Visoko efikasno de-aeration tečnosti pomoću ultrazvučnika

Dok je degasing ili izbacivanje često izuzetno dugo traje proces korak, ultrasonication može ubrzati koalescenci plinskih mjehurića i njihov porast značajno. Ultrazvučno otpuštanje se može koristiti u batch i inline postavama i može se kombinirati i sa konvencionalnim tehnikama otplinjavanja kao što su sparging sa inertnim gasovima, impeler degasseri, grijanje ili vakuum kako bi se poboljšala efikasnost i brzina uklanjanja plina.

Uklanjanje gasa iz tečnosti

Termini deaeration, degassing and outgassing odnose se na uklanjanje slobodnih i rastvorenih plinova, posebno reaktivnih plinova kao što su kisik ili CO₂, od tekućine. Eliminacija kisika je važna kako bi se spriječile štetne promjene na kraju proizvoda i poboljšala nizvodna obrada. Degasing je neophodan korak obrade za mnoge aplikacije i industrije. U industrijskoj proizvodnji, degasing je zajednički procesni korak kako bi se osigurala stabilnost proizvoda, kvalitet i kontinuirani standardi proizvoda. Kisik je faktor koji utiče na kvalitet proizvoda i stabilnost na raznim nivoima.
Stoga, deaeration je utvrđen proces korak u hrani & napoj, hemijska, farmaceutska i kozmetička industrija. Ali i u laboratorijama, uzorci zahtijevaju često degasing prije analize (npr. prije HPLC-a, analiza, mjerenja čestica itd.).
Često se miješaju procesi koristeći npr., visokosmična oštrica ili rotacijski impeler mikseri često čine naknadno degasiranje proizvoda neophodnim, budući da ove tehnike miješanja obično uvode visoke količine plinova u proizvod. Takva uključivanja plina i zraka obično imaju negativne efekte na proizvod, jer mogu napraviti masti i ulja ušima unakažene, pogoršati proizvode oksidacijom, promjenom boje i neželjenim izmjenama mirisa i okusa. Kako su degasidni proizvodi hemijski stabilniji i imaju duži životni vek, degasifikacija je bitan korak obrade koji traži pouzdanu tehniku.

Ultrazvučno odmazganje: Uvučeni plinski mjehurići se uklanjaju iz ulja pomoću ultrazvučnikatora UP400St

Ultrazvučna degasifikacija i de-aeration

Ultrazvučna degasifikacija i deaeration je vrlo potentna alternativa tradicionalnim metodama otpuštanja tekućina koje uključuju vrenje, smanjenje pritiska na vakuum, ili sparing sa inertnim gasovima. Ove tradicionalne metode degasinga često dolaze sa nedostatcima kao što su toplinska degradacija (zbog grijanja), obrada vremena i energije i/ili nedovoljno uklanjanje gasa. Ultrazvučno odmazganje je zasnovano na radnom principu akustične kavitacije. Kada se ultrazvučni talasi velike snage spoje u tečnost, tečnost se komprimuje i širi tokom ciklusa visokog pritiska i niskog pritiska, odnosno. Tokom ciklusa niskog pritiska stvaraju se minutni vakuumski mehurići (zvani kavitacioni mjehurići) koji rastu preko nekoliko ciklusa pritiska. Tokom tih ciklusa rasta mehurića, rastvoreni gasovi u tečnosti ulaze u vakuumski mehur, tako da se vakuumski mehur transformiše u rastuće mehuriće gasa. Nadalje, mikro turbulencije i tečni avioni uzrokuju intenzivnu uznemirenost i prijenos mase. Ovi ultrazvučno generirani uslovi uzrokuju koalescenciju plinskog mjehurića, a to je ujedinjenje malih otopušenih plinskih mjehurića do većih plinskih mjehurića, koji se brzo izdižu na površinu tekućine, gdje tamo ostavljaju tečnost.
Promjene temperature uzrokovane ultrazvučnim vibracijama i kavitacijom su ograničene na vrlo male lokalne prostore i porast temperature u ukupnom volumenu se može zanemariti jer ne ometa kvalitet proizvoda.
U zavisnosti od volumena, viskoznosti i gasnih uključenja tekućine ili mulja, ultrazvučna de-aeration se može pokrenuti kao batch ili inline proces. Ultrazvučna sonda velike snage emitira akustičnu kavitaciju u tečnost, tako da se tečnost efikasno degastira.
Ultrazvučna degasifikacija se također može implementirati kako bi se poboljšali već postojeći sistemi za odmaštanje kao što su grijanje, vakuum ili sparging.
Ultrazvučno odmazganje i defoaming se koristi na industrijskoj skali za uklanjanje rastvorenih gasova iz vode, Ulja, hrana i pića, kemijska rješenja, hidraulične tekućine, rashladna tekućina, tekućine za bušenje, sirovo ulje, emulzije, boje, tira, ljepila, lakovi, premazi, epoksidi, šamponi, deterdženti i mnogi drugi proizvodi.

Ultrazvučno degasing pomoću podešavanja ćelija protoka. Ovaj eksperiment je bio prototip male vodene petlje sa zapreminom od 0,8 galona, inertnim protokom gasa od 0,2 sfcm/min, i jačinom od 275 W/cm2. Ovo pokazuje smanjenje vremena uklanjanja kisika za oko 70%.
Studija i slika: Rubio et al. 2016

Ultrazvučno degasing u inline podešavanju pomoću ultrasonikatora UIP1000hdT sa ćelijom protoka.

Ultrazvučno poboljšano sparging

Sparging tečnosti sa inertnim plinom (poznat i kao inertno pročišćavanje plina) je uobičajeni tretman za uklanjanje neželjenih plinova kao što su kisik i ugljični dioksid iz tekućine. Za sparging aplikacije obično se koriste dušik, argon, helij i drugi inertni plinovi. Mjehurići otopine sa plinom visoke čistoće (tipično inertnim) plinom mogu izvući neželjene, tipično reaktivne otopljene plinove kao što su kisik i ugljični dioksid. Sparging proces se oslanja na prijenos mase i sam je prilično spor postupak. Naređujem da intenziviram sparing inertnim gasovima, otopina tekućih gasova se često snažno uzbuđuje i mjehurićima dugo vremena. Ultrasonikacija je tehnika degasifikacije koja intenzivira, što poboljšava prijenos mase i time značajno sparging. Kada se ultrazvučni talasi velike snage spoje u tekućine ili muljove, stvaraju se mehurići kavitacije. Ovi mehurići kavitacije razbijaju veće mjehuriće gasa za čišćenje u male mjehuriće i razlažu mjehuriće u uniformi, što rezultira bržim i čistijim odlagališnim efektima. Intenzivna uznemirenost i turbulencije stvorene ultrazvukom promovišu prijenos gasno-tekuće mase i time brzo uklanjanje neželjenih plinova.
Kako bi se ubrzalo i kako bi postupak sparginga bio efikasniji, ultrazvučnika visokih performansi se koristi za sonomehanički poboljšanje performansi prijenosa mase između plina i tekućine. Sonomehanički efekti koji se stvaraju akustičkom kavitacijom uključuju lokalne direkcije pritiska i temperature, mikroturbulencije i uznemirenost. Ove sile poboljšavaju performanse degasinga doprinoseći povećanju difuzivnog prijenosa mase zbog razlaza mjehurića, dispersije i naknadnog povećanja međufacijalnog područja, što konačno rezultira brzim uklanjanjem uvučenih plinova iz tekućine.
Da bi se postigli željeni efekti izbacivanja, potrebna je ultrazvuka visoke snage. Kada se tečnost poštedi inertnim plinom u dvofaznom protoku, rektificirana difuzija se želi povećati masovni prijenos i brzinu uklanjanja rastvorenih plinova. Primjena ispravljenog difuzije može biti teška jer uvučeni i rastvoreni plinski mjehurići teže izbjegavanju ulaska u polje ultrazvučne kavitacije nižim intezitetama. Međutim, pri povišenim intezivima (višim od 300 W/cm² na cca 20 kHz) plinski mjehurići više ne izbjegavaju zonu kavitacije i razbijaju ih sonomehaničke sile. (cf. Jagannathan et al. 2011)

Ultrazvučno degassing od rastopljenih slitica od alumina

Generacija kavitacije u tekućim metalima je vrlo zahtjevna primjena i samo je vrlo malo tehnika za proizvodnju dovoljno i pouzdane kavitacije u topljenjem metala. Međutim, stopa i intenzivnost kavitacije su presudni faktori uočavanju rezultata degasifikacije. Efektivna degasifikacija zahtijeva pouzdanu kavitaciju kako bi se dobila maksimalna strukturna prefinjenost metalnog topljenja. Intenzivna kavitacija ultrazvukom visoke performanse može poboljšati degasing za 30 do 60%.
Ultrazvučni degaseri tipa sonde smatraju se jednim od najpouzdanijih metoda izbacivanja, koje su dokazano naučno održive u malim i velikim razmjerima. Generacija intenzivne akustičke kavitacije zavisi od različitih faktora uključujući parametre ultrazvučnog procesa, sastav metala, površinsku napetost, temperaturu topljenja, viskoznost, kao i nivo volumena i rastvaranja gasnih uključivanja u metalnu talinu. Ultrazvučni procesni parametri mogu se precizno podešavati na sastav topljenja metala i faktore koji utiče tako da se dobije pravi intenzivnost kavitacije. Tocno podešavanje ultrazvučnih parametara su fundamentalni za prednosti ultrazvučne degasifikacije topljenja metala. Glavne prednosti ultrazvučnog degasinga uključuju visoke stope degasinga i smanjen utjecaj procesa na okoliš. S obzirom da ultrazvučna degasifikacija rezultira samo u vrlo malo dross, ultrazvučno rastopljenje metala je zelena, ekološki prikladna tehnika.
Rastopljenje odvodnjavanja: Ultrazvučno odmazganje je dokazana metoda za povećanje destabilnosti aluminskih slitija i sniženje sadržaja vodika u sličinama odvoda. U poređenju sa alternativnim procedurama degasinga kao što su izbacivanje pomoću rotacijskog impelera, ultrazvučno degasing excels po brzini i efikasnosti. Studije su pokazale da je ultrazvučni sistem za degasing sondi bio oko 3 puta brži od uklanjanja gasa pogonjenog impelerom.
Kako ultrazvučna degasifikacija ne uključuje konvencionalno miješanje metala, zaštitni aluminijski oksid na površini topljenja nije poremećen. Zadržavanje sloja aluminijevog oksida netaknutim sprečava uvođenje aluminijevog oksida u rastopljenje od magnezija tako da ga održava zaštitnim efektom protiv atmosferskih kontaminatora. Ultrazvučno odmazganje poboljšava prečisćenje zrna i strukturu slitija od aluminija. To pored ultrazvučno promovisanog uklanjanja nemetalnih gasnih inkluzija iz tekućih aluminija, čini tretmane topljenja metala na ultrazvučni pogon vrhunskom tehnikom za proizvodnju visokokvalitetnih metalnih odljevka.
Degasifikacija metalnih topljenja kao što su slivine od aluminija zahtijeva visoke performanse, ultrazvučnu opremu velike snage. Ultrazvučna sonda mora biti navedena za upotrebu sa visokim temperaturama i visokim viskoznostima. Ultrasonicator mora biti u mogućnosti da isporučuje i održava konstantne amplitute tokom dugih vremenskih perioda. Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za razvoj, proizvodnju i distribuciju ultrazvučne opreme velike snage za zahtjevne aplikacije kao što je degasifikacija topljenja metala. Snabdijevanje ultrazvučnicima visokih performansi u bilo koje skale i ultrazvučnim sondama razvijenim posebno za liječenje tekućih metala, Hielscher Ultrasonics je vaš partner za pouzdane i efikasne primjene topljenja metala.

High-Power Ultrasonic Degassing Systems

Hielscher Ultrasonics je dugoročno iskustvo proizvođač ultrazvučne opreme visokih performansi koja se koristi širom svijeta u laboratorijama i industrijskoj proizvodnji. Degasifikacija tečnosti i mulja je zahtjevna primjena koja zahtijeva ultrazvučne sonde velike snage koje mogu pariti uspostavljene amplitude u tekućine kako bi se uklonili uvučeni plinski mjehur i zračni džepovi. Svi Hielscherovi ultrazvučni uređaji su dizajnirani i proizvedeni da se br upravljaju za 24/7 pod punim teretom. Ultrazvučni procesori su dostupni od kompaktnih 50 vata laboratorijskih ultrazvučnikatora do 16.000watta snažnih inline ultrazvučnih sistema. Široka raznovrsnost booster rogova, sonotroda i ćelija protoka omogućava individualno postavljanje ultrazvučnog sistema za degasing u korespondenciji sa uključenjem tečnosti, viskoznosti i gasa.
Za deaeraciju i izbacivanje tekućih metala potrebni su precizno postavljeni i održavani amplitudi. Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde visokih performansi koje su navedene za vrlo procesno optimizirane amplitute i temperature. Ako vaša aplikacija za degasing zahtijeva neobične specifikacije, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad na teškim dužnostima i u zahtjevnim okruženjima.

Batch i Inline

Hielscherove ultrazvučne sonde za degasifikaciju mogu se koristiti za ser i kontinuiranu inline degasifikaciju i deaeraciju. U zavisnosti od volumena, viskoznosti i ukorijenjenih gasova, preporučićemo vam najpouzdanije ultrazvučno podešavanje za izbacivanje.

Ultrazvučne sonde za degasing bilo koji volumen

Hielscher Ultrasonics raspon proizvoda pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih lab ultrasonicatora preko bench-top i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu tereta kamiona na sat. Cijeli proizvodni raspon nam omogućava da vam ponudimo najpostojaniju ultrazvučnu opremu za odlaganje za vaše tekuće, procesne kapacitete i proizvodne ciljeve.

Precizno kontrolisane amplitude za optimum rezultate

Svi Hielscherovi ultrazvučni sistemi za odmaštanje su precizno kontrolisani i time pouzdani konji na poslu. Amplituda je jedan od presudnih parametara procesa koji utiču na efikasnost i učinkovitost sonomehanički izazvane degasifikacije. All Hielscher Ultrasonics’ procesori omogućavaju precizno postavljanje amplitude. Sonotrodes i booster rogovi su pribor koji omogućava modificiranje amplitude u još širem rasponu. Hielscherovi industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i isporučiti potreban ultrazvučni intezitet za zahtjevne aplikacije. Amplitute do 200μm mogu se lako kontinuirano pokrenuti u 24/7 operaciji.
Precizne postavke amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost podešavanja parametara ultrazvučnog procesa za najucinkovitije ultrazvučno degasifikaciju. Optimalna sonikacija za visoko efikasno uklanjanje gasa!
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad na teškim dužnostima i u zahtjevnim okruženjima. To čini Hielscherovu ultrazvučnu opremu pouzdanim radom alatom koji ispunjava vaše zahtjeve procesa deaeracije.

Najkvalitetnije – Dizajniran i proizveden u Njemačkoj

Kao porodični i porodični biznis, Hielscher ima najviše standarde kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonicatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljito testirani u našem zaglavlju u Teltowu blizu Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine ga konjem na poslu u vašoj proizvodnji. 24/7 operacija pod punim teretom i u zahtjevnim okruženjima je prirodna karakteristika Hielscher-ovih degasera visokih performansi.