Εξαιρετικά αποτελεσματική απαέρωση υγρών χρησιμοποιώντας υπερήχους

Ενώ η απαέρωση ή η απαέρωση είναι συχνά ένα εξαιρετικά χρονοβόρο βήμα διαδικασίας, υπερήχους μπορεί να επιταχύνει τη συσσωμάτωση των φυσαλίδων αερίου και την αύξηση τους σημαντικά. Υπερήχων απαέρωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε παρτίδα και inline ρυθμίσεις και μπορεί επίσης να συνδυαστεί με συμβατικές τεχνικές απαέρωσης όπως sparging με αδρανή αέρια, πτερωτή απαεριωτές, θέρμανση ή κενό προκειμένου να ενισχυθεί η αποτελεσματικότητα και η ταχύτητα της αφαίρεσης αερίου.

Αφαίρεση αερίου από υγρά

Οι όροι απαέρωση, απαέρωση και απαέρωση αναφέρονται στην απομάκρυνση ελεύθερων και διαλυμένων αερίων, ιδιαίτερα δραστικών αερίων όπως το οξυγόνο ή το CO2, από ένα ρευστό. Η εξάλειψη του οξυγόνου είναι σημαντική για την πρόληψη επιβλαβών αλλαγών στο τελικό προϊόν και τη βελτίωση της κατάντη επεξεργασίας. Η απαέρωση είναι ένα απαραίτητο βήμα επεξεργασίας για πολλές εφαρμογές και βιομηχανίες. Στη βιομηχανική παραγωγή, η απαέρωση είναι ένα κοινό βήμα διαδικασίας για τη διασφάλιση της σταθερότητας του προϊόντος, της ποιότητας και των συνεχών προτύπων προϊόντος. Το οξυγόνο είναι ένας παράγοντας που επηρεάζει την ποιότητα και τη σταθερότητα του προϊόντος σε διάφορα επίπεδα.
Ως εκ τούτου, η απαέρωση είναι ένα καθιερωμένο στάδιο διαδικασίας στο φαγητό & βιομηχανία ποτών, χημικών, φαρμακευτικών και καλλυντικών. Αλλά και στα εργαστήρια, τα δείγματα απαιτούν συχνά απαέρωση πριν από την ανάλυση (π.χ. πριν από HPLC, δοκιμασίες, μετρήσεις σωματιδίων κ.λπ.).
Συχνά οι διεργασίες ανάμειξης που χρησιμοποιούν π.χ. αναμικτήρες υψηλής διάτμησης λεπίδων ή περιστροφικής πτερωτής συχνά καθιστούν απαραίτητη την επακόλουθη απαέρωση του προϊόντος, δεδομένου ότι αυτές οι τεχνικές ανάμειξης εισάγουν συνήθως υψηλές ποσότητες αερίων στο προϊόν. Τέτοια εγκλείσματα αερίων και αέρα έχουν συνήθως αρνητικές επιπτώσεις στο προϊόν, καθώς μπορούν να προκαλέσουν τάγγο στα λίπη και τα έλαια, να αλλοιώσουν τα προϊόντα με οξείδωση, αποχρωματισμό και ανεπιθύμητες αλλοιώσεις της οσμής και της γεύσης. Δεδομένου ότι τα απαερωμένα προϊόντα είναι χημικά πιο σταθερά και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, η απαέρωση είναι ένα ουσιαστικό στάδιο επεξεργασίας που απαιτεί αξιόπιστη τεχνική.
 

Υπερήχων απαέρωση: Παγιδευμένες φυσαλίδες αερίου αφαιρούνται από το πετρέλαιο χρησιμοποιώντας τον υπερηχητικό UP400St

Υπερήχων απαέρωση και απαέρωση

Υπερήχων απαέρωση και απαέρωση είναι μια πολύ ισχυρή εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές μεθόδους απαέρωσης υγρών που περιλαμβάνουν βρασμό, μείωση της πίεσης στο κενό, ή sparging με αδρανή αέρια. Αυτές οι παραδοσιακές μέθοδοι απαέρωσης συχνά έρχονται με μειονεκτήματα όπως θερμική υποβάθμιση (λόγω θέρμανσης), χρονοβόρα και ενεργοβόρα επεξεργασία ή / και ανεπαρκή απομάκρυνση αερίου. Η απαέρωση με υπερήχους βασίζεται στην αρχή λειτουργίας της ακουστικής σπηλαίωσης. Όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος συνδέονται σε ένα υγρό, το υγρό συμπιέζεται και επεκτείνεται κατά τη διάρκεια κύκλων υψηλής πίεσης και χαμηλής πίεσης, αντίστοιχα. Κατά τη διάρκεια κύκλων χαμηλής πίεσης, δημιουργούνται λεπτές φυσαλίδες κενού (οι λεγόμενες φυσαλίδες σπηλαίωσης), οι οποίες αναπτύσσονται σε αρκετούς κύκλους πίεσης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων ανάπτυξης φυσαλίδων, τα διαλυμένα αέρια στο υγρό εισέρχονται στη φυσαλίδα κενού, έτσι ώστε η φυσαλίδα κενού να μετατραπεί σε αναπτυσσόμενες φυσαλίδες αερίου. Επιπλέον, οι μικροαναταράξεις και οι πίδακες υγρού προκαλούν έντονη διέγερση και μεταφορά μάζας. Αυτές οι συνθήκες που δημιουργούνται με υπερήχους προκαλούν συσσωμάτωση φυσαλίδων αερίου, η οποία είναι η ενοποίηση μικρών φυσαλίδων διαλυμένου αερίου σε μεγαλύτερες φυσαλίδες αερίου, οι οποίες ανεβαίνουν γρήγορα στην επιφάνεια του υγρού, όπου αφήνουν εκεί το υγρό.
Οι αλλαγές θερμοκρασίας που προκαλούνται από υπερηχητικούς κραδασμούς και σπηλαίωση περιορίζονται σε πολύ μικρούς τοπικούς χώρους και η αύξηση της θερμοκρασίας στον συνολικό όγκο μπορεί να παραμεληθεί καθώς δεν παρεμβαίνει στην ποιότητα του προϊόντος.
 

Μείωση του διαλυμένου οξυγόνου με το χρόνο για συχνότητα υπερήχων 24 kHz χρησιμοποιώντας το UP400ST υπερήχων σε πλάτη 100%, 80%, 60%, 40% και 20%.
Μελέτη: ©Rognerud et al., 2020.

 
Ανάλογα με τον όγκο, το ιξώδες και τα εγκλείσματα αερίων του υγρού ή του πολτού, η υπερηχητική απαέρωση μπορεί να εκτελεστεί ως παρτίδα ή ενσωματωμένη διαδικασία. Ένας ανιχνευτής υπερήχων υψηλής ισχύος εκπέμπει ακουστική σπηλαίωση στο υγρό, έτσι ώστε το υγρό να απαερώνεται αποτελεσματικά.
Υπερήχων απαέρωση μπορεί επίσης να εφαρμοστεί για τη βελτίωση ήδη υπάρχοντα συστήματα απαέρωσης όπως θέρμανση, κενό ή sparging.
Υπερήχων απαέρωση και αποαφριστικό χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα για να αφαιρέσετε τα διαλυμένα αέρια από το νερό, έλαια, τρόφιμα και ποτά, χημικά διαλύματα, υδραυλικά υγρά, ψυκτικά, υγρά γεώτρησης, αργό πετρέλαιο, γαλακτώματα, χρώματα, μελάνια, κόλλες, βερνίκια, επιχρίσματα, εποξικά, σαμπουάν, απορρυπαντικά και πολλά άλλα προϊόντα.
 

Υπερήχων απαέρωση χρησιμοποιώντας μια ρύθμιση κυττάρων ροής. Αυτό το πείραμα ήταν ένας πρωτότυπος βρόχος νερού μικρής κλίμακας με όγκο 0,8 γαλόνια, ροή αδρανούς αερίου 0,2 sfcm / min και ένταση 275 W / cm2. Αυτό δείχνει μείωση του χρόνου απομάκρυνσης οξυγόνου κατά περίπου 70%.
Μελέτη και εικόνα: Rubio et al. 2016

Υπερήχων απαέρωση σε μια ενσωματωμένη ρύθμιση χρησιμοποιώντας το υπερήχων UIP1000hdT με κυψέλη ροής.

Υπερήχων ενισχυμένο Sparging

Το Sparging υγρών με αδρανές αέριο (επίσης γνωστό ως καθαρισμός αδρανούς αερίου) είναι μια κοινή θεραπεία για την απομάκρυνση ανεπιθύμητων αερίων όπως το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα από το υγρό. Για εφαρμογές sparging, χρησιμοποιούνται συνήθως άζωτο, αργό, ήλιο και άλλα αδρανή αέρια. Η διοχέτευση ενός διαλύματος με ένα υψηλής καθαρότητας (συνήθως αδρανές) αέριο μπορεί να απομακρύνει ανεπιθύμητα, συνήθως αντιδραστικά διαλυμένα αέρια όπως οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα. Η διαδικασία sparging βασίζεται στη μαζική μεταφορά και είναι από μόνη της μια αρκετά αργή διαδικασία. Παραγγέλνω να εντείνω το sparging με αδρανή αέρια, το διάλυμα υγρού αερίου συχνά αναταράσσεται έντονα και φυσαλίδες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Υπερήχους είναι μια τεχνική απαέρωσης-εντατικοποίησης, η οποία βελτιώνει τη μεταφορά μάζας και ως εκ τούτου το sparging σημαντικά. Όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος συνδυάζονται σε υγρά ή πολτούς, δημιουργούνται φυσαλίδες σπηλαίωσης. Αυτές οι φυσαλίδες σπηλαίωσης διασπούν μεγαλύτερες φυσαλίδες αερίου καθαρισμού σε μικρές φυσαλίδες και διασκορπίζουν ομοιόμορφα τις φυσαλίδες, γεγονός που οδηγεί σε ταχύτερα και καθαρότερα αποτελέσματα απαέρωσης. Η έντονη ανάδευση και οι αναταράξεις που δημιουργούνται από υπερήχους προάγει τη μεταφορά μάζας αερίου-υγρού και έτσι τη γρήγορη απομάκρυνση ανεπιθύμητων αερίων.
Προκειμένου να επιταχυνθεί και να καταστεί αποτελεσματικότερη η διαδικασία sparging, υπερήχων υψηλής απόδοσης χρησιμοποιείται για να βελτιώσει ηχητικά την απόδοση μεταφοράς μάζας μεταξύ αερίου και υγρού. Τα ηχομηχανικά φαινόμενα που παράγονται από την ακουστική σπηλαίωση περιλαμβάνουν τοπικές διαφορές πίεσης και θερμοκρασίας, μικροαναταράξεις και ανάδευση. Αυτές οι δυνάμεις βελτιώνουν την απόδοση απαέρωσης συμβάλλοντας στην αύξηση της διάχυτης μεταφοράς μάζας λόγω διάσπασης φυσαλίδων, διασποράς και επακόλουθης αύξησης της διεπιφανειακής περιοχής, η οποία τελικά οδηγεί σε γρήγορη απομάκρυνση των παγιδευμένων αερίων από το υγρό.
Για να επιτευχθούν τα επιθυμητά αποτελέσματα απαέρωσης, απαιτείται υπερήχους υψηλής ισχύος. Όταν ένα υγρό γλιτώνει με αδρανές αέριο σε διφασική ροή, είναι επιθυμητή η ανακαθαρισμένη διάχυση για να αυξηθεί ο ρυθμός μεταφοράς μάζας και απομάκρυνσης των διαλυμένων αερίων. Η εφαρμογή διορθωμένης διάχυσης μπορεί να είναι δύσκολη επειδή οι παγιδευμένες και διαλυμένες φυσαλίδες αερίου τείνουν να αποφεύγουν την είσοδο στο πεδίο σπηλαίωσης υπερήχων σε χαμηλότερες εντάσεις. Ωστόσο, σε αυξημένες εντάσεις (υψηλότερες από 300 W/cm² σε περίπου 20 kHz) οι φυσαλίδες αερίου δεν αποφεύγουν πλέον τη ζώνη σπηλαίωσης και διασπώνται από ηχομηχανικές δυνάμεις. (βλ. Jagannathan et al. 2011)

Συστήματα απαέρωσης υπερήχων υψηλής ισχύος

Hielscher Υπέρηχοι είναι μακροπρόθεσμες εμπειρίες κατασκευαστής υψηλής απόδοσης υπερήχων εξοπλισμού που χρησιμοποιείται παγκοσμίως σε εργαστήρια και βιομηχανική παραγωγή. Η απαέρωση υγρών και πολτών είναι μια απαιτητική εφαρμογή που απαιτεί ανιχνευτές υπερήχων υψηλής ισχύος που μπορούν να συνδυάσουν καθιερωμένα πλάτη σε υγρά για να αφαιρέσουν παγιδευμένες φυσαλίδες αερίου και θύλακες αέρα. Όλες οι συσκευές υπερήχων Hielscher σχεδιάζονται και κατασκευάζονται για να λειτουργούν για 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα υπό πλήρες φορτίο. Υπερήχων επεξεργαστές είναι διαθέσιμα από συμπαγή 50 watt εργαστήριο υπερήχων σε 16.000watts ισχυρά ενσωματωμένα συστήματα υπερήχων. Μια μεγάλη ποικιλία αναμνηστικών κέρατων, sonotrodes και κυττάρων ροής επιτρέπουν την ατομική ρύθμιση ενός συστήματος απαέρωσης υπερήχων σε αντιστοιχία με το υγρό, το ιξώδες και τα εγκλείσματα αερίων.
Για την απαέρωση και την απαέρωση υγρών μετάλλων, απαιτούνται επακριβώς ρυθμισμένα και διατηρημένα πλάτη. Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ανιχνευτές που καθορίζονται για πολύ βελτιστοποιημένη διαδικασία πλάτη και θερμοκρασίες. Εάν η εφαρμογή απαέρωσης απαιτεί ασυνήθιστες προδιαγραφές, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.

παρτίδα και σε σειρά

Hielscher υπερήχων ανιχνευτές για απαέρωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρτίδα και συνεχή inline απαέρωση και απαέρωση. Ανάλογα με τον όγκο, το ιξώδες και τα παγιδευμένα αέρια, θα σας προτείνουμε την πιο κατάλληλη ρύθμιση απαέρωσης υπερήχων.

Ανιχνευτές υπερήχων για απαέρωση οποιουδήποτε όγκου

Hielscher Υπέρηχοι γκάμα προϊόντων καλύπτει το πλήρες φάσμα των υπερήχων επεξεργαστές από συμπαγή εργαστήριο υπερήχων πάνω από πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα σε πλήρως βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές με την ικανότητα να επεξεργάζονται φορτία φορτηγών ανά ώρα. Η πλήρης γκάμα προϊόντων μας επιτρέπει να σας προσφέρουμε τον καταλληλότερο εξοπλισμό απαέρωσης υπερήχων για το υγρό σας, την ικανότητα επεξεργασίας και τους στόχους παραγωγής.

Ακριβώς ελεγχόμενα πλάτη για βέλτιστα αποτελέσματα

Όλα τα συστήματα απαέρωσης υπερήχων Hielscher είναι ακριβώς ελεγχόμενα και ως εκ τούτου αξιόπιστα άλογα εργασίας. Το πλάτος είναι μία από τις κρίσιμες παραμέτρους της διαδικασίας που επηρεάζουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της ηχομηχανικά επαγόμενης απαέρωσης. Όλα Hielscher Υπέρηχοι’ Οι επεξεργαστές επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του πλάτους. Τα Sonotrodes και τα ενισχυτικά κέρατα είναι αξεσουάρ που επιτρέπουν την τροποποίηση του πλάτους σε ακόμη ευρύτερο φάσμα. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher μπορούν να παραδώσουν πολύ υψηλά πλάτη και να παραδώσουν την απαιτούμενη ένταση υπερήχων για απαιτητικές εφαρμογές. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία.
Οι ακριβείς ρυθμίσεις πλάτους και η μόνιμη παρακολούθηση των παραμέτρων της διαδικασίας υπερήχων μέσω έξυπνου λογισμικού σας δίνουν τη δυνατότητα να προσαρμόσετε τις παραμέτρους της διαδικασίας υπερήχων για την πιο αποτελεσματική απαέρωση υπερήχων. Βέλτιστη υπερήχηση για εξαιρετικά αποτελεσματική αφαίρεση αερίου!
Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Αυτό καθιστά τον υπερηχητικό εξοπλισμό της Hielscher ένα αξιόπιστο εργαλείο εργασίας που πληροί τις απαιτήσεις της διαδικασίας απαέρωσης.

Υψηλότερη ποιότητα – Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στη Γερμανία

Ως οικογενειακή επιχείρηση και οικογενειακή επιχείρηση, Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους υπερηχητικούς επεξεργαστές της. Όλοι οι υπερήχων σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται διεξοδικά στην έδρα μας στο Teltow κοντά στο Βερολίνο, Γερμανία. Η ευρωστία και η αξιοπιστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher το καθιστούν άλογο εργασίας στην παραγωγή σας. 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία υπό πλήρες φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα είναι ένα φυσικό χαρακτηριστικό των απαεριωτών υψηλής απόδοσης της Hielscher.