超音波脱ガスと液体の脱泡
超音波を使用して液体の脱気と消泡は非常に効果的なプロセスです。超音波は、液体から小さな懸濁気気泡を除去し、天然平衡レベル以下の溶解ガスのレベルを減少させます。
液体の脱気と消泡は、次のような多くの目的のために必要とされます。
- 測定誤差を避けるため、粒子サイズ測定前のサンプル調製
- 排気ガスを供給する前にオイルと潤滑油を脱気し、キャビテーションによるポンプの摩耗を減らす
- 液体食品の脱ガス、例えばジュース、ソースまたはワインは、微生物の成長を減少させ、貯蔵寿命を増加させる
- 塗布前のポリマーおよびワニスの脱ガス、硬化または真空注入
液体を超音波処理する場合、放射面から液体媒体に伝播する音波は、周波数に応じて速度で高圧サイクルと低圧サイクルを交互に発生させます。低圧サイクル中、超音波は液体中に小さな真空気泡や空隙を作成することができます。小さな気泡の数が多いと、高い総泡表面積を生成します。気泡も液体に分布しています。溶存ガスは大きな表面積を介してこれらの真空気泡に移動し、気泡のサイズを大きくします。
音響波は気泡の成長促進につながる隣接気泡の接触及び合体をサポートします。超音波処理波もオフ気泡容器表面を振るのを助けるとを通って上昇し、環境に閉じ込められたガスを放出する液面下に休止小さい気泡を強制します。
ヒールシャー200ワット超音波プロセッサを使用して、オイルの超音波脱気。
テストにそれを置きます
液体の脱気および消泡のプロセスは容易に目に見えるようにすることができる。新鮮な注がれたばかりの水道水のガラスビーカーでは、超音波処理は、合体し、急速に上に移動するために小さな吊り泡を強制します。この効果は、次の進行状況イメージで確認できます。
水の超音波脱ガス（5秒）
撹拌油は、懸濁気または泡の多数が含まれています。特に冷却剤では、これが問題です。そこでは、気泡はポンプまたはノズルのキャビテーション誘発摩耗を促進する。以下の進行状況画像は、超音波消泡効果を示しています。
超音波脱気:閉じ込められた気泡は超音波器UP400Stを使用して油から除去される
超音波処理は、透明な、古い水に小さな真空気泡を生成します。これらの気泡は、溶存ガスで満たされ、それは気泡に移動します。その結果、気泡が成長し、上に移動します。脱ガス効果は、任意の半透明の液体でよく見えます。
超音波は、液体表面への小さな懸濁気気の上昇を改善するように、それはまた、気泡と液体との接触時間を減少させます。このため、気泡から液体へのガスの再溶解も制限されます。これは、油や樹脂などの高粘度液体に特に関心があります。気泡は液体表面に移動しなければならないので、容器が浅く表面までの時間が短くなるように超音波脱気がうまく機能します。
目に見える効果を越えて
目視検査による脱気効果の測定は精度が制限されています。ガス含有量測定は、超音波脱気効率について伝えるより正確な方法です。
流体は、一定量の溶解ガスを含む。気体の濃度は、温度、周囲圧、または液体の攪拌などの要因に依存します。一定の条件下では、ガス濃度は平衡に近づきます。液体は低圧気泡や攪拌にさらされているので、超音波脱気は、条件を変更します。したがって、超音波処理は、平衡レベル以下に液体中の気体濃度を低下させます。
超音波処理が停止し、初期条件が再確立されると、液体が閉じたボトルなどでガスにさらされない限り、ガス濃度は再び最初の平衡レベルにゆっくりと近づきます。液体へのガスの再溶解はかなり遅いので、超音波処理後の低気液で作業することが可能です。下のグラフは、この効果を示しています。
超音波脱ガスの図
乳化分散前に脱ガス
超音波脱気は、分散液やエマルジョンの品質を向上させることができます。
問題
エマルジョンおよび分散液は、安定性を高めるために界面活性剤を含むことが多い。界面活性剤は、液相中の分散材料の接触および合体または凝集を阻害する。このために、界面活性剤は各粒子の周囲に層を形成する。同じ界面活性剤は、液相に懸濁している気泡を封入することもできる。このような安定した気泡は非常に堅牢であることが証明できます。安定化気泡は界面活性剤を消費し、エマルションまたは分散液の品質を低下させ、粒子径を測定する際に不安定な測定値を生成することができます。
ソリューション
安定した気泡の問題を軽減するために、液体は超音波処理によって脱気する必要があります。油や粉などの分散相を添加する前に、生成された気泡の数が減少するまで液体を超音波処理します。他の材料に混合する場合は、攪拌しながら新しい気泡や渦を発生させないようにしてください。これはすぐにガス含有量を増加させるであろう。
強制二酸化炭素アウト
脱気の効果は、コーラ、ソーダまたはビールなどの炭酸飲料を含有する缶や瓶の漏れ試験で使用されています。 ボトルリークテストの詳細については、ここをクリックしてください。
簡単で超音波脱気
液体の超音波脱気は、次のセットアップを使用する場合に良く動作します。
- 適度な超音波振幅に低く適用!
- 大きな表面積を持つソトロードを使用してください,例えば放射状にソトロードを放出する!
- 液体表面の上に低圧または真空を提供する超音波処理!
- 液体を加熱し、その粘度を減らします!
- 超音波処理中または後のガス分離のための浅い容器を使用してください!
- 気泡が上に移動できるように乱流の攪拌を避けてください!
超音波脱気は、バッチモードまたはインラインで使用することができます。インライン運転の場合は、ガスの排出用スタンドパイプを設置し、ガスポンプを適用する必要があります。