هوادهی بسیار کارآمد مایعات با استفاده از اولتراسونیک

در حالی که گاززدایی یا خروج گاز اغلب یک مرحله فرآیند بسیار وقت گیر است، امواج فراصوت می تواند ادغام حباب های گاز و افزایش آنها را به طور قابل توجهی تسریع کند. خروجی اولتراسونیک را می توان در راه اندازی دسته ای و درون خطی استفاده کرد و همچنین می تواند با تکنیک های گاززدایی معمولی مانند sparging با گازهای بی اثر، پروانه degassers، گرمایش یا خلاء به منظور افزایش بهره وری و سرعت حذف گاز ترکیب شود.

حذف گاز از مایعات

اصطلاحات هوازدایی، گاززدایی و خروج گاز به حذف گازهای آزاد و محلول، به ویژه گازهای واکنشی مانند اکسیژن یا CO2، از یک مایع اشاره دارد. حذف اکسیژن برای جلوگیری از تغییرات مضر محصول نهایی و بهبود پردازش پایین دستی مهم است. گاززدایی یک مرحله پردازش ضروری برای بسیاری از کاربردها و صنایع است. در تولید صنعتی، گاززدایی یک مرحله فرآیند رایج برای اطمینان از ثبات محصول، کیفیت و استانداردهای مداوم محصول است. اکسیژن عاملی است که بر کیفیت و پایداری محصول در سطوح مختلف تأثیر می گذارد.
بنابراین، هوادهی یک مرحله فرآیندی تثبیت شده در غذا است & صنایع نوشیدنی ، شیمیایی ، دارویی و آرایشی و بهداشتی. اما همچنین در آزمایشگاه ها، نمونه ها اغلب قبل از تجزیه و تحلیل نیاز به گاز زدایی دارند (به عنوان مثال، قبل از HPLC، سنجش ها، اندازه گیری ذرات و غیره).
اغلب فرآیندهای اختلاط با استفاده از تیغه های با برش بالا یا میکسرهای پروانه دوار اغلب گاز زدایی بعدی محصول را ضروری می کند، زیرا این تکنیک های اختلاط معمولا مقادیر زیادی گاز را به محصول وارد می کنند. چنین آخال های گاز و هوا معمولا اثرات منفی بر روی محصول دارند، زیرا می توانند چربی ها و روغن ها را فاسد کنند، محصولات را با اکسیداسیون، تغییر رنگ و تغییرات ناخواسته بو و طعم خراب کنند. از آنجایی که محصولات گاززدایی شده از نظر شیمیایی پایدارتر هستند و ماندگاری بیشتری دارند، گاززدایی یک مرحله پردازش ضروری است که نیاز به یک تکنیک قابل اعتماد دارد.
 

گاززدایی اولتراسونیک: حباب های گاز به دام افتاده از روغن حذف می شوند با استفاده از ultrasonicator UP400St

گاز زدایی و هوادهی اولتراسونیک

گاززدایی و هوادهی اولتراسونیک یک جایگزین بسیار قوی برای روش های سنتی گاززدایی مایعات است که شامل جوشاندن ، کاهش فشار به خلاء یا پاشیدن با گازهای بی اثر است. این روش های سنتی گاززدایی اغلب با معایبی مانند تخریب حرارتی (به دلیل گرمایش)، پردازش زمان بر و انرژی و/یا حذف ناکافی گاز همراه است. گاز زدایی اولتراسونیک بر اساس اصل کار حفره صوتی است. هنگامی که امواج اولتراسوند با قدرت بالا به یک مایع متصل می شوند، مایع به ترتیب در طول چرخه های فشار بالا و فشار پایین فشرده و منبسط می شود. در طول چرخه های کم فشار، حباب های خلاء دقیقه ای (به اصطلاح حباب های کاویتاسیون) ایجاد می شوند که در چندین چرخه فشار رشد می کنند. در طول آن چرخه های رشد حباب ، گازهای محلول در مایع وارد حباب خلاء می شوند ، به طوری که حباب خلاء به حباب های گاز در حال رشد تبدیل می شود. علاوه بر این، ریز تلاطم ها و جت های مایع باعث هم زدن شدید و انتقال جرم می شوند. این شرایط مافوق صوت تولید باعث ادغام حباب گاز می شود ، که اتحاد حباب های گاز محلول کوچک به حباب های گاز بزرگتر است ، که به سرعت به سطح مایع افزایش می یابد ، جایی که مایع را ترک می کنند.
تغییرات دما ناشی از ارتعاش اولتراسونیک و کاویتاسیون به فضاهای محلی بسیار کوچک محدود می شود و افزایش دما در حجم کل را می توان نادیده گرفت زیرا با کیفیت محصول تداخل ندارد.
 

کاهش اکسیژن محلول با گذشت زمان برای فرکانس اولتراسونیک 24 کیلوهرتز با استفاده از سونیکاتور UP400ST در دامنه های 100٪، 80٪، 60٪، 40٪ و 20٪.
مطالعه: ©روگنرود و همکاران، 2020.

 
بسته به حجم، ویسکوزیته و گنجاندن گاز مایع یا دوغاب، هوادهی اولتراسونیک را می توان به عنوان فرآیند دسته ای یا درون خطی اجرا کرد. یک کاوشگر اولتراسونیک با قدرت بالا کاویتاسیون صوتی را به مایع ساطع می کند ، به طوری که مایع به طور موثر گاز زدایی می شود.
گاززدایی اولتراسونیک نیز می تواند برای بهبود سیستم های گاززدایی موجود مانند گرمایش، خلاء یا اسپارینگ اجرا شود.
گاز زدایی و کف زدایی اولتراسونیک در مقیاس صنعتی برای حذف گازهای محلول از آب، روغن، غذاها و نوشیدنی ها، محلول های شیمیایی، مایعات هیدرولیک، خنک کننده ها، مایعات حفاری، نفت خام، امولسیون ها، رنگ ها، جوهرها، چسب ها، لاک ها، پوشش ها، اپوکسی ها، شامپوها، مواد شوینده و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود.
 

گاززدایی اولتراسونیک با استفاده از راه اندازی سلول جریان. این آزمایش نمونه اولیه حلقه آب در مقیاس کوچک با حجم 8/0 گالن، جریان گاز بی اثر 2/0 sfcm/min و شدت 275 وات بر سانتی متر مربع بود. این نشان دهنده کاهش زمان حذف اکسیژن تا حدود 70 درصد است.
مطالعه و تصویر: روبیو و همکاران 2016

degassing اولتراسونیک در یک راه اندازی درون خطی با استفاده از ultrasonicator UIP1000hdT با سلول جریان.

التراسونیک افزایش Sparging

پاشش مایعات با گاز بی اثر (همچنین به عنوان پاکسازی گاز بی اثر شناخته می شود) یک روش درمانی رایج برای حذف گازهای ناخواسته مانند اکسیژن و دی اکسید کربن از مایع است. برای کاربردهای پراکندگی، معمولا از نیتروژن، آرگون، هلیوم و سایر گازهای بی اثر استفاده می شود. حباب زدن یک محلول با یک گاز با خلوص بالا (معمولا بی اثر) می تواند گازهای محلول ناخواسته و معمولا واکنش پذیر مانند اکسیژن و دی اکسید کربن را بیرون بکشد. فرآیند پاشش به انتقال جرم متکی است و خود یک روش کاملا کند است. من دستور می دهم که پاشش با گازهای بی اثر تشدید شود، محلول گاز مایع اغلب به شدت هم زده می شود و برای مدت طولانی حباب می زند. امواج فراصوت یک تکنیک تشدید گاززدایی است که انتقال جرم و در نتیجه به طور قابل توجهی را بهبود می بخشد. هنگامی که امواج اولتراسوند با قدرت بالا به مایعات یا دوغاب ها متصل می شوند، حباب های حفره ای تولید می شوند. این حباب های کاویتاسیون حباب های گاز پاکسازی بزرگتر را به حباب های کوچک تجزیه می کنند و حباب ها را به طور یکنواخت پراکنده می کنند که منجر به اثرات گاززدایی سریعتر و تمیزتر می شود. تحریک شدید و تلاطم های ایجاد شده توسط سونفراسونیک ترویج انتقال جرم گاز مایع و در نتیجه حذف سریع گازهای ناخواسته.
به منظور تسریع و کارآمدتر کردن روش اسپارگ، از اولتراسونیک با کارایی بالا برای بهبود سونومکانیکی عملکرد انتقال جرم بین گاز و مایع استفاده می شود. اثرات سونومکانیکی تولید شده توسط کاویتاسیون صوتی شامل اختلاف فشار و دما موضعی، ریز آشفتگی ها و هم زدن است. این نیروها با کمک به افزایش انتقال جرم انتشاری به دلیل شکستن حباب، پراکندگی و متعاقب آن افزایش سطح بین سطحی، عملکرد گاززدایی را بهبود می بخشند که در نهایت منجر به حذف سریع گازهای به دام افتاده از مایع می شود.
برای رسیدن به اثرات خروجی مورد نظر، سونوگرافی با قدرت بالا مورد نیاز است. هنگامی که یک مایع با یک گاز بی اثر در یک جریان دو فازی در امان می ماند، انتشار اصلاح شده برای افزایش سرعت انتقال جرم و حذف گازهای محلول مورد نظر است. استفاده از انتشار اصلاح می تواند دشوار باشد زیرا حباب های گاز به دام افتاده و محلول تمایل به جلوگیری از ورود به میدان حفره اولتراسونیک در شدت های پایین تر. با این حال، در شدت های بالا (بالاتر از 300 وات بر سانتی متر^H2S در حدود 20 کیلوهرتز) حباب های گاز دیگر از ناحیه کاویتاسیون اجتناب نمی کنند و توسط نیروهای سونومکانیکی شکسته می شوند. (رجوع کنید به Jagannathan و همکاران 2011)

سیستم های گاززدایی اولتراسونیک با قدرت بالا

Hielscher مافوق صوت تجربه طولانی مدت تولید کننده تجهیزات اولتراسونیک با کارایی بالا است که در سراسر جهان در آزمایشگاه ها و تولید صنعتی استفاده می شود. گاززدایی مایعات و دوغاب یک برنامه سخت است که نیاز به پروب های اولتراسونیک با قدرت بالا دارد که می تواند دامنه های ایجاد شده را به مایعات جفت کند تا حباب گاز به دام افتاده و جیب های هوا را از بین ببرد. تمام دستگاه های اولتراسونیک Hielscher طراحی شده و ساخته شده اند تا برای 24/7 تحت بار کامل عمل کنند. پردازنده های اولتراسونیک از جمع و جور 50 وات مافوق صوت آزمایشگاه به 16،000 وات قدرتمند سیستم های اولتراسونیک درون خطی در دسترس هستند. طیف گسترده ای از شاخ های تقویت کننده، sonotrodes و سلول های جریان اجازه می دهد تا برای راه اندازی فردی از یک سیستم گاز زدایی اولتراسونیک در مطابقت با مایع، ویسکوزیته و اجزاء گاز.
برای هوادهی و خروج فلزات مایع، دامنه های دقیق تنظیم و نگهداری مورد نیاز است. Hielscher مافوق صوت تولید پروب مافوق صوت با کارایی بالا است که برای دامنه و درجه حرارت بسیار بهینه سازی شده فرآیند مشخص. اگر برنامه گاززدایی شما نیاز به مشخصات غیر معمول دارد، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار.

دسته ای و درون خطی

پروب های اولتراسونیک Hielscher برای گاززدایی می تواند برای گاززدایی دسته ای و مداوم درون خطی و هوادهی استفاده می شود. بسته به حجم، ویسکوزیته و گازهای به دام افتاده، ما به شما مناسب ترین راه اندازی خروجی اولتراسونیک را توصیه می کنیم.

پروب های اولتراسونیک برای گاز زدایی هر حجم

Hielscher مافوق صوت محدوده محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از پردازنده های اولتراسونیک از آزمایشگاه جمع و جور ultrasonicators بیش از نیمکت بالا و سیستم های خلبان به پردازنده های مافوق صوت به طور کامل صنعتی با ظرفیت پردازش کامیون در هر ساعت. طیف کامل محصول به ما این امکان را می دهد که مناسب ترین تجهیزات گاززدایی اولتراسونیک را برای مایع، ظرفیت فرآیند و اهداف تولید شما به شما ارائه دهیم.

دامنه های دقیق قابل کنترل برای نتایج مطلوب

تمام سیستم های گاززدایی اولتراسونیک Hielscher دقیقا قابل کنترل هستند و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد. دامنه یکی از پارامترهای مهم فرآیند است که بر کارایی و اثربخشی گاززدایی ناشی از سونومکانیک تأثیر می گذارد. همه Hielscher اولتراسونیک’ پردازنده ها امکان تنظیم دقیق دامنه را فراهم می کنند. سونوترودها و بوق های تقویت کننده لوازم جانبی هستند که امکان تغییر دامنه را در محدوده وسیع تری فراهم می کنند. پردازنده های اولتراسونیک صنعتی Hielscher را می توانید دامنه بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای برنامه های کاربردی خواستار. دامنه های تا 200 میکرومتر را می توان به راحتی به طور مداوم در عملیات 24/7 اجرا کرد.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی بر پارامترهای فرآیند اولتراسونیک از طریق نرم افزار هوشمند به شما این امکان را می دهد که پارامترهای فرآیند اولتراسونیک را برای موثرترین گاززدایی اولتراسونیک تنظیم کنید. فراصوت بهینه برای حذف گاز بسیار کارآمد!
استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. این باعث می شود تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را یک ابزار کار قابل اعتماد است که برآورده کردن نیازهای فرایند deaeration خود را.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت آلمان

به عنوان یک کسب و کار خانوادگی و خانوادگی, Hielscher اولویت بالاترین استانداردهای کیفیت برای پردازنده های اولتراسونیک آن. همه ultrasonicators طراحی، تولید و به طور کامل در دفتر مرکزی ما در Teltow در نزدیکی برلین، آلمان مورد آزمایش قرار گرفت. استحکام و قابلیت اطمینان از تجهیزات اولتراسونیک Hielscher را آن را به یک اسب کار در تولید خود را. عملیات 24/7 تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی از degassers با کارایی بالا Hielscher است.