Високо ефикасна де-аерација течности помоћу ултразвука

Док је дегазација или испуштање гаса често изузетно дуготрајан корак у процесу, ултразвук може убрзати спајање мехурића гаса и њихово значајно повећање. Ултразвучно испуштање гаса се може користити у серијским и инлине поставкама и такође се може комбиновати са конвенционалним техникама дегазације као што су прскање инертним гасовима, дегазатори радног кола, грејање или вакуум како би се побољшала ефикасност и брзина уклањања гаса.

Уклањање гаса из течности

Изрази деаерација, дегазација и испуштање гасова односе се на уклањање слободних и растворених гасова, посебно реактивних гасова као што су кисеоник или ЦО2, из флуида. Елиминација кисеоника је важна да би се спречиле штетне промене крајњег производа и побољшала прерада у наставку. Дегазација је неопходан корак обраде за многе примене и индустрије. У индустријској производњи, отплињавање је уобичајени процесни корак како би се осигурала стабилност производа, квалитет и континуирани стандарди производа. Кисеоник је фактор који утиче на квалитет и стабилност производа на различитим нивоима.
Стога је одзрачивање устаљени процесни корак у храни & индустрија пића, хемијска, фармацеутска и козметичка индустрија. Али иу лабораторијама, узорци често захтевају дегазацију пре анализе (нпр. пре ХПЛЦ, тестова, мерења честица итд.).
Често процеси мешања користећи нпр. ножеве са високим смицањем или мешалице са ротационим импелером често чине да је накнадно дегазовање производа неопходно, пошто ове технике мешања обично уносе велике количине гасова у производ. Такве инклузије гаса и ваздуха обично имају негативне ефекте на производ, јер могу да ужегли масти и уља, покваре производе оксидацијом, променом боје и нежељеним променама мириса и укуса. Пошто су дегазирани производи хемијски стабилнији и имају дужи рок трајања, дегазификација је суштински корак обраде који захтева поуздану технику.
 

Ултразвучно отплињавање: Заробљени мехурићи гаса се уклањају из уља помоћу ултрасоничара УП400Ст

Ултразвучна дегасификација и де-аерација

Ултразвучна дегасификација и деаерација је веома моћна алтернатива традиционалним методама дегазације течности које укључују кључање, смањење притиска на вакуум или прскање инертним гасовима. Ове традиционалне методе дегазације често имају недостатке као што су термичка деградација (због загревања), обрада која захтева време и енергију и/или недовољно уклањање гаса. Ултразвучна дегазација се заснива на принципу рада акустичне кавитације. Када се ултразвучни таласи велике снаге споје у течност, течност се компресује и шири током циклуса високог и ниског притиска, респективно. Током циклуса ниског притиска стварају се минутни вакуумски мехурићи (тзв. кавитациони мехурићи), који расту током неколико циклуса притиска. Током тих циклуса раста мехурића, растворени гасови у течности улазе у вакуумски мехур, тако да се вакуумски мехур трансформише у растуће мехуриће гаса. Штавише, микро-турбуленције и млазови течности изазивају интензивну агитацију и пренос масе. Ови ултразвучно генерисани услови изазивају коалесценцију гасних мехурића, што је уједињење малих растворених мехурића гаса у веће мехуриће гаса, који се брзо подижу на површину течности, где напуштају течност.
Промене температуре изазване ултразвучним вибрацијама и кавитацијом су ограничене на веома мале локалне просторе и пораст температуре у укупној запремини се може занемарити јер не утиче на квалитет производа.
 

Смањење раствореног кисеоника са временом за ултразвучну фреквенцију од 24 кХз коришћењем соникатора УП400СТ при амплитудама од 100 %, 80 %, 60 %, 40 % и 20 %.
Студија: ©Рогнеруд ет ал., 2020.

 
У зависности од запремине, вискозитета и гасних инклузија течности или суспензије, ултразвучна де-аерација може да се изводи као серијски или инлине процес. Ултразвучна сонда велике снаге емитује акустичну кавитацију у течност, тако да се течност ефикасно дегазира.
Ултразвучна дегасификација се такође може применити како би се побољшали већ постојећи системи за дегазацију као што су грејање, вакуум или прскање.
Ултразвучно отплињавање и пењење се користи у индустријском обиму за уклањање растворених гасова из воде, уља, хране и пића, хемијских раствора, хидрауличних течности, расхладних течности, течности за бушење, сирове нафте, емулзија, боја, мастила, лепкова, лакова, премаза, епоксида, шампони, детерџенти и многи други производи.
 

Ултразвучно дегазирање помоћу подешавања проточне ћелије. Овај експеримент је био прототип водене петље малог обима са запремином од 0,8 галона, протоком инертног гаса од 0,2 сфцм/мин, и интензитетом од 275 В/цм2. Ово показује смањење времена уклањања кисеоника за око 70%.
Студија и слика: Рубио ет ал. 2016

Ултразвучно дегазирање у инлине поставци помоћу ултрасоникатора УИП1000хдТ са проточном ћелијом.

Ултразвучно побољшано прскање

Прскање течности инертним гасом (познато и као пречишћавање инертним гасом) је уобичајен третман за уклањање нежељених гасова као што су кисеоник и угљен-диоксид из течности. За примене прскања обично се користе азот, аргон, хелијум и други инертни гасови. Пропуштање раствора са гасом високе чистоће (обично инертним) може да извуче нежељене, типично реактивне растворене гасове као што су кисеоник и угљен-диоксид. Процес прскања се ослања на пренос масе и сам по себи је прилично спор поступак. Наређујем да се појача прскање инертним гасовима, течно-гасни раствор се често снажно меша и дуго мехуриће. Ултразвук је техника за интензивирање дегасификације, која значајно побољшава пренос масе, а тиме и прскање. Када се ултразвучни таласи велике снаге споје у течности или кашу, стварају се мехурићи кавитације. Ови кавитациони мехурићи разбијају веће мехуриће гаса за прочишћавање у мале мехуриће и равномерно их распршују, што резултира бржим и чистијим ефектима отпуштања гаса. Интензивна агитација и турбуленције створене ултразвучном обрадом промовишу пренос масе гас-течност и тиме брзо уклањање нежељених гасова.
Да би се убрзао и да би поступак прскања био ефикаснији, ултразвук високих перформанси се користи за сономеханичко побољшање перформанси преноса масе између гаса и течности. Сономеханички ефекти изазвани акустичном кавитацијом укључују локалне разлике притиска и температуре, микротурбуленције и агитацију. Ове силе побољшавају перформансе дегазације доприносећи повећању дифузног преноса масе услед ломљења мехурића, дисперзије и накнадног повећања површине површине, што коначно резултира брзим уклањањем заробљених гасова из течности.
Да би се постигли жељени ефекти испуштања гасова, потребна је ултразвучна обрада велике снаге. Када се течност поштеди инертног гаса у двофазном току, пожељна је ректификована дифузија да би се повећао пренос масе и брзина уклањања растворених гасова. Примена ректификоване дифузије може бити тешка јер заробљени и растворени мехурићи гаса теже да избегну улазак у ултразвучно кавитационо поље при нижим интензитетима. Међутим, при повишеним интензитетима (већим од 300 В/цм² на прибл. 20 кХз) мехурићи гаса више не избегавају зону кавитације и разбијају се сономеханичким силама. (уп. Јаганнатхан ет ал. 2011)

Ултразвучни системи за дегазацију велике снаге

Хиелсцхер Ултрасоницс је произвођач ултразвучне опреме високих перформанси са дугогодишњим искуством која се користи широм света у лабораторијама и индустријској производњи. Дегасификација течности и суспензије је захтевна примена која захтева ултразвучне сонде велике снаге које могу да споје успостављене амплитуде у течности како би уклониле заробљене мехуриће гаса и ваздушне џепове. Сви Хиелсцхер ултразвучни уређаји су дизајнирани и произведени да раде 24/7 под пуним оптерећењем. Ултразвучни процесори су доступни од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја од 50 вати до моћних инлине ултразвучних система од 16.000 вати. Велики избор бустер труба, сонотрода и проточних ћелија омогућавају индивидуално подешавање ултразвучног система за дегазацију у складу са течним, вискозним и гасним инклузијама.
За одзрачивање и испуштање течних метала потребне су прецизно подешене и одржаване амплитуде. Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне сонде високих перформанси које су специфициране за веома оптимизоване амплитуде и температуре. Ако ваша апликација за дегазирање захтева необичне спецификације, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима.

батцх и инлине

Хиелсцхер ултразвучне сонде за дегазификацију могу се користити за шаржну и континуирану инлине дегазификацију и одзрачивање. У зависности од запремине, вискозитета и заробљених гасова, ми ћемо вам препоручити најприкладније подешавање ултразвучног испуштања гаса.

Ултразвучне сонде за дегазацију било које запремине

Асортиман производа Хиелсцхер Ултрасоницс покрива читав спектар ултразвучних процесора од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја преко столних и пилот система до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом за обраду камиона на сат. Комплетан асортиман производа нам омогућава да вам понудимо најприкладнију ултразвучну опрему за дегазацију за вашу течност, капацитет процеса и производне циљеве.

Прецизно контролисане амплитуде за оптималне резултате

Сви Хиелсцхер ултразвучни системи за дегазацију су прецизно контролисани и тиме поуздани радни коњи. Амплитуда је један од кључних параметара процеса који утичу на ефикасност и ефективност сономеханички изазване дегасификације. Алл Хиелсцхер Ултрасоницс’ процесори омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Сонотроде и бустер рогови су додаци који омогућавају модификацију амплитуде у још ширем опсегу. Хиелсцхер-ови индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома високе амплитуде и испоруче потребан ултразвучни интензитет за захтевне примене. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7.
Прецизна подешавања амплитуде и трајно праћење параметара ултразвучног процеса путем паметног софтвера дају вам могућност да прилагодите параметре ултразвучног процеса за најефикаснију ултразвучну дегазификацију. Оптимална соникација за високо ефикасно уклањање гаса!
Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима. Ово чини Хиелсцхерову ултразвучну опрему поузданим радним алатом који испуњава ваше захтеве процеса одзрачивања.

Највиши квалитет – Дизајниран и произведен у Немачкој

Као породично предузеће које је у породичном власништву, Хиелсцхер даје приоритет највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултрасоникатори су дизајнирани, произведени и темељно тестирани у нашем седишту у Телтову близу Берлина, Немачка. Робусност и поузданост Хиелсцхерове ултразвучне опреме чине је радним коњем у вашој производњи. 24/7 рад под пуним оптерећењем иу захтевним окружењима је природна карактеристика Хиелсцхер-ових дегасера високих перформанси.