Ультразвуковая дегазация и обезжиривание жидкостей
Дегазаирование и обезвреживание жидкостей с использованием ультразвуковых является очень эффективным процессом. Ультразвук удаляет из жидкости небольшие подвесные пузырьки газа и снижает уровень растворенного газа ниже уровня естественного равновесия.
Дегазации и дефоаминг жидкостей требуется для многих целей, таких как следующие процессы:
- подготовка образца до измерения размера частицы, чтобы избежать ошибок измерения
- дегазация масла и смазки перед перекачкой, чтобы уменьшить износ насоса из-за кавитации
- дегазации жидких продуктов, например сока, соуса или вина, для снижения роста микробов и увеличения срока годности
- дегазации полимеров и лаков перед нанесением, лечением или вакуумным вливанием
При звуковой жидкости, звуковые волны, которые распространяются от излучающей поверхности в жидком средстве массовой информации привести к чередованию высокого давления и низкого давления циклов, со скоростью в зависимости от частоты. Во время цикла низкого давления ультразвуковые волны могут создавать небольшие вакуумные пузырьки или пустоты в жидкости. Большое количество небольших пузырьков генерирует высокую общую площадь поверхности пузыря. Пузыри также хорошо распределены в жидкости. Растворенный газ мигрирует в эти вакуумные пузырьки через большую площадь поверхности и увеличивает размер пузырьков.
Акустические волны поддерживают прикосновения и коалесценции соседних пузырьков приводит к ускоренному росту пузырьков. Озвучивание волны также поможет трясти пузыри от поверхностей сосуда и заставит мелкие пузырьки покоящиеся ниже поверхности жидкости, чтобы подняться до конца и выпустить захваченный газ в окружающую среду.
Ультразвуковая дегазации масла с помощью ультразвукового процессора Hielscher 200 Вт.
Положите его на тест
Процесс дегазации и дефоаминга жидкостей может быть легко виден. В стеклянном стакане свежезалитой водопроводной воды ультразвук заставит небольшие подвесные пузырьки слиться и быстро двигаться вверх. Вы можете увидеть этот эффект на рисунке прогресса ниже.
Ультразвуковая дегазация воды (5 секунд)
Взволнованное масло содержит большое количество подвесных пузырьков или пены. В частности, в хладок, это проблема. Там пузырьки газа способствуют кавитации индуцированного износа в насосах или соплах. На рисунке прогресса ниже показан ультразвуковой эффект дефоаминга.
Ультразвуковой дегазации: Entrapped пузырьки газа удаляются из нефти с помощью ультразвукового UP400St
Sonication будет генерировать небольшие вакуумные пузыри в чистой, несвежие воды. Эти пузырьки заполняются растворенным газом, который мигрирует в пузырьки. Следовательно, пузырьки растут и движутся вверх. Эффект дегазации хорошо виден в любой полупрозрачной жидкости.
По мере того как ультразвук улучшает подъем малых подвешеных пузырей к жидкой поверхности, он уменьшает время контакта между пузырем и жидкостью, слишком. По этой причине он ограничивает повторное растворение газа из пузыря в жидкость, тоже. Это представляет особый интерес для жидкостей более высокой вязкости, таких как масла или смолы. Так как пузырьки должны двигаться к жидкой поверхности, ультразвуковой дегазации работает лучше, если контейнер мелкий, так что время на поверхность короче.
Помимо видимых эффектов
Измерение эффектов дегазации с помощью визуального осмотра ограничено в точности. Измерения содержания газа являются более точным способом рассказать об эффективности ультразвуковой дегазации.
В жидкостях содержится определенное количество растворенного газа. Концентрация газа зависит от таких факторов, как температура, давление окружающей среды или возбуждение жидкости. В постоянных условиях концентрация газа приближается к равновесию. Ультразвуковое дегазации изменит условия, потому что жидкость подвергается низкому давлению пузырьков и агитации. Таким образом, ультразвук снизит концентрацию газа в жидкости до уровня ниже равновесного.
Когда sonication останавливается и первоначальные условия вновь устанавливаются, концентрация газа будет медленно приближаться к первоначальному уровню равновесия снова, если жидкость не подвергается воздействию газа, например, в закрытой бутылке. Поскольку повторное растворение газа в жидкость идет довольно медленно, можно работать с низкой газовой жидкостью после звукового околения. График ниже иллюстрирует этот эффект.
Иллюстрация ультразвуковой дегазирования
Дегазация перед эмульгаторами и Диспергирование
Ультразвуковая дегазации может улучшить качество дисперсий и эмульсий.
Проблема
Часто эмульсии и дисперсии содержат сурфактанты, чтобы повысить их стабильность. Сурфактанты будут препятствовать контакту и са углесценции или агломерации рассеянного материала в жидкой фазе. Для этого сурфактанты образуют слой вокруг каждой частицы. Те же сурфактанты могут также инкапсулировать пузырьки газа, которые подвешены в жидкой фазе. Такие стабилизированные пузырьки могут оказаться очень надежными. Стабилизированные пузырьки потребляют сурфактант, снижают качество эмульсии или дисперсии, и могут генерировать неустойчивые показания при измерении размера частиц.
Решение
Для того, чтобы уменьшить проблему стабилизированных пузырьков газа, жидкости должны быть дегазированы с помощью звуковой. Перед добавлением фазы разгона, такой как масло или порошок, sonicate жидкости до тех пор, пока количество генерируемых пузырьков уменьшается. При смешивании в других материалах, избежать генерации новых пузырьков или вихря при перемешивании. Это позволит быстро увеличить содержание газа.
Принуждение углекислого газа из системы
Эффект дегазации используется в просачиванию испытаний банок и бутылок, содержащих газированные напитки, такие как кола, сода или пива. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы получить более подробную информацию о тестировании утечки бутылки.
Ультразвуковая дегазация Коротко
Ультразвуковой дегазации жидкостей работает лучше при использовании следующей установки.
- Нанесите низкие и умеренные ультразвуковые амплитуды!
- Используйте сонотроды с большой площадью поверхности, например, радиально излучающие сонотроды!
- Обеспечить низкое давление или вакуум над жидкой поверхности увядание sonicating!
- Нагрейте жидкость, чтобы уменьшить ее вязкость!
- Используйте неглубокий контейнер для разделения газа во время или после звуковой!
- Избегайте турбулентного волнения, чтобы газовые пузыри двигаться вверх!
Ультразвуковая дегазации может быть использована в пакетном режиме или в линии. В случае простоя для сброса газа должна быть установлена подмыкать для сброса газа и применен газовый насос.