Bij het ontgassen worden gasbelletjes, meestal lucht, uit een vloeistof verwijderd, bijvoorbeeld uit een gel. Ontgassen is ook nodig om opgeloste gassen uit vloeibare grondstoffen te halen. Anders zouden deze later in het eindproduct vrijkomen en daar bellen vormen.
Waarom lucht in het product schadelijk is
Mengprocessen maken vaak een daaropvolgende ontgassing nodig, want bij het verwerken van vloeibare tot zeer viskeuze stoffen ontstaan vaak lucht- en gasinsluitingen. Deze kunnen:
- vetten en oliën ranzig laten worden
- oxidatie en verkleuring veroorzaken
- geur en smaak veranderen
- gecoate oppervlakken poreus en vol gaatjes maken
Ontluchte producten zijn daarentegen chemisch stabieler en langer houdbaar. In de industrie is bijvoorbeeld het ontgassen van water overal belangrijk waar zeer lage zuurstofwaarden nodig zijn, zoals in de chemie, de farmacie en de drankenindustrie. Een voorbeeld uit het dagelijks leven is het openen van een fles bruisend mineraalwater.
Hoe gassen vrijkomen
Vloeistoffen geven het meeste gas af wanneer ze worden verwarmd en de druk tegelijk daalt. Dit hangt af van de oplosbaarheid van gassen, die volgens de wet van Henry afneemt bij dalende partiële druk en stijgende temperatuur. Gassen kunnen ook op natuurlijke wijze vrijkomen, bijvoorbeeld bij het uitgassen van schuimstoffen.
Toepassingen
Ontgassen is vooral belangrijk bij zuurstofgevoelige producten en waar belletjes de eigenschappen verslechteren. Beide geldt voor cosmetica: zuurstof verkort de houdbaarheid en gasbelletjes versnellen de coalescentie van de disperse fase. Meer voorbeelden:
- Batterijmassa's: zuurstof zou het eindproduct onbruikbaar maken
- Oliën en smeermiddelen: ontgassen vóór het pompen vermindert de slijtage door cavitatie
- Lakken: ontgassen vóór het uitharden of het gebruik
- Dranken en sauzen: ontgassen remt aerobe micro-organismen en verlengt de houdbaarheid
- Shampoo: de eigen tensiden laten het schuimen, zodat zonder ontgassen vullen niet mogelijk zou zijn
Waar het bij het ontgassen op aankomt
Het vacuüm vergroot de luchtbellen gericht, zodat ze in het product opstijgen. Het roeren hangt daarbij nauw samen met de efficiëntie.
- De tank moet groot genoeg zijn voor de opgeschuimde massa, zonder dat deze het deksel bevochtigt of in de vacuümpomp terechtkomt
- Het roerwerk mag de luchtbellen niet verkleinen
- Het moet echter goed mengen, zodat de bellen sneller het oppervlak bereiken en daar knappen
- Zonder roerwerk zou alles afhangen van de stijgsnelheid van de bellen en zou het zeer lang duren
Lastig wordt het wanneer oppervlakteactieve stoffen de gasbelletjes stabiliseren. Deze hulpstoffen moeten eigenlijk de emulsie of dispersie stabiliseren, maar omsluiten ook de belletjes en maken ze zeer robuust. De oplossing zijn op stroming geoptimaliseerde roerwerken: grote ringvlakken voeren het product naar het oppervlak en helpen daar de bellen ook in het schuim te laten knappen. Zo wordt het ontgassen aanzienlijk korter. Het tegenovergestelde is het begassen.
Overige processen
Veelgestelde vragen over ontgassen
Waarom moeten producten worden ontgast?
Lucht- en gasinsluitingen kunnen leiden tot oxidatie, ranzig worden van vetten en oliën, verkleuring en veranderingen van geur en smaak. Ontgaste producten zijn chemisch stabieler en langer houdbaar.
Hoe werkt ontgassen onder vacuüm?
Onder vacuüm vergroten de luchtbellen gericht en stijgen ze sneller op. De tank moet groot genoeg zijn voor de uitgezette productmassa en het roerwerk zorgt voor menging zonder de bellen te verkleinen.
Waarom is ontgassen bij shampoo en douchegel lastig?
Tensiden stabiliseren de gasbelletjes en neigen tot schuimen. Op stroming geoptimaliseerde roerwerken met grote ringvlakken brengen het product naar het oppervlak en verkorten het ontgassen aanzienlijk.
Welke fysische effecten benut het ontgassen?
De oplosbaarheid van gassen daalt bij dalende partiële druk en stijgende temperatuur (wet van Henry). Daarom wordt meestal gewerkt met drukverlaging en eventueel verwarming.