Ultrazvukové odplyňování a pěnicí Liquids

Odplynění a odpěňovací kapalin je zajímavou aplikací z ultrazvukové přístroje, V tomto případě je ultrazvuk odstraňuje malé suspendované plynové bubliny z kapaliny a snižuje hladiny rozpuštěného plynu pod přirozenou rovnovážné úrovni.

Požaduje se, aby odplyňovací a odpěňovací tekutin k mnoha účelům, jako například:

příprava vzorků před měřením velikosti částic aby se zabránilo chybám měření
oleje a maziva odplynění před čerpáním ke snížení opotřebení čerpadla v důsledku kavitace
odplyňování kapalných potravin, např. šťáva, omáčka nebo vína, aby snížení růstu mikroorganismů a zvýšit trvanlivost
odplynění polymerů a laků před aplikací a vytvrzování

Při sonikaci kapalin se zvukové vlny, které se šíří ze sálavého povrchu do kapalného média, vedou ke střídání vysokotlakých (kompresních) a nízkotlakých (vyfrézovacích) cyklů se sazbami závislými na frekvenci. Během nízkotlakého cyklu mohou ultrazvukové vlny vytvářet v kapalině malé vakuové bubliny nebo prázdné prostory. Velký počet malých bublin generuje vysokou celkovou plochu bublin. Bubliny jsou také dobře distribuovány v kapalině. Rozpuštěný plyn migruje do těchto vakuových (nízkotlakých) bublin přes velký povrch a zvyšuje velikost bublin.
Tyto akustické vlny podporují dotykem a koalescenci sousedních bublin vedoucí ke zrychlení růstu bublin. Sonikace vlny také pomůže setřást bubliny od povrchů cév a donutí menší bubliny odpočívá a pod povrch kapaliny se přes zvednout a uvolnit zachycený plyn pro životní prostředí.

Dát ji na test

Proces odplyňování a odpěňování kapalin lze zviditelnit snadno. Ve skleněné kádince čerstvě nalije voda z vodovodu, bude ultrazvuku vynutit malé suspenduje bubliny (zákal) splývají a pohybovat nahoru rychleji. Můžete vidět tento efekt na obrázku níže pokroku. Klikněte na obrázek níže zvětšit obrázky,

(Klikněte pro zvětšení!) Ultrazvuková odplynění vody pomocí ultrazvukové procesor UP200S (200 W)
ultrazvukové odplynění vody (5 sekund)

Míchaný olej obsahuje vysoké množství rozptýlených bublinek (pěna). Zejména v chladící kapalině, se jedná o problém, protože bublinky podporují caviation indukované opotřebení čerpadel a trysek. Obrázek pokrok níže ukazuje ultrazvukový odpěňovací účinek. Klikněte na obrázek níže zvětšit obrázky,

(Klikněte pro zvětšení!) Ultrazvuková odplynění oleje pomocí ultrazvukových procesor UP200S (200 W)
ultrazvukové odplynění oleje (5 sekund)

Dokonce i ve stojaté vodě, např. po 24 hodinách, se působením ultrazvuku vygenerovat malých bublinek v čisté vodě. Tyto bubliny vyplnit rozpuštěným plynem, který migruje do bublin. V důsledku bubliny rostou a zařadit. Odplyňování efekt je dobře viditelný v každém průsvitnou kapalinu.
Vzhledem k tomu, ultrazvuk zlepšuje rostoucí malých suspendovaných bublinek na povrchu kapaliny, snižuje dobu kontaktu mezi bublinou a kapaliny, také. Z tohoto důvodu, že omezuje re-rozpouštění plynu z bubliny do kapaliny, také. To je zvláště zajímavé pro vyšší kapaliny viskozity, jako je ropa nebo pryskyřice. Vzhledem k tomu, že bubliny se pohybovat na povrchu kapaliny, ultrazvukové odplynění funguje lépe, je-li nádoba je mělké, takže čas na povrchu je kratší.

Mimo viditelné účinky

Zatímco viditelné stanovení účinků na odplynění je omezen na přesnost, měření obsahu plynu, např. neutrony rentgenu, jsou přesnější způsob, jak říci o ultrazvukové účinnosti odplyňovací.

Tekutiny obsahují určité množství rozpuštěného plynu. Koncentrace plynu závisí na faktorech, jako je teplota, okolní tlak, míchání kapaliny. Za konstantních podmínek se koncentrace plynu blíží rovnováze. Ultrazvukové odplynění změní podmínky, protože kapalina je vystavena nízkým tlakovým bublinám a míchání. Proto ultrazvuku snižuje koncentrace plynu v kapalině pod dosavadní úrovní rovnováhy.
Pokud je použití ultrazvuku se zastaví a nebudou znovu obnoveny počáteční podmínky, bude koncentrace plynu pomalu přístup původní rovnovážné úrovně znovu, pokud je kapalina vystavena žádnému plyn, např. v uzavřené láhvi. Protože opětovné rozpuštění plynů do kapaliny je poměrně pomalý, že je možné pracovat s kapalinou s nízkou plynu po působení ultrazvuku. Níže uvedený graf znázorňuje tento účinek. (Klikni pro zvětšení.).

Odplynění před emulgačním a dispergačním

Ultrazvukový odplynění mohou významně přispět ke kvalitě disperzí a emulzí.

Problém

emulze a disperze Často obsahují povrchově aktivní látky, aby se zvýšila stabilita. Tyto povrchově aktivní látky se bude inhibovat dotykem a koalescenci nebo aglomeraci dispergovaného materiálu v kapalné fázi. K tomu budou povrchově aktivní látky tvořit vrstvu okolo každé částice. Stejné povrchově aktivní látky mohou také zapouzdřit plynové bubliny, které byly suspendované v kapalné fázi. Takové stabilizovaný bubliny může ukázat jako velmi robustní. Spotřebuje povrchově aktivní látky, snižuje kvalitu emulze nebo disperze, a může generovat chybné měření při měření velikosti částic.

Řešení

Za účelem snížení problém stabilizované bublinky plynu, kapaliny může být jednoduše odplyní sonikací. Před přidáním disperzní fáze, jako je olej nebo prášku, se vystaví působení ultrazvuku do kapaliny, dokud počet generovaných bublin snižuje. Při míchání jiného materiálu v, vyhnout se vytváření nových bubliny nebo víru za míchání. To by se rychle zvýšit obsah plynu.

Nutit Carbon Dioxide Out

Účinek odplynění se používá při úniku-testování plechovek a lahví obsahujících šumivé nápoje, jako je například cola, soda nebo pivo. získat více informací klikněte zde.

Ultrazvukové odplyňování ve zkratce

Ultrazvukové odplyňování kapalin funguje lépe, pokud:

platí nízké až střední amplitudy
použití sonotrodes s větší plochy
poskytují nízký tlak nebo podtlak nad hladinou kapaliny
ohřívat kapalinu
začlenit mělké nádoby
vyhnout turbulentní míchání

Ultrazvukový odplynění mohou být použity v batch- nebo průtokové režimu. V případě provozování toku, stand-potrubí pro výstup plynu by měly být instalovány a měly by být použity plynové čerpadlo.