De-Aeration יעיל ביותר של נוזלים באמצעות Ultrasonics
בעוד degassing או outgassing הוא לעתים קרובות צעד תהליך זמן רב מאוד, ultrasonication יכול להאיץ את ההתלכדות של בועות גז ואת העלייה שלהם באופן משמעותי. ניתן להשתמש בגז חיצוני קולי במערכי אצווה ובתוך השורה וניתן לשלב אותו גם עם טכניקות פירוק גז קונבנציונליות כגון התזה עם גזים אינרטיים, מדגרי אימפלר, חימום או ואקום על מנת לשפר את היעילות והמהירות של הסרת גז.
הוצאת גז מנוזלים
המונחים deaeration, degassing ו-outgassing מתייחסים לסילוק גזים חופשיים ומומסים, במיוחד גזים תגובתיים כגון חמצן או CO2, מנוזל. סילוק חמצן חשוב כדי למנוע שינויים מזיקים בתוצר הסופי ולשפר את העיבוד במורד הזרם. הסרת גזים היא שלב עיבוד הכרחי עבור יישומים ותעשיות רבות. בייצור תעשייתי, פירוק גזים הוא שלב תהליך נפוץ כדי להבטיח יציבות מוצר, איכות ותקני מוצר מתמשכים. חמצן הוא גורם המשפיע על איכות המוצר ויציבותו ברמות שונות.
לכן, deaeration הוא שלב תהליך מבוסס במזון & תעשיית המשקאות, הכימיקלים, התרופות והקוסמטיקה. אבל גם במעבדות, דגימות דורשות לעתים קרובות degassing לפני ניתוח (למשל, לפני HPLC, מבדקים, מדידות חלקיקים וכו ').
לעתים קרובות תהליכי ערבוב המשתמשים למשל בלהב בעל גזירה גבוהה או מערבלי אימפלר סיבוביים הופכים לעתים קרובות את פירוק הגז הבא של המוצר להכרחי, שכן טכניקות ערבוב אלה בדרך כלל מכניסות כמויות גבוהות של גזים למוצר. תכלילי גז ואוויר כאלה בדרך כלל יש השפעות שליליות על המוצר, כפי שהם יכולים להפוך שומנים ושמנים מעופש, להידרדר מוצרים על ידי חמצון, שינוי צבע ושינויים לא רצויים של ריח וטעם. מכיוון שמוצרים שעברו דה-גזים הם יציבים יותר מבחינה כימית ובעלי חיי מדף ארוכים יותר, דה-גזיפיקציה היא שלב עיבוד חיוני הדורש טכניקה אמינה.
דה-גזיפיקציה על-קולית ודה-אוורור
degasification קולי deaeration הוא חלופה חזקה מאוד שיטות מסורתיות degassing של נוזלים הכוללים רתיחה, הפחתת לחץ ואקום, או sparging עם גזים אינרטיים. שיטות מסורתיות אלה לפירוק גזים מגיעות לעיתים קרובות עם חסרונות כגון פירוק תרמי (עקב חימום), עיבוד גוזל זמן ואנרגיה ו / או הסרת גז לא מספקת. degassing קולי מבוסס על עקרון העבודה של cavitation אקוסטי. כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מצומדים לנוזל, הנוזל נדחס ומורחב במהלך מחזורי לחץ גבוה ולחץ נמוך, בהתאמה. במהלך מחזורי לחץ נמוך, נוצרות בועות ואקום זעירות (הנקראות בועות קוויטציה), אשר גדלות על פני מספר מחזורי לחץ. במהלך מחזורים אלה של צמיחת הבועה, הגזים המומסים בנוזל נכנסים לבועת הוואקום, כך שבועת הריק הופכת לבועות גז גדלות. יתר על כן, מיקרו-מערבולות וסילונים נוזליים גורמים לתסיסה אינטנסיבית ולהעברת מסה. תנאים אולטרה-סאונד אלה גורמים להתלכדות בועות גז, שהיא איחוד של בועות גז מומסות קטנות לבועות גז גדולות יותר, העולות במהירות לפני השטח של הנוזל, שם הן עוזבות את הנוזל.
שינויי הטמפרטורה הנגרמים על ידי רטט קולי וקוויטציה מוגבלים לחללים מקומיים קטנים מאוד וניתן להזניח את עליית הטמפרטורה בנפח הכולל מכיוון שהיא אינה מפריעה לאיכות המוצר.
בהתאם לנפח, צמיגות ותכלילי גז של נוזל או slurry, de-aeration קולי יכול להיות מופעל כמו אצווה או תהליך בתוך השורה. בדיקה קולית בעוצמה גבוהה פולטת קוויטציה אקוסטית לתוך הנוזל, כך שהנוזל מנוטרל ביעילות.
דה-גזיפיקציה קולית יכולה להיות מיושמת גם כדי לשפר את מערכות degassing שכבר קיימות כגון חימום, ואקום או sparging.
degassing קולי ו deoaming משמש בקנה מידה תעשייתי כדי להסיר גזים מומסים ממים, שמנים, מזון ומשקאות, פתרונות כימיים, נוזלים הידראוליים, נוזלי קירור, נוזלי קידוח, נפט גולמי, תחליבים, צבעים, דיו, דבקים, לכה, ציפויים, אפוקסי, שמפו, דטרגנטים ומוצרים רבים אחרים.
- אצווה ומוטבע
- צמיגות נמוכה וגבוהה
- נפחים קטנים וגדולים
- טמפרטורות קרות וחמות
- התקנות רב-תכליתיות
- פעולה 24/7 תחת עומס מלא
ספירינג משופר אולטרה-סאונד
זיוף נוזלים עם גז אינרטי (הידוע גם בשם טיהור גז אינרטי) הוא טיפול נפוץ לסילוק גזים לא רצויים כגון חמצן ופחמן דו חמצני מהנוזל. עבור יישומי sparging, חנקן, ארגון, הליום וגזים אינרטיים אחרים משמשים בדרך כלל. בעבוע תמיסה עם גז בעל טוהר גבוה (בדרך כלל אינרטי) יכול לשלוף גזים מומסים לא רצויים, בדרך כלל תגובתיים, כגון חמצן ופחמן דו חמצני. תהליך ההתפשטות מסתמך על העברה המונית והוא עצמו הליך איטי למדי. אני מזמין להגביר את ההתפשטות עם גזים אינרטיים, תמיסת הגז הנוזלי נסערת לעתים קרובות במרץ ומבעבעת במשך זמן רב. אולטרה-סוניקציה היא טכניקה להגברת הגזיפיקציה, המשפרת את העברת המסה ובכך את ההתפשטות באופן משמעותי. כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מצומדים לנוזלים או לתרחיפים, נוצרות בועות קוויטציה. בועות קוויטציה אלה מפרקות בועות גז טיהור גדולות יותר לבועות קטנות ומפזרות את הבועות באופן אחיד, מה שמביא להשפעות פירוק גז מהירות ונקיות יותר. התסיסה העזה והמערבולות הנוצרות על ידי אולטרה-סוניקציה מקדמות העברת מסה גז-נוזל ובכך סילוק מהיר של גזים לא רצויים.
על מנת להאיץ ולהפוך את הליך sparging יעיל יותר, אולטרסאונד ביצועים גבוהים משמש כדי לשפר באופן sonoמכני את ביצועי העברת המסה בין גז ונוזל. ההשפעות הסונומכניות הנוצרות על ידי קוויטציה אקוסטית כוללות לחץ מקומי והפרשי טמפרטורה, מיקרו-מערבולות ותסיסה. כוחות אלה משפרים את ביצועי פירוק הגזים בכך שהם תורמים לעלייה בהעברת המסה הדיפוזית עקב פירוק הבועה, פיזורה והגידול שלאחר מכן בשטח הפנים, אשר בסופו של דבר מביאים לסילוק מהיר של גזים כלואים מהנוזל.
כדי להשיג את ההשפעות הרצויות outgassing, ultrasonication כוח גבוה נדרש. כאשר נוזל נחסך עם גז אינרטי בזרימה דו-פאזית, דיפוזיה מתוקנת רצויה להגדיל את קצב העברת המסה וההסרה של גזים מומסים. יישום דיפוזיה מתוקנת יכול להיות קשה מכיוון שבועות גז כלואות ומומסות נוטות להימנע מכניסה לשדה הקוויטציה העל-קולי בעוצמות נמוכות יותר. עם זאת, בעוצמות גבוהות (מעל 300 ואט/ס"מ2 בערך 20 קילוהרץ) בועות גז כבר לא חומקות מאזור הקוויטציה ומתפרקות על ידי כוחות סונומכניים. (ראה: Jagannathan et al. 2011)
מערכות דה-גזינג על-קוליות בהספק גבוה
Hielscher Ultrasonics הוא ארוך טווח חוויות יצרן של ציוד קולי ביצועים גבוהים המשמש ברחבי העולם במעבדות הייצור התעשייתי. דה-גזיפיקציה של נוזלים ותרחיפים היא יישום תובעני הדורש גשושיות על-קוליות בהספק גבוה אשר יכולות לחבר אמפליטודות מבוססות לנוזלים כדי להסיר בועות גז לכודות וכיסי אוויר. כל המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתוכננים ומיוצרים להפעלה 24/7 תחת עומס מלא. מעבדים אולטרה-סוניים זמינים החל מאולטרסוניקטורים קומפקטיים במעבדה של 50 וואט ועד מערכות אולטראסוניות מוטבעות עוצמתיות של 16,000 וואט. מגוון רחב של קרני הגברה, סונוטרודים ותאי זרימה מאפשרים התקנה אינדיבידואלית של מערכת פירוק גזים קולית בהתאמה לתכלילי הנוזל, הצמיגות והגז.
עבור deaeration ו outgassing של מתכות נוזליות, להגדיר במדויק ומתוחזק אמפליטודות נדרשים. Hielscher Ultrasonics מייצרת בדיקות קוליות ביצועים גבוהים המפורטים עבור משרעת אופטימלית מאוד תהליך וטמפרטורות. אם יישום degassing שלך דורש מפרטים יוצאי דופן, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.
אצווה ומוטבע
Hielscher בדיקות קולי עבור degasification ניתן להשתמש אצווה רציף degasification inline deaeration. בהתאם לנפח, צמיגות וגזים לכודים, אנו נמליץ לך על ההתקנה המתאימה ביותר של גזים קוליים.
בדיקות קוליות עבור degassing כל נפח
טווח המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את הספקטרום המלא של מעבדים קוליים, החל מאולטרסוניקטורים מעבדה קומפקטיים מעל מערכות ספסל ופיילוט ועד מעבדים קוליים תעשייתיים לחלוטין עם היכולת לעבד מטענים לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לך את הציוד המתאים ביותר לפירוק גזים על-קולי עבור הנוזלים, קיבולת התהליך ויעדי הייצור שלך.
אמפליטודות ניתנות לשליטה מדויקת לקבלת תוצאות מיטביות
כל מערכות הגז הקולי של Hielscher ניתנות לשליטה מדויקת ובכך סוסי עבודה אמינים. המשרעת היא אחד הפרמטרים המכריעים בתהליך המשפיעים על היעילות והאפקטיביות של דה-גזיפיקציה הנגרמת על ידי סונומכניקה. כל Hielscher Ultrasonics’ מעבדים מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. סונוטרודים וקרניים מאיצים הם אביזרים המאפשרים לשנות את המשרעת בטווח רחב עוד יותר. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ולספק את העוצמה הקולית הנדרשת עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של פרמטרי התהליך העל-קולי באמצעות תוכנה חכמה מעניקים לך את האפשרות להתאים את פרמטרי התהליך העל-קולי לדה-גזיפיקציה על-קולית היעילה ביותר. סוניקציה אופטימלית להסרת גזים יעילה במיוחד!
החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות. זה עושה את הציוד קולי של Hielscher כלי עבודה אמין הממלא את דרישות תהליך deaeration שלך.
האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ויוצר בגרמניה
כעסק בבעלות משפחתית ומשפחתית, Hielscher מתעדף את תקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים העל-קוליים שלה. כל האולטרה-סוניקטורים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטאו ליד ברלין, גרמניה. חוסן ואמינות של ציוד קולי של Hielscher להפוך אותו סוס עבודה הייצור שלך. פעולה 24/7 תחת עומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של degasers ביצועים גבוהים של Hielscher.
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות / מקורות
- Rognerud, Maren; Solemslie, Bjørn; Islam, Md Hujjatul; Pollet, Bruno (2020): How to Avoid Total Dissolved Gas Supersaturation in Water from Hydropower Plants by Employing Ultrasound. Journal of Physics: Conference Series 2020.
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2, 2016. 21-30.
- Haghayeghi R.; Kapranos P. (2014): The effect of processing parameters on ultrasonic degassing efficiency. Materials Letter Volume 116, 1 February 2014. 399-401.
- Servant G.; Caltagirone J.P.; Gérard A.; Laborde J.L.; Hita A. (2000): Numerical simulation of cavitation bubble dynamics induced by ultrasound waves in a high frequency reactor. Ultrasonics Sonochemistry Volume 7, Issue 4, October 2000. 217-227.