Qu'est-ce que le dégazage par ultrasons et le démoussage des liquides ?

Le dégazage et le démoussage par ultrasons sont une méthode efficace pour éliminer les gaz dissous et/ou entraîner les bulles de divers liquides. Y compris l'eau, la cire de bougie, l'alliage d'aluminium fondu, les résines époxy, les huiles de silicone, les adhésifs, les solutions de peinture, les boissons, les polymères, les encres, les peintures, les huiles de transformateur, les produits d'émulsion et de suspension, les huiles moteur, et plus encore. Contrairement au dégazage sous vide, qui est traité par lots, le dégazage par ultrasons peut être effectué en mode flux continu.

Lorsqu'un liquide est traité par ultrasons, les ondes sonores se propageant de la surface rayonnante dans le milieu liquide entraînent des cycles alternés de haute et basse pression à une vitesse qui dépend de la fréquence. Pendant le cycle basse pression, les ultrasons créent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Le grand nombre de petites bulles produit une surface totale de bulles élevée. Les bulles sont également bien réparties dans le liquide. Le gaz dissous migre dans ces bulles de vide à travers une plus grande surface et augmente la taille des bulles. Les ondes sonores favorisent le contact et la coalescence des bulles adjacentes, ce qui entraîne une croissance accélérée des bulles. Les ondes ultrasoniques aident également à secouer les bulles à la surface du récipient et à forcer les petites bulles situées sous la surface du liquide à s'élever et à libérer le gaz piégé dans l'environnement.

L'équipement à ultrasons peut dégazer et démousser efficacement le liquide. Dans ce cas, les ondes ultrasonores éliminent les petites bulles en suspension du liquide et réduisent le niveau de gaz dissous en dessous du niveau d'équilibre naturel.

Le dégazage et le démoussage des liquides ont de nombreuses utilisations, telles que :

Mesure de la taille des particules avant la préparation de l'échantillon pour éviter les erreurs de mesure.

Le dégazage de l’huile et de l’huile lubrifiante avant le pompage réduit l’usure de la pompe due à la cavitation.

Dégazer les aliments liquides, tels que les jus, la sauce soja ou le vin, pour réduire la croissance microbienne et prolonger la durée de conservation.

Lors du traitement ultrasonique d'un liquide, les ondes sonores se propageant de la surface rayonnante au milieu liquide produisent des cycles alternés de haute pression (compression) et de basse pression (amincissement), dont la vitesse dépend de la fréquence. Pendant le cycle basse pression, les ultrasons de haute intensité créent de petites bulles de vide ou des vides dans le liquide. Un grand nombre de petites bulles sont réparties uniformément dans le liquide, ce qui entraîne une plus grande surface de bulles. Le gaz dissous migre dans ces bulles de vide (basse pression) à travers une plus grande surface et augmente la taille des bulles.

Les ondes sonores favorisent le contact et la fusion des bulles voisines, accélérant ainsi la croissance des bulles. Les ondes sonores aideront également à détacher les bulles de la surface du récipient et forceront les bulles plus petites, qui se trouvent sous la surface du liquide, à s'élever et à libérer le gaz piégé dans l'environnement.

Le processus de dégazage et de démoussage du liquide est facile à observer. Dans un bécher en verre nouvellement ajouté à l’eau du robinet, le traitement par ultrasons forcera les petites bulles en suspension à fusionner et à se déplacer rapidement vers le haut. Vous pouvez voir cet effet dans l'image de progression ci-dessous.

Le pétrole brut contient beaucoup de bulles en suspension. Ceci est particulièrement problématique dans le cas des liquides de refroidissement, car les bulles favorisent la cavitation à l'intérieur de la pompe et de la buse, entraînant ainsi une usure. Le tableau de progression ci-dessous montre l’effet du démoussage par ultrasons.

Même après avoir laissé l’eau reposer pendant 24 heures, le traitement ultrasonique créera des bulles dans l’eau propre. Le gaz migre dans des bulles remplies de gaz dissous. En conséquence, les bulles grossissent et montent. Dans tout liquide translucide, l’effet dégazant est évident.

Parce que les ultrasons améliorent la remontée des petites bulles en suspension à la surface du liquide, ils réduisent également le temps de contact entre les bulles et le liquide. Par conséquent, cela limite également la redissolution des gaz des bulles vers les liquides. Ceci est particulièrement pertinent pour les liquides à haute viscosité, tels que les huiles ou les résines. Étant donné que les bulles doivent se déplacer vers la surface du liquide, le dégazage par ultrasons est préférable si le récipient est peu profond, de sorte que le temps jusqu'à la surface est plus court.

Facteurs influençant le gaz

Le fluide contient une certaine quantité de gaz dissous. La concentration de gaz dépend de facteurs tels que la température, la pression ambiante, l'agitation du liquide, etc. Le dégazage par ultrasons modifiera les conditions car le liquide est exposé à des bulles et à une agitation à basse pression. Par conséquent, l’onde ultrasonore réduira la concentration de gaz dans le liquide en dessous du niveau d’équilibre d’origine.

Lorsque le traitement par ultrasons est arrêté et que les conditions initiales sont rétablies, la concentration de gaz s'approchera à nouveau lentement du niveau d'équilibre initial à moins que le liquide ne soit exposé à un gaz, comme dans une bouteille fermée. En raison du taux plus lent de redissolution des gaz dans les liquides, des liquides à faible teneur en gaz peuvent être utilisés après un traitement par ultrasons.

Dégazage avant émulsification et dispersion

Le dégazage par ultrasons peut améliorer considérablement la qualité des dispersions et des émulsions

Problème existant

Les émulsions et dispersions contiennent généralement des tensioactifs pour augmenter la stabilité. Le tensioactif inhibera le contact et la coalescence ou la condensation du matériau dispersé dans la phase liquide. Pour ce faire, un tensioactif va former un cambium autour de chaque particule. Les tensioactifs peuvent également envelopper les bulles en suspension dans la phase liquide. Cette bulle stable peut s’avérer très robuste. Il peut consommer des tensioactifs, réduire la masse des émulsions ou des dispersions et produire des lectures erratiques lors de la mesure de la taille des particules.

Solution

Pour réduire le problème de stabilité des bulles, le liquide peut être simplement dégazé par traitement ultrasonique. Avant d'ajouter une phase dispersée, telle que de l'huile ou de la poudre, le liquide est traité par ultrasons jusqu'à ce que le nombre de bulles produites soit réduit. Lorsque vous mélangez d’autres matériaux, évitez de créer de nouvelles bulles ou vortex en remuant, car cela augmenterait rapidement la teneur en gaz.

Détection du dioxyde de carbone

L'effet du dégazage est utilisé pour tester l'étanchéité des canettes et des bouteilles contenant des boissons gazeuses telles que le cola, le soda ou la bière.

Système de contrôle anti-mousse à faible coût, protection de l'environnement, anti-mousse ultrasonique

L’équipement à ultrasons peut être utilisé pour contrôler la mousse de différentes manières. Le dispositif peut être utilisé pour supprimer la mousse lorsqu'un liquide moussant est appliqué, et peut également être utilisé pour briser la mousse existante déjà formée.

La technologie est bien adaptée à une utilisation dans les produits pharmaceutiques, les boissons et les produits chimiques et offre d'importantes options de réduction des coûts en :

Augmentez la vitesse des lignes d’embouteillage et de mise en conserve.

Réduisez les dommages causés par les déversements de boissons.

Réduisez les taux de rebut dus à un matériau insuffisant dans les réservoirs et les bouteilles.

Il est biosûr en raison de moins de fuites et d’entretien de nettoyage.

Le refroidissement à 5 degrés Celsius avant le remplissage et l'augmentation de la température à 10 degrés Celsius après le départ de la ligne d'embouteillage de la ligne de production permettent de réaliser des économies.