Podczas odgazowania z cieczy usuwa się pęcherzyki gazu, najczęściej powietrza, np. z żelu. Odgazowanie jest też konieczne, aby usunąć rozpuszczone gazy z płynnych surowców. W przeciwnym razie uwalniałyby się one później w gotowym produkcie i tworzyły w nim pęcherzyki.
Dlaczego powietrze szkodzi produktowi
Procesy mieszania często wymagają późniejszego odgazowania, ponieważ podczas przetwarzania substancji od ciekłych po wysokolepkie często powstają wtrącenia powietrza i gazów. Mogą one:
- Powodować jełczenie tłuszczów i olejów
- Wywoływać utlenianie i przebarwienia
- Zmieniać zapach i smak
- Sprawiać, że powlekane powierzchnie stają się porowate i dziurawe
Odpowietrzone produkty są natomiast chemicznie stabilniejsze i dłużej zachowują trwałość. W przemyśle np. odgazowanie wody jest ważne wszędzie tam, gdzie wymagana jest minimalna zawartość tlenu, m.in. w chemii, farmacji i przemyśle napojów. Przykładem z życia codziennego jest otwarcie butelki gazowanej wody mineralnej.
Jak uwalniają się gazy
Ciecze najsilniej odgazowują się, gdy są ogrzewane i jednocześnie spada ciśnienie. Zależy to od rozpuszczalności gazów, która zgodnie z prawem Henry’ego maleje wraz ze spadkiem ciśnienia cząstkowego i wzrostem temperatury. Gazy mogą się uwalniać także w sposób naturalny, np. podczas odgazowywania tworzyw piankowych.
Zastosowania
Odgazowanie jest ważne przede wszystkim w przypadku produktów wrażliwych na tlen oraz tam, gdzie pęcherzyki pogarszają właściwości. Oba warunki dotyczą kosmetyków: tlen skraca trwałość, a pęcherzyki gazu przyspieszają koalescencję fazy rozproszonej. Inne przykłady:
- Masy do baterii: tlen uczyniłby gotowy produkt bezużytecznym
- Oleje i smary: odgazowanie przed pompowaniem zmniejsza zużycie spowodowane kawitacją
- Lakiery: odgazowanie przed utwardzeniem lub użyciem
- Napoje i sosy: odgazowanie hamuje rozwój drobnoustrojów tlenowych i wydłuża trwałość
- Szampon: zawarte w nim środki powierzchniowo czynne powodują pienienie, więc bez odgazowania napełnianie opakowań byłoby niemożliwe
Na co zwrócić uwagę przy odgazowaniu
Próżnia celowo powiększa pęcherzyki powietrza, aby unosiły się w produkcie. Przy tym mieszanie jest ściśle powiązane z wydajnością.
- Zbiornik musi być wystarczająco duży na spienioną masę, tak aby nie zwilżała ona pokrywy ani nie dostawała się do pompy próżniowej
- Mieszadło nie może rozdrabniać pęcherzyków powietrza
- Musi jednak dobrze mieszać, aby pęcherzyki szybciej docierały do powierzchni i tam pękały
- Bez mieszadła wszystko zależałoby od prędkości wznoszenia się pęcherzyków i trwałoby bardzo długo
Trudności pojawiają się, gdy substancje powierzchniowo czynne stabilizują pęcherzyki gazu. Te substancje pomocnicze mają w zasadzie stabilizować emulsję lub dyspersję, ale otaczają również pęcherzyki i czynią je bardzo trwałymi. Rozwiązaniem są mieszadła o zoptymalizowanym tłoczeniu: duże powierzchnie pierścieniowe transportują produkt ku powierzchni i pomagają tam doprowadzić do pękania pęcherzyków, także w pianie. Dzięki temu odgazowanie wyraźnie się skraca. Przeciwieństwem tego procesu jest napowietrzanie.
Inne procesy
Najczęstsze pytania dotyczące odgazowania
Dlaczego produkty trzeba odgazowywać?
Wtrącenia powietrza i gazów mogą prowadzić do utleniania, jełczenia tłuszczów i olejów, przebarwień oraz zmian zapachu i smaku. Odgazowane produkty są chemicznie stabilniejsze i dłużej zachowują trwałość.
Jak działa odgazowanie w próżni?
W próżni pęcherzyki powietrza celowo się powiększają i szybciej wypływają na powierzchnię. Zbiornik musi być wystarczająco duży na rozprężoną masę produktu, a mieszadło zapewnia wymieszanie bez rozdrabniania pęcherzyków.
Dlaczego odgazowanie szamponu i żelu pod prysznic jest trudne?
Środki powierzchniowo czynne stabilizują pęcherzyki gazu i mają skłonność do pienienia się. Mieszadła o zoptymalizowanym tłoczeniu z dużymi powierzchniami pierścieniowymi przenoszą produkt na powierzchnię i wyraźnie skracają odgazowanie.
Jakie efekty fizyczne wykorzystuje odgazowanie?
Rozpuszczalność gazów maleje wraz ze spadkiem ciśnienia cząstkowego i wzrostem temperatury (prawo Henry’ego). Dlatego zwykle pracuje się z obniżeniem ciśnienia i ewentualnie z ogrzewaniem.