בהסרת גזים מסלקים מנוזל בועות גז, לרוב אוויר – למשל מג'ל. הסרת גזים נחוצה גם כדי להוציא גזים מומסים מחומרי גלם נוזליים. אחרת הם ישתחררו מאוחר יותר במוצר המוגמר ויצרו בו בועות.
מדוע אוויר במוצר מזיק
תהליכי ערבוב מחייבים לעיתים קרובות הסרת גזים בשלב שלאחר מכן, שכן בעיבוד חומרים נוזליים עד צמיגיים מאוד נוצרים לעיתים קרובות כיסי אוויר וגז. אלה עלולים:
- לגרום לשומנים ולשמנים להתעפש
- לגרום לחמצון ולשינויי צבע
- לשנות ריח וטעם
- להפוך משטחים מצופים לנקבוביים ומחוררים
לעומת זאת, מוצרים שהוסר מהם האוויר יציבים יותר מבחינה כימית ובעלי חיי מדף ארוכים יותר. בתעשייה, למשל, הסרת גזים ממים חשובה בכל מקום שבו נדרשות רמות חמצן נמוכות ביותר, כמו בכימיה, בתעשייה הפרמצבטית ובתעשיית המשקאות. דוגמה יומיומית היא פתיחת בקבוק מים מינרליים מוגזים.
כיצד משתחררים גזים
נוזלים משחררים הכי הרבה גז כאשר הם מחוממים ובו-זמנית הלחץ יורד. הדבר תלוי במסיסות הגזים, אשר לפי חוק הנרי פוחתת עם ירידת הלחץ החלקי ועליית הטמפרטורה. גזים יכולים להשתחרר גם באופן טבעי, למשל בשחרור גזים מחומרי קצף.
יישומים
הסרת גזים חשובה במיוחד במוצרים רגישים לחמצן ובמקומות שבהם בועות פוגעות בתכונות המוצר. שני התנאים מתקיימים בקוסמטיקה: החמצן מקצר את חיי המדף, ובועות הגז מאיצות את ההתלכדות (קואלסצנציה) של הפאזה המפוזרת. דוגמאות נוספות:
- מסות לסוללות: חמצן היה הופך את המוצר המוגמר לבלתי שמיש
- שמנים וחומרי סיכה: הסרת גזים לפני השאיבה מפחיתה בלאי הנגרם מקוויטציה
- לכות: הסרת גזים לפני ההתקשות או לפני השימוש
- משקאות ורטבים: הסרת גזים מעכבת חיידקים אירוביים ומאריכה את חיי המדף
- שמפו: חומרי השטח שבו גורמים לו להקציף, כך שללא הסרת גזים לא ניתן היה למלא אותו לאריזות
מה חשוב בהסרת גזים
הוואקום מגדיל באופן מכוון את בועות האוויר כדי שיעלו בתוך המוצר. בתהליך זה, הערבול קשור באופן הדוק ליעילות.
- המכל חייב להיות גדול מספיק עבור המסה המוקצפת, מבלי שתרטיב את המכסה או תגיע למשאבת הוואקום
- המערבל אסור שיפרק את בועות האוויר
- עם זאת, עליו לערבב היטב, כדי שהבועות יגיעו מהר יותר אל פני השטח ויתפוצצו שם
- ללא מערבל, הכול היה תלוי במהירות העלייה של הבועות והתהליך היה נמשך זמן רב מאוד
המצב מסתבך כאשר חומרים פעילי שטח מייצבים את בועות הגז. חומרי עזר אלה אמורים לייצב את האמולסיה או את הדיספרסיה, אך הם גם עוטפים את הבועות והופכים אותן לעמידות מאוד. הפתרון הוא מערבלים עם זרימה משופרת: משטחים טבעתיים גדולים מזרימים את המוצר אל פני השטח ועוזרים שם לפוצץ את הבועות, גם בתוך הקצף. כך מתקצר משך הסרת הגזים באופן משמעותי. התהליך ההפוך הוא גיזוז (החדרת גז).
תהליכים נוספים
שאלות נפוצות על הסרת גזים
מדוע יש להסיר גזים ממוצרים?
כיסי אוויר וגז עלולים לגרום לחמצון, להתעפשות של שומנים ושמנים, לשינויי צבע ולשינויים בריח ובטעם. מוצרים שהוסרו מהם הגזים יציבים יותר מבחינה כימית ובעלי חיי מדף ארוכים יותר.
כיצד פועלת הסרת גזים בוואקום?
בוואקום בועות האוויר גדלות באופן מכוון ועולות מהר יותר. המכל חייב להיות גדול מספיק עבור מסת המוצר המתפשטת, והמערבל דואג לערבוב מבלי לפרק את הבועות.
מדוע הסרת גזים משמפו ומג'ל רחצה קשה?
חומרי שטח מייצבים את בועות הגז ונוטים ליצור קצף. מערבלים עם זרימה משופרת ומשטחים טבעתיים גדולים מביאים את המוצר אל פני השטח ומקצרים משמעותית את הסרת הגזים.
באילו אפקטים פיזיקליים נעזרת הסרת הגזים?
מסיסות הגזים פוחתת עם ירידת הלחץ החלקי ועליית הטמפרטורה (חוק הנרי). לכן עובדים בדרך כלל עם הורדת לחץ ובמידת הצורך גם עם חימום.