Zeer efficiënte ontluchting van vloeistoffen met behulp van ultrasonica

Hoewel ontgassing of outgassing vaak een uiterst tijdrovende processtap is, kan ultrasoonreiniging de coalescentie van gasbellen en hun stijging aanzienlijk versnellen. Ultrasone outgassing kan worden gebruikt in batch en inline opstellingen en kan ook worden gecombineerd met conventionele ontgassingstechnieken zoals sparging met inerte gassen, waaiergassers, verwarming of vacuüm om de efficiëntie en snelheid van de gasverwijdering te verbeteren.

Het verwijderen van gas uit vloeistoffen

De termen ontgassing, ontgassing en ontgassing hebben betrekking op het verwijderen van vrije en opgeloste gassen, met name reactieve gassen zoals zuurstof of CO2van een vloeistof. Het elimineren van zuurstof is belangrijk om schadelijke veranderingen in het eindproduct te voorkomen en de verwerking ervan te verbeteren. Ontgassing is een noodzakelijke verwerkingsstap voor vele toepassingen en industrieën. In de industriële productie is ontgassing een veel voorkomende processtap om productstabiliteit, kwaliteit en continue productnormen te garanderen. Zuurstof is een factor die de productkwaliteit en -stabiliteit op verschillende niveaus beïnvloedt.
Daarom is ontluchting een gevestigde processtap in het voedsel. & dranken-, chemische, farmaceutische en cosmetische industrie. Maar ook in laboratoria moeten de monsters vaak worden ontgast vóór de analyse (bijv. vóór HPLC, analyses, deeltjesmetingen enz.).
Vaak maken mengprocessen met behulp van bijvoorbeeld hoogscharige schoepen of roterende waaiermixers het achteraf ontgassen van het product noodzakelijk, omdat bij deze mengtechnieken vaak grote hoeveelheden gassen in het product terechtkomen. Dergelijke gas- en luchtinsluitingen hebben meestal negatieve effecten op het product, omdat ze vetten en oliën ranzig kunnen maken, producten kunnen aantasten door oxidatie, verkleuring en ongewenste veranderingen in geur en smaak. Aangezien ontgaste producten chemisch stabieler zijn en langer houdbaar zijn, is ontgassing een essentiële verwerkingsstap die een betrouwbare techniek vereist.
 

Deze video demonstreert de efficiënte ontgassing van viskeuze olie (40cP). Ultrasoonbehandeling verwijdert kleine gasbellen in suspensie uit de vloeistof en verlaagt het niveau van opgelost gas tot onder het natuurlijke evenwichtsniveau.

Ultrasone in-lijn ontgassing & Ontschuimen van olie (40cP)

Video miniatuur

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone doorstroomreactor voor het continu inline ontgassen en ontluchten van vloeistoffen zoals koelvloeistoffen, hydraulische oliën enz. Ultrasoon geluid intensiveert en versnelt de verwijdering van ongewenste gassen en lucht uit vloeistoffen op efficiënte wijze.

Ultrasone ontluchting van vloeistoffen in een ultrasone flowreactor. Ultrasoon geluid intensiveert en versnelt de verwijdering van ongewenste gassen en lucht uit vloeistoffen op efficiënte wijze.

Ultrasoon ontgassen is een efficiënte techniek voor het snel en doeltreffend verwijderen van gassen uit vloeistoffen zoals oliën, water, oplosmiddelen enz.

Ultrasone ontgassing: Ingesloten gasbellen worden uit de olie verwijderd met behulp van de ultrasone ontgasser. UP400St

 

Ultrasone ontgassing en ontluchting

Ultrasone ontgassing en ontgassing is een zeer krachtig alternatief voor de traditionele ontgassingsmethodes van vloeistoffen die onder andere koken, druk reduceren tot vacuüm of sparging met inerte gassen. Deze traditionele ontgassingsmethodes hebben vaak nadelen zoals thermische degradatie (door verhitting), tijd- en energieverslindende verwerking en/of onvoldoende gasverwijdering. Ultrasone ontgassing is gebaseerd op het werkingsprincipe van akoestische cavitatie. Wanneer krachtige ultrasone golven worden gekoppeld tot een vloeistof, wordt de vloeistof gecomprimeerd en geëxpandeerd tijdens respectievelijk hogedruk- en lagedrukcycli. Tijdens lagedrukcycli ontstaan minieme vacuümbellen (zogenaamde cavitatiebellen), die gedurende meerdere drukcycli groeien. Tijdens deze cycli van de groei van de luchtbellen komen de opgeloste gassen in de vloeistof in de vacuümbel terecht, zodat de vacuümbel verandert in groeiende gasbellen. Bovendien veroorzaken micro-turbulenties en vloeistofstralen intense agitatie en massatransfer. Deze ultrasonisch gegenereerde omstandigheden veroorzaken gasbellencoalescentie, wat de vereniging is van kleine opgeloste gasbellen tot grotere gasbellen, die snel opstijgen naar het oppervlak van de vloeistof, waar ze de vloeistof verlaten.
De temperatuurveranderingen die worden veroorzaakt door ultrasone trillingen en cavitatie zijn beperkt tot zeer kleine lokale ruimtes en de temperatuurstijging in het totale volume kan worden verwaarloosd omdat het niet interfereert met de kwaliteit van het product.
 

Ultrasoon ontgassen met een frequentie van 24 kHz bleek efficiënter te zijn dan sonificeren met hogere frequenties. (cf. Rognerud et al. 2020)

Afname van opgelost zuurstof met de tijd voor een ultrasone frequentie van 24 kHz met de sonicator UP400ST bij amplitudes van 100%, 80%, 60%, 40% en 20%.
Studie: ©Rognerud et al., 2020.

 
Afhankelijk van het volume, de viscositeit en de gasinclusies van de vloeistof of de slurry kan de ultrasone ontluchting worden uitgevoerd als een batch- of inline-proces. Een krachtige ultrasone sonde zendt akoestische cavitatie uit in de vloeistof, zodat de vloeistof efficiënt wordt ontgast.
Ultrasone ontgassing kan ook worden toegepast om reeds bestaande ontgassingssystemen te verbeteren, zoals verwarming, vacuüm of vonken.
Ultrasoon ontgassing en ontschuiming wordt op industriële schaal gebruikt om opgeloste gassen te verwijderen uit water, oliën, voedingsmiddelen en dranken, chemische oplossingen, hydraulische vloeistoffen, koelvloeistoffen, boorvloeistoffen, ruwe olie, emulsies, verf, inkt, lijm, vernis, coatings, epoxy's, shampoos, detergenten en vele andere producten.
 

Ultrasone ontgassing verwijdert snel opgeloste gassen uit vloeistoffen.

Ultrasone ontgassing met behulp van een flowcelopstelling. Dit experiment was een prototype van een kleinschalige waterlus met een volume van 0,8 gallon, een inerte gasstroom van 0,2 sfcm/min, en een intensiteit van 275 W/cm2. Dit toont een vermindering van de zuurstofverwijderingstijd met ongeveer 70%.
Studie en beeld: Rubio et al. 2016

 

Ultrasone ontgassing en ontluchting is geschikt voor:

  • Batch en Inline
  • Lage en hoge viscositeit
  • Kleine en grote volumes
  • Koude en warme temperaturen
  • Veelzijdige installaties
  • 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder volledige belasting
Ultrasone ontgassingsopstelling in continue stroom

Ultrasone ontgassing in een inline opstelling met behulp van de ultrasonicator UIP1000hdT met stroomcel.

Het stroomschema toont de opstelling van een ultrasoon inline ontluchtingssysteem

Ultrasone ontgassingsopstelling voor continue inline gasverwijdering

Ultrasonisch Verbeterde Sparging

Het scheiden van vloeistoffen met inert gas (ook wel inert gas purging genoemd) is een veel voorkomende behandeling om ongewenste gassen zoals zuurstof en kooldioxide uit de vloeistof te verwijderen. Voor spargingtoepassingen worden vaak stikstof, argon, helium en andere inerte gassen gebruikt. Het opblazen van een oplossing met een hoogzuiver (meestal inert) gas kan ongewenste, meestal reactief opgeloste gassen zoals zuurstof en kooldioxide verwijderen. Het spargingproces is afhankelijk van de massatransfer en is zelf een vrij langzame procedure. Om het vonken met inerte gassen te intensiveren, wordt de vloeibare-gasoplossing vaak krachtig geagiteerd en langdurig geborreld. Ultrasoon is een ontgassingsintensieve techniek, die de massaoverdracht en daarmee het vonken aanzienlijk verbetert. Wanneer krachtige ultrasone golven worden gekoppeld tot vloeistoffen of slurries, ontstaan er cavitatiebellen. Deze cavitatiebellen breken grotere spoelgasbellen op in kleine belletjes en verspreiden de belletjes gelijkmatig, wat resulteert in snellere en schonere ontgassingseffecten. De intense agitatie en turbulenties die ontstaan door ultrasonicatie bevorderen de gas-vloeistof massaoverdracht en daarmee de snelle verwijdering van ongewenste gassen.
Om de sparging procedure te versnellen en efficiënter te maken, wordt ultrasonica met hoge prestaties gebruikt om de massa-overdracht tussen gas en vloeistof sonomechanisch te verbeteren. De sonomechanische effecten die worden gegenereerd door akoestische cavitatie omvatten lokale druk- en temperatuurverschillen, microturbulenties en agitatie. Deze krachten verbeteren de ontgassingsprestaties door bij te dragen aan een toename van de diffusieve massaoverdracht als gevolg van het uiteenvallen van de luchtbellen, de dispersie en de daaropvolgende toename van het interfaciale gebied, wat uiteindelijk resulteert in een snelle verwijdering van de ingesloten gassen uit de vloeistof.
Om de gewenste outgassing effecten te bereiken, is high-power ultrasonication nodig. Wanneer een vloeistof wordt gespaard met een inert gas in een tweefasenstroom, is een gerectificeerde diffusie gewenst om de massaoverdracht en de verwijdering van opgeloste gassen te verhogen. Het toepassen van gerectificeerde diffusie kan moeilijk zijn omdat ingesloten en opgeloste gasbellen de neiging hebben om het ultrasone cavitatieveld bij lagere intensiteiten niet te betreden. Echter, bij verhoogde intensiteiten (hoger dan 300 W/cm2 bij ca. 20 kHz) gasbellen de cavitatiezone niet meer ontwijken en door sonomechanische krachten worden afgebroken. (cf. Jagannathan et al. 2011)

Het ontgassen van vloeistoffen is een krachtige toepassing van Hielscher ultrasoon apparaten. De video toont de Hielscher UP200S tijdens het ontgassen van water.

Ontgassing van water met behulp van de UP200S met sonotrode S40

Video miniatuur

Ultrasone ontgassing van boorspoeling, uitgevoerd met de sonde-ultrasoonmachine UIP1000hd

Boorspoeling op waterbasis voor en na ultrasone ontgassing met UIP1000hd
Studie en foto door Amani et al. 2016

 

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone ontgassingssystemen met hoog vermogen

Hielscher Ultrasonics is een ervaren fabrikant van hoogwaardige ultrasone apparatuur die wereldwijd wordt gebruikt in laboratoria en industriële productie. De ontgassing van vloeistoffen en slurries is een veeleisende toepassing die ultrasone sondes met een hoog vermogen vereist die vastgestelde amplitudes in vloeistoffen kunnen paren om ingesloten gasbellen en luchtzakken te verwijderen. Alle Hielscher ultrasone apparaten zijn ontworpen en vervaardigd om 24/7 onder volledige belasting te werken. Ultrasone processors zijn verkrijgbaar van compacte 50 watt laboratorium ultrasone apparaten tot 16.000 watt krachtige inline ultrasone systemen. Een grote verscheidenheid aan boosterhoorns, sonotroden en flowcellen maakt een individuele instelling van een ultrasoon ontgassingssysteem mogelijk in overeenstemming met de vloeistof, viscositeit en gasinsluitingen.
Voor de ontgassing en ontgassing van vloeibare metalen zijn nauwkeurig ingestelde en onderhouden amplitudes nodig. Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone sondes die gespecificeerd zijn voor zeer procesgeoptimaliseerde amplitudes en temperaturen. Als uw ontgassingstoepassing ongewone specificaties vereist, zijn aangepaste ultrasone sonotrodes beschikbaar. De robuustheid van Hielscher's ultrasone apparatuur maakt het mogelijk om 24 uur per dag en 7 dagen per week te werken in zware omstandigheden.

Batch en Inline

Hielscher ultrasone sondes voor ontgassing kunnen worden gebruikt voor batch- en continue inline ontgassing en ontgassing. Afhankelijk van het volume, de viscositeit en de ingesloten gassen adviseren wij u de meest geschikte ultrasone ontgassingsopstelling.

Het ontgassen van vloeistoffen is een krachtige toepassing van Hielscher ultrasone apparaten. De video toont de Hielscher UP200S tijdens de ontgassing van de olie.

Ultrasone ontgassing en afschuiming van olie

Video miniatuur

Ultrasone sondes voor het ontgassen van elk volume

Het Hielscher Ultrasonics productassortiment omvat het volledige spectrum van ultrasone processoren, van compacte ultrasone laboratorium ultrasone systemen over bench-top en pilot systemen tot volledig industriële ultrasone processoren met de capaciteit om vrachtwagenladingen per uur te verwerken. Het volledige productassortiment stelt ons in staat om u de meest geschikte ultrasone ontgassingsapparatuur te bieden voor uw vloeistof, procescapaciteit en productiedoelen.

Precies beheersbare amplitudes voor optimale resultaten

Hielscher ultrasoonapparaten kunnen op afstand worden bediend via browserbesturing. Sonicatieparameters kunnen worden bewaakt en nauwkeurig worden aangepast aan de procesvereisten.Alle Hielscher ultrasoon ontgassingssystemen zijn nauwkeurig controleerbaar en daardoor betrouwbaar. De amplitude is een van de cruciale procesparameters die de efficiëntie en effectiviteit van de sonomechanisch geïnduceerde ontgassing beïnvloeden. Alle Hielscher ultrasone ontgassingssystemen’ processoren maken het mogelijk om de amplitude nauwkeurig in te stellen. Sonotrodes en boosterhoorns zijn accessoires die het mogelijk maken om de amplitude in een nog groter bereik te wijzigen. Hielscher's industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren en de vereiste ultrasone intensiteit voor veeleisende toepassingen. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden uitgevoerd in 24 uur per dag, 7 dagen per week.
Nauwkeurige amplitude-instellingen en de permanente bewaking van de ultrasone procesparameters via slimme software geven u de mogelijkheid om de ultrasone procesparameters aan te passen voor de meest effectieve ultrasone ontgassing. Optimale sonicatie voor een zeer efficiënte gasverwijdering!
De robuustheid van Hielscher's ultrasone apparatuur maakt het mogelijk om 24 uur per dag en 7 dagen per week te werken in zware omstandigheden. Dit maakt de ultrasoon apparatuur van Hielscher tot een betrouwbaar werkinstrument dat voldoet aan uw ontgassingsprocessen.

Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf en familiebedrijf stelt Hielscher de hoogste kwaliteitseisen aan zijn ultrasone processoren. Alle ultrasone processoren worden ontworpen, gefabriceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. Robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoon apparatuur maken het een werkpaard in uw productie. 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijk kenmerk van de hoogwaardige ontgassers van Hielscher.

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw ontgassingsproces met u en bieden u een ultrasoon ontgasser aan die aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ontgassing en ontschuiming van vloeistoffen is een interessante toepassing van ultrasone apparatuur. In dit geval verwijdert het ultrageluid opgeloste CO2 uit bier. Met Hielscher ultrasoonapparatuur kunt u vloeistoffen in bekers, tanks of inline (flowcelreactoren) ontgassen of ontschuimen.

Snelle schuimvorming met behulp van Ultrasonics

Video miniatuur



Literatuur / Referenties

Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Hielscher's productassortiment bestrijkt het volledige spectrum van de compacte laboratorium ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasoon systemen.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.


We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.