Désaération très efficace des liquides à l'aide des ultrasons

Alors que le dégazage est souvent une étape extrêmement longue, les ultrasons peuvent accélérer la coalescence des bulles de gaz et leur ascension de manière significative. Le dégazage par ultrasons peut être utilisé dans des installations discontinues et en ligne et peut également être combiné avec des techniques de dégazage conventionnelles telles que le barbotage avec des gaz inertes, les dégazeurs à turbine, le chauffage ou le vide afin d'améliorer l'efficacité et la rapidité de l'élimination des gaz.

Éliminer les gaz des liquides

Les termes désaération, dégazage et dégazage font référence à l'élimination des gaz libres et dissous, en particulier les gaz réactifs tels que l'oxygène ou le CO2d'un fluide. L'élimination de l'oxygène est importante pour éviter des modifications préjudiciables du produit final et améliorer le traitement en aval. Le dégazage est une étape de traitement nécessaire pour de nombreuses applications et industries. Dans la fabrication industrielle, le dégazage est une étape de processus courante pour assurer la stabilité, la qualité et les normes continues du produit. L'oxygène est un facteur qui influence la qualité et la stabilité du produit à différents niveaux.
Par conséquent, la désaération est une étape de processus établie dans l'alimentation & l'industrie des boissons, de la chimie, de la pharmacie et des cosmétiques. Mais dans les laboratoires également, les échantillons doivent souvent être dégazés avant d'être analysés (par exemple, avant la CLHP, les essais, les mesures de particules, etc.)
Souvent, les procédés de mélange utilisant par exemple des mélangeurs à pales à haut cisaillement ou à roue rotative rendent nécessaire un dégazage ultérieur du produit, car ces techniques de mélange introduisent généralement de grandes quantités de gaz dans le produit. Ces inclusions de gaz et d'air ont généralement des effets négatifs sur le produit, car elles peuvent rendre les graisses et les huiles rances, détériorer les produits par oxydation, décoloration et altérations indésirables de l'odeur et du goût. Comme les produits dégazés sont chimiquement plus stables et ont une durée de conservation plus longue, le dégazage est une étape de traitement essentielle qui nécessite une technique fiable.
 

Cette vidéo démontre le dégazage efficace d'une huile visqueuse (40cP). L'ultrasonication élimine les petites bulles de gaz en suspension dans le liquide et réduit le niveau de gaz dissous en dessous du niveau d'équilibre naturel.

Dégazage en ligne par ultrasons & Démoussage de l'huile (40cP)

Vignette vidéo

Demande d'information





Réacteur à ultrasons pour le dégazage et la désaération en ligne et en continu de liquides tels que les fluides de refroidissement, les huiles hydrauliques, etc. Les ultrasons intensifient et accélèrent l'élimination des gaz indésirables et de l'air des liquides de manière efficace.

Désaération de fluides assistée par ultrasons dans un réacteur à flux ultrasonique. Les ultrasons intensifient et accélèrent efficacement l'élimination des gaz et de l'air indésirables des fluides.

Le dégazage par ultrasons est une technique efficace pour éliminer rapidement et efficacement les gaz des liquides tels que les huiles, l'eau, les solvants, etc.

Dégazage par ultrasons : Les bulles de gaz emprisonnées sont retirées du pétrole à l'aide d'un ultrasonateur UP400St

 

Dégazage et désaération par ultrasons

Le dégazage et la désaération par ultrasons constituent une alternative très efficace aux méthodes traditionnelles de dégazage des liquides qui comprennent l'ébullition, la réduction de la pression au vide ou le barbotage avec des gaz inertes. Ces méthodes de dégazage traditionnelles présentent souvent des inconvénients tels que la dégradation thermique (due au chauffage), un traitement long et énergivore et/ou une élimination insuffisante des gaz. Le dégazage par ultrasons est basé sur le principe de fonctionnement de la cavitation acoustique. Lorsque des ondes ultrasonores de haute puissance sont couplées à un liquide, celui-ci est comprimé et détendu au cours de cycles de haute pression et de basse pression, respectivement. Pendant les cycles de basse pression, de minuscules bulles de vide (appelées bulles de cavitation) sont créées, qui se développent sur plusieurs cycles de pression. Pendant ces cycles de croissance des bulles, les gaz dissous dans le liquide entrent dans la bulle à vide, de sorte que la bulle à vide se transforme en bulles de gaz en croissance. De plus, les micro-turbulences et les jets de liquide provoquent une agitation intense et un transfert de masse. Ces conditions générées par les ultrasons provoquent la coalescence des bulles de gaz, qui est l'unification des petites bulles de gaz dissous en bulles de gaz plus grosses, qui montent rapidement à la surface du liquide, où elles quittent le liquide.
Les changements de température causés par les vibrations ultrasoniques et la cavitation sont confinés à de très petits espaces locaux et l'augmentation de température du volume total peut être négligée car elle n'interfère pas avec la qualité du produit.
 

Le dégazage par ultrasons à une fréquence de 24 kHz s'est avéré plus efficace que la sonication à des fréquences plus élevées. (cf. Rognerud et al. 2020)

Diminution de l'oxygène dissous en fonction du temps pour une fréquence ultrasonique de 24 kHz en utilisant le sonicateur UP400ST à des amplitudes de 100 %, 80 %, 60 %, 40 % et 20 %.
Étude : ©Rognerud et al, 2020.

 
Selon le volume, la viscosité et les inclusions de gaz du liquide ou de la boue, la désaération par ultrasons peut être effectuée par lots ou en ligne. Une sonde ultrasonique de grande puissance émet une cavitation acoustique dans le liquide, de sorte que le liquide est dégazé efficacement.
Le dégazage par ultrasons peut également être mis en œuvre pour améliorer les systèmes de dégazage déjà existants tels que le chauffage, le vide ou le barbotage.
Le dégazage et le démoussage par ultrasons sont utilisés à l'échelle industrielle pour éliminer les gaz dissous de l'eau, des huiles, des aliments et des boissons, des solutions chimiques, des fluides hydrauliques, des liquides de refroidissement, des fluides de forage, du pétrole brut, des émulsions, des peintures, des encres, des adhésifs, des vernis, des revêtements, des époxydes, des shampoings, des détergents et de nombreux autres produits.
 

Le dégazage par ultrasons élimine rapidement les gaz dissous des liquides.

Dégazage par ultrasons à l'aide d'une cellule de flux. Cette expérience était un prototype de boucle à eau à petite échelle avec un volume de 0,8 gallon, un débit de gaz inerte de 0,2 sfcm/min et une intensité de 275 W/cm2. Cela montre une réduction du temps d'élimination de l'oxygène d'environ 70 %.
Étudier et photographier : Rubio et al. 2016

 

Le dégazage et le désaérage par ultrasons sont adaptés :

  • Par lots et en ligne
  • Faible et forte viscosité
  • Petits et grands volumes
  • Températures froides et chaudes
  • Installations polyvalentes
  • Fonctionnement à pleine charge 24 heures sur 24, 7 jours sur 7
Installation de dégazage par ultrasons en flux continu

Dégazage par ultrasons dans une installation en ligne à l'aide de l'ultrasonateur UIP1000hdT avec cellule de flux.

L'organigramme montre la configuration d'un système de désaération en ligne par ultrasons.

Installation de dégazage par ultrasons pour l'élimination continue des gaz en ligne

Sparging amélioré par ultrasons

L'aspersion de liquides avec un gaz inerte (également appelée purge de gaz inerte) est un traitement courant pour éliminer les gaz indésirables tels que l'oxygène et le dioxyde de carbone du liquide. Pour les applications d'aspersion, l'azote, l'argon, l'hélium et d'autres gaz inertes sont couramment utilisés. Le barbotage d'une solution avec un gaz de haute pureté (généralement inerte) peut permettre d'extraire des gaz dissous indésirables, généralement réactifs, tels que l'oxygène et le dioxyde de carbone. Le processus de barbotage repose sur le transfert de masse et est lui-même une procédure assez lente. Afin d'intensifier le barbotage avec des gaz inertes, la solution liquide-gaz est souvent agitée vigoureusement et fait des bulles pendant une longue période. L'ultrason est une technique de dégazage intensif qui améliore considérablement le transfert de masse et donc le barbotage. Lorsque des ondes ultrasonores de haute puissance sont couplées dans des liquides ou des boues, des bulles de cavitation sont générées. Ces bulles de cavitation brisent les grosses bulles de gaz de purge en petites bulles et dispersent les bulles uniformément, ce qui permet d'obtenir des effets de dégazage plus rapides et plus propres. L'agitation et les turbulences intenses créées par les ultrasons favorisent le transfert de masse gaz-liquide et donc l'élimination rapide des gaz indésirables.
Afin d'accélérer et de rendre plus efficace la procédure de barbotage, des ultrasons à haute performance sont utilisés pour améliorer de façon sonomécanique les performances de transfert de masse entre le gaz et le liquide. Les effets sonomécaniques générés par la cavitation acoustique comprennent les différences locales de pression et de température, les microturbulences et l'agitation. Ces forces améliorent les performances de dégazage en contribuant à une augmentation du transfert de masse diffusif dû à la rupture des bulles, à la dispersion et à l'augmentation de la surface interfaciale qui en résulte, ce qui permet finalement d'éliminer rapidement les gaz piégés dans le liquide.
Pour obtenir les effets de dégazage souhaités, des ultrasons de haute puissance sont nécessaires. Lorsqu'un liquide est épargné par un gaz inerte dans un écoulement à deux phases, on souhaite une diffusion rectifiée pour augmenter le transfert de masse et le taux d'élimination des gaz dissous. L'application de la diffusion rectifiée peut être difficile car les bulles de gaz emprisonnées et dissoutes ont tendance à éviter de pénétrer dans le champ de cavitation ultrasonore à des intensités plus faibles. Cependant, à des intensités élevées (supérieures à 300 W/cm2 à environ 20 kHz), les bulles de gaz n'évitent plus la zone de cavitation et sont brisées par les forces sonomécaniques. (cf. Jagannathan et al. 2011)

Le dégazage des liquides est une application puissante des appareils à ultrasons Hielscher. La vidéo montre le Hielscher UP200S pendant le dégazage de l'eau.

Dégazage de l'eau à l'aide de l'UP200S avec la sonotrode S40

Vignette vidéo

Dégazage ultrasonique de la boue de forage réalisé avec l'ultrasoniseur à sonde UIP1000hd

Boue de forage à base d'eau avant et après dégazage par ultrasons avec UIP1000hd
Étude et photo par Amani et al. 2016

 

Demande d'information





Systèmes de dégazage par ultrasons à haute puissance

Hielscher Ultrasonics est un fabricant de longue date d'équipements ultrasoniques de haute performance utilisés dans le monde entier dans les laboratoires et la production industrielle. Le dégazage des liquides et des boues est une application exigeante qui nécessite des sondes ultrasoniques de grande puissance capables de coupler des amplitudes établies dans les liquides pour éliminer les bulles de gaz et les poches d'air piégées. Tous les appareils à ultrasons Hielscher sont conçus et fabriqués pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à pleine charge. Les processeurs à ultrasons sont disponibles depuis les ultrasons de laboratoire compacts de 50 watts jusqu'aux puissants systèmes à ultrasons en ligne de 16 000 watts. Une grande variété de cornes d'amplification, de sonotrodes et de cellules d'écoulement permet la configuration individuelle d'un système de dégazage par ultrasons en fonction du liquide, de la viscosité et des inclusions de gaz.
Pour la désaération et le dégazage des métaux liquides, il faut des amplitudes réglées et maintenues avec précision. Hielscher Ultrasonics fabrique des sondes ultrasoniques à haute performance qui sont spécifiées pour des amplitudes et des températures très optimisées pour le processus. Si votre application de dégazage nécessite des spécifications inhabituelles, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles.

Par lots et en ligne

Les sondes ultrasoniques Hielscher pour le dégazage peuvent être utilisées pour le dégazage et la désaération en ligne, par lots ou en continu. En fonction du volume, de la viscosité et des gaz piégés, nous vous recommanderons le dispositif de dégazage par ultrasons le plus approprié.

Le dégazage des liquides est une application puissante des appareils à ultrasons Hielscher. La vidéo montre le Hielscher UP200S pendant le dégazage de l'huile.

Dégazage et démoussage de l'huile par ultrasons

Vignette vidéo

Sondes ultrasoniques pour le dégazage de tout volume

La gamme de produits Hielscher Ultrasons couvre tout l'éventail des processeurs ultrasoniques, depuis les ultrasonores compacts de laboratoire jusqu'aux processeurs ultrasoniques industriels capables de traiter des charges de camion à l'heure, en passant par les systèmes de table et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l'équipement de dégazage par ultrasons le mieux adapté à votre liquide, à votre capacité de traitement et à vos objectifs de production.

Des amplitudes précisément contrôlables pour des résultats optimaux

Les ultrasons Hielscher peuvent être contrôlés à distance par le biais d'un navigateur. Les paramètres de sonication peuvent être surveillés et ajustés précisément aux exigences du processus.Tous les systèmes de dégazage par ultrasons de Hielscher sont contrôlables avec précision et donc des chevaux de trait fiables. L'amplitude est l'un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l'efficacité et l'efficience du dégazage induit par la sonomécanique. Tous les ultrasons Hielscher’ Les processeurs permettent de régler précisément l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs ultrasoniques industriels de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et délivrer l'intensité ultrasonore requise pour des applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être utilisées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Des réglages d'amplitude précis et le contrôle permanent des paramètres du processus ultrasonore par un logiciel intelligent vous donnent la possibilité d'ajuster les paramètres du processus ultrasonore pour un dégazage ultrasonore le plus efficace possible. Une sonication optimale pour une élimination des gaz très efficace !
La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles. Cela fait de l'équipement à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui répond aux exigences de votre processus de désaération.

La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu'entreprise familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les appareils à ultrasons sont conçus, fabriqués et testés de manière approfondie dans notre siège social de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font un cheval de bataille dans votre production. Le fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des dégazeurs haute performance de Hielscher.

Contactez nous! / Demandez nous!

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus de dégazage et de vous proposer un dégazeur à ultrasons répondant à vos besoins !









Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Le dégazage et le démoussage des liquides sont des applications intéressantes des appareils à ultrasons. Dans ce cas, les ultrasons éliminent le CO2 dissous dans la bière. Les appareils à ultrasons Hielscher permettent de dégazer ou de démousser des liquides dans des béchers, des réservoirs ou en ligne (réacteurs à cellules d'écoulement).

Moussage rapide par ultrasons

Vignette vidéo



Littérature / Références

Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre l'ensemble du spectre, depuis les ultrasons compacts de laboratoire jusqu'aux systèmes ultrasoniques industriels complets, en passant par les unités de paillasse.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance à partir d'une technologie de pointe. laboratoires à taille industrielle.


Nous serons heureux de discuter de votre processus.

Prenons contact.