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Desgaseificação ultrassônica e antiespumante de líquidos

A desgaseificação e a remoção de espuma de líquidos usando ultrassom são um processo muito eficaz. A ultrassonografia remove pequenas bolhas de gás suspensas do líquido e reduz o nível de gás dissolvido abaixo do nível de equilíbrio natural.

A desgaseificação e a desespumação de líquidos são necessárias para muitos fins, como os seguintes processos:

  • preparação da amostra antes da medição do tamanho das partículas para evitar erros de medição
  • Desgaseificação de óleo e lubrificante antes do bombeamento para reduzir o desgaste da bomba devido à cavitação
  • desgaseificação de alimentos líquidos, por exemplo, suco, molho ou vinho, para reduzir o crescimento microbiano e aumentar a vida útil
  • Desgaseificação de polímeros e vernizes antes da aplicação, cura ou infusão a vácuo
A desgaseificação de líquidos é uma aplicação poderosa dos dispositivos ultrassônicos Hielscher. O vídeo mostra o Hielscher UP200S durante a desgaseificação do óleo.

Desgaseificação ultrassônica e antiespumação de óleo

Miniatura do vídeo

Ao sonicar líquidos, as ondas sonoras que se propagam da superfície radiante para o meio líquido resultam em ciclos alternados de alta e baixa pressão, com taxas dependendo da frequência. Durante o ciclo de baixa pressão, as ondas ultrassônicas podem criar pequenas bolhas de vácuo ou vazios no líquido. O grande número de bolhas pequenas gera uma alta área total de superfície de bolhas. As bolhas também estão bem distribuídas no líquido. O gás dissolvido migra para essas bolhas de vácuo através da grande área de superfície e aumenta o tamanho das bolhas.
As ondas acústicas suportam o toque e a coalescência das bolhas adjacentes, levando a um crescimento acelerado das bolhas. As ondas de sonicação também ajudarão a sacudir as bolhas das superfícies dos vasos e forçarão bolhas menores que repousam abaixo da superfície do líquido a subir e liberar o gás aprisionado para o meio ambiente.

A desgaseificação de líquidos é uma aplicação poderosa dos dispositivos ultrassônicos Hielscher. O vídeo mostra o Hielscher UP200S durante a desgaseificação da água.

Desgaseificação de água usando o UP200S com sonotrodo S40

Miniatura do vídeo

Desgaseificação ultrassônica de óleo usando um processador ultrassônico UP200S (200 Watts)

Desgaseificação ultrassônica de óleo usando um processador ultrassônico Hielscher 200 Watts.

Coloque-o à prova

O processo de desgaseificação e desespumação de líquidos pode ser facilmente visível. Em um copo de vidro com água da torneira recém-derramada, o ultrassom forçará as pequenas bolhas suspensas a se aglutinarem e subirem rapidamente. Você pode ver esse efeito na imagem de progresso abaixo.

Ilustra a desgaseificação ultrassônica de água em uma série de três fotos.

Desgaseificação ultrassônica de água (5 segundos)

O óleo agitado contém um grande número de bolhas ou espuma suspensas. Em particular em refrigerantes, isso é um problema. Lá, as bolhas de gás promovem o desgaste induzido pela cavitação em bombas ou bicos. A imagem de progresso abaixo mostra o efeito antiespumante ultrassônico.

A desgaseificação ultrassônica é uma técnica eficiente para a remoção rápida e eficaz de gases de líquidos como óleos, água, solventes, etc.

Desgaseificação ultrassônica: Bolhas de gás aprisionadas são removidas do óleo usando o ultrassônico UP400St

A sonicação gerará pequenas bolhas de vácuo em água clara e velha. Essas bolhas se enchem de gás dissolvido, que migra para dentro das bolhas. Consequentemente, as bolhas crescem e sobem. O efeito de desgaseificação é bem visível em qualquer líquido translúcido.
Como o ultrassom melhora a subida de pequenas bolhas suspensas para a superfície do líquido, ele também reduz o tempo de contato entre a bolha e o líquido. Por esse motivo, também limita a redissolução do gás da bolha para o líquido. Isso é de particular interesse para líquidos de maior viscosidade, como óleos ou resinas. Como as bolhas precisam se mover para a superfície do líquido, a desgaseificação ultrassônica funciona melhor, se o recipiente for raso, de modo que o tempo até a superfície seja menor.

Pedido de Informação







Além dos efeitos visíveis

A medição dos efeitos de desgaseificação por inspeção visual é limitada em precisão. As medições do teor de gás são uma maneira mais precisa de informar sobre a eficiência da desgaseificação ultrassônica.

Os fluidos contêm uma certa quantidade de gás dissolvido. A concentração do gás depende de fatores como temperatura, pressão ambiente ou agitação do líquido. Sob condições constantes, a concentração de gás se aproximará de um equilíbrio. A desgaseificação ultrassônica mudará as condições, porque o líquido é exposto a bolhas de baixa pressão e agitação. Portanto, a ultrassonografia reduzirá a concentração de gás no líquido para abaixo do nível de equilíbrio.
Quando a sonicação parar e as condições iniciais forem restabelecidas, a concentração de gás aproximar-se-á lentamente do nível de equilíbrio inicial, a menos que o líquido não seja exposto a nenhum gás, por exemplo, em uma garrafa fechada. Como a redissolução do gás no líquido é bastante lenta, é possível trabalhar com o líquido com baixo teor de gás após a sonicação. O gráfico abaixo ilustra esse efeito.

A desgaseificação ultrassônica remove o ar e os gases dissolvidos de forma eficiente dos líquidos. Isso torna a sonicação uma técnica rápida e eficaz de desaeração.

Ilustração da desgaseificação ultrassônica da água

Desgaseificação antes de emulsionar e dispersar

A desgaseificação ultrassônica pode melhorar a qualidade das dispersões e emulsões.

O problema

Freqüentemente, emulsões e dispersões contêm surfactantes para aumentar sua estabilidade. Os surfactantes inibirão o contato e a coalescência ou aglomeração do material disperso na fase líquida. Para isso, os surfactantes formarão uma camada ao redor de cada partícula. Os mesmos surfactantes também podem encapsular bolhas de gás que ficam suspensas na fase líquida. Essas bolhas estabilizadas podem ser muito robustas. As bolhas estabilizadas consomem surfactante, reduzem a qualidade da emulsão ou dispersão e podem gerar leituras erráticas ao medir o tamanho das partículas.

A solução: desgaseificação ultrassônica

Para reduzir o problema de bolhas de gás estabilizadas, os líquidos devem ser desgaseificados por sonicação. Antes de adicionar a fase dispersa, como óleo ou pó, sonice o líquido até que o número de bolhas geradas diminua. Ao misturar outros materiais, evite gerar novas bolhas ou um vórtice enquanto agita. Isso aumentaria o teor de gás rapidamente.

Forçando o dióxido de carbono para fora

O efeito da desgaseificação está sendo usado no teste de vazamento de latas e garrafas contendo bebidas carbonatadas, como cola, refrigerante ou cerveja. Clique aqui para obter mais informações sobre o teste de vazamento de garrafas.

Desgaseificação ultrassônica em resumo

A desgaseificação ultrassônica de líquidos funciona melhor ao usar a configuração a seguir.

  • Aplique amplitudes ultrassônicas baixas a moderadas!
  • Use sonotrodos com uma grande área de superfície, por exemplo, sonotrodos emissores radiais!
  • Forneça uma baixa pressão ou vácuo acima da superfície do líquido durante a sonicação!
  • Aqueça o líquido, para reduzir sua viscosidade!
  • Use um recipiente raso para a separação do gás durante ou após a sonicação!
  • Evite agitação turbulenta para permitir que as bolhas de gás subam!

A desgaseificação ultrassônica pode ser usada em modo de lote ou em linha. No caso de uma operação em linha, um tubo vertical para a descarga do gás deve ser instalado e uma bomba de gás deve ser aplicada.

Solicite mais informações!

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