อัลตราโซนิก Degassing และ defoaming ของเหลว
Degassing และ defoaming ของของเหลวโดยใช้อัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพมาก Ultrasonication เอาขนาดเล็กระงับก๊าซฟองอากาศจากของเหลวและลดระดับของก๊าซละลายต่ํากว่าระดับสมดุลธรรมชาติ
การขจัดก๊าซและการถ่ายอุจจาระของของเหลวเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับวัตถุประสงค์ต่างๆเช่นกระบวนการต่อไปนี้:
- การเตรียมตัวอย่างก่อนการวัดขนาดอนุภาคเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัด
- น้ํามันและสารหล่อลื่น degassing ก่อนที่จะสูบน้ําเพื่อลดการสึกหรอของปั๊มเนื่องจากการเกิดโพรงอากาศ
- degassingของอาหารเหลว, eของกรัมของน้ําผลไม้, ซอสหรือไวน์, เพื่อลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และเพิ่มอายุการเก็บรักษา
- degassingของพอลิเมอและเคลือบเงาก่อนการประยุกต์ใช้, บ่มหรือสูญญากาศแช่
เมื่อ sonicating ของเหลวคลื่นเสียงที่แพร่กระจายจากพื้นผิวแผ่เข้าไปในสื่อของเหลวผลในการสลับรอบแรงดันสูงและความดันต่ําที่มีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในระหว่างรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกสามารถสร้างฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว ฟองอากาศขนาดเล็กจํานวนมากสร้างพื้นที่ผิวฟองรวมสูง ฟองอากาศยังกระจายได้ดีในของเหลว ก๊าซที่ละลายจะอพยพเข้าสู่ฟองอากาศสูญญากาศเหล่านี้ผ่านพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และเพิ่มขนาดของฟองอากาศ
คลื่นอะคูสติกสนับสนุนการสัมผัสและการเชื่อมต่อกันของฟองอากาศที่อยู่ติดกันนำไปสู่การเจริญเติบโตเร่งของฟอง sonication คลื่นยังจะช่วยในการเขย่าฟองอากาศออกจากพื้นผิวเรือและจะบังคับให้ฟองอากาศขนาดเล็กที่วางอยู่ใต้พื้นผิวของเหลวจะเพิ่มขึ้นผ่านและปล่อยก๊าซกักเพื่อสิ่งแวดล้อม
อัลตราโซนิก degassing ของน้ํามันโดยใช้ Hielscher 200 วัตต์โปรเซสเซอร์ล้ําเสียง
นำไปทดสอบ
กระบวนการของ degassing และ defoaming ของของเหลวสามารถมองเห็นได้ง่าย ในบีกเกอร์แก้วของน้ําประปาเทใหม่ ultrasonication จะบังคับให้ฟองอากาศระงับขนาดเล็กเพื่อ coalesce และที่จะย้ายขึ้นอย่างรวดเร็ว คุณสามารถดูเอฟเฟ็กต์นี้ในภาพความคืบหน้าด้านล่าง
degassing ล้ำของน้ำ (5 วินาที)
น้ํามันกวนมีฟองอากาศหรือโฟมแขวนอยู่จํานวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสารหล่อเย็นนี่เป็นปัญหา ที่นั่นฟองก๊าซส่งเสริมการเกิดโพรงอากาศทําให้เกิดการสึกหรอในปั๊มหรือหัวฉีด ภาพความคืบหน้าด้านล่างแสดงผลการ defoaming ล้ําเสียง
อัลตราโซนิก degassing: ฟองก๊าซ Entrapped จะถูกลบออกจากน้ํามันโดยใช้ ultrasonicator UP400St
Sonication จะสร้างฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็กในน้ําใสและเก่า ฟองอากาศเหล่านี้เต็มไปด้วยก๊าซละลายที่อพยพเข้าไปในฟองอากาศ ดังนั้นฟองอากาศจึงเติบโตและขยับขึ้น ผล degassing สามารถมองเห็นได้ดีในของเหลวโปร่งแสงใด ๆ
เมื่ออัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการเพิ่มขึ้นของฟองอากาศที่ถูกระงับขนาดเล็กไปยังพื้นผิวของเหลวจะช่วยลดเวลาสัมผัสระหว่างฟองและของเหลวมากเกินไป ด้วยเหตุนี้จึง จํากัด การละลายของก๊าซจากฟองไปยังของเหลวด้วย นี่เป็นที่สนใจเป็นพิเศษสําหรับของเหลวที่มีความหนืดสูงกว่าเช่นน้ํามันหรือเรซิน เนื่องจากฟองอากาศต้องย้ายไปยังพื้นผิวของเหลว degassing ล้ําเสียงทํางานได้ดีขึ้นถ้าภาชนะตื้นเพื่อให้เวลากับพื้นผิวสั้นลง
นอกเหนือจากผลกระทบที่มองเห็นได้
การวัดผล degassing โดยการตรวจสอบด้วยสายตามี จํากัด ในความถูกต้อง การวัดปริมาณก๊าซเป็นวิธีที่แม่นยํายิ่งขึ้นในการบอกเกี่ยวกับประสิทธิภาพการขจัดก๊าซล้ํา
ของเหลวมีก๊าซละลายในจํานวนหนึ่ง ความเข้มข้นของก๊าซขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆเช่นอุณหภูมิความดันโดยรอบหรือความปั่นป่วนของของเหลว ภายใต้สภาวะคงที่ความเข้มข้นของก๊าซจะเข้าใกล้สมดุล อัลตราโซนิก degassing จะเปลี่ยนเงื่อนไขเพราะของเหลวสัมผัสกับฟองอากาศความดันต่ําและความปั่นป่วน ดังนั้น ultrasonication จะลดความเข้มข้นของก๊าซในของเหลวให้ต่ํากว่าระดับสมดุล
เมื่อ sonication หยุดและเงื่อนไขเริ่มต้นถูกสร้างขึ้นใหม่ความเข้มข้นของก๊าซจะค่อยๆเข้าใกล้ระดับสมดุลเริ่มต้นอีกครั้งเว้นแต่ของเหลวจะไม่สัมผัสกับก๊าซใด ๆ เช่นในขวดปิด เนื่องจากการละลายก๊าซเข้าสู่ของเหลวอีกครั้งค่อนข้างช้าจึงเป็นไปได้ที่จะทํางานกับของเหลวก๊าซต่ําหลังจาก sonication กราฟด้านล่างแสดงเอฟเฟ็กต์นี้
ภาพประกอบของอัลตราโซนิก Degassing
Degassing ก่อนที่จะตีไข่และกันไป
อัลตราโซนิก degassing สามารถปรับปรุงคุณภาพของการกระจายตัวและอิมัลชัน
ปัญหา
บ่อยครั้งที่อิมัลชันและการกระจายตัวมีสารลดแรงตึงผิวเพื่อเพิ่มความมั่นคง สารลดแรงตึงผิวจะยับยั้งการสัมผัสและ coalescence หรือการรวมตัวกันของวัสดุกระจายตัวในระยะของเหลว สําหรับเรื่องนี้สารลดแรงตึงผิวจะก่อตัวเป็นชั้นรอบ ๆ แต่ละอนุภาค สารลดแรงตึงผิวเดียวกันยังสามารถห่อหุ้มฟองก๊าซที่ถูกระงับในระยะของเหลว ฟองอากาศที่มีความเสถียรดังกล่าวสามารถพิสูจน์ได้ว่าแข็งแกร่งมาก ฟองอากาศที่มีความเสถียรใช้สารลดแรงตึงผิวลดคุณภาพของอิมัลชันหรือการกระจายตัวและสามารถสร้างการอ่านที่ไม่แน่นอนเมื่อวัดขนาดอนุภาค
การแก้ไขปัญหา
เพื่อลดปัญหาของฟองก๊าซที่มีความเสถียรของเหลวควรถูก degassed โดย sonication ก่อนที่จะเพิ่มขั้นตอนการกระจายตัวเช่นน้ํามันหรือผงให้ sonicate ของเหลวจนกว่าจํานวนของฟองอากาศที่สร้างขึ้นลดลง เมื่อผสมในวัสดุอื่น ๆ หลีกเลี่ยงการสร้างฟองอากาศใหม่หรือกระแสน้ําวนในขณะที่กวน สิ่งนี้จะเพิ่มปริมาณก๊าซอย่างรวดเร็ว
บังคับให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา
ผลของ degassing จะถูกนำมาใช้ในการรั่วไหลของการทดสอบของกระป๋องและขวดที่มีเครื่องดื่มอัดลมเช่นโคล่าโซดาหรือเบียร์ โปรดคลิกที่นี่เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทดสอบการรั่วไหลของขวด
อัลตราโซนิก Degassing โดยสังเขป
อัลตราโซนิก degassing ของของเหลวทํางานได้ดีขึ้นเมื่อใช้การตั้งค่าต่อไปนี้
- ใช้แอมพลิจูดอัลตราโซนิกต่ําถึงปานกลาง!
- ใช้ sonotrodes ที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่เช่นเปล่งออกมาอย่างแผ่ว sonotrodes!
- ให้ความดันต่ําหรือสูญญากาศเหนือพื้นผิวของเหลว wile sonicating!
- อุ่นของเหลวเพื่อลดความหนืด!
- ใช้ภาชนะตื้นสําหรับการแยกก๊าซในระหว่างหรือหลัง sonication!
- หลีกเลี่ยงการปั่นป่วนเพื่อให้ฟองก๊าซที่จะย้ายขึ้น!
อัลตราโซนิก degassing สามารถใช้ในโหมดแบทช์หรือแบบอินไลน์ ในกรณีของการดําเนินการแบบอินไลน์ควรติดตั้งท่อยืนสําหรับปล่อยก๊าซและควรใช้ปั๊มแก๊ส