ヒールシャー超音波技術

超音波を用いた液体の高効率脱気

脱ガスまたはアウトガスは、多くの場合、非常に時間のかかるプロセスステップであるが、超音波は、ガス泡とその上昇の合体を大幅に加速することができます。超音波アウトガスは、バッチおよびインラインセットアップで使用することができ、またガス除去の効率と速度を高めるために不活性ガス、インペラー脱気剤、加熱または真空とのスペアリングなどの従来の脱気技術と組み合わせることができます。

液体からガスを除去する

脱気、脱気、ガス抜きという用語は、自由で溶解したガス、特に酸素やCOなどの反応性ガスの除去を指します。2、流体から。酸素を除去することは、有害なエンドプロダクトの変化を防ぎ、下流処理を改善するために重要です。脱ガスは、多くのアプリケーションや業界で必要な処理ステップです。工業製造では、脱ガスは製品の安定性、品質、および継続的な製品基準を確保するための共通のプロセスステップです。酸素は、製品の品質と様々なレベルの安定性に影響を与える要因です。
したがって、脱食は食品中の確立されたプロセスステップである & 飲料、化学、製薬、化粧品産業しかし、実験室でも、サンプルは分析前にしばしば脱気する必要があります(例えば、HPLC、アッセイ、粒子測定など)。
多くの場合、例えば、高剪断ブレードまたはロータリーインペラーミキサーを使用して混合プロセスは、これらの混合技術は、一般的に製品に大量のガスを導入するので、多くの場合、製品の後続の脱気を必要とします。このようなガスや空気の含入物は、通常、彼らは脂肪や油の悪臭を作ることができ、酸化、変色や臭いと味の不要な変更によって製品を悪化させることができるので、製品に悪影響を及ぼします。 脱ガス製品は化学的により安定しており、貯蔵寿命が長いため、脱気は信頼性の高い技術を必要とする不可欠な処理ステップです。

UP400St - a 400W powerful ultrasonic degasser

UP400St – デジタル超音波脱気システム

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Ultrasonic degassing is an efficient technique for rapid and effective removal of gases from liquids such as oils, water, solvents etc.

超音波脱気:閉じ込められたガス気泡は、超音波処理器を使用して油から除去されます UP400St

超音波脱気と脱気

超音波脱気および脱気は、沸騰、真空への圧力の低減、または不活性ガスでのスペアリングを含む液体の伝統的な脱ガス方法に対して非常に強力な代替手段です。これらの伝統的な脱ガス方法には、熱劣化(加熱による)、時間とエネルギーを消費する処理、ガス除去の不十分さなどの欠点がしばしば伴います。超音波脱気は、音響キャビテーションの作業原理に基づいています。高出力超音波が液体に結合されると、液体は、それぞれ高圧および低圧サイクルの間に圧縮され、膨張する。低圧サイクルの間に、微小な真空気泡(いわゆるキャビテーション気泡)が作成され、いくつかの圧力サイクルにわたって成長します。これらのバブル成長サイクルの間に、液体中の溶存ガスが真空気泡に入り、真空気泡が成長する気泡に変える。さらに、マイクロ乱流および液体ジェットは激しい攪拌および大量移送を引き起こす。これらの超音波生成条件は、気泡合体を引き起こし、それは、より大きな気泡に小さな溶解気泡の統一であり、液体の表面に急速に上昇し、そこで液体を離れる。
超音波振動やキャビテーションによって引き起こされる温度変化は、非常に小さな局所空間に限定され、総体積の温度上昇は、製品の品質を妨げないように無視することができます。
液体またはスラリーの体積、粘度および気体の含浸に応じて、超音波脱気は、バッチまたはインラインプロセスとして実行することができる。高出力超音波プローブは、液体に音響キャビテーションを放出し、液体が効率的に脱気されるようにします。
超音波脱気はまた、加熱、真空またはスパージングなどの既存の脱気システムを改善するために実装することができます。
超音波脱気および脱泡は、水、油、食品および飲料、化学溶液、作動油、冷却剤、掘削液、原油、乳剤、塗料、インク、接着剤、ワニス、コーティング、エポキシ、シャンプー、洗剤および他の多くの製品から溶解ガスを除去するために工業的規模で使用されます。

Ultrasonic degassing removes dissolved gases rapidly from liquids.

フローセル設定を使用した超音波脱気。この実験は、体積0.8ガロン、不活性ガス流量0.2sfcm/min、および275 W/cm2の強度を持つプロトタイプの小型水ループでした。これは約70%の酸素除去時間の減少を示す。
研究と絵:ルビオら 2016

超音波脱気と脱気に適しています。

  • バッチおよびインライン
  • 低いおよび高い粘着性
  • 小容量と大容量
  • 寒さと高温の温度
  • 多用途インストール
  • 24/7 全ロードでの操作
Ultrasonic degassing setup in continuous flow

超音波処理器を使用してインラインセットアップでの超音波脱気 UIP1000hdT フローセルを使用します。

The flow chart shows the setup of an ultrasonic inline de-aeration system

連続インラインガス除去のための超音波脱気セットアップ

超音波強化スパージング

不活性ガス(不活性ガスパージとも呼ばれる)で液体をスペアリングすることは、液体から酸素や二酸化炭素などの不要なガスを除去するための一般的な治療法です。スペアリング用途には、窒素、アルゴン、ヘリウム、その他の不活性ガスが一般的に使用されています。高純度(一般的に不活性)ガスで溶液を泡立て、酸素や二酸化炭素などの反応性溶解ガスを引き出すことができます。スペアリングプロセスは大量移送に依存しており、それ自体が非常に遅い手順です。不活性ガスでスペアリングを強めるため、液体-気体溶液はしばしば激しく攪拌され、長時間泡立ちます。 超音波は、大量移送を改善し、それによって大幅にスペアリングを向上させる脱気激化技術です。高出力超音波が液体またはスラリーに結合されると、キャビテーション気泡が生成されます。これらのキャビテーション気泡は、大きなパージガスの泡を小さな気泡に分解し、気泡を均一に分散させ、より速く、よりクリーンな脱気効果をもたらす。超音波によって作成された激しい攪拌と乱気流は、気液の大量移送を促進し、それによって不要なガスの迅速な除去を促進します。
加速し、より効率的なスペアリング手順を行うために、高性能超音波は、ガスと液体の間の物質移動性能を超音波で改善するために使用されます。音響キャビテーションによって発生する音響機械的効果には、局所的な圧力と温度差、微小乱気流および攪拌が含まれる。これらの力は、気泡の分裂、分散、およびそれに続く界面領域の増加による拡散性物質移動の増加に寄与し、最終的に液体から閉じ込められたガスを迅速に除去することによって、脱気性能を向上させる。
所望のアウトガス効果を達成するために、高出力超音波が必要です。液体が2相流で不活性ガスで免れた場合、溶解ガスの物質移動および除去速度を高めるために整流拡散が望まれる。閉じ込められ、溶存ガスの泡は、低い強度で超音波キャビテーションフィールドに入ることを避ける傾向があるため、整流拡散を適用することは困難な場合があります。しかし、高い強度で(300 W /cmより高い2 約20 kHz)の気泡はキャビテーションゾーンを回避し、ソノメカニカルな力によって分割されます。(cf. Jagannathanら 2011)

液体の脱アグスは、ヒールシャー超音波装置の強力なアプリケーションです。ビデオは水の脱ガス化の間にヒールシャーUP200Sを示しています。

ソトロードS40とUP200Sを使用して水の脱ガス

溶融アルミニウム合金の超音波脱気

液体金属のキャビテーションの生成は非常に要求の厳しいアプリケーションであり、金属溶融物の中で十分で信頼性の高いキャビテーションを生成する技術は非常に少数です。しかし、キャビテーションの速度と強度は、脱気結果を形成する重要な要因です。効果的な脱気は金属のメルトの最大の構造の洗練を得るために信頼できるキャビテーションを必要とする。高パフォーマンス超音波による激しいキャビテーションは、30〜60%の脱気を改善することができます。
Ultrasonic probe for the degassing of liquid aluminium alloy.超音波プローブタイプの脱ガス剤は、小規模および大規模に科学的に実行可能であることが証明されている最も信頼性の高いアウトガス法の1つであると考えられています。強烈な音響キャビテーションの生成は、超音波プロセスパラメータ、金属組成、表面張力、溶融温度、粘度、ならびに金属溶融中のガス含有の体積および溶解レベルを含む様々な要因に依存します。超音波プロセスパラメータは、キャビテーションの右の強度が得られるように、金属溶融組成と影響因子に正確に調整することができます。超音波パラメータの正確な調整は、金属溶融物の超音波脱気の利点のための基本的なです。超音波脱気の主な利点は、高い脱気率とプロセスの環境への影響の減少が含まれます。超音波脱気は非常に少ないドロスで結果として、超音波金属溶融脱気は、緑、環境に優しい技術です。
アルミニウム溶解:超音波脱気はアルミニウム合金密度を高め、アルミニウム合金中の水素含有量を減少させる実証済みの方法です。回転式インペラを使用してガスを出すなどの代替脱気手順と比較して、超音波脱気は速度と効率で優れています。研究は、超音波プローブ脱気システムがインペラー駆動ガス除去よりも約3倍速いことを示しています。
超音波脱気は、従来の金属攪拌を伴わないので、溶融物の表面上の保護酸化アルミニウムが破壊されない。酸化アルミニウム層をそのまま保つことで、アルミニウム溶融物への酸化アルミニウムの導入を防ぎ、大気中の汚染物質に対する保護効果を維持します。超音波脱ガスは、アルミニウム合金の粒の精製と構造を改善します。これは、液体アルミニウムからの非金属ガス包接物の超音波促進除去に加えて、超音波駆動金属溶融処理は、高品質の金属鋳物の製造のための優れた技術を作る。
The degasification of metal melts such as aluminium alloys requires high-performance, high-power ultrasonic equipment. The ultrasonic probe must be specified for use with high temperatures and high viscosities. The ultrasonicator must be able to deliver and maintain constant amplitudes over long time periods. Hielscher Ultrasonics is specialised in the development, manufacturing and distribution of high-power ultrasound equipment for demanding applications such as the degasification of metal melts. Supplying high-performance ultrasonicators at any scale and ultrasonic probes developed specifically for the treatment of liquid metals, Hielscher Ultrasonics is your partner for reliable and efficient metal melt applications.

Ultrasonic degassing of drilling mud performed with the probe-type ultrasonicator UIP1000hd

超音波脱気前後の水ベースの掘削泥 UIP1000hd
アマニらの研究と絵 2016

高出力超音波脱気システム

ヒールシャー超音波は、ラボや工業生産で世界的に使用されている高性能超音波機器の長期的な経験メーカーです。液体およびスラリーの脱気は、閉じ込められた気泡とエアポケットを除去するために液体に確立された振幅を結合することができる高出力超音波プローブを必要とする要求の厳しいアプリケーションです。すべてのヒールシャー超音波装置は、フルロードの下で24時間365日のBR操作に設計され、製造されています。超音波プロセッサは、コンパクトな50ワットの実験室超音波装置から16,000ワットの強力なインライン超音波システムに利用可能です。多種多様なブースターホーン、ソノトロードおよびフローセルは、液体、粘度およびガスインクルージョンに対応して超音波脱気システムの個々のセットアップを可能にする。
For the deaeration and outgassing of liquid metals, precisely set and maintained amplitudes are required. Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic probes that are specified for very process-optimized amplitudes and temperatures. If your degassing application requires unusual specifications, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

バッチおよびインライン

脱ガス化のためのヒールシャー超音波プローブは、バッチおよび連続のインライン脱気および脱気のために使用することができます。ボリューム、粘度、および閉じ込められたガスに応じて、我々はあなたに最も適した超音波アウトガスのセットアップをお勧めします。

任意のボリュームを脱気するための超音波プローブ

ヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたの液体、プロセス容量と生産目標のための最も適切な超音波脱気装置を提供することができます。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.すべてのヒールシャー超音波脱気システムは、正確に制御可能であり、それによって信頼性の高い作業馬です。振幅は、ソノメカニカル誘導脱気の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
Precise amplitude settings and the permanent monitoring of the ultrasonic process parameters via smart software give you the possibility to adjust the ultrasonic process parameters for most effective ultrasonic degasification. Optimal sonication for highly efficient gas removal!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたの脱気プロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下および厳しい環境での24時間365日の動作は、ヒールシャーの高性能脱ガス剤の自然な特徴です。

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ヒールシャー超音波は、分散、乳化および細胞抽出のための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

から高出力超音波ホモジナイザー ラボパイロット そして 産業 規模。

文献 / 参考文献