Khi khử khí, các bọt khí – thường là không khí – được loại bỏ khỏi chất lỏng, ví dụ khỏi một loại gel. Khử khí cũng cần thiết để loại bỏ các khí hòa tan khỏi nguyên liệu dạng lỏng. Nếu không, các khí này sẽ thoát ra sau đó trong sản phẩm cuối và tạo bọt ở đó.
Vì sao không khí trong sản phẩm gây hại
Các quá trình trộn thường đòi hỏi khử khí sau đó, vì khi xử lý các chất từ dạng lỏng đến độ nhớt cao thường hình thành các túi khí và không khí lẫn vào. Chúng có thể:
- Làm chất béo và dầu bị ôi
- Gây oxy hóa và đổi màu
- Làm thay đổi mùi và vị
- Làm bề mặt phủ bị rỗ và có lỗ
Ngược lại, sản phẩm đã loại khí ổn định hơn về mặt hóa học và bảo quản được lâu hơn. Trong công nghiệp, chẳng hạn, khử khí cho nước rất quan trọng ở bất cứ nơi nào đòi hỏi hàm lượng oxy tối thiểu, như trong ngành hóa chất, dược phẩm và đồ uống. Một ví dụ trong đời sống hằng ngày là khi mở một chai nước khoáng có ga.
Khí thoát ra như thế nào
Chất lỏng thoát khí mạnh nhất khi được gia nhiệt và đồng thời áp suất giảm. Điều này phụ thuộc vào độ hòa tan của khí, vốn theo định luật Henry, giảm khi áp suất riêng phần giảm và nhiệt độ tăng. Khí cũng có thể thoát ra một cách tự nhiên, ví dụ khi vật liệu bọt thải khí.
Ứng dụng
Khử khí đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm nhạy cảm với oxy và ở nơi bọt khí làm giảm chất lượng sản phẩm. Cả hai điều này đều đúng với mỹ phẩm: oxy làm giảm thời hạn sử dụng và các bọt khí đẩy nhanh quá trình kết hợp của pha phân tán. Một số ví dụ khác:
- Khối vật liệu pin: oxy sẽ làm sản phẩm cuối trở nên vô dụng
- Dầu và chất bôi trơn: khử khí trước khi bơm làm giảm mài mòn do xâm thực
- Sơn: khử khí trước khi đóng rắn hoặc sử dụng
- Đồ uống và nước sốt: khử khí ức chế vi sinh vật hiếu khí và kéo dài thời hạn sử dụng
- Dầu gội: chính các chất hoạt động bề mặt của nó khiến nó tạo bọt, do đó nếu không khử khí thì không thể chiết rót
Những điểm cần lưu ý khi khử khí
Chân không làm to có chủ đích các bọt khí để chúng nổi lên trong sản phẩm. Việc khuấy có liên hệ chặt chẽ với hiệu quả.
- Bồn phải đủ lớn cho khối sản phẩm tạo bọt, để khối này không làm ướt nắp hoặc đi vào bơm chân không
- Thiết bị khuấy không được làm vỡ vụn các bọt khí
- Nhưng nó phải trộn đủ tốt để các bọt khí nhanh chóng lên đến bề mặt và vỡ ra ở đó
- Nếu không có thiết bị khuấy, mọi thứ sẽ phụ thuộc vào tốc độ nổi của bọt khí và quá trình sẽ kéo dài rất lâu
Tình hình trở nên khó khăn khi các chất hoạt động bề mặt làm ổn định bọt khí. Những chất phụ trợ này thực chất dùng để ổn định nhũ tương hoặc hệ phân tán, nhưng chúng cũng bao quanh các bọt khí và làm chúng rất bền. Giải pháp là thiết bị khuấy tối ưu hóa lưu lượng đẩy: các bề mặt hình vành khuyên lớn đẩy sản phẩm lên bề mặt và giúp bọt khí vỡ ra tại đó, ngay cả trong lớp bọt. Nhờ vậy, thời gian khử khí được rút ngắn đáng kể. Quá trình ngược lại là sục khí.
Các quy trình khác
Câu hỏi thường gặp về khử khí
Vì sao sản phẩm cần được khử khí?
Các túi khí và không khí lẫn vào có thể dẫn đến oxy hóa, làm chất béo và dầu bị ôi, đổi màu, cũng như thay đổi mùi và vị. Sản phẩm đã loại khí ổn định hơn về mặt hóa học và bảo quản được lâu hơn.
Khử khí chân không hoạt động như thế nào?
Dưới chân không, các bọt khí được làm to có chủ đích và nổi lên nhanh hơn. Bồn phải đủ lớn cho khối sản phẩm bị giãn nở, trong khi thiết bị khuấy bảo đảm việc trộn mà không làm vỡ vụn các bọt khí.
Vì sao khử khí khó đối với dầu gội và sữa tắm?
Các chất hoạt động bề mặt làm ổn định bọt khí và có xu hướng tạo bọt. Thiết bị khuấy tối ưu hóa lưu lượng đẩy với các bề mặt hình vành khuyên lớn đưa sản phẩm lên bề mặt và rút ngắn đáng kể thời gian khử khí.
Khử khí tận dụng những hiệu ứng vật lý nào?
Độ hòa tan của khí giảm khi áp suất riêng phần giảm và nhiệt độ tăng (định luật Henry). Vì vậy, thông thường người ta hạ áp suất và, khi cần, gia nhiệt.