Beim Entgasen werden Gasbläschen, meist Luft, aus einer Flüssigkeit entfernt, zum Beispiel aus einem Gel. Entgasen ist auch nötig, um gelöste Gase aus flüssigen Rohstoffen zu holen. Sonst würden sie später im Fertigprodukt ausgasen und dort Blasen bilden.
Warum Luft im Produkt schadet
Mischprozesse machen oft ein anschließendes Entgasen nötig, denn beim Verarbeiten flüssiger bis hochviskoser Stoffe entstehen häufig Luft- und Gaseinschlüsse. Diese können:
- Fette und Öle ranzig werden lassen
- Oxidation und Verfärbungen auslösen
- Geruch und Geschmack verändern
- Beschichtete Oberflächen porös und löchrig machen
Entlüftete Produkte sind dagegen chemisch stabiler und länger haltbar. In der Industrie ist zum Beispiel die Wasserentgasung überall dort wichtig, wo niedrigste Sauerstoffwerte nötig sind, etwa in Chemie, Pharmazie und Getränkeindustrie. Ein Alltagsbeispiel ist das Öffnen einer Flasche Mineralwasser mit Kohlensäure.
Wie Gase frei werden
Am stärksten gasen Flüssigkeiten aus, wenn sie erwärmt werden und gleichzeitig der Druck sinkt. Das hängt von der Löslichkeit der Gase ab, die nach dem Henry-Gesetz mit sinkendem Partialdruck und steigender Temperatur abnimmt. Gase können auch auf natürlichem Weg frei werden, etwa beim Ausgasen von Schaumstoffen.
Anwendungen
Entgasen ist vor allem bei sauerstoffempfindlichen Produkten wichtig und dort, wo Bläschen die Eigenschaften verschlechtern. Beides trifft auf Kosmetik zu: Sauerstoff verkürzt die Haltbarkeit, und Gasbläschen beschleunigen die Koaleszenz der dispersen Phase. Weitere Beispiele:
- Batteriemassen: Sauerstoff würde das Fertigprodukt unbrauchbar machen
- Öle und Schmierstoffe: Entgasen vor dem Pumpen mindert den Verschleiß durch Kavitation
- Lacke: Entgasen vor dem Härten oder der Verwendung
- Getränke und Saucen: Entgasen hemmt aerobe Mikroben und verlängert die Haltbarkeit
- Shampoo: Die eigenen Tenside lassen es schäumen, sodass ohne Entgasen kein Abfüllen möglich wäre
Worauf es beim Entgasen ankommt
Das Vakuum vergrößert die Luftblasen gezielt, damit sie im Produkt aufsteigen. Das Rühren ist dabei eng mit der Effizienz verknüpft.
- Der Behälter muss groß genug für die aufgeschäumte Masse sein, ohne dass sie den Deckel benetzt oder in die Vakuumpumpe gelangt
- Das Rührwerk darf die Luftblasen nicht zerkleinern
- Es muss aber gut durchmischen, damit die Blasen schneller an die Oberfläche kommen und dort platzen
- Ohne Rührwerk hinge alles von der Aufstiegsgeschwindigkeit der Blasen ab und würde sehr lange dauern
Schwierig wird es, wenn grenzflächenaktive Stoffe die Gasbläschen stabilisieren. Diese Hilfsstoffe sollen eigentlich die Emulsion oder Dispersion stabilisieren, umschließen aber auch die Bläschen und machen sie sehr robust. Die Lösung sind förderoptimierte Rührwerke: Große Ringflächen fördern das Produkt zur Oberfläche und helfen dort, die Blasen auch im Schaum zum Platzen zu bringen. So verkürzt sich das Entgasen deutlich. Das Gegenstück ist das Begasen.
Weitere Verfahren
Häufige Fragen zum Entgasen
Warum müssen Produkte entgast werden?
Luft- und Gaseinschlüsse können zu Oxidation, Ranzigwerden von Fetten und Ölen, Verfärbungen sowie Geruchs- und Geschmacksveränderungen führen. Entgaste Produkte sind chemisch stabiler und länger haltbar.
Wie funktioniert das Entgasen unter Vakuum?
Unter Vakuum vergrößern sich die Luftblasen gezielt und steigen schneller auf. Der Behälter muss groß genug für die expandierte Produktmasse sein, und das Rührwerk sorgt für Durchmischung, ohne die Blasen zu zerkleinern.
Warum ist das Entgasen bei Shampoo und Duschgel schwierig?
Tenside stabilisieren die Gasbläschen und neigen zum Aufschäumen. Förderoptimierte Rührwerke mit großen Ringflächen bringen das Produkt an die Oberfläche und verkürzen das Entgasen deutlich.
Welche physikalischen Effekte nutzt das Entgasen?
Die Löslichkeit von Gasen sinkt mit fallendem Partialdruck und steigender Temperatur (Henry-Gesetz). Deshalb wird meist mit Druckabsenkung und ggf. Erwärmung gearbeitet.