Vaahtoaminen

Vaahtoaminen on prosessi, jossa kaasua tai ilmaa lisätään nesteeseen tai kiinteään seokseen siten, että muodostuu vaahtoa. Vaahto koostuu pienistä kaasukuplista, joiden ympärillä on ohut nestekerros, ja kuplien välinen tila täyttyy nesteellä. Tämä ilmiö voi olla tarkoituksellinen osa tuotantoa tai hallitsematon, jolloin liiallinen vaahto aiheuttaa prosessi- tai laitehäiriöitä.

Perusmekanismi perustuu pintajännityksen alentamiseen vaahtoaineiden avulla sekä kuplien stabiloitumiseen proteiineilla, polymeereillä ja kiinteillä hiukkasilla. Kuplien koko ja jakautuminen sekä nesteen viskositeetti vaikuttavat vaahdon kestoon ja ominaisuuksiin. Vaahtojen stabiilisuutta voivat parantaa esimerkiksi tukeva viskositeetti, hiukkassillanrakenteet sekä tiettyjen lisäaineiden käytön hallinta.

Vaahtoamisen menetelmät voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan: koneellinen ja kemiallinen. Koneellisessa vahtoamisessa kaasua lisätään nesteeseen mekaanisella sekoituksella, vatkauksella tai ilmastuksella. Kemiallisessa vaahtoamisessa kaasua syntyy itse reaktioissa tai lisätään vaahtoavaa ainetta, joka tuottaa kaasua prosessin aikana.

Sovelluksia on monipuolisesti: elintarvikkeissa vaahtoaminen näkyy esimerkiksi vispatussa kermassa ja kevyissä taikinoissa sekä vaahtomaisissa juomissa; kosmetiikassa ja puhdistusaineissa vaahto mittaa tuotteen levittyvyyttä ja tunteen laatua. Teollisuudessa vaahtoja käytetään polyuretaanivaahdoissa, eristemateriaaleissa ja rakennusmateriaaleissa sekä vaahtobetoneissa.

Mittauksissa arvioidaan vaahtokelpoisuus, vaahtojen kesto ja kuplien koko jakautuma. Haasteina ovat liiallinen vaahto, joka häiritsee prosesseja, sekä liian heikko vaahto, joka ei täytä toivottuja toiminnallisia vaatimuksia.