Hielscher Ultralydsteknologi

Ultrasonic afgasning og Defoaming af væsker

Afgasning og afskumning af væsker er en interessant program af Ultralydsenheder. I dette tilfælde ultralyd fjerner små suspenderet gas-bobler fra væsken og reducerer niveauet af opløst gas under den naturlige ligevægtsniveau.

Afgasning og defoaming af væsker kræves til mange formål, såsom:

  • Prøveforberedelse før måling af partikelstørrelse at undgå målefejl
  • olie og smøremiddel afgasning før pumpning at reducere pumpe slitage på grund af kavitation
  • afgasning af flydende fødevarer, for eksempel saft, sauce eller vin, til reducere mikrobiel vækst og øge holdbarheden
  • afgasning af polymerer og lakker inden påføring og hærdning

Når lydbølger udbreder lydbølgerne, som formerer sig fra strålingsfladen til væskemedierne, resulterer i vekslende højtryks- (kompression) og lavtrykscykluser med frekvenser, der afhænger af frekvensen. Under lavtrykscyklussen kan ultralydbølgerne skabe små vakuumbobler eller hulrum i væsken. Det store antal små bobler frembringer en høj total bobleoverfladeareal. Boblerne er også godt fordelt i væsken. Opløs gas flyder ind i disse vakuumbobler (lavtryks) via det store overfladeareal og øger boblernes størrelse.
De akustiske bølger støtter rørende og sammensmeltning af tilstødende bobler, der fører til en accelereret vækst af boblerne. De sonikering bølger vil også hjælpe til at ryste bobler off overflader fartøj og vil tvinge mindre bobler hvile under væskeoverfladen at stige op gennem og frigiver det indesluttede gas til miljøet.

Deagssing af væsker er en kraftfuld anvendelse af Hielscher ultralydsenheder. Videoen viser Hielscher UP200S under afgasning af vand.

Afgasning af vand ved hjælp af UP200S med sonotrode S40

Sæt det på prøve

Fremgangsmåden ifølge afgasning og defoaming af væsker kan gøres synlige nemt. I et glasbæger af frisk-hældte vand fra hanen, vil ultralydbehandling tvinge små suspenderede bobler (uklarhed) for at flyde sammen og at bevæge sig op hurtigt. Du kan se denne effekt på de fremskridt billedet nedenfor. Klik på billedet nedenfor for at forstørre billederne.

(Klik for større udsigt!) Ultrasonic afgasning af vand ved hjælp af en ultralyd-processor UP200S (200 watt)
ultralyd afgasning af vand (5 sekunder)

Agiteret olie indeholder et højt antal suspenderede bobler (skum). Navnlig i kølemidler, er dette et problem, da boblerne fremmer caviation induceret slid i pumper og dyser. Fremgangen Billedet nedenfor viser ultralyd afskumning effekt. Klik på billedet nedenfor for at forstørre billederne.

(Klik for større udsigt!) Ultrasonic afgasning af olie ved hjælp af en ultralyd-processor UP200S (200 watt)
ultralyd afgasning af olie (5 sekunder)

Selv i stillestående vand, fx efter 24 timer, vil sonication generere små bobler i det klare vand. Disse bobler fylde med opløst gas, der migrerer ind i boblerne. Derfor boblerne vokse og bevæge sig op. Afgasningen virkning er godt synlig i nogen gennemskinnelig væske.
Som ultralyd forbedrer stigende små suspenderede bobler til væskeoverfladen, det reducerer kontakttiden mellem boblen og væsken, også. Derfor begrænser den re-opløsning af gas fra boblen til væsken, også. Dette er af særlig interesse til højere viskositet væsker, såsom olie eller harpiks. Da boblerne skal flytte til væskeoverfladen, ultralyd afgasning virker bedre, hvis beholderen er lavvandet således at tiden til overfladen er kortere.

Deagssing af væsker er en kraftfuld anvendelse af Hielscher ultralydsenheder. Videoen viser Hielscher UP200S under afgasning af olie.

Afgasning af olie ved hjælp af UP200S med sonotrode S40

Ud over de synlige effekter

Mens den synlige bestemmelse af afgasning virkninger er begrænset i nøjagtighed, gas indhold målinger, f.eks ved neutronradiografi, er en mere præcis måde at fortælle om ultralyd afgasning effektivitet.

Væsker indeholder en vis mængde opløst gas. Gaskoncentrationen afhænger af faktorer, såsom temperatur, omgivende tryk, omrøring af væsken. Under konstante forhold vil gaskoncentrationen nærme sig en ligevægt. Ultralyd afgassning vil ændre betingelserne, fordi væsken er udsat for lavtryksbobler og omrøring. Derfor vil ultralydningen sænke gaskoncentrationen i væsken under det tidligere ligevægtsniveau.
Når sonication stopper, og de oprindelige betingelser er genetableret, vil gaskoncentrationen langsomt nærmer sig oprindelige ligevægtsniveau igen, med mindre væsken ikke udsættes for enhver gas, f.eks i en lukket flaske. Fordi re-opløsning af gas i væsken er temmelig langsom, er det muligt at arbejde med væske med lav gas efter ultralydsbehandling. Grafen nedenfor illustrerer denne virkning. (Klik for større billede.)

(Klik for større udsigt!) Illustration af ultralyd Afgasning

Afgasning før Emulgatorer og dispergering

Ultrasonic afgasning kan bidrage væsentligt til kvaliteten af ​​dispersioner og emulsioner.

Problemet

emulsioner og dispersioner ofte indeholder overfladeaktive stoffer for at øge stabiliteten. De overfladeaktive midler vil inhibere den rørende og sammensmeltning eller agglomerering af det dispergerede materiale i den flydende fase. Dertil skal de overfladeaktive midler danner et lag omkring hver partikel. De samme overfladeaktive midler kan også indkapsle gasbobler, der blev suspenderet i væskefasen. Sådanne stabiliserede bobler kan vise sig at være meget robust. Den bruger overfladeaktivt middel, forringer kvaliteten af ​​den emulsion eller dispersion, og det kan generere tilfældige resultater ved måling af partikelstørrelsen.

Løsningen

For at reducere problemet med stabiliserede gasbobler, kan væsker simpelthen afgasset ved sonikering. Før tilsætning af disperse fase, såsom olie eller pulver, sonikeres væsken indtil antallet af genererede bobler reducerer. Ved blanding andet materiale i, undgå at skabe nye bobler eller en hvirvel under omrøring. Dette ville øge indholdet gas hurtigt.

At tvinge Kuldioxid Out

Effekten af ​​afgasning bliver brugt i læk-test af dåser og flasker med kulsyreholdige drikkevarer, såsom cola, sodavand eller øl. Klik her for at få mere information.

Ultrasonic Afgasning in Brief

Den ultrasoniske afgasning af væsker fungerer bedre, hvis du:

  • anvende lav til moderat amplituder
  • bruge sonotrodes med større overfladeareal
  • give et lavt tryk eller vakuum over væskeoverfladen
  • opvarme væsken
  • indarbejde en flad beholder
  • undgå turbulent agitation

Ultrasonic afgasning kan bruges i batch eller strømningsmodus. I tilfælde af en strøm drift skal et standrør til udledning af gassen være installeret og en gas pumpe bør anvendes.

Bed om mere information!

Det anbefales at bruge følgende enheder for afgasning og defoaming af de nedenfor angivne mængder. Brug nedenstående formular til at beskrive dine likvide krav afgasning. Kontroller punkterne i din interesse, og vi vil være glade for at sende dig et forslag til denne enhed.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.