Ļoti efektīva šķidrumu deerēšana, izmantojot Ultrasonics

Gāzes izņemšana no šķidrumiem

Termini "deaerēšana,degazēšana un atgāzēšana" attiecas uz brīvo un izšķīdušo gāzu, jo īpaši reaktīvo gāzu, piemēram, skābekļa vai CO₂, no šķidruma. Skābekļa likvidēšana ir svarīga, lai novērstu kaitīgas izmaiņas tiešajā tirgū un uzlabotu pakārtoto pārstrādi. Degazēšana ir nepieciešams apstrādes solis daudziem lietojumiem un nozarēm. Rūpnieciskajā ražošanā degazēšana ir kopīgs procesa posms, lai nodrošinātu produktu stabilitāti, kvalitāti un nepārtrauktus produktu standartus. Skābeklis ir faktors, kas ietekmē produkta kvalitāti un stabilitāti dažādos līmeņos.
Tāpēc atsāršanās ir iedibināts procesa posms pārtikas & dzērienu, ķīmijas, farmācijas un kosmētikas rūpniecība. Bet arī laboratorijās paraugiem pirms analīzes bieži vien ir jāveic degazēšana (piemēram, pirms HPLC, testiem, daļiņu mērījumiem utt.).
Bieži vien sajaukšanas procesi, piemēram, augstas bīdes asmens vai rotācijas lāpstiņriteņa maisītāji bieži padara turpmāku produkta degazēšanu par nepieciešamu, jo šīs sajaukšanas metodes parasti ievada produktā lielu daudzumu gāzu. Šādai gāzes un gaisa ieslēgumi parasti ir negatīva ietekme uz produktu, jo tie var padarīt taukus un eļļas sasmacis, pasliktināt produktus oksidācijas, krāsas izmaiņas un nevēlamas izmaiņas smarža un garša. Tā kā atgāzēti produkti ir ķīmiski stabilāki un tiem ir ilgāks glabāšanas laiks, degazifikācija ir būtisks pārstrādes posms, kam nepieciešama uzticama tehnika.

Ultraskaņas degazēšana: Iesprūstu gāzes burbuļi tiek noņemti no eļļas, izmantojot ultrasonatoru UP400St

Ultraskaņas degazifikācija un deerācija

Ultraskaņas degazifikācija un atjautināšana ir ļoti spēcīga alternatīva tradicionālajām šķidrumu degazēšanas metodēm, kas ietver viršanu, spiediena samazināšanu līdz vakuumam vai sparging ar inertām gāzēm. Šīs tradicionālās degazēšanas metodes bieži nāk ar trūkumiem, piemēram, termisko degradāciju (apkures dēļ), laikietilpīgu un enerģiju patērējošu pārstrādi un/vai nepietiekamu gāzes aizvākšanu. Ultraskaņas degazēšana ir balstīta uz akustiskās kavitācijas darba principu. Kad lieljaudas ultraskaņas viļņi ir savienoti šķidrumā, šķidrums tiek saspiests un paplašināts augsta spiediena un zema spiediena ciklu laikā. Zema spiediena ciklu laikā tiek izveidoti minūšu vakuuma burbuļi (tā sauktie kavitācijas burbuļi), kas aug vairākos spiediena ciklos. Šajos burbuļu augšanas ciklos izšķīdinātās gāzes šķidrumā nonāk vakuuma burbulī, lai vakuuma burbulis pārvērstos augošos gāzes burbuļos. Turklāt mikroturbulences un šķidrās sprauslas izraisa intensīvu uzbudinājumu un masas pārnesi. Šie ultrasoniski ģenerētie apstākļi izraisa gāzes burbuļu koalīziju, kas ir mazo izšķīdušo gāzu burbuļu apvienošanās ar lielākiem gāzes burbuļiem, kas ātri paceļas uz šķidruma virsmas, kur tie atstāj šķidrumu.
Temperatūras izmaiņas, ko izraisa ultraskaņas vibrācija un kavitācija, ir ierobežotas ar ļoti mazām vietējām telpām, un temperatūras pieaugumu kopējā apjomā var atstāt novārtā, jo tas netraucē produkta kvalitātei.
Atkarībā no šķidruma vai vircas tilpuma, viskozitātes un gāzes ieslēgumiem ultraskaņas deaerāciju var palaist kā partiju vai inline procesu. Lieljaudas ultraskaņas zonde izdala akustisko kavitāciju šķidrumā, lai šķidrums būtu efektīvi degazēts.
Ultraskaņas degazificēšanu var īstenot arī, lai uzlabotu jau esošās degazēšanas sistēmas, piemēram, apkuri, vakuumu vai sēpšanu.
Ultraskaņas degazēšana un defoamēšana tiek izmantota rūpnieciskā mērogā, lai noņemtu izšķīdinātas gāzes no ūdens, eļļām, pārtikas produktiem un dzērieniem, ķīmiskajiem šķīdumiem, hidrauliskajiem šķidrumiem, dzesēšanas šķidrumiem, jēlnaftas, emulsijām, krāsām, krāsām, tintēm, adhezīviem, lakām, pārklājumiem, epoksijām, šampūniem, mazgāšanas līdzekļiem un daudziem citiem produktiem.

Ultraskaņas degazēšana, izmantojot plūsmas šūnu iestatījumus. Šis eksperiments bija prototips maza mēroga ūdens cilpa ar tilpumu 0,8 galonu, inertu gāzes plūsmu 0,2 sfcm / min, un intensitāti 275 W / cm2. Tas liecina, ka skābekļa noņemšanas laiks samazinās par aptuveni 70%.
Pētījums un attēls: Rubio et al. 2016

Ultraskaņas degazēšana inline iestatījumā, izmantojot ultrasonatoru UIP1000hdT ar plūsmas šūnu.

Ultrasoniski uzlabots spargings

Sparging šķidrumi ar inertu gāzi (pazīstams arī kā inertas gāzes attīrīšanas) ir kopīga apstrāde, lai novērstu nevēlamas gāzes, piemēram, skābekli un oglekļa dioksīdu no šķidruma. Sparging pieteikumus, slāpeklis, argons, hēlijs un citas inertas gāzes parasti izmanto. Burbuļošana risinājums ar augstas tīrības (parasti inerts) gāzi var izraut nevēlamu, parasti reaktīvas izšķīdušas gāzes, piemēram, skābekļa un oglekļa dioksīda. Siergošanas process balstās uz masveida nodošanu un pats par sevi ir diezgan lēna procedūra. Es gribētu pastiprināt stiepes ar inertām gāzēm, šķidrās gāzes šķīdums bieži tiek enerģiski satraukti sakratīts un uz ilgu laiku burbuļo. Ultrasonication ir degazifikācijas intensificējoša metode, kas uzlabo masas pārnesi un tādējādi ievērojami sējo. Kad lieljaudas ultraskaņas viļņi ir savienoti šķidrumos vai šķidrās, tiek ģenerēti kavitācijas burbuļi. Šie kavitācijas burbuļi sašķeļ lielākus iztīrīšanas gāzes burbuļus mazos burbuļos un vienmērīgi izkliedē burbuļus, kas nodrošina ātrāku un tīrāku degazēšanas efektu. Intensīvā uzbudinājums un satricinājumi, ko rada ultrasonikācija, veicina gāzu-šķidruma masas pārnesi un tādējādi ātru nevēlamu gāzu noņemšanu.
Lai paātrinātu un padarītu siešanas procedūru efektīvāku, tiek izmantota augstas veiktspējas ultraskaņas izmantošana, lai sonomehaniski uzlabotu masas pārneses veiktspēju starp gāzi un šķidrumu. Akustiskās kavitācijas radītā sonomehāniskā iedarbība ietver vietējā spiediena un temperatūras atšķirības, mikroturbulences un uzbudinājumu. Šie spēki uzlabo degazēšanas veiktspēju, veicinot difūzās masas pārneses palielināšanos burbuļu sabrukuma, dispersijas un turpmākas starpsejas zonas palielināšanās dēļ, kas beidzot izraisa iesprūdušu gāzu ātru izvadīšanu no šķidruma.
Lai sasniegtu vēlamo atgāzēšanas efektu, ir nepieciešama lieljaudas ultrasonikācija. Ja šķidrums ir saudzēts ar inertu gāzi divfāzu plūsmā, ir vēlams, lai palielinātu masas pārneses un atdalīšanas ātrumu izšķīdušo gāzu. Piemērojot rektificētu difūziju, var būt grūti, jo iesprūst un izšķīdušo gāzu burbuļi mēdz izvairīties no iekļūšanas ultraskaņas kavitācijas laukā ar zemāku intensitāti. Tomēr pie paaugstinātas intensitātes (augstāka par 300 W/cm² aptuveni 20 kHz) gāzes burbuļi vairs neatvairās no kavitācijas zonas un tos sadala sonomehāniskie spēki. (cf. Jagannathan et al. 2011)

Izkausēta alumīnija sakausējumu ultraskaņas degazēšana

Šķidro metālu kavitācijas paaudze ir ļoti prasīga pielietojums, un ir tikai ļoti maz metožu, lai ražotu pietiekamu un uzticamu kavitāciju metāla kausējumos. Tomēr kavitācijas ātrums un intensitāte ir būtiski faktori, kas veido degazifikācijas rezultātus. Efektīvai degazifikācijai ir nepieciešama uzticama kavitācija, lai panāktu maksimālu metāla kausēšanas strukturālo pilnumiem. Intensīva kavitācija ar augstas performace ultraskaņas var uzlabot degazēšanu par 30 līdz 60%.
Ultraskaņas zondes tipa atgāzējus uzskata par vienu no uzticamākajām atgāzēšanas metodēm, kas ir izrādījušās zinātniski dzīvotspējīgas mazā un lielā mērogā. Intensīvas akustiskās kavitācijas paaudze ir atkarīga no dažādiem faktoriem, tostarp ultraskaņas procesa parametriem, metāla sastāva, virsmas spraiguma, kušanas temperatūras, viskozitātes, kā arī gāzes ieslēgumu tilpuma un šķīdināšanas līmeņa metāla kausējumā. Ultraskaņas procesa parametrus var precīzi noregulēt uz metāla kausējuma sastāvu un ietekmējošiem faktoriem, lai iegūtu pareizo kavitācijas intensitāti. Precīza ultraskaņas parametru pielāgošana ir būtiska metālu kausēju ultraskaņas degazifikācijas priekšrocībām. Ultraskaņas degazēšanas galvenās priekšrocības ietver augstu degazēšanas ātrumu un procesa samazināto ietekmi uz vidi. Tā kā ultraskaņas degazifikācija izraisa tikai ļoti mazus izdedzinājumus, ultraskaņas metāla kausēšanas degazēšana ir zaļa, videi draudzīga tehnika.
Degazējošas alumīnija kausējuma: Ultraskaņas degazēšana ir pierādīta metode, lai palielinātu alumīnija sakausējumu blīvumu un samazinātu ūdeņraža saturu alumīnija sakausējumos. Salīdzinot ar alternatīvām degazēšanas procedūrām, piemēram, atgāzēšanu, izmantojot rotācijas lāpstiņriteni, ultraskaņas degazēšanu ar ātrumu un efektivitāti. Pētījumi ir parādījuši, ka ultraskaņas zonde degazēšanas sistēma bija apmēram 3 reizes ātrāka nekā ar lāpstiņriteni darbināma gāzes aizvadīšana.
Tā kā ultraskaņas degazifikācija neietver parasto metāla maisīšanu, aizsargalumīnijs uz kausēšanas virsmas netiek traucēts. Saglabājot alumīnija oksīda slāni neskartu, alumīnija oksīds tiek ievadīts alumīnija oksīds tā, lai tas saglabātu tā aizsargājošu iedarbību pret atmosfēras piesārņotājiem. Ultraskaņas degazēšana uzlabo graudu precizēšanu un alumīnija sakausējumu struktūru. Tas papildus ultrasoniski veicinātai nemetālisko gāzu ieslēgumu noņemšanai no šķidrā alumīnija padara ar ultraskaņu orientētu metāla kausējumu par izcilu tehniku augstas kvalitātes metāla lēju ražošanai.
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.

Augstas jaudas ultraskaņas degazēšanas sistēmas

Hielscher Ultrasonics ir ilgtermiņa pieredzes ražotājs augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtas, kas tiek izmantota visā pasaulē laboratorijās un rūpnieciskajā ražošanā. Šķidrumu un vircas degazifikācija ir prasīga programma, kas prasa lieljaudas ultraskaņas zondes, kas var savienot izveidotas amplitūdas šķidrumos, lai novērstu iesprūst gāzes burbuli un gaisa kabatas. Visas Hielscher ultraskaņas ierīces ir projektētas un ražotas tā, lai br darbināmas 24/7 pilnā slodzē. Ultraskaņas procesori ir pieejami no kompaktiem 50 vatiem laboratorijas ultrasonatoru uz 16 000 vatiem jaudīgām inline ultraskaņas sistēmām. Dažādas pastiprinātājs ragi, sonotrodes un plūsmas šūnas ļauj individuāli setup ultraskaņas degazēšanas sistēmas sarakstē ar šķidrumu, viskozitāti un gāzes ieslēgumi.
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.

Partija un iekļautā

Hielscher ultraskaņas zondes degazifikācijai var izmantot partijas un nepārtrauktas inline degaification un deaeration. Atkarībā no tilpuma, viskozitātes un ienrūpētajām gāzēm mēs ieekonoscēs jums vispiemērotāko ultraskaņas atgāzēšanas iestatījumu.

Ultraskaņas zondes jebkura sējuma degazīšanai

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem pār galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas degazēšanas iekārtu jūsu šķidrumam, procesa jaudai un ražošanas mērķiem.

Precīzi kontrolējama amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visas Hielscher ultraskaņas degazēšanas sistēmas ir precīzi kontrolējamas un tādējādi uzticamas darba zirgi. Amplitūda ir viens no būtiskiem procesa parametriem, kas ietekmē sonomehāniski izraisītas degazifikācijas efektivitāti un lietderību. Visi Hielscher Ultrasonics’ procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātājs ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
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!
Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu atārīšanas procesa prasībām.

Augstākā kvalitāte – Projektē un ražo Vācijā

Hielscher kā ģimenei piederošs un ģimenes uzņēmums nosaka visaugstākos kvalitātes standartus saviem ultraskaņas procesoriem. Visi ultraskaņas aparāti ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācija. Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība pilnā slodzē un sarežģītā vidē ir Hielscher augstas veiktspējas atgāzēju dabiska īpašība.