अल्ट्रासोनिक Degassing और तरल पदार्थ की defoaming

अल्ट्रासोनिक का उपयोग करके तरल पदार्थों का डिगैसिंग और डिफॉमिंग एक बहुत प्रभावी प्रक्रिया है। अल्ट्रासोनिकेशन तरल से छोटे निलंबित गैस-बुलबुले को हटा देता है और प्राकृतिक संतुलन स्तर से नीचे भंग गैस के स्तर को कम करता है।

तरल पदार्थों का डिगैसिंग और डिफॉमिंग कई उद्देश्यों के लिए आवश्यक है, जैसे कि निम्नलिखित प्रक्रियाएं:

• माप त्रुटियों से बचने के लिए कण आकार माप से पहले नमूना तैयार करना
• कैविटेशन के कारण पंप पहनने को कम करने के लिए पंप करने से पहले तेल और स्नेहक degassing
• तरल खाद्य पदार्थों का degassing, जैसे रस, सॉस या शराब, माइक्रोबियल विकास को कम करने और शेल्फ जीवन को बढ़ाने के लिए
• आवेदन, इलाज या वैक्यूम जलसेक से पहले पॉलिमर और वार्निश का degassing

तरल पदार्थ को सोनिकेट करते समय, ध्वनि तरंगें जो विकिरण सतह से तरल मीडिया में फैलती हैं, परिणामस्वरूप आवृत्ति के आधार पर दरों के साथ उच्च दबाव और कम दबाव चक्र बारी-बारी से होते हैं। कम दबाव चक्र के दौरान, अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे वैक्यूम बुलबुले या voids बना सकती हैं। छोटे बुलबुले की बड़ी संख्या एक उच्च कुल बुलबुला सतह क्षेत्र उत्पन्न करती है। बुलबुले भी तरल में अच्छी तरह से वितरित किए जाते हैं। घुलित गैस बड़े सतह क्षेत्र के माध्यम से इन वैक्यूम बुलबुले में माइग्रेट करती है और बुलबुले के आकार को बढ़ाती है।
ध्वनिक तरंगें आसन्न बुलबुले के स्पर्श और सहवास का समर्थन करती हैं जिससे बुलबुले का त्वरित विकास होता है। सोनिकेशन तरंगें पोत सतहों से बुलबुले को हिलाने में भी मदद करेंगी और तरल सतह के नीचे आराम करने वाले छोटे बुलबुले को पर्यावरण में फंसी हुई गैस को छोड़ने और छोड़ने के लिए मजबूर करेंगी।

इसे परीक्षण में डालें

तरल पदार्थों के डिगैसिंग और डिफॉमिंग की प्रक्रिया को आसानी से दिखाई दे सकता है। ताजा डाले गए नल के पानी के एक ग्लास बीकर में, अल्ट्रासोनिकेशन छोटे निलंबित बुलबुले को एकजुट करने और तेजी से आगे बढ़ने के लिए मजबूर करेगा। आप इस प्रभाव को नीचे दी गई प्रगति छवि में देख सकते हैं।

पानी की अल्ट्रासोनिक डिगैसिंग (5 सेकंड)

उत्तेजित तेल में उच्च संख्या में निलंबित बुलबुले या फोम होते हैं। विशेष रूप से शीतलक में, यह एक समस्या है। वहां, गैस के बुलबुले पंप या नोजल में गुहिकायन प्रेरित पहनने को बढ़ावा देते हैं। नीचे दी गई प्रगति छवि अल्ट्रासोनिक डिफॉमिंग प्रभाव दिखाती है।

अल्ट्रासोनिक degassing: अल्ट्रासोनिकेटर UP400St का उपयोग करके तेल से फंसे गैस बुलबुले हटा दिए जाते हैं

सोनिकेशन स्पष्ट, बासी पानी में छोटे वैक्यूम बुलबुले उत्पन्न करेगा। ये बुलबुले घुली हुई गैस से भरते हैं, जो बुलबुले में माइग्रेट हो जाते हैं। नतीजतन बुलबुले बढ़ते हैं और ऊपर जाते हैं। किसी भी पारभासी तरल में डिगैसिंग प्रभाव अच्छी तरह से दिखाई देता है।
चूंकि अल्ट्रासाउंड तरल सतह पर छोटे निलंबित बुलबुले के बढ़ने में सुधार करता है, यह बुलबुले और तरल के बीच संपर्क समय को भी कम करता है। इस कारण से, यह बुलबुले से तरल तक गैस के फिर से घुलने को भी सीमित करता है। यह उच्च चिपचिपाहट तरल पदार्थ, जैसे तेल या रेजिन के लिए विशेष रुचि है। चूंकि बुलबुले को तरल सतह पर जाना पड़ता है, अल्ट्रासोनिक डिगैसिंग बेहतर काम करता है, अगर कंटेनर उथला है ताकि सतह पर समय कम हो।

दृश्यमान प्रभावों से परे

दृश्य निरीक्षण द्वारा degassing प्रभाव का माप सटीकता में सीमित है। गैस सामग्री माप अल्ट्रासोनिक degassing दक्षता के बारे में बताने के लिए एक अधिक सटीक तरीका है।

तरल पदार्थ में एक निश्चित मात्रा में घुली हुई गैस होती है। गैस की एकाग्रता कारकों पर निर्भर करती है, जैसे तापमान, परिवेश का दबाव या तरल का आंदोलन। निरंतर परिस्थितियों में, गैस एकाग्रता एक संतुलन के करीब पहुंच जाएगी। अल्ट्रासोनिक degassing स्थितियों को बदल देगा, क्योंकि तरल कम दबाव बुलबुले और आंदोलन के संपर्क में है। इसलिए, अल्ट्रासोनिकेशन तरल में गैस एकाग्रता को संतुलन स्तर से नीचे कम कर देगा।
जब सोनिकेशन बंद हो जाता है और प्रारंभिक स्थितियों को फिर से स्थापित किया जाता है, तो गैस एकाग्रता धीरे-धीरे प्रारंभिक संतुलन स्तर पर फिर से पहुंच जाएगी, जब तक कि तरल किसी भी गैस के संपर्क में नहीं आता है, उदाहरण के लिए एक बंद बोतल में। क्योंकि तरल में गैस का फिर से घुलना काफी धीमा है, इसलिए सोनिकेशन के बाद कम गैस वाले तरल के साथ काम करना संभव है। नीचे दिया गया ग्राफ इस प्रभाव को दिखाता है।

पानी के अल्ट्रासोनिक degassing का चित्रण

पायसीकारी और फैलाव से पहले Degassing

अल्ट्रासोनिक degassing फैलाव और पायस की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं।

समस्या

अक्सर, इमल्शन और फैलाव में उनकी स्थिरता बढ़ाने के लिए सर्फेक्टेंट होते हैं। सर्फेक्टेंट तरल चरण में छितरी हुई सामग्री के संपर्क और सहवास या ढेर को रोक देगा। इसके लिए, सर्फेक्टेंट प्रत्येक कण के चारों ओर एक परत बनाएंगे। वही सर्फेक्टेंट गैस के बुलबुले को भी समाहित कर सकते हैं जो तरल चरण में निलंबित होते हैं। इस तरह के स्थिर बुलबुले बहुत मजबूत साबित हो सकते हैं। स्थिर बुलबुले सर्फेक्टेंट का उपभोग करते हैं, पायस या फैलाव की गुणवत्ता को कम करते हैं, और कण आकार को मापते समय अनियमित रीडिंग उत्पन्न कर सकते हैं।

समाधान: अल्ट्रासोनिक Degassing

स्थिर गैस बुलबुले की समस्या को कम करने के लिए, तरल पदार्थ को सोनिकेशन द्वारा degassed किया जाना चाहिए। फैलाने वाले चरण को जोड़ने से पहले, जैसे तेल या पाउडर, तरल को तब तक सोनिकेट करें जब तक कि उत्पन्न बुलबुले की संख्या कम न हो जाए। अन्य सामग्रियों में मिश्रण करते समय, सरगर्मी करते समय नए बुलबुले या भंवर पैदा करने से बचें। इससे गैस की मात्रा जल्दी बढ़ जाएगी।
 

Water-based drilling mud before and after ultrasonic degassing with the sonicator UIP1000hd
अध्ययन और चित्र अमानी एट अल द्वारा 2016

कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालना

डीगैसिंग के प्रभाव का उपयोग कार्बोनेटेड पेय वाले डिब्बे और बोतलों के रिसाव-परीक्षण में किया जा रहा है, जैसे कोला, सोडा या बीयर। बोतल रिसाव परीक्षण के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए कृपया यहां क्लिक करें।

संक्षेप में अल्ट्रासोनिक Degassing

निम्नलिखित सेटअप का उपयोग करते समय तरल पदार्थों का अल्ट्रासोनिक डिगैसिंग बेहतर काम करता है।

• मध्यम अल्ट्रासोनिक आयाम के लिए कम लागू करें!
• एक बड़े सतह क्षेत्र के साथ सोनोरोड्स का उपयोग करें, उदाहरण के लिए रेडियल रूप से सोनोट्रोड्स उत्सर्जित करना!
• सोनिकेटिंग करते समय तरल सतह के ऊपर कम दबाव या वैक्यूम प्रदान करें!
• तरल गरम करें, इसकी चिपचिपाहट को कम करने के लिए!
• सोनिकेशन के दौरान या बाद में गैस पृथक्करण के लिए उथले कंटेनर का उपयोग करें!
• गैस के बुलबुले को ऊपर ले जाने की अनुमति देने के लिए अशांत आंदोलन से बचें!

अल्ट्रासोनिक degassing बैच मोड या इनलाइन में इस्तेमाल किया जा सकता है। इनलाइन ऑपरेशन के मामले में, गैस के निर्वहन के लिए एक स्टैंड-पाइप स्थापित किया जाना चाहिए और एक गैस पंप लगाया जाना चाहिए।

साहित्य/सन्दर्भ