Ултразвучно отплињавање и уклањање пене течности
Отплињавање и уклањање пене течности ултразвучним методама је веома ефикасан процес. Ултразвучна обрада уклања мале суспендоване мехуриће гаса из течности и смањује ниво раствореног гаса испод природног равнотежног нивоа.
Отплињавање и уклањање пене течности је потребно за многе сврхе, као што су следећи процеси:
- припрема узорка пре мерења величине честица како би се избегле грешке у мерењу
- дегазација уља и мазива пре пумпања ради смањења хабања пумпе услед кавитације
- дегазација течне хране, нпр. сокова, соса или вина, да се смањи раст микроба и продужи рок трајања
- дегазација полимера и лакова пре наношења, очвршћавања или вакуумске инфузије
Када се течности обрађују ултразвуком, звучни таласи који се шире од зрачеће површине у течни медијум резултирају наизменичним циклусима високог и ниског притиска, са брзинама које зависе од фреквенције. Током циклуса ниског притиска, ултразвучни таласи могу створити мале вакуумске мехуриће или празнине у течности. Велики број малих мехурића ствара велику укупну површину мехурића. Мехурићи су такође добро распоређени у течности. Растворени гас мигрира у ове вакуумске мехуриће преко велике површине и повећава величину мехурића.
Акустични таласи подржавају додиривање и спајање суседних мехурића што доводи до убрзаног раста мехурића. Таласи соникације ће такође помоћи да се отресу мехурићи са површина посуда и натераће мање мехуриће који се налазе испод површине течности да се уздигну и отпусте заробљени гас у околину.
Ставите га на тест
Процес дегазације и пењење течности може се лако учинити видљивим. У стакленој чаши свеже сипане воде из славине, ултразвук ће приморати мале суспендоване мехуриће да се споје и да се брзо померају. Овај ефекат можете видети на слици напретка испод.
Узмућено уље садржи велики број суспендованих мехурића или пене. Посебно у расхладним течностима, ово је проблем. Тамо, мехурићи гаса промовишу хабање изазвано кавитацијом у пумпама или млазницама. Слика напретка у наставку приказује ефекат ултразвучног пењење.

Ултразвучно отплињавање: Заробљени мехурићи гаса се уклањају из уља помоћу ултразвучног апарата УП400Ст
Соникација ће створити мале вакуумске мехуриће у чистој, устајалој води. Ови мехурићи се пуне раствореним гасом, који мигрира у мехуриће. Сходно томе, мехурићи расту и померају се нагоре. Ефекат дегазације је добро видљив у било којој провидној течности.
Како ултразвук побољшава подизање малих суспендованих мехурића на површину течности, он такође смањује време контакта између мехурића и течности. Из тог разлога, ограничава и поновно растварање гаса из мехурића у течност. Ово је од посебног интереса за течности већег вискозитета, као што су уља или смоле. Пошто мехурићи морају да се померају на површину течности, ултразвучна дегазација делује боље ако је посуда плитка тако да је време до површине краће.
Изван видљивих ефеката
Мерење ефеката дегазације визуелном инспекцијом је ограничено у тачности. Мерење садржаја гаса је прецизнији начин да се каже о ефикасности ултразвучног дегазирања.
Течности садрже одређену количину раствореног гаса. Концентрација гаса зависи од фактора, као што су температура, притисак околине или мешање течности. У константним условима, концентрација гаса ће се приближити равнотежи. Ултразвучно отпуштање гаса ће променити услове, јер је течност изложена мехурицима ниског притиска и мешању. Због тога ће ултразвучна обрада смањити концентрацију гаса у течности испод равнотежног нивоа.
Када ултразвук престане и почетни услови се поново успоставе, концентрација гаса ће се поново полако приближити почетном равнотежном нивоу, осим ако течност није изложена никаквом гасу, на пример у затвореној боци. Пошто је поновно растварање гаса у течности прилично споро, могуће је радити са течношћу са мало гаса након соникације. Графикон испод илуструје овај ефекат.
Дегазација пре емулговања и дисперговања
Ултразвучно дегазирање може побољшати квалитет дисперзија и емулзија.
Проблем
Често емулзије и дисперзије садрже сурфактанте како би се повећала њихова стабилност. Сурфактанти ће инхибирати контакт и коалесценцију или агломерацију диспергованог материјала у течној фази. За ово ће површински активне супстанце формирати слој око сваке честице. Исти сурфактанти такође могу да инкапсулирају мехуриће гаса који су суспендовани у течној фази. Овакви стабилизовани мехурићи могу се показати као веома робусни. Стабилизовани мехурићи троше сурфактант, смањују квалитет емулзије или дисперзије и могу да генеришу неправилна очитавања приликом мерења величине честица.
Решење: ултразвучно дегазирање
Да би се смањио проблем стабилизованих мехурића гаса, течности треба дегазирати соникацијом. Пре додавања дисперзне фазе, као што је уље или прах, соникирајте течност док се број генерисаних мехурића не смањи. Када мешате друге материјале, избегавајте стварање нових мехурића или вртлога током мешања. Ово би брзо повећало садржај гаса.
Избацивање угљен-диоксида
Ефекат дегазације се користи у испитивању цурења лименки и боца које садрже газирана пића, као што су кола, сода или пиво. Кликните овде да бисте добили више информација о тестирању цурења боца.
Укратко о ултразвучном дегазирању
Ултразвучна дегазација течности ради боље када се користи следеће подешавање.
- Примените ниске до умерене ултразвучне амплитуде!
- Користите сонотроде са великом површином, нпр. сонотроде које емитују радијално!
- Обезбедите низак притисак или вакуум изнад површине течности док вршите соникацију!
- Загрејте течност, да смањите њен вискозитет!
- Користите плитку посуду за одвајање гаса током или након ултразвука!
- Избегавајте турбулентно мешање како бисте омогућили да се мехурићи гаса помере нагоре!
Ултразвучна дегазација се може користити у батцх режиму или инлине. У случају инлине рада, потребно је уградити постоље за испуштање гаса и применити пумпу за гас.