Ultrasonik Degassing dan Defoaming cairan
Degassing dan defoaming cairan menggunakan ultrasonik adalah proses yang sangat efektif. Ultrasonication menghilangkan kecil ditangguhkan gas-gelembung dari cairan dan mengurangi tingkat gas terlarut di bawah tingkat keseimbangan alami.
Degassing dan defoaming cairan diperlukan untuk banyak keperluan, seperti proses berikut:
- persiapan sampel sebelum pengukuran ukuran partikel untuk menghindari kesalahan pengukuran
- degassing oli dan pelumas sebelum dipompa untuk mengurangi keausan pompa karena kavitasi
- degassing makanan cair, misalnya jus, saus atau anggur, untuk mengurangi pertumbuhan mikroba dan meningkatkan umur simpan
- degassing polimer dan pernis sebelum aplikasi, penyembuhan atau infus vakum
Ketika cairan sonikasi, gelombang suara yang merambat dari permukaan yang memancar ke media cair mengakibatkan siklus tekanan tinggi dan tekanan rendah bergantian, dengan tingkat tergantung pada frekuensi. Selama siklus tekanan rendah, gelombang ultrasonik dapat menciptakan gelembung vakum kecil atau kekosongan dalam cairan. Sejumlah besar gelembung kecil menghasilkan area permukaan gelembung total yang tinggi. Gelembung juga didistribusikan dengan baik dalam cairan. Gas terlarut bermigrasi ke gelembung vakum ini melalui area permukaan yang luas dan meningkatkan ukuran gelembung.
Gelombang akustik mendukung menyentuh dan koalesensi gelembung yang berdekatan yang mengarah ke pertumbuhan dipercepat dari gelembung. Gelombang sonikasi juga akan membantu untuk menjabat gelembung dari permukaan kapal dan akan memaksa gelembung kecil beristirahat di bawah permukaan cairan untuk bangkit melalui dan melepaskan gas terperangkap ke lingkungan.
Ultrasonic degassing minyak menggunakan Hielscher 200 Watts prosesor ultrasonik.
Put It untuk Test
Proses degassing dan defoaming cairan dapat dibuat terlihat dengan mudah. Dalam gelas gelas air keran yang baru dituangkan, ultrasonikasi akan memaksa gelembung kecil yang ditangguhkan untuk bersatu dan bergerak cepat. Anda dapat melihat efek ini pada gambar kemajuan di bawah ini.
degassing ultrasonik air (5 detik)
Minyak yang gelisah mengandung sejumlah besar gelembung atau busa yang ditangguhkan. Khususnya pada pendingin, ini adalah masalah. Di sana, gelembung gas mempromosikan kavitasi yang diinduksi keausan di pompa atau nosel. Gambar kemajuan di bawah ini menunjukkan efek defoaming ultrasonik.
Ultrasonic degassing: Gelembung gas entrapped dihapus dari minyak menggunakan ultrasonicator UP400St
Sonikasi akan menghasilkan gelembung vakum kecil dalam air jernih dan basi. Gelembung ini diisi dengan gas terlarut, yang bermigrasi ke gelembung. Akibatnya gelembung tumbuh dan bergerak naik. Efek degassing terlihat dengan baik dalam cairan tembus cahaya.
Karena USG meningkatkan naiknya gelembung kecil yang ditangguhkan ke permukaan cair, itu mengurangi waktu kontak antara gelembung dan cairan juga. Untuk alasan ini, membatasi melarutkan kembali gas dari gelembung ke cairan juga. Ini adalah minat khusus untuk cairan viskositas yang lebih tinggi, seperti minyak atau resin. Karena gelembung harus pindah ke permukaan cair, degassing ultrasonik bekerja lebih baik, jika wadah dangkal sehingga waktu ke permukaan lebih pendek.
Di luar Efek Terlihat
Pengukuran efek degassing dengan inspeksi visual terbatas dalam akurasi. Pengukuran kandungan gas adalah cara yang lebih akurat untuk mengetahui tentang efisiensi degassing ultrasonik.
Cairan mengandung sejumlah gas terlarut. Konsentrasi gas tergantung pada faktor-faktor, seperti suhu, tekanan sekitar atau agitasi cairan. Dalam kondisi konstan, konsentrasi gas akan mendekati keseimbangan. Degassing ultrasonik akan mengubah kondisi, karena cairan terkena gelembung tekanan rendah dan agitasi. Oleh karena itu, ultrasonikasi akan menurunkan konsentrasi gas dalam cairan ke bawah tingkat keseimbangan.
Ketika sonikasi berhenti dan kondisi awal ditetapkan kembali, konsentrasi gas perlahan-lahan akan mendekati tingkat keseimbangan awal lagi, kecuali cairan tidak terkena gas apa pun, misalnya dalam botol tertutup. Karena melarutkan kembali gas ke dalam cairan cukup lambat, dimungkinkan untuk bekerja dengan cairan gas rendah setelah sonikasi. Grafik di bawah ini menggambarkan efek ini.
Ilustrasi Ultrasonic Degassing
Degassing sebelum Emulsifying dan Dispersing
Degassing ultrasonik dapat meningkatkan kualitas dispersi dan emulsi.
Masalah
Seringkali, emulsi dan dispersi mengandung surfaktan untuk meningkatkan stabilitas mereka. Surfaktan akan menghambat kontak dan coalescence atau aglomerasi bahan yang tersebar dalam fase cair. Untuk ini, surfaktan akan membentuk lapisan di sekitar setiap partikel. Surfaktan yang sama juga dapat merangkum gelembung gas yang ditangguhkan dalam fase cair. Gelembung yang stabil seperti itu bisa terbukti sangat kuat. Gelembung yang stabil mengkonsumsi surfaktan, mengurangi kualitas emulsi atau dispersi, dan dapat menghasilkan pembacaan yang tidak menentu saat mengukur ukuran partikel.
Solusinya
Untuk mengurangi masalah gelembung gas yang stabil, cairan harus didegasi oleh sonikasi. Sebelum menambahkan fase disperse, seperti minyak atau bubuk, sonikasi cairan sampai jumlah gelembung yang dihasilkan berkurang. Saat mencampur bahan lain, hindari menghasilkan gelembung baru atau pusaran saat diaduk. Ini akan meningkatkan kandungan gas dengan cepat.
Memaksa Karbon Dioksida Out
Pengaruh degassing sedang digunakan dalam kebocoran-pengujian kaleng dan botol yang berisi minuman berkarbonasi, seperti cola, soda atau bir. Silakan klik di sini untuk mendapatkan informasi lebih lanjut tentang pengujian kebocoran botol.
Ultrasonic Degassing Singkat
Degassing ultrasonik cairan bekerja lebih baik ketika menggunakan pengaturan berikut.
- Oleskan amplitudo ultrasonik rendah hingga sedang!
- Gunakan sonotrodes dengan luas permukaan yang luas, misalnya sonotrodes memancarkan radially!
- Berikan tekanan rendah atau vakum di atas permukaan cairan saat sonikasi!
- Panaskan cairan, untuk mengurangi viskositasnya!
- Gunakan wadah dangkal untuk pemisahan gas selama atau setelah sonikasi!
- Hindari agitasi bergolak untuk memungkinkan gelembung gas bergerak ke atas!
Ultrasonic degassing dapat digunakan dalam mode batch atau inline. Dalam kasus operasi inline, stand-pipe untuk pelepasan gas harus dipasang dan pompa gas harus diterapkan.