Medtem ko je odpiranje ali izplivanje pogosto zelo dolgotrajen proces korak, ultrasonication lahko pospeši soalescenco plinskih mehurčkov in njihov porast bistveno. Ultrazvočni outgasing se lahko uporablja v paketnih in inline nastavkov in se lahko kombinira tudi s konvencionalnimi tehnikami odplinvanja, kot so sparing z inertnimi plini, impeler degassers, ogrevanje ali sesanje, da bi povečali učinkovitost in hitrost odstranjevanja plina.

Odstranjevanje plina iz tekočin

Izrazi odtehtavanje, odpihovanje in odpihovanje se nanašajo na odstranjevanje prostih in raztopenih plinov, zlasti reaktivnih plinov, kot so kisik ali CO₂, iz tekočine. Odprava kisika je pomembna za preprečevanje škodljivih sprememb končnih proizvodov in izboljšanje nadaljnje obdelave. Odpiranje je nujen procesni korak za številne aplikacije in industrije. V industrijski proizvodnji je odpiranje skupni procesni korak za zagotavljanje stabilnosti izdelkov, kakovosti in stalnih standardov proizvodov. Kisik je dejavnik, ki vpliva na kakovost in stabilnost izdelka na različnih ravneh.
Zato je odsušitev uveljavljen procesni korak v živilskih & kemično, farmacevtsko in kozmetično industrijo. Vendar tudi v laboratorijih, vzorci zahtevajo pogosto odpiranje pred analizo (npr. pred HPLC, testi, meritve delci itd.).
Pogosto mešanje procesov, ki uporabljajo npr. Taka vključitev plina in zraka ima običajno negativne učinke na izdelek, saj lahko maščobe in olja pocidujejo, poslabšajo izdelke z oksidacijo, brezhibno in neželeno spremembo vonja in okusa. Ker so odplinjeni izdelki kemično bolj stabilni in imajo daljši rok uporabnosti, je degasifikacija bistveni procesni korak, ki zahteva zanesljivo tehniko.
 

Ultrazvočno odpiranje: Zajeti plinski mehurčki se odstranijo iz olja z uporabo ultrazvočnega UP400St

Ultrazvočna degasification in razmnoževanje

Ultrazvočna degasification in deaeration je zelo močna alternativa tradicionalnim metodam razplinitve tekočin, ki vključujejo vrelišče, zmanjšanje tlaka v vakum, ali sparing z inertnimi plini. Te tradicionalne metode odpiranja pogosto vključujejo slabosti, kot so toplotna degradacija (zaradi ogrevanja), predelava časa in energije ter/ali pomanjkljivo odstranjevanje plina. Ultrazvočno odpiranje temelji na delovnem principu akustične kavitacije. Ko se ultrazvočni valovi visoke moči spojijo v tekočino, se tekočina stisne in razširi med visokotlačno in nizkotlačno ciklo. Med nizkotlačnimi cikli se ustvarijo minutni vakumski mehurčki (tako imenovani mehurčki kavitacije), ki rastejo v več tlačnih ciklih. V teh ciklih rasti mehurčkov, raztopljene plini v tekočini vstopajo v vakumski mehurček, tako da se vakumski mehurček spremeni v rastoče plinske mehurčke. Poleg tega mikro turbulenca in tekoča letala povzročajo intenzivno vznemirjenost in prenos mase. Ti ultrazvočno ustvarjeni pogoji povzročajo plinski mehurček coalescence, ki je poenotenje majhnih raztopljenih plinskih mehurčkov na večje plinske mehurčke, ki se hitro dvignejo na površino tekočine, kjer tam zapustijo tekočino.
Temperaturne spremembe, ki jih povzročajo ultrazvočne vibracije in kavitacija, so omejene na zelo majhne lokalne prostore in dvig temperature v skupni prostornini je mogoče zanemariti, saj ne vpliva na kakovost izdelka.
Glede na prostornino, viskoznost in vključitev plina tekočine ali slurry, ultrazvočno de-aeracijo se lahko izvaja kot serija ali inline proces. Ultrazvočna sonda visoke moči oddaja akustično kavitacijo v tekočino, tako da se tekočina učinkovito odpihne.
Ultrazvočno degasifikacijo je mogoče izvajati tudi za izboljšanje že obstoječih sistemov za odpiranje, kot so ogrevanje, sesanje ali sparing.
Ultrazvočno degasing in defoaming se uporablja v industrijskem merilu za odstranjevanje raztopljenih plinov iz vode, Olja, hrana i napjev, kemijska raztopina, hidrauličke tekočine, hladila, fluidi za drilling, surovo olje, emulzije, barve, mastilice, ljestve, lakovi, premazi, epoksi, šamponi, detergenti i mnogi drugi proizvodi.

Ultrazvočno odpiranje z uporabo nastavitev pretoka celic. Ta poskus je bil prototip majhne vodne zanke s prostornino 0,8 galona, inertnega pretoka plina 0,2 sfcm/min in intenzivnostjo 275 W/cm2. To kaže na zmanjšanje časa odstranjevanja kisika za približno 70%.
Študija in slika: Rubio et al. 2016

Ultrazvočno degasing v inline nastavitev z uporabo ultrasonicator UIP1000hdT pretočni celici.

Ultrazvočno okrepljeno sparging

Prihranjevanje tekočin z inertnim plinom (znano tudi kot čiščenje inertnega plina) je pogosta obdelava za odstranjevanje neželenih plinov, kot sta kisik in ogljikov dioksid iz tekočine. Za rezervne aplikacije se pogosto uporabljajo dušik, argon, helij in drugi inerti. Mehurčki raztopine z visoko čistostjo (običajno inertnega) plina lahko izvlečejo nezaželene, običajno reaktivne raztopljene pline, kot sta kisik in ogljikov dioksid. Sparging proces se zanaša na množični prenos in je sam po sebi precej počasen postopek. Da bi še bolj poostrjal z inertnim plinom, je raztopina tekočih plinov pogosto močno razburjena in dolgo mehurčkana. Ultrasonication je degasification-intenzivne tehnike, ki izboljšuje prenos mase in s tem znatno sparing. Ko se ultrazvočni valovi visoke moči spojijo v tekočine ali blata, nastajajo kavitacijni mehurčki. Ti mehurčki kavitacije razčlenijo večje mehurčke čistega plina na majhne mehurčke in enakomerno razpršijo mehurčke, kar ima za posledico hitrejše in bolj čiste učinke odpihovanja. Intenzivna agitacija in turbulence, ki jih ustvarja ultrasonication spodbuja prenos plinsko-tekoče mase in s tem hitro odstranitev nezaželenih plinov.
Da bi pospešili in naredili postopek varčevanja učinkovitejši, se ultrazvočna ultrazvočnost visoke zmogljivosti uporablja za sonomehansko izboljšanje učinkovitosti množičnega prenosa med plinom in tekočino. Sonomehanski učinki, ki nastanejo z akustično kavitacijo, vključujejo lokalne pritiske in temperaturne razlikovanje, mikroturbulence in vznemirjenost. Te sile izboljšajo delovanje razpraznjenja s prispevanjem k povečanju diffusive masnega prenosa zaradi razhajanja mehurčkov, disperzije in posledične povečanja medfacialnega območja, kar končno povzroči hitro odstranitev zajetih plinov iz tekočine.
Za doseganje želenih odpihanih učinkov je potrebna ultrasonication visoke moči. Ko je tekočina prizanesljiva z inertnim plinom v dvofazni tok, je treba popravek difuzije povečati masno hitrost prenosa in odstranjevanja raztopljene pline. Uporaba popravek difuzije je lahko težko, ker vpihnjene in raztopljene plinske mehurčke se izogibajo vstopu v ultrazvočno kavitacijo polje pri nižjih intenzivnostih. Vendar pa pri povišanih intenzivnostih (višjih od 300 W/cm² pri približno 20 kHz) plinski mehurčki se ne izogibajo več kavitacijnemu območju in jih razčlenijo sonomehanske sile. (prim. Jagannathan in al. 2011)

Ultrazvočni sistemi za ultrazvočno odpiranje visoke moči

Hielscher Ultrasonics je dolgoletne izkušnje proizvajalec visoko zmogljive ultrazvočne opreme, ki se uporablja po vsem svetu v laboratorijih in industrijski proizvodnji. Razplinjevanje tekočin in blata je zahtevna aplikacija, ki zahteva močne ultrazvočne sonde, ki lahko uveljavljene amplitude združijo v tekočine, da odstranijo ujete plinske mehurčke in zračne žepe. Vse Hielscher ultrazvočne naprave so zasnovane in izdelane za delovanje 24/7 pod polno obremenitvijo. Ultrazvočni procesorji so na voljo od kompaktnih 50 vatov laboratorijskih ultrazvočnih naprav do 16,000 vatov močnih inline ultrazvočnih sistemov. Široka paleta spodbujevalnih rogov, sonotrodov in pretočnih celic omogoča individualno nastavitev ultrazvočnega sistema za odplinjevanje v skladu z vključki tekočine, viskoznosti in plina.
Za odtehtavanje in izplivanje tekočih kovin so potrebne natančno nastavljene in vzdrževane amplitude. Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljene ultrazvočne sonde, ki so določene za zelo procesno optimizirane amplitude in temperature. Če vaša aplikacija za odpiranje zahteva nenavadne specifikacije, so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi. Robustnost Hielscherove ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih.

Serija in v vrstici

Hielscher ultrazvočne sonde za degasifikacijo se lahko uporabljajo za serije in neprekinjeno inline degasification in deaeration. Glede na prostornino, viskoznost in zajete pline vam bomo priporočili najbolj primerno ultrazvočno nastavitev za odpih.

Ultrazvočne sonde za razpihanje katerega koli volumna

Hielscher Ultrasonics paleta izdelkov zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatorjev nad bench-top in pilotnimi sistemi do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovorov tovornjakov na uro. Celoten nabor izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najbolj primerno ultrazvočno opremo za razpiranje za vaše tekoče, procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.

Natančno nadzorovati Amplitudes za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrazvočni sistemi za odpiranje so natančno pod nadzorom in s tem zanesljivi delovni konji. Amplitude je eden od ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in učinkovitost sonomehansko induciranja degasification. Vse Hielscher Ultrasonics’ procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrodes in booster rogovi so dodatki, ki omogočajo, da spremenite amplitudo v še širšem območju. Hielscher je industrijski ultrazvočni procesorji lahko poda zelo visoke amplitude in poda potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm lahko enostavno neprekinjeno izvajamo v 24/7 delovanju.
Natančna nastavitev amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov preko pametne programske opreme vam dajejo možnost prilagoditve ultrazvočnih procesnih parametrov za najučinkovitejšo ultrazvočno degasifikacijo. Optimalno sonication za zelo učinkovito odstranjevanje plina!
Robustnost Hielscherove ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih. S tem je Hielscherjeva ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve po postopku odzvoka.

Najvišja kakovost – Izdelano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher prednostno določa najvišje standarde kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočniktorji so zasnovani, izdelani in temeljito testirani v našem sedežu v Teltowu pri Berlinu v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherje ultrazvočne opreme, da je delovni konj v vaši proizvodnji. Operacija 24/7 pod polno obremenitvijo in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih visokokakovostnih odganjalcev.