脱気とは、ゲルなどの液体から気泡（主に空気）を除去する工程です。液体原料に溶け込んだガスを取り除くためにも脱気が必要です。そうしなければ、後に最終製品中でガスが放出され、気泡が発生してしまいます。
製品中の空気が有害な理由
液状から高粘度の物質を処理する際には空気やガスが巻き込まれることが多いため、混合プロセスの後には脱気が必要になることがよくあります。これらの気泡は次のような問題を引き起こします：
- 油脂の酸敗
- 酸化や変色
- におい・味の変化
- コーティング表面の多孔化・ピンホールの発生
一方、脱気した製品は化学的に安定し、保存性も向上します。産業分野では、例えば化学、医薬品、飲料業界など、極めて低い酸素濃度が求められるあらゆる場面で水の脱気が重要です。身近な例としては、炭酸入りミネラルウォーターのボトルを開けたときの現象が挙げられます。
ガスが放出される仕組み
液体からのガス放出が最も多くなるのは、加熱と同時に圧力が低下したときです。これはガスの溶解度によるもので、ヘンリーの法則によれば、溶解度は分圧の低下と温度の上昇に伴って減少します。ガスは、発泡材からのガス放出のように自然に放出されることもあります。
用途
脱気は、特に酸素に敏感な製品や、気泡によって特性が損なわれる製品で重要です。化粧品はその両方に該当します。酸素は保存期間を短くし、気泡は分散相の合一（コアレッセンス）を促進します。その他の例：
- 電池用ペースト：酸素が混入すると最終製品が使用できなくなります
- 油・潤滑剤：ポンプ移送前に脱気することで、キャビテーションによる摩耗を低減します
- 塗料：硬化前または使用前に脱気します
- 飲料・ソース：脱気により好気性微生物の増殖を抑え、保存期間を延ばします
- シャンプー：自らの界面活性剤によって泡立つため、脱気しなければ充填できません
脱気のポイント
真空によって気泡を意図的に大きくし、製品中を浮上させます。その際、撹拌は効率と密接に関係しています。
- タンクは、泡立った製品が蓋を濡らしたり真空ポンプに入り込んだりしないよう、十分な容量が必要です
- 撹拌機が気泡を細かくしてはいけません
- 一方で、気泡が速く液面に達してはじけるよう、十分に混合する必要があります
- 撹拌機がなければ、すべてが気泡の浮上速度に左右され、非常に長い時間がかかります
界面活性物質が気泡を安定化させる場合は、脱気が難しくなります。これらの助剤は本来エマルションや分散系を安定化させるためのものですが、気泡も包み込んで非常に壊れにくくしてしまいます。解決策は、循環性能を最適化した撹拌機です。大きなリング面が製品を液面まで運び、泡の中の気泡もはじけるよう促します。これにより脱気時間が大幅に短縮されます。脱気と反対のプロセスはガス吹き込み。
その他のプロセス
脱気に関するよくあるご質問
なぜ製品を脱気する必要があるのですか？
空気やガスの混入は、酸化、油脂の酸敗、変色、におい・味の変化を引き起こす可能性があります。脱気した製品は化学的に安定し、保存性も向上します。
真空脱気はどのように行うのですか？
真空下では気泡が意図的に大きくなり、より速く浮上します。タンクは膨張した製品に対応できる十分な容量が必要で、撹拌機が気泡を細かくすることなく製品を混合します。
シャンプーやシャワージェルの脱気が難しいのはなぜですか？
界面活性剤が気泡を安定化させ、泡立ちやすくするためです。大きなリング面を備えた循環性能最適化型の撹拌機が製品を液面まで運び、脱気時間を大幅に短縮します。
脱気ではどのような物理現象を利用しますか？
ガスの溶解度は、分圧の低下と温度の上昇に伴って減少します（ヘンリーの法則）。そのため、通常は減圧し、必要に応じて加熱を併用します。