탈기는 겔과 같은 액체에서 기포(대부분 공기)를 제거하는 공정입니다. 액체 원료에 용해된 가스를 제거할 때도 탈기가 필요합니다. 그렇지 않으면 이 가스가 나중에 완제품에서 방출되어 기포를 형성합니다.
제품 속 공기가 해로운 이유
혼합 공정 후에는 탈기가 필요한 경우가 많습니다. 저점도에서 고점도에 이르는 물질을 가공할 때 공기와 가스가 혼입되는 일이 잦기 때문입니다. 이렇게 혼입된 공기와 가스는 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다:
- 유지와 오일의 산패
- 산화 및 변색 유발
- 냄새와 맛의 변화
- 코팅 표면의 다공화 및 구멍 발생
반면 탈기된 제품은 화학적으로 더 안정적이며 보존 기간이 깁니다. 산업 분야에서는 예를 들어 화학, 제약, 음료 산업처럼 산소 농도를 최소화해야 하는 모든 곳에서 물의 탈기가 중요합니다. 일상적인 예로는 탄산수 병을 여는 경우를 들 수 있습니다.
가스가 방출되는 원리
액체는 가열되는 동시에 압력이 낮아질 때 가스를 가장 많이 방출합니다. 이는 가스의 용해도에 좌우되는데, 가스의 용해도는 헨리의 법칙에 따라 분압이 낮아지고 온도가 높아질수록 감소합니다. 폼 소재에서 가스가 빠져나오는 경우처럼 가스는 자연적으로 방출되기도 합니다.
적용 분야
탈기는 특히 산소에 민감한 제품이나 기포가 제품 특성을 저하시키는 경우에 중요합니다. 화장품은 두 가지 모두에 해당합니다. 산소는 보존 기간을 단축시키고, 기포는 분산상의 합일을 가속화합니다. 그 밖의 예:
- 배터리 소재: 산소가 남아 있으면 완제품을 사용할 수 없게 됩니다
- 오일 및 윤활제: 펌핑 전에 탈기하면 캐비테이션으로 인한 마모가 줄어듭니다
- 도료: 경화 또는 사용 전 탈기
- 음료 및 소스: 탈기를 통해 호기성 미생물을 억제하고 보존 기간을 연장합니다
- 샴푸: 자체 계면활성제로 인해 거품이 생기므로 탈기 없이는 충전이 불가능합니다
탈기 시 중요한 사항
진공은 기포를 의도적으로 키워 제품 내에서 떠오르게 합니다. 이때 교반 공정은 효율과 밀접하게 연관되어 있습니다.
- 탱크는 거품이 일어난 제품이 뚜껑에 닿거나 진공 펌프로 유입되지 않을 만큼 충분히 커야 합니다
- 교반기가 기포를 잘게 부수어서는 안 됩니다
- 다만 기포가 더 빨리 표면에 도달해 터질 수 있도록 충분히 혼합해야 합니다
- 교반기가 없으면 모든 것이 기포의 상승 속도에 좌우되어 매우 오랜 시간이 걸립니다
계면활성 물질이 기포를 안정화시키면 탈기가 어려워집니다. 이러한 보조제는 원래 에멀션이나 분산액을 안정화하기 위한 것이지만, 기포까지 감싸 매우 견고하게 만듭니다. 해결책은 순환 성능을 최적화한 교반기입니다. 넓은 링 형태의 면이 제품을 표면으로 이송하고, 그곳에서 거품 속 기포까지 터뜨리는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 탈기 시간이 크게 단축됩니다. 이와 반대되는 공정은 다음과 같습니다: 가스 주입.
기타 공정
탈기에 관한 자주 묻는 질문
제품을 탈기해야 하는 이유는 무엇입니까?
공기와 가스가 혼입되면 산화, 유지와 오일의 산패, 변색, 냄새와 맛의 변화가 생길 수 있습니다. 탈기된 제품은 화학적으로 더 안정적이며 보존 기간이 깁니다.
진공 탈기는 어떻게 이루어집니까?
진공 상태에서는 기포가 의도적으로 커져 더 빨리 떠오릅니다. 탱크는 팽창한 제품을 수용할 만큼 충분히 커야 하며, 교반기는 기포를 잘게 부수지 않으면서 제품을 고르게 혼합합니다.
샴푸와 샤워젤의 탈기가 어려운 이유는 무엇입니까?
계면활성제가 기포를 안정화하고 거품을 쉽게 일으키기 때문입니다. 넓은 링 형태의 면을 갖춘 순환 최적화 교반기는 제품을 표면으로 끌어올려 탈기 시간을 크게 단축합니다.
탈기에는 어떤 물리적 효과가 이용됩니까?
가스의 용해도는 분압이 낮아지고 온도가 높아질수록 감소합니다(헨리의 법칙). 따라서 대개 압력을 낮추고 필요에 따라 가열하는 방식으로 작업합니다.