Hielscher Ultralydsteknologi

Højeffektiv De-Aeration af væsker ved hjælp af ultralyd

Mens afgasning eller udgasning ofte er en yderst tidskrævende proces trin, ultralydbehandling kan fremskynde sammens kuling af gasbobler og deres stige betydeligt. Ultralydudgasning kan bruges i batch- og inline opsætninger og kan også kombineres med konventionelle afgasningsteknikker såsom sparging med inerte gasser, løbehjulsgasser, opvarmning eller vakuum for at øge effektiviteten og hastigheden af gasfjernelse.

Fjernelse af gas fra væsker

Begreberne afaering, afgasning og udgasning henviser til fjernelse af frie og opløste gasser, især reaktive gasser såsom ilt eller CO2, fra en væske. Eliminering af ilt er vigtigt for at forhindre skadelige ændringer i slutproduktet og forbedre downstream-behandling. Afgasning er et nødvendigt behandlingstrin for mange applikationer og brancher. I industriel produktion er afgasning et fælles procestrin for at sikre produktstabilitet, kvalitet og kontinuerlige produktstandarder. Ilt er en faktor, der påvirker produktets kvalitet og stabilitet på forskellige niveauer.
Derfor er afaering et etableret procestrin i & drikkevare-, kemikalie-, medicinal- og kosmetikindustrien. Men også i laboratorier kræver prøver ofte afgasning før analyse (f.eks. før HPLC, analyser, partikelmålinger osv.).
Blandere med høj forskydning eller roterende løbehjulsblandere gør ofte efterfølgende afgasning af produktet nødvendige, da disse blandingsteknikker almindeligvis indfører store mængder gasser i produktet. Sådanne gas- og luft indeslutninger har normalt negative virkninger på produktet, da de kan gøre fedtstoffer og olier harsk, forringes produkter ved oxidation, misfarvning og uønskede ændringer af lugt og smag. Da afgasset produkter er kemisk mere stabile og har en længere holdbarhed, er afgasning et vigtigt forarbejdningstrin, der kræver en pålidelig teknik.

UP400St - a 400W powerful ultrasonic degasser

UP400St – digitalt ultralydafgasningssystem

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultrasonic degassing is an efficient technique for rapid and effective removal of gases from liquids such as oils, water, solvents etc.

Ultralydafgasning: Entrapped gasbobler fjernes fra olie ved hjælp af ultralydsmaskinen UP400St

Ultralyddegasning og de-aeration

Ultralydafgasning og deaeration er et meget potent alternativ til traditionelle afgasningsmetoder af væsker, der omfatter kogning, reduktion af trykket for at støvsuge eller sparging med inerte gasser. Disse traditionelle afgasningsmetoder har ofte ulemper såsom termisk nedbrydning (på grund af opvarmning), tids- og energiforbrugende forarbejdning og/eller utilstrækkelig gasfjernelse. Ultralydafgasning er baseret på arbejdsprincippet om akustisk kavitation. Når højeffekt ultralydbølger er koblet til en væske, komprimeres væsken og udvides under henholdsvis højtryks- og lavtrykscyklusser. Under lavtrykscyklusser skabes der små vakuumbobler (såkaldte kavitationsbobler), som vokser over flere trykcyklusser. Under disse cyklusser af boblevækst kommer de opløste gasser i væsken ind i vakuumboblen, så vakuumboblen omdannes til voksende gasbobler. Desuden forårsager mikroturbulenser og væskestråler intens omrøring og masseoverførsel. Disse ultralydsgenererede forhold forårsager gasboblens sammenskøring, som er foreningen af små opløste gasbobler til større gasbobler, som hurtigt stiger til væskens overflade, hvor de forlader væsken.
Temperaturændringer forårsaget af ultralydvibrationer og kavitation er begrænset til meget små lokale rum, og temperaturstigningen i det samlede volumen kan negligeres, da det ikke forstyrrer produktkvaliteten.
Afhængigt af volumen, viskositet og gas indeslutninger af væsken eller gylle, ultralyd de-beration kan køres som parti eller inline proces. En højeffekt ultralydsonde udsender akustisk kavitation i væsken, så væsken effektivt afgasses.
Ultralydafgasning kan også implementeres for at forbedre allerede eksisterende afgasningssystemer såsom opvarmning, vakuum eller sparging.
Ultralydafgasning og defoaming bruges i industriel skala til at fjerne opløste gasser fra vand, olier, fødevarer og drikkevarer, kemiske løsninger, hydrauliske væsker, kølemidler, borevæsker, råolie, emulsioner, maling, blæk, klæbemidler, lakker, belægninger, epoxies, shampoo, rengøringsmidler og mange andre produkter.

Ultrasonic degassing removes dissolved gases rapidly from liquids.

Ultralydafgasning ved hjælp af en flow celle setup. Dette eksperiment var en prototype lille skala vandløkke med et volumen på 0,8 gallon, inert gasstrøm på 0,2 sfcm / min, og intensiteten af 275 W/cm2. Dette viser en reduktion i ilt fjernelse tid med omkring 70%.
Undersøgelse og billede: Rubio et al. 2016

Ultralydafgasning og de-aeration er velegnet til:

  • Batch og indbygget
  • Lav og høj viskositet
  • Små og store mængder
  • Kolde og varme temperaturer
  • Alsidige installationer
  • 24/7 Drift under fuld belastning
Ultrasonic degassing setup in continuous flow

Ultralydafgasning i en indbygget opsætning ved hjælp af ultralydsmaskinen UIP1000hdT med flowcelle.

The flow chart shows the setup of an ultrasonic inline de-aeration system

Ultralyd afgasning setup for kontinuerlig inline gas fjernelse

Ultralyd forbedret sparging

Sparging væsker med inaktiv gas (også kendt som inert gas udrensning) er en fælles behandling for at fjerne uønskede gasser såsom ilt og kuldioxid fra væsken. Til sparging applikationer, kvælstof, argon, helium og andre inerte gasser er almindeligt anvendt. Boblende en opløsning med en høj renhed (typisk inaktiv) gas kan trække ud uønskede, typisk reaktive opløste gasser såsom ilt og kuldioxid. Den sparging processen bygger på masseoverførsel og er i sig selv en ganske langsom procedure. Jeg for at intensivere sparging med inerte gasser, er flydende gas opløsning ofte ophidset kraftigt og boblede i lang tid. Ultralydbehandling er en degasificerings-intensiveret teknik, som forbedrer masseoverførslen og dermed sparging betydeligt. Når høj effekt ultralydbølger er koblet til væsker eller opslæmninger, kavitation bobler genereres. Disse kavitationsbobler bryder større rensegasbobler op i små bobler og spreder boblerne ensartet, hvilket resulterer i hurtigere og renere afgasningseffekter. Den intense agitation og turbulens skabt af ultralydbehandling fremmer gas-væske masseoverførsel og dermed hurtig fjernelse af uønskede gasser.
For at accelerere og gøre sparging proceduren mere effektiv, højtydende ultralyd bruges til at sonomekanisk forbedre masseoverførsel ydeevne mellem gas og væske. De sonomekaniske virkninger, der genereres af akustisk kavitation, omfatter lokale tryk- og temperaturforskelle, mikroturbulenser og agitation. Disse kræfter forbedrer afgasningspræstationen ved at bidrage til en stigning i den diffusive masseoverførsel på grund af bobleopbrydelse, spredning og det efterfølgende øgede interfacialområde, hvilket i sidste tid resulterer i en hurtig fjernelse af indesluttede gasser fra væsken.
For at opnå de ønskede udgasningseffekter kræves der en høj ultrasonication. Når en væske spares med en inert gas i en tofaset strøm, ønskes udbedret diffusion for at øge masseoverførslen og fjernelseshastigheden for opløste gasser. Anvendelse af udbedret diffusion kan være svært, fordi indesluttede og opløste gasbobler har tendens til at undgå at komme ind i ultralydkavitationsfeltet ved lavere intensiteter. Ved forhøjede intensiteter (højere end 300 W/cm2 ved ca. 20 kHz) undgår gasbobler ikke længere kavitationszonen og brydes op af sonomekaniske kræfter. (jf. Jagannathan et al. 2011)

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

Ultralyd afgasning af smeltet aluminiumlegeringer

Produktionen af kavitation i flydende metaller er en meget krævende anvendelse, og der er kun meget få teknikker til at producere tilstrækkelig og pålidelig kavitation i metalsmelter. Men, hastigheden og intensiteten af kavitation er en afgørende faktorer forme afgasning resultater. Effektiv afgasning kræver pålidelig kavitation for at opnå maksimal strukturel raffinement af metalsmeltning. Intens kavitation ved høj-performace ultralyd kan forbedre afgasning med 30 til 60%.
Ultrasonic probe for the degassing of liquid aluminium alloy.Ultralyd sonde-type degassere anses for at være en af de mest pålidelige outgassing metoder, som er blevet bevist videnskabeligt levedygtige i lille og stor skala. Generering af intens akustisk kavitation afhænger af forskellige faktorer, herunder ultralydsprocesparametre, metalsammensætning, overfladespænding, smeltetemperatur, viskositet samt volumen og opløsningsniveau af gasindslutninger i metalsmeltningen. Ultralyd procesparametre kan præcist indstilles til metalsmeltersammensætningen og de påvirkende faktorer, således at den rette intensitet af kavitation opnås. Den nøjagtige justering af ultralydsparametrene er grundlæggende for fordelene ved ultralydsgasning af metalsmelter. De vigtigste fordele ved ultralydafgasning omfatter høje afgasningshastigheder og processens reducerede miljøpåvirkning. Da ultralydafgasning kun resulterer i meget lidt slags, ultralyd metal smelteafgasning er en grøn, miljøvenlig teknik.
Afgasning af aluminiumsmelter: Ultralydafgasning er en gennemprøvet metode til at øge aluminiumlegeringer tæthed og mindske brintindholdet i aluminiumlegeringer. I forhold til alternative afgasning procedurer såsom udgasning ved hjælp af en roterende løbehjul, ultralyd afgasning excellerer ved hastighed og effektivitet. Undersøgelser har vist, at en ultralydsonde afgasning system var omkring 3 gange hurtigere end løbehjul-drevet gas fjernelse.
Da ultralydafgasning ikke indebærer konventionel metal omrøring, forstyrres den beskyttende aluminiumoxid på smeltens overflade ikke. Ved at holde aluminiumoxidlaget intakt forhindrer, at aluminiumoxid kommer ind i aluminiumssmelten, så det bevarer den beskyttende virkning mod atmosfæriske forurenende stoffer. Ultralydafgasning forbedrer kornfinding og struktur af aluminiumlegeringer. Dette ud over de ultralydsfremmede fjernelse af ikke-metallisk gas indeslutninger fra den flydende aluminium, gør ultralyd-drevet metal smelte behandlinger en overlegen teknik til produktion af høj kvalitet metal støbegods.
The degasification of metal melts such as aluminium alloys requires high-performance, high-power ultrasonic equipment. The ultrasonic probe must be specified for use with high temperatures and high viscosities. The ultrasonicator must be able to deliver and maintain constant amplitudes over long time periods. Hielscher Ultrasonics is specialised in the development, manufacturing and distribution of high-power ultrasound equipment for demanding applications such as the degasification of metal melts. Supplying high-performance ultrasonicators at any scale and ultrasonic probes developed specifically for the treatment of liquid metals, Hielscher Ultrasonics is your partner for reliable and efficient metal melt applications.

Ultrasonic degassing of drilling mud performed with the probe-type ultrasonicator UIP1000hd

Vandbaseret boremudder før og efter ultralydafgasning med UIP1000hd
Undersøgelse og billede af Amani et al. 2016

Ultrasonic afgasningssystemer med høj effekt

Hielscher Ultrasonics er langtidsledige oplevelser producent af højtydende ultralydsudstyr, der bruges over hele verden i laboratorier og industriel produktion. Afgasningen af væsker og opslæmninger er et krævende program, der kræver højeffekt ultralydssonder, som kan koble etablerede amplituder i væsker for at fjerne indesluttet gasboble og luftlommer. Alle Hielscher ultralydsenheder er designet og fremstillet til BR, der betjenes til 24/7 under fuld belastning. Ultralydsprocessorer fås fra kompakte 50 watt laboratorie ultrasonicators til 16.000watts kraftfulde inline ultralydsystemer. En bred vifte af booster horn, sonotroder og flow celler giver mulighed for den individuelle opsætning af en ultralyd afgasning system i korrespondance til væsken, viskositet og gas indeslutninger.
For the deaeration and outgassing of liquid metals, precisely set and maintained amplitudes are required. Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic probes that are specified for very process-optimized amplitudes and temperatures. If your degassing application requires unusual specifications, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Batch og indbygget

Hielscher ultralydssonder til afgasning kan bruges til batch og kontinuerlig inline degasning og aferning. Afhængigt af volumen, viskositet og indesluttede gasser, vil vi anbefale dig den mest egnede ultralydudgasning setup.

Ultralydssonder til afgasning af enhver volumen

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte lab ultrasonicators over bench-top og pilot systemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle truckloads i timen. Hele produktsortimentet giver os mulighed for at tilbyde dig det mest egnede ultralydsafgasningsudstyr til din væske, proceskapacitet og produktionsmål.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alle Hielscher ultralydafgasningssystemer er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten af sonomekanisk induceret afgasning. Alle Hielscher Ultralyd’ processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og booster horn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i en endnu bredere vifte. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den nødvendige ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Precise amplitude settings and the permanent monitoring of the ultrasonic process parameters via smart software give you the possibility to adjust the ultrasonic process parameters for most effective ultrasonic degasification. Optimal sonication for highly efficient gas removal!
Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsværktøj, der opfylder dine deaerationsproceskrav.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydsenheder er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed af Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er et naturligt kendetegn ved Hielschers højtydende afgaser.

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, applikationer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din afgasning proces med dig og tilbyde dig en ultralyd degasser opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyds homogenisatorer til dispersion, emulgering og celle ekstraktion.

High-Power ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriel vægt.

Litteratur / Referencer