Hielscher ultraljud teknik

Ultraljudsavgasning och skumning av vätskor

Avgasning och skum bildning av vätskor är en intressant tillämpning Av Ultraljudsenheter. I detta fall Ultraljudet tar bort små svävande gas-bubblor från vätskan och minskar nivån av upplöst gas under den naturliga jämvikts nivån.

Avgasning och skum bildning av vätskor krävs för många ändamål, såsom:

  • prov beredning innan partikel storleks mätning för att undvika mätfel
  • olja och Smörj medel avgasning innan pumpning för att minska pumpslitage på grund av kavitation
  • avgasning av flytande livsmedel, t. ex. juice, sås eller vin, minska den mikrobiella tillväxten och öka hållbarhets tiden
  • avgasning av polymerer och lacker före applicering och härdning

När sonicera vätskor, ljud vågor som propagerar från utstrålande ytan i flytande Media resultera i omväxlande högtrycks (kompression) och lågtrycks (förtunning) cykler, med priser beroende på frekvensen. Under lågtrycks cykeln kan ultraljudsvågorna skapa små vakuum bubblor eller håligheter i vätskan. Det stora antalet små bubblor genererar en hög total bubbla yta. Bubblorna är också väl fördelade i vätskan. Upplöst gas migrerar till dessa vakuum (lågtryck) bubblor via den stora ytan och ökar storleken på bubblorna.
De akustiska vågorna stöder beröring och sammanslagning av intilliggande bubblor som leder till en accelererad tillväxt av bubblorna. Ultraljudsbehandling vågor kommer också att bidra till att skaka bubblor utanför fartyget ytor och kommer att tvinga mindre bubblor som vilar under den flytande ytan för att stiga igenom och frigöra anhållna gas till miljön.

Sätt den på prov

Processen för avgasning och skum bildning av vätskor kan göras synlig lätt. I en glas bägare av nyhällt kran vatten, kommer ultraljud tvinga små svävande bubblor (grumlighet) att sammanfalla och att flytta upp snabbt. Du kan se denna effekt på förlopps bilden nedan. Klicka på bilden nedan för att förstora bilderna.

(Klicka för större vy!) Ultraljud avgasning av vatten med hjälp av en ultraljud processor UP200S (200 watt)
ultraljud avgasning av vatten (5 sekunder)

Agierad olja innehåller ett stort antal svävande bubblor (skum). I synnerhet i kyl medel, detta är ett problem, som bubblorna främja kaviation inducerade slitage i pumpar och munstycken. Förloppet bilden nedan visar ultraljud skum bildning effekt. Klicka på bilden nedan för att förstora bilderna.

(Klicka för större vy!) Ultraljud avgasning av olja med hjälp av en ultraljud processor UP200S (200 watt)
ultraljud avgasning av olja (5 sekunder)

Även i stilla vatten, e.g. efter 24 timmen, ultraljudsbehandling vilja generera liten bubbla inne om klar vatten. Dessa bubblor fylla med upplöst gas, som migrerar in i bubblorna. Följaktligen bubblorna växa och flytta upp. Den avgasning effekten är väl synlig i någon genomskinlig vätska.
Som ultraljud förbättrar resningen av små svävande bubblor till vätske ytan, det minskar kontakt tiden mellan bubblan och vätskan, alltför. Av denna anledning, det begränsar åter upplösning av gas från bubblan till vätskan, alltför. Detta är av särskilt intresse för högre viskositet vätskor, såsom olja eller harts. Eftersom bubblorna måste flytta till vätske ytan, fungerar ultraljud avgasning bättre, om behållaren är grunt så att tiden till ytan är kortare.

Bortom de synliga effekterna

Medan den synliga bestämningen av avgasning effekterna är begränsad i noggrannhet, gas innehåll mätningar, e.g. av neutron radiografi, är ett mer exakt sätt att berätta om ultraljud avgasning effektivitet.

Vätskor innehåller en viss mängd upplöst gas. Koncentrationen av gas beror på faktorer, såsom temperatur, omgivnings tryck, agitation av vätskan. Under konstanta förhållanden kommer gas koncentrationen att närma sig en jämvikt. Ultraljud avgasning kommer att ändra villkoren, eftersom vätskan utsätts för lågt tryck bubblor och agitation. Därför kommer ultraljud sänka gas koncentrationen i vätskan under den tidigare jämvikts nivån.
När ultraljudsbehandling stannar och de ursprungliga villkoren är återupprättade, gas koncentrationen kommer sakta närma sig den initiala jämvikts nivån igen, om inte vätskan inte utsätts för någon gas, e.g. i en sluten flaska. Eftersom åter upplösning av gas i vätskan är ganska långsam, är det möjligt att arbeta med låg-gas vätska efter ultraljudsbehandling. Diagrammet nedan illustrerar denna effekt. (Klicka för att förstora.)

(Klicka för större vy!) Illustration av ultraljud degassing

Avgasning innan emulgering och dispergering

Ultraljud avgasning kan bidra avsevärt till kvaliteten på dispersioner och emulsioner.

Problemet

emulsioner och Dispersioner innehåller ofta tensider för att öka stabiliteten. Den tensider kommer att hämma den gripande och sammansmältning eller gytter av det spridda materialet i vätske fasen. För detta kommer tensider bildar ett lager runt varje partikel. Samma tensider kan också kapslar in gas bubblor som avbröts i vätske fasen. Sådana stabiliserade bubblor kan visa sig vara mycket robust. Det förbrukar ytaktiva, minskar kvaliteten på emulsion eller dispersion, och det kan generera oregelbundna avläsningar vid mätning av partikel storlek.

Lösningen

För att minska problemet med stabiliserade gas bubblor, kan vätskor helt enkelt avgasas av ultraljudsbehandling. Innan du lägger till skingra fas, såsom olja eller pulver, Sonikera vätskan tills antalet genererade bubblor minskar. När du blandar annat material i, undvika att generera nya bubblor eller en virvel under omrörning. Detta skulle öka gas innehållet snabbt.

Tvinga ut koldioxid

Effekten av avgasning används i läckageprovning av burkar och flaskor som innehåller kolsyrade drycker, såsom Cola, läsk eller öl. Vänligen klicka här för att få mer information.

Ultraljud avgasning i korthet

Ultraljud avgasning av vätskor fungerar bättre om du:

  • tillämpa låga till måttliga amplituder
  • använda sonotrodes med större yta
  • ger ett lågt tryck eller vakuum över vätske ytan
  • värma upp vätskan
  • med en ytlig behållare
  • undvika turbulenta agitation

Ultraljud avgasning kan användas i batch-eller flödes läge. Vid flödes drift bör ett stand-pipe för utsläpp av gasen installeras och en gas pump användas.

Begär mer information!

Vi rekommenderar att du använder följande enheter för avgasning och skum bildning av de volymer som anges nedan. Använd formuläret nedan för att beskriva din vätske avgasning krav. Kontrol lera objekten i ditt intresse och vi kommer att vara glada att skicka dig ett förslag för den här enheten.









Observera att våra Integritetspolicy.


Avgasning av olja med hjälp av UP200S med sonotrode S40

Avgasning av vatten med hjälp av UP200S med sonotrode S40

Avgasning av olja med hjälp av UP200S med sonotrode S40