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.
 

Denne video viser effektiv afgasning af viskøs olie (40cP). Ultralydbehandling fjerner små suspenderede gasbobler fra væsken og reducerer niveauet af opløst gas under det naturlige ligevægtsniveau.

Ultralyd Inline Afgasning & Skumdæmning af olie (40cP)

Videominiaturebillede

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd gennemstrømningsreaktor til kontinuerlig inline afgasning og afluftning af væsker såsom kølevæsker, hydrauliske olier osv. Ultralyd intensiverer og fremskynder effektivt fjernelsen af uønskede gasser og luft fra væsker.

Ultralydassisteret de-luftning af væsker i en ultralydsflowreaktor. Ultralyd intensiverer og fremskynder effektivt fjernelsen af uønskede gasser og luft fra væsker.

Ultralyd afgasning er en effektiv teknik til hurtig og effektiv fjernelse af gasser fra væsker såsom olier, vand, opløsningsmidler osv.

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.
 

Ultralydafgasning med en frekvens på 24 kHz viste sig at være mere effektiv end sonikering ved højere frekvenser. (jf. Rognerud et al. 2020)

Fald i opløst ilt med tid til ultralydfrekvens på 24 kHz ved hjælp af sonikatoren UP400ST ved amplituder på 100%, 80%, 60%, 40% og 20%.
Undersøgelse: ©Rognerud et al., 2020.

 
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.
 

Ultralyd afgasning fjerner opløste gasser hurtigt fra væsker.

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
Ultralyd afgasning setup i kontinuerlig flow

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

Rutediagrammet viser opsætningen af et ultralyd inline afluftningssystem

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)

Afgasning 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

Videominiaturebillede

Ultralyd afgasning af boremudder udført med sonde-type ultralydsapparat UIP1000hd

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

 

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultrasonic afgasningssystemer med høj effekt

Hielscher Ultrasonics er langsigtede erfaringer producent af højtydende ultralydsudstyr, der bruges over hele verden i laboratorier og industriel produktion. Afgasning af væsker og opslæmninger er en krævende applikation, der kræver ultralydssonder med høj effekt, som kan parre etablerede amplituder i væsker for at fjerne indesluttet gasboble og luftlommer. Alle Hielscher ultralydsenheder er designet og fremstillet til at blive betjent til 24/7 under fuld belastning. Ultralydsprocessorer er tilgængelige fra kompakte 50 watt laboratorie ultralydapparater til 16.000watt kraftfulde inline ultralydssystemer. En bred vifte af boosterhorn, sonotroder og flowceller giver mulighed for individuel opsætning af et ultralydafgasningssystem i overensstemmelse med væske-, viskositets- og gasindeslutningerne.
Til afaering og udgasning af flydende metaller kræves der præcist indstillede og vedligeholdte amplituder. Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydssonder, der er specificeret til meget procesoptimerede amplituder og temperaturer. Hvis din afgasning ansøgning kræver usædvanlige specifikationer, tilpassede ultralyd sonotroder er tilgængelige. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer.

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.

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

Ultralyd afgasning og skumdømning af olie

Videominiaturebillede

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 ultralydapparater kan fjernstyres via browserkontrol. Sonikeringsparametre kan overvåges og justeres præcist til proceskravene.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.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at justere ultralydsprocesparametrene for mest effektive ultralydsgasning. Optimal sonikering til højeffektiv gasfjernelse!
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.


Afgasning og skumdannelse af væsker er en interessant anvendelse af ultralydsenheder. I dette tilfælde fjerner ultralydet opløst CO2 fra øl. Ved hjælp af Hielscher ultralydsudstyr kan du afgasse eller skumme væsker i bægerglas, tanke eller inline (flowcellereaktorer).

Hurtig skumdannelse ved hjælp af ultralyd

Videominiaturebillede



Litteratur / Referencer

Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte lab ultralydsprocessor over bench-top enheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.