Ultrasonik Kullanarak Sıvıların Yüksek Verimli Havadan Arındırılması

Gaz giderme veya gaz çıkarma genellikle son derece zaman alıcı bir işlem adımı olsa da, ultrasonication gaz kabarcıklarının birleşmesini ve yükselişlerini önemli ölçüde hızlandırabilir. Ultrasonik gaz çıkışı, toplu ve hat içi kurulumlarda kullanılabilir ve ayrıca gaz giderme verimliliğini ve hızını artırmak için inert gazlarla serpme, pervane gaz gidericiler, ısıtma veya vakum gibi geleneksel gaz giderme teknikleriyle birleştirilebilir.

Gazın Sıvılardan Uzaklaştırılması

Hava alma, gaz giderme ve gaz çıkarma terimleri, serbest ve çözünmüş gazların, özellikle oksijen veya CO2 gibi reaktif gazların bir sıvıdan uzaklaştırılmasını ifade eder. Oksijenin ortadan kaldırılması, zararlı son ürün değişikliklerini önlemek ve sonraki işlemleri iyileştirmek için önemlidir. Gaz giderme, birçok uygulama ve endüstri için gerekli bir işleme adımıdır. Endüstriyel üretimde gaz giderme, ürün stabilitesini, kalitesini ve sürekli ürün standartlarını sağlamak için yaygın bir proses adımıdır. Oksijen, ürün kalitesini ve stabilitesini çeşitli seviyelerde etkileyen bir faktördür.
Bu nedenle, hava alma, gıdada yerleşik bir proses adımıdır & içecek, kimya, ilaç ve kozmetik endüstrisi. Ancak laboratuvarlarda da numunelerin analizden önce sıklıkla gazdan arındırılması gerekir (örneğin, HPLC, tahliller, partikül ölçümleri vb. öncesi).
Genellikle, örneğin yüksek parçalayıcı bıçaklı veya döner çarklı karıştırıcılar kullanılarak yapılan karıştırma işlemleri, genellikle ürünün daha sonra gazdan arındırılmasını gerekli kılar, çünkü bu karıştırma teknikleri genellikle ürüne yüksek miktarda gaz sokar. Bu tür gaz ve hava kalıntıları genellikle ürün üzerinde olumsuz etkilere sahiptir, çünkü katı ve sıvı yağları sertleştirebilir, oksidasyon, renk bozulması ve istenmeyen koku ve tat değişiklikleri yoluyla ürünleri bozabilir. Gazdan arındırılmış ürünler kimyasal olarak daha kararlı ve daha uzun raf ömrüne sahip olduğundan, gaz giderme güvenilir bir teknik gerektiren önemli bir işleme adımıdır.
 

Ultrasonik gaz giderme: Sıkışan gaz kabarcıkları yağdan çıkarılır ultrasonicator UP400St kullanarak

Ultrasonik Gaz Giderme ve Hava Giderme

Ultrasonik gaz giderme ve hava giderme, kaynatma, vakuma basınç düşürme veya inert gazlarla serpme gibi sıvıların geleneksel gaz giderme yöntemlerine oldukça güçlü bir alternatiftir. Bu geleneksel gaz giderme yöntemleri genellikle termal bozulma (ısınma nedeniyle), zaman ve enerji tüketen işleme ve/veya yetersiz gaz giderme gibi dezavantajlarla birlikte gelir. Ultrasonik gaz giderme, akustik kavitasyonun çalışma prensibine dayanır. Yüksek güçlü ultrason dalgaları bir sıvıya bağlandığında, sıvı sırasıyla yüksek basınç ve düşük basınç döngüleri sırasında sıkıştırılır ve genişletilir. Düşük basınç döngüleri sırasında, birkaç basınç döngüsü boyunca büyüyen küçük vakum kabarcıkları (kavitasyon kabarcıkları olarak adlandırılır) oluşturulur. Bu kabarcık büyüme döngüleri sırasında, sıvıdaki çözünmüş gazlar vakum kabarcığına girer, böylece vakum kabarcığı büyüyen gaz kabarcıklarına dönüşür. Ayrıca, mikro türbülanslar ve sıvı jetleri yoğun ajitasyona ve kütle transferine neden olur. Ultrasonik olarak üretilen bu koşullar, küçük çözünmüş gaz kabarcıklarının daha büyük gaz kabarcıklarına birleşmesi olan gaz kabarcığı birleşmesine neden olur, bu da sıvının yüzeyine hızla yükselir ve orada sıvıyı terk ederler.
Ultrasonik titreşim ve kavitasyonun neden olduğu sıcaklık değişimleri çok küçük yerel alanlarla sınırlıdır ve toplam hacimdeki sıcaklık artışı, ürün kalitesini etkilemediği için ihmal edilebilir.
 

0, �, `, @ ve genliklerde sonicator UP400ST kullanılarak 24 kHz ultrasonik frekans için zamanla çözünmüş oksijenin azalması.
Çalışma: ©Rognerud ve ark., 2020.

 
Sıvı veya bulamacın hacmine, viskozitesine ve gaz kalıntılarına bağlı olarak, ultrasonik hava alma işlemi toplu veya satır içi işlem olarak çalıştırılabilir. Yüksek güçlü bir ultrasonik prob, sıvının gazdan arındırılması için sıvıya akustik kavitasyon yayar.
Ultrasonik gaz giderme, ısıtma, vakum veya serpme gibi mevcut gaz giderme sistemlerini iyileştirmek için de uygulanabilir.
Ultrasonik gaz giderme ve köpük giderme, su, yağlar, yiyecek ve içecekler, kimyasal çözeltiler, hidrolik sıvılar, soğutucular, sondaj sıvıları, ham petrol, emülsiyonlar, boyalar, mürekkepler, yapıştırıcılar, vernikler, kaplamalar, epoksiler, şampuanlar, deterjanlar ve diğer birçok üründen çözünmüş gazları uzaklaştırmak için endüstriyel ölçekte kullanılır.
 

Bir akış hücresi kurulumu kullanarak ultrasonik gaz giderme. Bu deney, 0.8 galon hacimli, 0.2 sfcm/dk inert gaz akışı ve 275 W/cm2 yoğunluğa sahip prototip küçük ölçekli bir su döngüsüydü. Bu, oksijen giderme süresinde yaklaşık% 70'lik bir azalma olduğunu gösterir.
Çalışma ve resim: Rubio ve ark. 2016

Ultrasonicator kullanarak satır içi bir kurulumda ultrasonik gaz giderme UIP1000hdT akış hücresi ile.

Ultrasonik Olarak Geliştirilmiş Serpme

Sıvıların inert gazla serpilmesi (inert gaz temizleme olarak da bilinir), oksijen ve karbondioksit gibi istenmeyen gazları sıvıdan uzaklaştırmak için yaygın bir işlemdir. Serpme uygulamaları için azot, argon, helyum ve diğer inert gazlar yaygın olarak kullanılır. Bir çözeltinin yüksek saflıkta (tipik olarak inert) bir gazla köpürtülmesi, oksijen ve karbondioksit gibi istenmeyen, tipik olarak reaktif çözünmüş gazları dışarı çekebilir. Serpme işlemi kütle transferine dayanır ve kendisi oldukça yavaş bir prosedürdür. İnert gazlarla serpmeyi yoğunlaştırmak için, sıvı-gaz çözeltisi genellikle kuvvetli bir şekilde çalkalanır ve uzun süre köpürtülür. Ultrasonikasyon, kütle transferini ve dolayısıyla serpmeyi önemli ölçüde artıran bir gaz giderme-yoğunlaştırma tekniğidir. Yüksek güçlü ultrason dalgaları sıvılara veya bulamaçlara bağlandığında, kavitasyon kabarcıkları oluşur. Bu kavitasyon kabarcıkları, daha büyük temizleme gazı kabarcıklarını küçük kabarcıklara ayırır ve kabarcıkları eşit şekilde dağıtır, bu da daha hızlı ve daha temiz gaz giderme etkileri ile sonuçlanır. Ultrasonication tarafından oluşturulan yoğun ajitasyon ve türbülanslar, gaz-sıvı kütle transferini ve böylece istenmeyen gazların hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasını teşvik eder.
Serpme prosedürünü hızlandırmak ve daha verimli hale getirmek için, gaz ve sıvı arasındaki kütle transfer performansını sonomekanik olarak iyileştirmek için yüksek performanslı ultrasonikler kullanılır. Akustik kavitasyon tarafından üretilen sonomekanik etkiler, yerel basınç ve sıcaklık farklılıklarını, mikro türbülansları ve çalkalamayı içerir. Bu kuvvetler, kabarcık parçalanması, dağılma ve ardından artan arayüzey alanı nedeniyle difüzif kütle transferinde bir artışa katkıda bulunarak gaz giderme performansını iyileştirir ve bu da sonunda sıkışan gazların sıvıdan hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasına neden olur.
İstenilen gaz çıkış etkilerini elde etmek için, yüksek güçlü ultrasonikasyon gereklidir. Bir sıvı, iki fazlı bir akışta inert bir gazla korunduğunda, çözünmüş gazların kütle transferini ve uzaklaştırma oranını artırmak için doğrultulu difüzyon arzu edilir. Doğrultulmuş difüzyonun uygulanması zor olabilir, çünkü sıkışmış ve çözünmüş gaz kabarcıkları ultrasonik kavitasyon alanına daha düşük yoğunluklarda girmekten kaçınma eğilimindedir. Bununla birlikte, yüksek yoğunluklarda (300 W / cm'den yüksek)² yaklaşık 20 kHz'de) gaz kabarcıkları artık kavitasyon bölgesinden kaçmaz ve sonomekanik kuvvetler tarafından parçalanır. (bkz. Jagannathan ve ark. 2011)

Yüksek Güçlü Ultrasonik Gaz Giderme Sistemleri

Hielscher Ultrasonics, dünya çapında laboratuvarlarda ve endüstriyel üretimde kullanılan yüksek performanslı ultrasonik ekipmanların uzun vadeli deneyim üreticisidir. Sıvıların ve bulamaçların gazdan arındırılması, sıkışmış gaz kabarcığı ve hava ceplerini çıkarmak için yerleşik genlikleri sıvılara birleştirebilen yüksek güçlü ultrasonik problar gerektiren zorlu bir uygulamadır. Tüm Hielscher ultrasonik cihazlar, tam yük altında 7/24 çalıştırılmak üzere tasarlanmış ve üretilmiştir. Ultrasonik işlemciler, kompakt 50 watt laboratuvar ultrasonicators'tan 16.000 watt güçlü satır içi ultrasonik sistemlere kadar mevcuttur. Çok çeşitli güçlendirici kornalar, sonotrodlar ve akış hücreleri, sıvı, viskozite ve gaz kapanımlarına karşılık gelen bir ultrasonik gaz giderme sisteminin bireysel kurulumuna izin verir.
Sıvı metallerin havasının alınması ve gazın dışarı atılması için hassas bir şekilde ayarlanmış ve bakımı yapılmış genlikler gereklidir. Hielscher Ultrasonics, çok proses için optimize edilmiş genlikler ve sıcaklıklar için belirtilen yüksek performanslı ultrasonik problar üretmektedir. Gaz giderme uygulamanız olağandışı özellikler gerektiriyorsa, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.

Toplu ve Satır İçi

Gaz giderme için Hielscher ultrasonik problar, toplu ve sürekli hat içi gaz giderme ve hava giderme için kullanılabilir. Hacim, viskozite ve sıkışmış gazlara bağlı olarak, size en uygun ultrasonik gaz çıkış kurulumunu önereceğiz.

Herhangi bir hacimde gazdan arındırmak için ultrasonik problar

Hielscher Ultrasonik ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar ultrasonicators'tan tezgah üstü ve pilot sistemlere kadar tam endüstriyel ultrasonik işlemcilere kadar ultrasonik işlemcilerin tam spektrumunu kapsar. Tüm ürün yelpazesi, sıvı, proses kapasiteniz ve üretim hedefleriniz için size en uygun ultrasonik gaz giderme ekipmanını sunmamızı sağlar.

Optimum sonuçlar için hassas bir şekilde kontrol edilebilir genlikler

Tüm Hielscher ultrasonik gaz giderme sistemleri hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve bu nedenle güvenilir iş atlarıdır. Genlik, sonomekanik olarak indüklenen gaz gidermenin verimliliğini ve etkinliğini etkileyen önemli proses parametrelerinden biridir. Tüm Hielscher Ultrasonik’ İşlemciler, genliğin hassas bir şekilde ayarlanmasına izin verir. Sonotrodlar ve yükseltici kornalar, genliği daha da geniş bir aralıkta değiştirmeye izin veren aksesuarlardır. Hielscher'ın endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir ve zorlu uygulamalar için gerekli ultrasonik yoğunluğu sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir.
Hassas genlik ayarları ve ultrasonik işlem parametrelerinin akıllı yazılım aracılığıyla kalıcı olarak izlenmesi, en etkili ultrasonik gaz giderme için ultrasonik işlem parametrelerini ayarlama imkanı verir. Yüksek verimli gaz giderme için optimum sonikasyon!
Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir. Bu, Hielscher'ın ultrasonik ekipmanını hava alma işlemi gereksinimlerinizi karşılayan güvenilir bir çalışma aracı yapar.

En Yüksek Kalite – Almanya'da tasarlandı ve üretildi

Bir aile şirketi ve aile işletmesi olan Hielscher, ultrasonik işlemcileri için en yüksek kalite standartlarına öncelik vermektedir. Tüm ultrasonicators, Berlin, Almanya yakınlarındaki Teltow'daki merkezimizde tasarlanmış, üretilmiş ve kapsamlı bir şekilde test edilmiştir. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı ve güvenilirliği, üretiminizde bir iş atı haline getirir. Tam yük altında ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma, Hielscher'ın yüksek performanslı gaz gidericilerinin doğal bir özelliğidir.