Högeffektiva De-Aeration av vätskor med hjälp av Ultrasonics

Medan avgasning eller utgasning är ofta en extremt tidskrävande process steg, ultraljud kan påskynda kolestins av gasbubblor och deras ökning avsevärt. Ultraljud outgassing kan användas i parti och inline uppställningar och kan också kombineras med konventionella avgasning tekniker såsom sparging med inert gaser, impeller avgasare, uppvärmning eller vakuum för att öka effektiviteten och hastigheten på gasborttagning.

Ta bort Gas från vätskor

Termerna avarmering, avgasning och utgasning avser avlägsnande av fria och upplösta gaser, särskilt reaktiva gaser som syre eller CO₂, från en vätska. Eliminera syre är viktigt att förhindra skadliga slutprodukt förändringar och förbättra nedströms bearbetning. Avgasning är ett nödvändigt bearbetningssteg för många applikationer och branscher. Inom industriell tillverkning är avgasning ett vanligt processsteg för att säkerställa produktstabilitet, kvalitet och kontinuerliga produktstandarder. Syre är en faktor som påverkar produktkvaliteten och stabiliteten på olika nivåer.
Därför är avaeration ett etablerat processsteg i de livsmedel som & dryckes-, kemi-, läkemedels- och kosmetikindustri. Men också i laboratorier, prover kräver ofta avgasning före analys (t.ex. före HPLC, analyser, partikelmätningar etc.).
Ofta blandar bearbetar att använda e.g., high-shear blad eller roterande impellerblandare ofta gör följande avgasning av produkten nödvändigt, sedan dessa blandningstekniker introducerar vanligt kickbelopp av gasar in i produkten. Sådana gas- och luftinneslutningar har vanligen negativa effekter på produkten, eftersom de kan få fetter och oljor att härsna, försämra produkterna genom oxidation, missfärgning och oönskade förändringar av lukt och smak. Eftersom degassed produkter är kemiskt stabilare och har en längre hållbarhet, är degasification ett viktigt bearbetningssteg som kräver en tillförlitlig teknik.

Ultraljudsavgasning: Entrappade gasbubblor avlägsnas från olja med hjälp av ultraljudsatorn UP400St

Ultraljud degasification och de-aeration

Ultraljud avgasning och avarmering är ett mycket potent alternativ till traditionella avgasning metoder för vätskor som inkluderar kokning, minska trycket till vakuum, eller sparging med inerta gaser. Dessa traditionella avgasningsmetoder kommer ofta med nackdelar som termisk nedbrytning (på grund av uppvärmning), tid- och energiförbrukande bearbetning och/eller otillräckligt gasborttagande. Ultraljud avgasning bygger på arbetsprincipen för akustisk kavitation. När hög effekt ultraljud vågor kopplas ihop till en vätska, vätskan komprimeras och expanderas under högtrycks- och lågtryckscykler, respektive. Under lågtryckscykler skapas småvakuumbubblor (så kallade kavitationsbubblor) som växer under flera tryckcykler. Under dessa cykler av bubbla tillväxt, de upplösta gaser i vätskan in i vakuumbubblan, så att vakuumbubblan förvandlas till växande gasbubblor. Vidare, mikro-turbulenser och flytande jets orsaka intensiv agitation och massöverföring. Dessa ultraljud genererade förhållanden orsaka gasbubbla kolescens, vilket är enandet av små upplösta gasbubblor till större gasbubblor, som snabbt stiga till ytan av vätskan, där de lämnar vätskan.
De temperaturförändringar som orsakas av ultraljudsvibrationer och kavitation är begränsade till mycket små lokala utrymmen och temperaturökningen i den totala volymen kan försummas eftersom den inte stör produktkvaliteten.
Beroende på volym, viskositet och gas inneslutningar av vätskan eller flytgödsel, ultraljud av-aeration kan köras som batch eller inline process. En högeffekts ultraljudssond avger akustisk kavitation i vätskan, så att vätskan avgasas effektivt.
Ultraljud avgasning kan också genomföras för att förbättra redan befintliga avgasningssystem såsom uppvärmning, vakuum eller sparging.
Ultraljud avgasning och defoaming används i industriell skala för att avlägsna upplösta gaser från vatten, oljor, livsmedel och drycker, kemiska lösningar, hydraulvätskor, kylvätskor, borrvätskor, råolja, emulsioner, färger, bläck, lim, lacker, beläggningar, epoxies, schampo, rengöringsmedel och många andra produkter.

Ultraljud avgasning med hjälp av ett flöde cell setup. Detta experiment var en prototyp småskalig vattenslinga med en volym på 0,8 gallon, inert gasflöde av 0,2 sfcm/min, och intensiteten på 275 W/cm2. Detta visar en minskning av syreborttagningstiden med ca 70%.
Studie och bild: Rubio et al. 2016

Ultraljud avgasning i en inline setup med hjälp av ultraljuds- UIP1000hdT med flödescell.

Ultraljud Förstärkt Sparging

Att sparging vätskor med inert gas (även känd som inert gas rensning) är en vanlig behandling för att avlägsna oönskade gaser såsom syre och koldioxid från vätskan. För sparging applikationer används ofta kväve, argon, helium och andra inerta gaser. Bubblande en lösning med en hög renhet (typiskt inert) gas kan dra ut oönskade, typiskt reaktiva upplösta gaser såsom syre och koldioxid. Sparging processen förlitar sig på massöverföring och är i sig en ganska långsam förfarande. Jag för att intensifiera sparging med inert gaser, är flytande-gas lösningen ofta upprörd kraftigt och bubblade under lång tid. Ultraljud är en degasification-intensifiera teknik, som förbättrar massöverföring och därigenom sparging betydligt. När hög effekt ultraljud vågor kopplas till vätskor eller uppslamningar, kavitation bubblor genereras. Dessa kavitation bubblor bryta upp större purge gasbubblor i små bubblor och skingra bubblorna enhetligt, vilket resulterar i snabbare och renare avgasning effekter. Den intensiva agitation och turbulenser som skapas av ultraljud främjar gas-vätska massöverföring och därigenom den snabba avlägsnandet av oönskade gaser.
För att accelerera och för att göra spargingförfarandet effektivare, används högpresterande ultrasonics för att sonomekaniskt förbättra massöverföringsprestandan mellan gas och vätska. De sonomekaniska effekter som genereras av akustisk kavitation inkluderar lokala tryck- och temperaturdifferentialer, mikroturbulenser och agitation. Dessa krafter förbättrar avgasning prestanda genom att bidra till en ökning av den diffusiva massan överföring på grund av bubbla upplösning, spridning och den efterföljande öka interfacial område, som slutligen resultera i en snabb borttagning av enfångade gaser från vätskan.
För att uppnå de önskade outgassing effekter, hög effekt ultraljud krävs. När en vätska skonas med en inert gas i ett tvåfasflöde önskas rektifierad diffusion för att öka massöverförings- och borttagningshastigheten för upplösta gaser. Tillämpa rektad diffusion kan vara svårt eftersom entrapped och upplöst gas bubblor tenderar att undvika att komma in i ultraljud kavitation fältet vid lägre intensiteter. Vid förhöjda intensitetsnivåer (högre än 300 W/cm² vid ca. 20 kHz) gasbubblor inte längre undvika kavitation zon och bryts upp av sonomekaniska krafter. (jfr Jagannathan m.fl. 2011)

Ultraljud Avgasning av smält aluminiumlegeringar

Genereringen av kavitation i flytande metaller är en mycket krävande tillämpning och det finns endast mycket få tekniker för att producera tillräcklig och tillförlitlig kavitation i metallsmältor. Dock är hastigheten och intensiteten av kavitation en avgörande faktorer som formar degasification resultaten. Effektiv avgasning kräver tillförlitlig kavitation för att erhålla maximal strukturell förfining av metallsmältan. Intensiv kavitation genom hög-performace ultraljud kan förbättra avgasningen med 30 till 60%.
Ultraljud sond-typ avgasare anses vara en av de mest tillförlitliga outgassing metoder, som har bevisats vetenskapligt lönsamt i liten och stor skala. Genereringen av intensiv akustisk kavitation beror på olika faktorer inklusive ultraljud processparametrar, metall sammansättning, ytspänning, smälta temperatur, viskositet, samt volym och upplösning nivå av gas inneslutningar i metallen smälta. Ultraljudsprocessparametrar kan vara exakt avstämda på metallsmältningssammansättningen och de påverkande faktorerna så att rätt intensitet av kavitation erhålls. Den exakta justeringen av ultraljudsparametrar är de grundläggande för fördelarna med ultraljud degasification av metall smälter. De viktigaste fördelarna med ultraljud avgasning inkluderar hög avgasning priser och den minskade miljöpåverkan av processen. Eftersom ultraljud avgasning resulterar endast i mycket lite slagg, ultraljud metall smälta avgasning är en grön, miljövänlig teknik.
Avgasning av aluminiumsmältning: Ultraljudsavgasning är en beprövad metod för att öka aluminiumlegeringars densitet och minska väteinnehållet i aluminiumlegeringar. I jämförelse med alternativa avgasning förfaranden såsom outgassing genom att använda en roterande pumphjul, ultraljud avgasning utmärker sig av hastighet och effektivitet. Studier har visat att en ultraljud sond avgasning systemet var ungefär 3 gånger snabbare än impeller-driven gas borttagning.
Eftersom ultraljudsavgasning inte innebär konventionell metallomrörning störs inte den skyddande aluminiumoxiden på ytan av smältan. Att hålla aluminiumoxidlagret intakt förhindrar införandet av aluminiumoxid i aluminiumsmältningen så att den bibehåller den skyddande effekt mot atmosfäriska föroreningar. Ultraljud avgasning förbättrar kornförfining och struktur av aluminiumlegeringar. Detta utöver det ultraljud främjas avlägsnande av icke-metalliska gas införanden från den flytande aluminium, gör ultraljud-driven metall smält behandlingar en överlägsen teknik för produktion av högkvalitativa metall gjutgods.
Avgasningen av metallsmältor som aluminiumlegeringar kräver högpresterande ultraljudsutrustning med hög effekt. Ultraljudssonden måste anges för användning med höga temperaturer och höga viskositeter. Ultraljudstorn måste kunna leverera och upprätthålla konstanta amplituder under långa tidsperioder. Hielscher Ultrasonics är specialiserat på utveckling, tillverkning och distribution av högeffekts ultraljudsutrustning för krävande tillämpningar som avgasning av metallsmältor. Leverera högpresterande ultrasonicators i valfri skala och ultraljud sonder utvecklats speciellt för behandling av flytande metaller, Hielscher Ultrasonics är din partner för pålitliga och effektiva metall smälta applikationer.

Hög effekt Ultraljuds avgasningssystem

Hielscher Ultrasonics är långsiktiga upplevelser tillverkare av högpresterande ultraljud utrustning som används över hela världen i laboratorier och industriell produktion. Degasification av vätskor och slurries är en krävande tillämpning som kräver hög effekt ultraljud sonder som kan par etablerade amplituder i vätskor för att ta bort entrapped gasbubbla och luftfickor. Alla Hielscher ultraljud enheter är konstruerade och tillverkade till BR drivs för 24 / 7 under full belastning. Ultraljud processorer finns från kompakta 50 watts laboratoriet ultrasonicators till 16,000watts kraftfulla inline ultraljudssystem. Ett brett utbud av booster horn, sonotrodes och celler flöde möjliggör den individuella installationen av ett ultraljud avgasning system i korrespondens till vätskan, viskositet och gas inneslutningar.
För avarmering och utgasning av flytande metaller krävs exakt inställda och underhållna amplituder. Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudssonder som är specificerade för mycket processoptimerade amplituder och temperaturer. Om din avgasning ansökan kräver ovanliga specifikationer, anpassade ultraljud sonotrodes finns tillgängliga. Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer.

Batch och Infogad

Hielscher ultraljud sonder för avgasning kan användas för parti och kontinuerlig inline avgasning och avarmningen. Beroende på volym, viskositet och inspänd gaser, kommer vi att rekommendera dig den mest lämpliga ultraljud outgassing setup.

Ultraljud Sonder för Avgasning valfri volym

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet ger oss möjlighet att erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsavgasningsutrustningen för dina vätske-, processkapacitets- och produktionsmål.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultraljudsavgasningssystem är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten hos sonomekaniskt inducerad degasifiering. Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att justera ultraljudsprocessparametrarna för den mest effektiva ultraljudsavgasningen. Optimal ultraljudsbehandling för högeffektiv gas borttagning!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina krav på avarmeringsprocess.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultrasonicators är designade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet hielschers ultraljud utrustning gör det ett arbete häst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande avgasare.