Extrem de eficient de-aerare a lichidelor folosind ultrasonics

În timp ce degazarea sau outgassing este adesea un pas extrem de consumatoare de timp proces, ultrasonication poate accelera coalescența bulelor de gaz și creșterea lor în mod semnificativ. Outgassing cu ultrasunete pot fi utilizate în lot și inline setup-uri și pot fi, de asemenea, combinate cu tehnici convenționale de degazare, ar fi sparging cu gaze inerte, degazatoare rotor, încălzire sau vid, în scopul de a spori eficiența și viteza de eliminare a gazelor.

Eliminarea gazului din lichide

Termenii deaerare, degazare și de gaze de gazare se referă la îndepărtarea gazelor libere și dizolvate, în special a gazelor reactive, ar fi oxigenul sau CO₂, dintr-un fluid. Eliminarea oxigenului este importantă pentru a preveni modificările dăunătoare ale produsului final și pentru a îmbunătăți prelucrarea în aval. Degazarea este o etapă necesară de procesare pentru multe aplicații și industrii. În industria de fabricație, degazarea este un pas comun de proces pentru a asigura stabilitatea produsului, calitatea și standardele continue ale produselor. Oxigenul este un factor care influențează calitatea și stabilitatea produsului pe diferite niveluri.
Prin urmare, deaeration este un pas de proces stabilit în produsele alimentare & industria băuturilor, a produselor chimice, farmaceutice și cosmetice. Dar, de asemenea, în laboratoare, probele necesită adesea degazare înainte de analiză (de exemplu, înainte de HPLC, teste, măsurători de particule etc.).
Adesea, procesele de amestecare folosind, de exemplu, lama de forfecare mare sau mixere rotatoare rotor face adesea degazarea ulterioară a produsului necesare, deoarece aceste tehnici de amestecare introduc frecvent cantități mari de gaze în produs. Astfel de incluziuni de gaze și aer au, de obicei, efecte negative asupra produsului, deoarece acestea pot face grăsimi și uleiuri râncede, deteriora produsele prin oxidare, decolorare și modificări nedorite ale mirosului și gustului. Deoarece produsele degazate sunt mai stabile din punct de vedere chimic și au o durată de valabilitate mai lungă, degazificarea este o etapă esențială de prelucrare care necesită o tehnică fiabilă.

Degazare cu ultrasunete: Bule de gaz prinse sunt eliminate din ulei folosind ultrasonicator UP400St

Degazificare cu ultrasunete și de-aerare

Degazificarea cu ultrasunete și deaerarea este o alternativă foarte puternică la metodele tradiționale de degazare a lichidelor care includ fierberea, reducerea presiunii la vid, sau sparging cu gaze inerte. Aceste metode tradiționale de degazare vin adesea cu dezavantaje, ar fi degradarea termică (din cauza încălzirii), prelucrarea consumatoare de timp și energie și/sau eliminarea insuficientă a gazelor. Degazarea cu ultrasunete se bazează pe principiul de lucru al cavitației acustice. Atunci când undele cu ultrasunete de mare putere sunt cuplate într-un lichid, lichidul este comprimat și extins în timpul ciclurilor de înaltă presiune și, respectiv, joasă presiune. În timpul ciclurilor de joasă presiune, se creează bule de vid minute (așa-numitele bule de cavitație), care cresc pe parcursul mai multor cicluri de presiune. În timpul acestor cicluri de creștere a bulelor, gazele dizolvate din lichid intră în bula de vid, astfel încât bula de vid să se transforme în bule de gaz în creștere. În plus, microbulențele și jeturile lichide provoacă agitație intensă și transfer de masă. Aceste condiții generate cu ultrasunete provoacă coalescența bulelor de gaz, care este unificarea bulelor de gaz dizolvate mici la bule de gaz mai mari, care se ridică rapid la suprafața lichidului, unde se lasă lichidul.
Schimbările de temperatură cauzate de vibrații cu ultrasunete și cavitație sunt limitate la spații locale foarte mici și creșterea temperaturii în volumul total poate fi neglijată, deoarece nu interferează cu calitatea produsului.
În funcție de volum, vâscozitate și incluziuni de gaz ale lichidului sau dejecțiilor lichide, de-aerare cu ultrasunete poate fi rulat ca lot sau proces inline. O sondă cu ultrasunete de mare putere emite cavitație acustică în lichid, astfel încât lichidul este degazat eficient.
Degazificare cu ultrasunete poate fi, de asemenea, puse în aplicare pentru a îmbunătăți sistemele deja existente degazare, ar fi încălzirea, vid sau sparging.
Degazarea cu ultrasunete și despumarea este utilizată la scară industrială pentru a elimina gazele dizolvate din apă, uleiuri, alimente și băuturi, soluții chimice, fluide hidraulice, agenți de răcire, fluide de foraj, țiței, emulsii, vopsele, cerneluri, adezivi, lacuri, acoperiri, epoxies, șampoane, detergenți și multe alte produse.

Degazare cu ultrasunete folosind o configurare a celulelor de flux. Acest experiment a fost un prototip de buclă de apă la scară mică, cu un volum de 0,8 galoane, debit de gaz inert de 0,2 sfcm/min și o intensitate de 275 W/cm2. Acest lucru arată o reducere a timpului de eliminare a oxigenului cu aproximativ 70%.
Studiu și imagine: Rubio et al. 2016

Degazare cu ultrasunete într-o configurare inline folosind ultrasonicator UIP1000hdT cu celulă de curgere.

Sparging ultrasonically îmbunătățită

Lichidele de spaging cu gaz inert (cunoscut și sub numele de epurare a gazelor inerte) este un tratament comun pentru eliminarea gazelor nedorite, ar fi oxigenul și dioxidul de carbon din lichid. Pentru aplicațiile de sparging, azotul, argonul, heliul și alte gaze inerte sunt utilizate în mod obișnuit. Barbotarea unei soluții cu un gaz de înaltă puritate (de obicei inert) poate scoate gaze dizolvate nedorite, de obicei reactive, ar fi oxigenul și dioxidul de carbon. Procesul de sparging se bazează pe transferul în masă și este în sine o procedură destul de lentă. Am scopul de a intensifica sparging cu gaze inerte, soluția de gaz lichid este adesea agitat viguros și bubbled pentru o lungă perioadă de timp. Sonicare este o tehnică de degazificare-intensificare, care îmbunătățește transferul de masă și, prin urmare, sparging semnificativ. Atunci când undele cu ultrasunete de mare putere sunt cuplate în lichide sau slurries, bule de cavitație sunt generate. Aceste bule de cavitație descompun bulele de gaz de epurare mai mari în bule mici și dispersează bulele uniform, ceea ce duce la efecte de degazare mai rapide și mai curate. Agitația intensă și turbulențele create de ultrasonication promovează transferul de masă gaz-lichid și, prin urmare, îndepărtarea rapidă a gazelor nedorite.
În scopul de a accelera și de a face procedura de sparging mai eficient, ultrasonics de înaltă performanță este utilizat pentru a îmbunătăți sonomechanic performanța transferului de masă între gaz și lichid. Efectele sonomecanice generate de cavitația acustică includ diferențele locale de presiune și temperatură, microturbulențe și agitație. Aceste forțe îmbunătățesc performanța de degazare prin contribuția la o creștere a transferului de masă difuziv datorită destrămării bulelor, dispersiei și creșterii ulterioare a zonei interfaciale, ceea ce duce în cele din urmă la îndepărtarea rapidă a gazelor prinse din lichid.
Pentru a obține efectele dorite de outgassing, este necesară ultrasonication de mare putere. Atunci când un lichid este scutit cu un gaz inert într-un flux în două faze, se dorește difuzarea rectificată pentru a crește rata de transfer în masă și de îndepărtare a gazelor dizolvate. Aplicarea difuziei rectificate poate fi dificilă, deoarece bulele de gaz prinse și dizolvate tind să evite intrarea în câmpul de cavitație cu ultrasunete la intensități mai mici. Cu toate acestea, la intensități crescute (mai mare de 300 W/cm² la aproximativ 20 kHz) bulele de gaz nu mai evită zona de cavitație și sunt rupte de forțele sonomecanice. (vezi Jagannathan et al. 2011)

Degazarea cu ultrasunete a aliajelor de aluminiu topit

Generarea de cavitație în metale lichide este o aplicație extrem de solicitantă și există doar foarte puține tehnici pentru a produce cavitație suficientă și fiabilă în topirea metalelor. Cu toate acestea, rata și intensitatea cavitației sunt factori esențiali care modelează rezultatele degazificării. Degazificarea eficientă necesită cavitație fiabilă pentru a obține un rafinament structural maxim al topirii metalelor. Cavitația intensă prin ultrasunete de înaltă performanță poate îmbunătăți degazarea cu 30 până la 60%.
Degazele de tip sondă cu ultrasunete sunt considerate a fi una dintre cele mai fiabile metode de outgassing, care s-au dovedit viabile științific la scară mică și mare. Generarea de cavitație acustică intensă depinde de diverși factori, inclusiv parametrii de proces cu ultrasunete, compoziția metalului, tensiunea superficială, temperatura de topire, vâscozitatea, precum și nivelul de volum și dizolvare a incluziunilor de gaze în topirea metalelor. Parametrii de proces cu ultrasunete pot fi reglate cu precizie la compoziția de topire a metalelor și factorii de influență, astfel încât intensitatea corectă a cavitației este obținută. Ajustarea exactă a parametrilor cu ultrasunete sunt fundamentale pentru avantajele degazificare cu ultrasunete de metal se topește. Principalele avantaje ale degazare cu ultrasunete includ rate ridicate de degazare și impactul redus asupra mediului al procesului. Deoarece degazificarea cu ultrasunete are ca rezultat numai foarte puțini zgură, degazarea cu ultrasunete a metalului este o tehnică ecologică, ecologică.
Degazarea aluminiului se topește: Degazarea cu ultrasunete este o metodă dovedită de creștere a densității aliajelor de aluminiu și de scădere a conținutului de hidrogen din aliajele de aluminiu. În comparație cu procedurile alternative de degazare, ar fi outgassing prin utilizarea unui rotor rotativ, degazare cu ultrasunete excelează prin viteză și eficiență. Studiile au arătat că un sistem de degazare sondă cu ultrasunete a fost de aproximativ 3 ori mai rapid decât îndepărtarea de gaz rotor-driven.
Deoarece degazificarea cu ultrasunete nu implică agitarea metalelor convenționale, oxidul protector de aluminiu de pe suprafața topirii nu este perturbat. Păstrarea intactă a stratului de oxid de aluminiu împiedică introducerea oxidului de aluminiu în topirea aluminiului, astfel încât să mențină efectul protector împotriva contaminanților atmosferici. Degazarea cu ultrasunete îmbunătățește rafinamentul de cereale și structura aliajelor de aluminiu. Acest lucru, în plus față de îndepărtarea ultrasonic promovat de incluziuni de gaze non-metalice din aluminiu lichid, face tratamente de topire a metalelor cu ultrasunete o tehnică superioară pentru producția de piese turnate metalice de înaltă calitate.
Degazificarea topirii metalelor, ar fi aliajele de aluminiu, necesită echipamente ultrasonice de înaltă performanță, de înaltă putere. Sonda cu ultrasunete trebuie să fie specificate pentru utilizare cu temperaturi ridicate și vâscozitate ridicată. Ultrasonicator trebuie să fie în măsură să livreze și să mențină amplitudini constante pe perioade lungi de timp. Hielscher Ultrasonics este specializat în dezvoltarea, fabricarea și distribuția de echipamente cu ultrasunete de mare putere pentru aplicații solicitante, ar fi degazificarea topirii metalelor. Furnizarea de ultrasonicators de înaltă performanță la orice scară și sonde cu ultrasunete dezvoltate special pentru tratamentul metalelor lichide, Hielscher Ultrasonics este partenerul tau pentru aplicații fiabile și eficiente de topire a metalelor.

Sisteme de degazare cu ultrasunete de mare putere

Hielscher Ultrasonics este pe termen lung experiente producator de echipamente cu ultrasunete de înaltă performanță, care este utilizat la nivel mondial în laboratoare și producție industrială. Degazificarea lichidelor și slurries este o aplicație solicitantă care necesită sonde cu ultrasunete de mare putere, care pot cupla amplitudinile stabilite în lichide pentru a elimina bule de gaz prinse și buzunare de aer. Toate dispozitivele cu ultrasunete Hielscher sunt proiectate și fabricate pentru a br operat pentru 24 / 7 sub sarcină completă. Procesoare cu ultrasunete sunt disponibile de la compact 50 wați ultrasonicators de laborator la 16.000watts puternic inline sisteme cu ultrasunete. O mare varietate de coarne de rapel, sonotrodes și celule de flux permite configurarea individuală a unui sistem de degazare cu ultrasunete în corespondență cu lichid, vâscozitate și incluziuni de gaze.
Pentru deaerarea și degazarea metalelor lichide, sunt necesare amplitudini stabilite și menținute cu precizie. Hielscher Ultrasonics produce sonde cu ultrasunete de înaltă performanță, care sunt specificate pentru amplitudini și temperaturi foarte optimizate pentru procese. În cazul în care cererea de degazare necesită specificații neobișnuite, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante.

Lot și în linie

Hielscher sonde cu ultrasunete pentru degazificare pot fi utilizate pentru lot și degazificare continuă în linie și deaerare. În funcție de volum, vâscozitate și gaze prinse, vă vom recomanda cel mai potrivit setup de outgassing cu ultrasunete.

Sonde cu ultrasunete pentru degazare orice volum

Hielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste bench-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cele mai potrivite echipamente de degazare cu ultrasunete pentru lichid, capacitatea de proces și obiectivele de producție.

Amplitudini controlabile precise pentru rezultate optime

Toate sistemele de degazare cu ultrasunete Hielscher sunt controlabile cu precizie și, prin urmare, cai de lucru fiabile. Amplitudinea este unul dintre parametrii cruciali ai procesului care influențează eficiența și eficacitatea degazificării induse de sonomechanic. Toate Hielscher Ultrasonics’ procesoarele permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodes și coarne de rapel sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-o gamă și mai largă. Hielscher de procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari și să livreze intensitatea cu ultrasunete necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționare 24/7.
Setările precise de amplitudine și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul software-ului inteligent vă oferă posibilitatea de a ajusta parametrii procesului cu ultrasunete pentru cea mai eficientă degazificare cu ultrasunete. Sonicare optimă pentru îndepărtarea foarte eficientă a gazelor!
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante. Acest lucru face hielscher de echipamente cu ultrasunete un instrument de lucru de încredere, care îndeplinește cerințele dumneavoastră procesul de deaeration.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și administrată de o familie, Hielscher prioritizează cele mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicators sunt proiectate, fabricate și testate temeinic în sediul nostru din Teltow lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentului cu ultrasunete Hielscher face un cal de lucru în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a degazatoarelor de înaltă performanță hielscher.