vaahtoutumis

Vaahtoutuminen on nesteen ilmakuplien muodostumista ja niiden stabiloitumista vaahtokerrokseksi. Ilmiö tapahtuu, kun neste sisältää pinta-aktiivisia aineita tai proteiineja ja siihen vaikuttavat sekoitus, paine, lämpötila sekä ilmavirta. Vaahto syntyy yleensä, kun kaasua kertyy nesteeseen tai kun ilma syntyy pyörivästä tai roottorilla aiheutetusta sekoituksesta.

Mekanismi perustuu kuplien muodostumiseen (nucleation) sekä pintajännityksen alentumiseen pinta-aktiivisten aineiden ansiosta. Alentunut pinta–jännitys mahdollistaa ohuiden kuplakalvojen muodostumisen ympärille, ja proteiinit tai hiukkaset voivat muodostaa viskoosin verkon, joka hidastaa kuplakalvojen hajoamista. Kun nesteen viskositeetti, lämpötila ja kuplien koko ovat oikeat, vaahto pysyy pitempään ja kerääntyneelle tilalle syntyy vaahtokerros.

Vaahtoutumista voivat edistää esimerkiksi voimakas sekoitus, aerointi, nesteen likaantuminen, pH- ja suolapitoisuuden vaihtelut sekä lämpötilan nousu. Toisaalta liiallinen vaahto voi aiheuttaa prosessin ongelmia, kuten kuplien ylivuotoa, heikentynyttä lämmönsiirtoa tai tuotteen epätoivottua ulosvuotoa.

Hallinta ja ehkäisy: defoamaanit (antivoahtoaineet) sekä mekaaniset vaahtotason rikkojat, ilmavirran säätö, venttiilien ja sulkujen hallinta sekä prosessin optimointi voivat vähentää vaahtoutumista. Vaahtoutumista voidaan hyödyntää esimerkiksi joissakin elintarvike- ja juomateollisuuden tuotteissa, joissa vaahtoa halutaan kontrolloidusti, mutta yleisesti sitä pyritään minimoimaan prosessien turvallisuuden ja tuotelasujen vuoksi.