Entgasen

Beim Entgasen werden Gasbläschen, meist Luftbläschen, aus einer Flüssigkeit entfernt, zum Beispiel Blasen aus einem Gel. Aber auch um in flüssigen Rohstoffen gelöste Gase, die später im Fertigprodukt ausgasen und dort zu Gasblasen führen würden, zu entfernen ist ein Entgasungsprozess notwendig.

Unter Ent- oder Ausgasen ist das Freisetzen von Gasen, die in flüssigen oder festen Materialien vorhanden sind zu verstehen. Hierfür angewandte Prozesse sind beispielsweise die Druckentlastung oder die Temperaturerhöhung.  Der Prozess der Entgasung läuft in der Natur häufig ab. In der Industrie findet beispielsweise die Wasserentgasung überall dort Anwendung, wo Produktqualität und Stabilität durch niedrigste Sauerstoffwerte garantiert werden. Dies ist zum Beispiel in der Chemie- und Pharmaindustrie sowie in der Getränkeindustrie der Fall.

Eine bekannte und alltägliche Form der Entgasung einer Flüssigkeit zeigt sich beim Öffnen einer Flasche mit kohlensäurehaltigem Mineralwasser. Mischprozesse machen häufig eine nachfolgende Entgasen des Produktes notwendig, da bei der Verarbeitung von flüssigen bis hochviskosen Stoffen oft Luft- und Gaseinschlüsse entstehen. Diese Einschlüsse wirken sich meist negativ auf das Produkt aus. So können sie zum Beispiel zum ranzig werden von Fetten und Ölen, zur Oxidation, zu Verfärbungen sowie zur geruchlichen und geschmacklichen Veränderung der Produkte führen. Außerdem können sie bewirken, dass die Oberfläche beschichteter Materialien porös und löcherig wird. Im Gegensatz dazu sind entlüftete Produkte chemisch stabiler und länger haltbar.

Ausgasung wird am stärksten bei der Erwärmung von Flüssigkeiten in Verbindung mit einer Druckminderung ausgelöst. Sie ist abhängig von der Löslichkeit der Gase, die normalerweise bei sinkendem Partialdruck und steigenden Temperaturen gemäß dem Henry-Gesetz abnimmt. Außerdem können Gase auch auf natürlichem Wege oder beim Ausgasen von Schaumstoffen durch die Bildung von Poren freigesetzt werden.

Anwendungen

Das Entgasen wird vor allem bei der Herstellung von sauerstoffempfindlichen Produkten und bei Produkten, bei denen Bläschen im Produkt die Eigenschaften negativ beeinflussen angewendet. Beide Anforderungen treffen auf kosmetische Produkte zu, da der Sauerstoff die Haltbarkeitsdauer reduziert und die Gasbläschen eine Koagulation der dispersen Phase beschleunigen würde. Bei manchen Anwendungen, wie zum Beispiel der Herstellung von Batteriemassen würde die Gegenwart von Sauerstoff das Fertigprodukt unbrauchbar machen.

Es gibt eine Reihe von Produktionsprozessen, bei denen Flüssigkeiten entgast werden müssen. Öle und Schmierstoffe, zum Beispiel, müssen vor dem Pumpen entgast werden, um den durch Kavitation hervorgerufenen Pumpenverschleiß so gering wie möglich zu halten. Lacke müssen vor dem Härten oder vor der Verwendung entgast werden. Flüssige Lebensmittel, wie zum Beispiel Getränke und Saucen, werden entgast, um ihre Haltbarkeit zu erhöhen, da die Entgasung das Wachstum aerober Mikroben hemmt. Ein weiteres Beispiel ist Shampoo, welches keine Luft enthalten sollte und durch die eigenen Tenside zum aufschäumen neigt und das Volumen derart vergrößern kann das eine Abfüllung unmöglich wäre. Das Verfahren Rühren ist eng mit der Effizienz des Prozesses Entgasen verknüpft und sollte unter diesem Gesichtspunkt ebenfalls betrachtet werden.
Informationen zu einigen Anwendungen bei denen die Entlüftung eingesetzt wird, finden Sie hier:

• Schaumbäder
• Duschgele
• Shampoo

Details

Beim Entgasen kommt es vor allem darauf an, dass eine gezielte Vergrößerung der Luftblasen unter Vakuum genutzt wird, um ein Aufsteigen der Gasblasen im Produkt zu ermöglichen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Behälter ausreichend groß ist, um die expandierte Produktmasse zu fassen, ohne die Deckelinnenseite zu benetzen oder von der Vakuumpumpe angesaugt zu werden. Das Rührwerk darf in diesem Prozess nicht zur Zerkleinerung der Luftblasen dienen, muss dagegen aber ausreichend Durchmischung im Behälter erzeugen, damit die Luftblasen schneller die Oberfläche erreichen, wo sie zerplatzen und in die Gasphase übergehen können. Ohne Rührwerk wäre dieser Prozess sehr zeitaufwändig und würde allein von der Aufstiegsgeschwindigkeit der Gasblasen abhängen.
Das Entgasen von Flüssigkeiten wird oftmals dadurch erschwert, dass die zu entfernenden Gasbläschen durch den Einsatz von oberflächenaktiven Substanzen stabilisiert wurden. Diese Hilfsstoffe, die eigentlich zur Stabilisierung der erzeugten Emulsion oder Dispersion eingesetzt wurden, umschließen die Gasbläschen und machen sie so robust, dass ihre Entgasung die Prozesstechnik vor eine besondere Aufgabe stellt. Zu lösen ist dies durch förderoptimierten Rührwerke im Behälter. Durch großen Ringflächen, die das Produkt zur Oberfläche fördern und dort das Zerplatzen der Luftblasen auch im Schaumzustand effektiv unterstützen, kann der Entgasungsprozess deutlich verkürzt werden.

Gerne beraten wir Sie zu dem Thema Entgasen.