إزالة الغازات
يكبّر التفريغ فقاعات الهواء بشكل مقصود كي تصعد داخل المنتج. وترتبط عملية التقليب ارتباطًا وثيقًا بالكفاءة.
- يجب أن يكون الخزان كبيرًا بما يكفي للكتلة المنتفخة بالرغوة، من دون أن تبلل الغطاء أو تصل إلى مضخة التفريغ
- يجب ألا يفتت الخلاط فقاعات الهواء
- لكن يجب أن يخلط جيدًا كي تصل الفقاعات إلى السطح بسرعة أكبر وتنفجر هناك
- من دون خلاط سيعتمد كل شيء على سرعة صعود الفقاعات، وسيستغرق ذلك وقتًا طويلًا جدًا
تزداد الصعوبة عندما تعمل المواد الفعالة سطحيًا على تثبيت فقاعات الغاز. فهذه المواد المساعدة يُفترض أن تثبّت المستحلب أو المشتت، لكنها تغلّف الفقاعات أيضًا وتجعلها شديدة المتانة. والحل هو الخلاطات المحسّنة للضخ: إذ تدفع مساحات حلقية كبيرة المنتج نحو السطح وتساعد هناك على تفجير الفقاعات حتى داخل الرغوة، فتقصر مدة إزالة الغازات بشكل ملحوظ. والعملية المعاكسة هي: الإشباع بالغاز.
عمليات أخرى
الأسئلة الشائعة حول إزالة الغازات
لماذا يجب إزالة الغازات من المنتجات؟
قد تؤدي جيوب الهواء والغاز إلى الأكسدة وتزنخ الدهون والزيوت وتغير اللون وتبدل الرائحة والطعم. أما المنتجات منزوعة الغازات فهي أكثر ثباتًا كيميائيًا وأطول صلاحية.
كيف تتم إزالة الغازات تحت التفريغ؟
تحت التفريغ تكبر فقاعات الهواء بشكل مقصود وتصعد بسرعة أكبر. ويجب أن يكون الخزان كبيرًا بما يكفي لكتلة المنتج المتمددة، ويتولى الخلاط مزج المنتج من دون تفتيت الفقاعات.
لماذا تصعب إزالة الغازات من الشامبو وجل الاستحمام؟
تعمل المواد الفعالة سطحيًا على تثبيت فقاعات الغاز وتميل إلى تكوين الرغوة. وتنقل الخلاطات المحسّنة للضخ ذات المساحات الحلقية الكبيرة المنتج إلى السطح وتقصّر مدة إزالة الغازات بشكل ملحوظ.
ما التأثيرات الفيزيائية التي تستفيد منها إزالة الغازات؟
تنخفض قابلية ذوبان الغازات مع انخفاض الضغط الجزئي وارتفاع درجة الحرارة (قانون هنري). لذلك يُعمل عادةً بخفض الضغط، وبالتسخين عند الحاجة.