Ultrazvuková technologie v odplyňovacích aplikacích

Ultrazvukové odplyňování je fyzikální metoda, která využívá vysokofrekvenční zvukové vlny (obvykle 20 kHz–1 MHz) k odstranění rozpuštěných nebo rozptýlených plynů v kapalinách. Tato technologie je široce používána v metalurgii, chemickém průmyslu, potravinářství, medicíně a dalších oborech. Má výhody vysoké účinnosti, úspory energie a ochrany životního prostředí a může nahradit tradiční způsoby ohřevu nebo vakuového odplyňování. Místní okamžitý vysoký tlak účinně odstraňuje vzduch uvnitř kapaliny.

Stávající odplyňovací systémy lze vylepšit, nezničí složky potravin. A

jako je zahřívání, vakuum nebo bublání. Používá se v průmyslovém měřítku, například v potravinářství a

Ultrazvuková kavitace může zlepšit nenápojový průmysl, chemické roztoky, hydraulické oleje, chladicí kapaliny, vrtné kapaliny, surovou kondenzaci bakterií, vytvářet bakteriální oleje, emulze, barvy, inkousty, lepidla, ztrátu virulence nebo smrt, aby se dosáhlo laků, nátěrů, epoxidů, šamponů, detergentů a mnoha dalších produktů.

Princip ultrazvukového odplyňování

Kavitační efekt pohání srážení plynu

Když se ultrazvukové vlny šíří v kapalině, generují se kavitační bubliny a jejich růst a proces kolapsu podporuje odplyňování prostřednictvím následujících mechanismů:

Agregace plynových jader: drobná plynová jádra (rozpuštěný plyn) v kapalině expandují v podtlakové fázi zvukové vlny za vzniku mikrobublin.

Slučování bublin: kavitační bubliny se během oscilace spojují s okolním rozpuštěným plynem, aby se zvětšila velikost bublin.

Nárůst vztlaku: velké bubliny rychle plují na hladinu kapaliny a unikají díky vztlaku.

Akustické streamování

Makroskopický proud kapaliny generovaný ultrazvukem zvyšuje účinnost přenosu plynu a zabraňuje místnímu obohacování plynu.

Ovlivňující faktory

Frekvence: Nízká frekvence (20–50 kHz) je vhodnější pro vytváření velkých bublin a je vhodná pro kapaliny s vysokou viskozitou.

Výkon: Je třeba optimalizovat, aby se zabránilo nadměrné kavitaci a rozstřikování kapaliny.

Vlastnosti kapaliny: Viskozita, povrchové napětí a rozpustnost plynu ovlivňují rychlost odplyňování.

Aplikace ultrazvukového odplynění

Odplyňování taveniny kovů (hutní průmysl)

Odlévání ze slitin hliníku/hořčíku: Odstraňte škodlivé plyny, jako je H2, zabraňte defektům pórů a zlepšujte mechanické vlastnosti materiálu.

Tekuté zpracování oceli: snížení oxidových inkluzí a zlepšení kvality ingotu.

Chemický a polymerní průmysl

Odplynění polymeru: odstraňte bubliny v pryskyřicích a lepidlech, abyste zlepšili jednotnost produktu.

Systém chemické reakce: zabraňte vedlejším reakcím plynů, které interferují s katalytickým procesem.

Jídlo a léky

Odkysličení nápojů: prodlužte trvanlivost piva a džusu.

Tekuté ošetření: zajistěte, aby v injekcích nebo biologických přípravcích nezůstaly žádné bublinky.

Úprava vody

Odstraňte rozpuštěný kyslík: zabraňte korozi potrubí nebo mikrobiálnímu růstu.

Výhody

Energeticky úsporné a účinné: o více než 50 % nižší spotřeba energie než vakuové odplyňování, zkrácená doba zpracování.

Netepelný proces: vhodný pro kapaliny citlivé na teplo (jako jsou biologické látky).

In-line integrace: lze použít s kontinuálními výrobními linkami.

Závěr

Jako ekologický proces prokázalo ultrazvukové odplyňování nenahraditelnou hodnotu v mnoha průmyslových oblastech. V budoucnu se s vylepšováním akustického zařízení bude rozsah jeho použití dále rozšiřovat.