Ultraskaņas degassīšana un šķidrumu defoaming
Šķidrumu degazēšana un atkausēšana, izmantojot ultraskaņas, ir ļoti efektīvs process. Ultrasonication noņem mazus suspendētos gāzes burbuļus no šķidruma un samazina izšķīdušā gāzes līmeni zem dabiskā līdzsvara līmeņa.
Šķidrumu degazēšana un atkausēšana ir nepieciešama daudziem mērķiem, piemēram, šādiem procesiem:
- parauga sagatavošana pirms daļiņu izmēra mērīšanas, lai izvairītos no mērījumu kļūdām
- eļļas un smērvielas degazēšana pirms sūknēšanas, lai samazinātu sūkņa nodilumu KAVITĀCIJAS dēļ
- pārtikas produktu, piemēram, sulas, mērces vai vīna, degazēšana, lai samazinātu mikrobu augšanu un palielinātu glabāšanas laiku
- polimēru un laku degazēšana pirms uzklāšanas, konservēšanas vai vakuuma infūzijas
Sonicating šķidrumi, skaņas viļņi, kas izplatās no izstarojošās virsmas šķidrā vidē, rada pārmaiņus augstspiediena un zema spiediena ciklus, ar ātrumu atkarībā no frekvences. Zema spiediena cikla laikā ultraskaņas viļņi var radīt mazus vakuuma burbuļus vai tukšumus šķidrumā. Liels skaits mazo burbuļu rada augstu kopējo burbuļu virsmas laukumu. Burbuļi ir arī labi sadalīti šķidrumā. Izšķīdusī gāze migrē šajos vakuuma burbuļos caur lielo virsmas laukumu un palielina burbuļu lielumu.
Akustiskie viļņi atbalsta blakus esošo burbulīšu aizkustināto un sakopšanos, izraisot burbuļu augšanu. Ultraskaņu viļņi palīdzēs arī kratīt burbuļus pie kuģa virsmas un liks mazākiem burbuļiem, kas atrodas zem šķidruma virsmas, lai paceltos cauri un atbrīvot notverto gāzi uz vidi.
Ultraskaņas degazēšana eļļas, izmantojot Hielscher 200 Vati ultraskaņas procesoru.
Ielieciet to Test
Šķidrumu degazēšanas un atkausēšanas procesu var padarīt viegli redzamu. Stikla smakurā ar svaigi ieleju krāna ūdeni ultrasonication piespiedīs mazos suspendētos burbuļus saplūst un strauji virzīties uz augšu. Šo efektu var redzēt tālāk redzamajā progresa attēlā.
Ultraskaņas degazēšana ūdens (5 sekundes)
Uzbudināta eļļa satur lielu skaitu suspendēto burbuļu vai putu. Jo īpaši dzesēšanas šķidrumos tā ir problēma. Tur gāzes burbuļi veicina KAVITĀCIJAS izraisītu sūkņu vai sprauslu nodilumu. Tālāk redzamais progresa attēls parāda ultraskaņas defoaming efektu.
Ultraskaņas degazēšana: Entrapped gāzes burbuļi tiek noņemti no eļļas, izmantojot ultrasonicator UP400St
Ultraskaņas apstrāde radīs mazus vakuuma burbuļus dzidrā, novecojušā ūdenī. Šie burbuļi piepildās ar izšķīdušu gāzi, kas migrē burbuļos. Līdz ar to burbuļi aug un virzās uz augšu. Degazēšanas efekts ir labi redzams jebkurā caurspīdīgā šķidrumā.
Tā kā ultraskaņa uzlabo mazu suspendēto burbuļu pieaugumu uz šķidro virsmu, tas samazina saskares laiku starp burbuli un šķidrumu. Šī iemesla dēļ tas ierobežo gāzes atkārtotu izšķīdināšanu no burbuļa arī šķidrumā. Tas īpaši interesē augstākas viskozitātes šķidrumus, piemēram, eļļas vai sveķus. Tā kā burbuļiem ir jāpārvietojas uz šķidro virsmu, ultraskaņas degazēšana darbojas labāk, ja tvertne ir sekla, lai laiks uz virsmu būtu īsāks.
Beyond redzamie efekti
Degazēšanas efektu mērījumi, veicot vizuālu pārbaudi, ir ierobežoti ar precizitāti. Gāzes satura mērījumi ir precīzāks veids, kā pastāstīt par ultraskaņas degazēšanas efektivitāti.
Šķidrumi satur noteiktu daudzumu izšķīdušo gāzu. Gāzes koncentrācija ir atkarīga no tādiem faktoriem kā temperatūra, apkārtējās vides spiediens vai šķidruma uzbudinājums. Nemainīgos apstākļos gāzes koncentrācija tuvojas līdzsvaram. Ultraskaņas degazēšana mainīs apstākļus, jo šķidrums ir pakļauts zema spiediena burbuļiem un uzbudinājumam. Tāpēc ultrasonication pazeminās gāzes koncentrāciju šķidrumā zem līdzsvara līmeņa.
Kad ultraskaņas apstrāde apstājas un sākotnējie apstākļi tiek atjaunoti, gāzes koncentrācija atkal lēnām tuvojas sākotnējam līdzsvara līmenim, ja vien šķidrums nav pakļauts gāzes iedarbībai, piemēram, slēgtā pudelē. Tā kā gāzes atkārtota izšķīdināšana šķidrumā ir diezgan lēna, pēc ultraskaņas apstrādes ir iespējams strādāt ar zemu gāzu šķidrumu. Šo efektu ilustrē turpmāk redzamais grafiks.
Ultraskaņas degazēšanas ilustrācija
Degassing pirms Emulgēšanas un izkliedējot
Ultraskaņas degazēšana var uzlabot dispersiju un emulsiju kvalitāti.
Problēma
Bieži vien emulsijas un dispersijas satur virsmaktīvās vielas, lai palielinātu to stabilitāti. Virsmaktīvās vielas kavēs izkliedētā materiāla saskari un sauļošanos vai aglomerāciju šķidrajā fāzē. Šim nolūkam virsmaktīvās vielas veidos slāni ap katru daļiņu. Tās pašas virsmaktīvās vielas var arī iekapsulēt gāzes burbuļus, kas tiek suspendēti šķidrajā fāzē. Šādi stabilizēti burbuļi var izrādīties ļoti izturīgi. Stabilizēti burbuļi patērē virsmaktīvo vielu, samazina emulsijas vai dispersijas kvalitāti un var radīt neparastus rādījumus, mērot daļiņu izmēru.
Solution
Lai samazinātu stabilizēto gāzes burbuļu problēmu, šķidrumi ir jāatgāzē ar ultraskaņas sonication. Pirms pievienot izkliedēto fāzi, piemēram, eļļu vai pulveri, sonicate šķidrumu, līdz rezultātā radītais burbuļu skaits samazinās. Sajaucot citos materiālos, maisot izvairieties no jaunu burbuļu vai virpuļviesuļa radīšanas. Tas ātri palielinātu gāzes saturu.
Piespiežot oglekļa dioksīda out
Degazācijas ietekme tiek izmantota kārbu un pudeļu, kas satur gāzētos dzērienus, piemēram, kolu, sodas vai alus, noplūdes pārbaudē. Lūdzu, noklikšķiniet šeit, lai iegūtu vairāk informācijas par pudeļu noplūdes testēšanu.
Ultraskaņas Degassing īsumā
Šķidrumu ultraskaņas degazēšana darbojas labāk, izmantojot šādus iestatījumus.
- Uzklājiet zemas līdz mērenas ultraskaņas amplitūdas!
- Izmantojiet sonotrodes ar lielu virsmas laukumu, piemēram, radiāli izstaro sonotrodes!
- Nodrošiniet zemu spiedienu vai vakuumu virs šķidruma virsmas, vienlaikus apstrādājot ar ultraskaņu!
- Sildiet šķidrumu, lai samazinātu tā viskozitāti!
- Izmantojiet seklu tvertni gāzes atdalīšanai ultraskaņas apstrādes laikā vai pēc tās!
- Izvairieties no vētrainas uzbudinājuma, lai ļautu gāzes burbuļiem pārvietoties uz augšu!
Ultraskaņas degazēšanu var izmantot partijas režīmā vai inline. Inline darbības gadījumā jāuzstāda statīvcaurule gāzes novadīšanai un jāpiemēro gāzes sūknis.