Ultrasonic odplinjevanje in protipenilno tekočin
Odpih in obotav tekočin z ultrazvočnim je zelo učinkovit proces. Ultrasonication odstrani majhne suspendirani plin-mehurčki iz tekočine in zmanjšuje raven raztopljenega plina pod naravno ravnotežje ravni.
Odpiranje in dekadiranje tekočin je potrebno za več namenov, kot so naslednji postopki:
- priprava vzorca pred merjenjem velikosti delcev, da bi se izognili napakam pri merjenju
- razpiranje olja in maziva pred črpanjem, da se zmanjša hlajenost črpalke zaradi kavitacije
- razpihovanje tekočih živil, npr. sok, omaka ali vino, za zmanjšanje mikrobne rasti in povečanje rokov trajanja
- razplinjo polimerov in lakov pred nanosom, ozdravenjem ali vakumsko infuzijo
Pri sonicanju tekočin zvočni valovi, ki se širijo iz sevalne površine v tekoči medij, povzročijo izmenično visokotlačne in nizkotlačne cikle, s stopnjami, odvisno od frekvence. Med nizkotlačno ciklo lahko ultrazvočni valovi ustvarijo majhne vakumske mehurčke ali praznine v tekočini. Veliko število majhnih mehurčkov ustvarja visoko skupno površino mehurčkov. Mehurčki so dobro razporejeni tudi v tekočini. Raztopen plin seli v te vakumske mehurčke preko velike površine in poveča velikost mehurčkov.
Akustični valovi podpirajo dotikanje in koalescenca sosednjih mehurčkov, ki vodijo k pospešeni rasti mehurčkov. Ultrazvočno razbijanje valovi bodo pomagali tudi pretresemo mehurčki nogama površin žil in prisililo manjše mehurčke počiva pod površino tekočine za hrbet naraščati in sprostitev ujetega plina v okolje.
Ultrazvočno odpiranje olja z uporabo Hielscher 200 Watts ultrazvočni procesor.
Put It na preizkušnji
Proces odpiranja in obotavljivanja tekočin je lahko viden zlahka. V steklenem kozarcu sveže izlite vode iz pipe bo ultrasonication prisilila majhne suspendirane mehurčke, da se sklanjajo in hitro napredujejo. Ta učinek lahko vidite na spodnji sliki napredka.
ultrazvočni odplinjevanje vode (5 sekund)
Vznemirjen olje vsebuje veliko število suspendiranih mehurčkov ali pene. Predvsem v hladilnih sredstva, to je problem. Tam plinski mehurčki spodbujajo kavitacijo, ki jo povzroča nošnja v črpalkah ali šobah. Slika napredka spodaj prikazuje ultrazvočni defoaming učinek.
Ultrazvočno odpiranje: Zajeti plinski mehurčki se odstranijo iz olja z uporabo ultrazvočnega UP400St
Sonication bo ustvaril majhne vakumske mehurčke v bistri, ustajale vode. Mehurčki se napolnijo z raztopenim plinom, ki se seli v mehurčke. Posledično mehurčki rastejo in se premikajo navzgor. Učinek odpiha je dobro viden v kateri koli prosojni tekočini.
Ker ultrazvok izboljšuje dvig majhnih suspendiranih mehurčkov na tekočo površino, zmanjšuje tudi kontaktni čas med mehurčkom in tekočino. Iz tega razloga omejuje ponovno raztapljanje plina iz mehurčka tudi na tekočino. To je še posebej zanimivo za tekočine višje viskoznosti, kot so olja ali smole. Ker se morajo mehurčki premakniti na tekočo površino, ultrazvočno odpiranje deluje bolje, če je posoda plitva, tako da je čas do površine krajši.
Onkraj vidnih učinkov
Merjenje učinkov razpihovanja z vizualnim pregledom je omejeno na točnost. Meritve vsebnosti plina so bolj točen način, da poveste o ultrazvočni učinkovitosti odpiha.
Tekočine vsebujejo določeno količino raztovorjenega plina. Koncentracija plina je odvisna od dejavnikov, kot so temperatura, tlak okolja ali vznemirjenost tekočine. V stalnih pogojih se bo koncentracija plina približala ravnotežju. Ultrazvočno odpiranje bo spremenilo pogoje, saj je tekočina izpostavljena nizkotlačne mehurčke in vznemirjenost. Zato bo ultrasonication znižala koncentracijo plina v tekočini pod ravnijo ravnotežja.
Ko se sonication ustavi in se prvotni pogoji ponovno vzpostavijo, se bo koncentracija plina počasi ponovno približala začetni ravni ravnotežja, razen če tekočina ni izpostavljena nobenim plinom, npr. Ker je ponovno raztapljanje plina v tekočino dokaj počasno, je mogoče po sonikanju delati s tekočino z nizkim plinom. Spodnji graf ponazarja ta učinek.
Ilustracija ultrazvočnega odpiha
Odplinjevanje pred emulgatorji in razprševanje
Ultrazvočno odpiranje lahko izboljša kakovost disperzije in emulzije.
Težava
Pogosto emulzije in disperzije vsebujejo površinsko aktivne snovi, da bi povečali njihovo stabilnost. Površinsko aktivne snovi bodo zavirale stik in koalescenco ali aglomeracijo razpršenega materiala v tekoči fazi. Za to bodo površinsko aktivne snovi tvorile plast okoli vsakega delca. Enaki površinsko aktivni snovi lahko tudi enkapsulirajo plinske mehurčke, ki so suspendirani v tekoči fazi. Taki stabilizirani mehurčki se lahko izkažejo za zelo robustne. Stabilizirani mehurčki zaužijejo površinsko aktivna snov, zmanjšujejo kakovost emulzije ali disperzije, pri meritvi velikosti delcev pa lahko ustvarijo napačne odčitke.
Rešitev
Da bi zmanjšali problem stabiliziranih plinskih mehurčkov, je treba tekočine razpliniti s sonication. Pred dodajanjem faze razpršenja, kot sta olje ali prašek, raztapajte tekočino, dokler se število ustvarjenih mehurčkov ne zmanjša. Pri mešanju v drugih materialih se med mešanjem izogibajte generiranju novih mehurčkov ali vrtinca. To bi hitro povečalo vsebnost plina.
Vsiljevanje Ogljikov dioksid Out
Učinek odplinjevanje se uporablja v puščanja testiranje za pločevinke in steklenice, ki vsebujejo gazirane pijače, kot so kola, soda ali pivo. Prosimo, kliknite tukaj, da bi dobili več informacij o testiranju uhajanja steklenice.
Ultrasonic odplinjevanje na kratko
Ultrazvočno odpiranje tekočin deluje bolje pri uporabi naslednje nastavitve.
- Nanesite nizko na zmerne ultrazvočne amplitude!
- Uporabljajte sonotrode z veliko površino, npr. radialno oddajanje sonotrodov!
- Zagotovite nizek tlak ali vakuum nad površino tekočine med sonikiranjem!
- Segrejte tekočino, da zmanjšate viskoznost!
- Uporabite plitvo posodo za ločevanje plina med ali po sonikacijo!
- Izogibajte se turbulentni vznemirjenosti, da se lahko mehurčki plina premikajo navzgor!
Ultrazvočno odpiranje se lahko uporablja v paketnem načinu ali inline. V primeru inline operacije je treba namestiti stojalo za izpust plina in uporabiti plinsko črpalko.