در گاززدایی، حبابهای گاز، معمولاً هوا، از یک مایع، مثلاً از یک ژل، خارج میشوند. گاززدایی همچنین برای خارج‌کردن گازهای محلول از مواد اولیه مایع لازم است. در غیر این صورت، این گازها بعداً در محصول نهایی آزاد میشوند و در آنجا حباب ایجاد میکنند.
چرا هوا به محصول آسیب می‌زند
فرایندهای اختلاط اغلب به گاززدایی پس از آن نیاز دارند، زیرا هنگام فرآوری مواد از مایع تا بسیار گران‌رو، اغلب هوا و گاز محبوس میشود. این موارد میتوانند:
- باعث فاسدشدن (بوی تند) چربیها و روغنها شوند
- اکسیداسیون و تغییر رنگ ایجاد کنند
- بو و طعم را تغییر دهند
- سطوح پوشش‌داده‌شده را متخلخل و حفره‌دار کنند
در مقابل، محصولات هوازدایی‌شده از نظر شیمیایی پایدارتر و ماندگارترند. در صنعت، مثلاً گاززدایی آب در هر جا که به کمترین مقادیر اکسیژن نیاز باشد اهمیت دارد، مانند صنایع شیمیایی، داروسازی و نوشیدنی. نمونه‌ای از زندگی روزمره، باز کردن یک بطری آب معدنی گازدار است.
گازها چگونه آزاد میشوند
مایعات بیشترین گاز را زمانی آزاد میکنند که گرم شوند و هم‌زمان فشار کاهش یابد. این موضوع به حلالیت گازها بستگی دارد که طبق قانون هنری با کاهش فشار جزئی و افزایش دما کاهش مییابد. گازها میتوانند بهطور طبیعی نیز آزاد شوند، مثلاً هنگام خروج گاز از فوم‌ها.
کاربردها
گاززدایی به‌ویژه برای محصولات حساس به اکسیژن و جایی اهمیت دارد که حبابها ویژگی‌ها را بدتر میکنند. هر دو مورد برای محصولات آرایشی و بهداشتی صدق میکند: اکسیژن ماندگاری را کوتاه میکند و حبابهای گاز، به‌هم‌پیوستن فاز پراکنده را تسریع میکنند. نمونه‌های دیگر:
- توده‌های باتری: اکسیژن محصول نهایی را غیرقابل‌استفاده میکند
- روغنها و روان‌کارها: گاززدایی پیش از پمپاژ، سایش ناشی از کاویتاسیون را کاهش می‌دهد
- رنگ‌ها و لاک‌ها: گاززدایی پیش از سخت‌شدن یا استفاده
- نوشیدنی‌ها و سس‌ها: گاززدایی میکروب‌های هوازی را مهار میکند و ماندگاری را افزایش می‌دهد
- شامپو: سورفکتانت‌های خود شامپو باعث کفکردن آن میشوند، به‌طوری که بدون گاززدایی پرکردن ممکن نیست
نکات مهم در گاززدایی
وکیوم حبابهای هوا را هدفمند بزرگ میکند تا در محصول بالا بیایند. در این میان، هم‌زدن ارتباط نزدیکی با بازده دارد.
- مخزن باید بهاندازه کافی برای توده کف‌کرده بزرگ باشد، به‌طوری که این توده درپوش را خیس نکند یا به پمپ وکیوم نرسد
- همزن نباید حبابهای هوا را خرد کند
- اما باید خوب اختلاط دهد تا حبابها سریعتر به سطح برسند و در آنجا بترکند
- بدون همزن، همه‌چیز به سرعت صعود حبابها بستگی پیدا می‌کرد و بسیار طول می‌کشید
وقتی مواد فعال سطحی حبابهای گاز را پایدار کنند، کار دشوار میشود. این مواد کمکی در اصل باید امولسیون یا پراکنش را پایدار کنند، اما حبابها را نیز دربر می‌گیرند و آن‌ها را بسیار مقاوم میکنند. راه‌حل، همزنهای بهینهشده برای جریان است: سطوح حلقوی بزرگ، محصول را به سمت سطح می‌رانند و در آنجا به ترکاندن حبابها، حتی در کف، کمک میکنند. به این ترتیب گاززدایی بهطور قابلتوجهی کوتاه میشود. فرایند مقابل آن، گازدهی.
فرایندهای دیگر
پرسش‌های متداول درباره گاززدایی
چرا محصولات باید گاززدایی شوند؟
هوا و گاز محبوس میتوانند به اکسیداسیون، فاسدشدن چربیها و روغنها، تغییر رنگ و نیز تغییر بو و طعم منجر شوند. محصولات گاززداییشده از نظر شیمیایی پایدارتر و ماندگارترند.
گاززدایی تحت وکیوم چگونه کار میکند؟
تحت وکیوم، حبابهای هوا هدفمند بزرگ میشوند و سریعتر بالا میآیند. مخزن باید برای توده منبسطشده محصول بهاندازه کافی بزرگ باشد و همزن بدون خردکردن حبابها اختلاط را تأمین میکند.
چرا گاززدایی در شامپو و ژل دوش دشوار است؟
سورفکتانتها حبابهای گاز را پایدار میکنند و تمایل به کفکردن دارند. همزنهای بهینهشده برای جریان با سطوح حلقوی بزرگ، محصول را به سطح میآورند و گاززدایی را بهطور قابلتوجهی کوتاه میکنند.
گاززدایی از چه اثرات فیزیکی بهره میبرد؟
حلالیت گازها با کاهش فشار جزئی و افزایش دما کاهش مییابد (قانون هنری). به همین دلیل معمولاً با کاهش فشار و در صورت نیاز با گرمکردن کار میشود.