Was ist ein Entgaser?
Ein Entgaser ist ein Gerät, das dem Wasser Gase entzieht.
Normalerweise enthält Wasser Sauerstoff und Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Diese Gase im Wasser können den Geschmack und die Farbe des Trinkwassers verändern, chemische Reaktionen stören und zu Rost in den Leitungen führen.
Entgaser gibt es in verschiedenen Größen, wobei große Entgaser in Fabriken für die Herstellung und Kühlung verwendet werden und kleinere Entgaser in Labors zum Einsatz kommen.
Anwendungen von Entgasern
Entgaser werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, die mit Wasser umgehen, da sie dem Wasser Sauerstoff und Kohlendioxid entziehen. In der Getränke- und Lebensmittelindustrie beispielsweise wirkt sich der im Wasser gelöste Sauerstoff direkt auf die Farbe und den Geschmack der Produkte aus, weshalb das verwendete Wasser entlüftet wird.
Auch Rohrleitungen, die für den Transport von Heißwasser oder Dampf verwendet werden, werden häufig entgast, da gelöster Sauerstoff Rost in diesen Rohren verursachen kann. Andere kleine Entgaser werden auch in der Forschung und Entwicklung eingesetzt.
Sie dienen beispielsweise zur Entgasung von Wasser, das bei chemischen Reaktionen verwendet wird, oder zur Entgasung von Wasser, das in Analysegeräten wie der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) eingesetzt wird. Die Entgasung ist besonders wichtig für Geräte wie HPLC, bei denen das Wasser kontinuierlich gepumpt wird, da Luftblasen zu Pulsationen in der Pumpe führen können.
Funktionsweise der Entgaser
Die Funktionsweise des Entgasungsprozesses beruht auf dem Gesetz, dass die Menge des in einer Flüssigkeit gelösten Gases proportional zum Druck auf der Gasseite ist. Wenn also eine Flüssigkeit und ein Gas miteinander in Kontakt stehen, verringert sich durch die Senkung des Drucks auf der Gasseite die Menge des in der Flüssigkeit gelösten Gases. Im Extremfall reduziert ein Vakuum die Menge des in der Flüssigkeit gelösten Gases auf Null.
Je größer die Fläche ist, auf der Flüssigkeit und Gas miteinander in Kontakt kommen, desto effizienter ist der Entgasungsprozess. Eine einfache Vergrößerung des Durchmessers der Anlage vergrößert die Kontaktfläche zwischen Flüssigkeit und Gas, was den Entgasungsprozess verbessert, aber die Anlage selbst wird größer und teurer.
Als Gegenmaßnahme ist die Verwendung von Hohlfasern wirksam. Da die Oberfläche, die mit der Flüssigkeit und dem Gas in Berührung kommt, vergrößert werden kann, ist es möglich, die Geräte im Verhältnis zur Größe der Geräte effizient zu entgasen. Es gibt zwei Methoden der Entgasung in Entgasern. Die eine ist die Tankmethode, bei der die Gase durch Druckentlastung des Tanks aus der Flüssigkeit entfernt werden.
Der Entgasungsprozess variiert je nach Größe des Tanks. Die andere Methode ist die Vakuumentgasungs-Turm-Methode, bei der die Flüssigkeit in Partikelform eingespritzt und durch Druckentlastung entgast wird. Da die Flüssigkeit in Partikelform vorliegt, vergrößert sich die Oberfläche, die mit der Flüssigkeit und dem Gas in Kontakt kommt, im Vergleich zur Tankmethode drastisch, was zu einem besseren Entgasungsprozess führt. Die Vakuumentlüftungsturm-Methode ist jedoch teuer in der Installation und erfordert große Anlagen.
Merkmale von Entgasern
Luftsauerstoff und Kohlendioxid lösen sich in Wasser in winzigen Mengen. Die gelösten Mengen sind so gering, dass es bei der Verwendung kleiner Wassermengen keine Probleme gibt, aber an Orten, an denen große Wassermengen verwendet werden, wie z. B. in Fabriken, können der gelöste Sauerstoff und das Kohlendioxid unerwartete Probleme verursachen. Sauerstoff oxidiert zum Beispiel Metalle und kann Rost in Rohrleitungen verursachen. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie kann die durch gelösten Sauerstoff verursachte Oxidation die Farbe und den Geschmack der Produkte verändern.
Entgaser beseitigen solchen gelösten Sauerstoff und Kohlendioxid. Entgaser sind mit einer Vakuumpumpe und einer Entlüftungsmembran ausgestattet und das Wasser fließt durch einen Kanal, der von der Entlüftungsmembran bedeckt ist. Da der Strömungsweg durch die Pumpe drucklos gemacht wird, passieren nur kleine Moleküle wie gelöster Sauerstoff die Membran, während sie den Strömungsweg passieren. Auf diese Weise werden Gase aus dem Wasser entfernt, das durch die Membran geleitet wird.
Entgaser können auch andere Flüssigkeiten als Wasser entgasen, z. B. organische Lösungsmittel. Es ist jedoch notwendig, die Beständigkeit der Membran gegenüber dem durchströmenden Lösungsmittel zu prüfen, um sicherzustellen, dass sie nicht aufquillt oder sich auflöst. Bei gemischten Lösungen muss außerdem überprüft werden, dass sich die Zusammensetzung der Lösung nicht verändert, wenn sie unter vermindertem Druck durch eine Leitung geleitet wird.