脱气是指从液体(例如凝胶)中去除气泡(通常是空气)。从液体原料中去除溶解的气体同样需要脱气,否则这些气体日后会在成品中逸出并形成气泡。
产品中的空气为何有害
混合工艺之后往往需要脱气,因为在加工从液态到高黏度的物料时,经常会夹带空气和气体。这些夹带物可能会:
- 使油脂酸败
- 引发氧化和变色
- 改变气味和口味
- 使涂层表面出现气孔和针孔
相反,脱气后的产品化学稳定性更高,保质期更长。在工业领域,凡是需要极低含氧量的场合,水的脱气都十分重要,例如化工、制药和饮料行业。打开一瓶含气矿泉水就是一个日常例子。
气体是如何释放的
液体在受热的同时压力下降时,释放的气体最多。这取决于气体的溶解度:根据 亨利定律 ,气体溶解度随分压降低和温度升高而减小。气体也可能自然释放,例如泡沫材料的释气。
应用
对于对氧气敏感的产品,以及气泡会使产品性能变差的场合,脱气尤为重要。化妆品同时符合这两点:氧气会缩短保质期,而气泡会加速分散相的聚结。其他示例:
- 电池浆料:氧气会使成品无法使用
- 油品和润滑剂:泵送前脱气可减少空化造成的磨损
- 涂料:固化或使用前进行脱气
- 饮料和酱料:脱气可抑制需氧微生物,延长保质期
- 洗发水:其自身所含的表面活性剂会使其起泡,若不脱气便无法灌装
脱气的关键要点
真空可有针对性地使气泡变大,使其在产品中上升。在此过程中, 搅拌 与脱气效率密切相关。
- 罐体必须足够大,以容纳起泡后的物料,且不会润湿罐盖或进入真空泵
- 搅拌器不得将气泡打碎
- 但搅拌器必须充分混合,使气泡更快到达液面并在那里破裂
- 如果没有搅拌器,一切将取决于气泡的上升速度,耗时会非常长
当表面活性物质使气泡稳定时,脱气就会变得困难。这些助剂本应用于稳定乳液或分散体系,却也会包裹气泡,使其非常稳固。解决方案是输送优化型搅拌器:大面积的环形面将产品输送至液面,并帮助泡沫中的气泡破裂,从而显著缩短脱气时间。与脱气相反的工艺是 充气.
其他工艺
脱气常见问题
为什么产品需要脱气?
夹带的空气和气体可能导致氧化、油脂酸败、变色以及气味和口味改变。脱气后的产品化学稳定性更高,保质期更长。
真空脱气是如何进行的?
在真空下,气泡被有针对性地增大并更快上升。罐体必须足够大,以容纳膨胀后的产品,搅拌器则负责混合,而不会将气泡打碎。
为什么洗发水和沐浴露的脱气比较困难?
表面活性剂会稳定气泡,并且容易起泡。配有大面积环形面的输送优化型搅拌器可将产品带到液面,显著缩短脱气时间。
脱气利用了哪些物理效应?
气体的溶解度随分压降低和温度升高而减小(亨利定律)。因此,通常采用降压,必要时辅以加热的方式进行脱气。