Mi az ultrahangos gáztalanítás és folyékony habtalanítás?

Az ultrahangos gáz- és habtalanítás hatékony módszer az oldott gázok és/vagy a buborékok eltávolítására különböző folyadékokból. Beleértve a vizet, gyertyaviaszt, alumíniumötvözet olvadékot, epoxigyantákat, szilikonolajokat, ragasztókat, festékoldatokat, italokat, polimereket, tintákat, festékeket, transzformátorolajokat, emulziós és szuszpenziós termékeket, motorolajokat és még sok mást. A vákuumos gáztalanítással ellentétben, amelyet tételesen dolgoznak fel, az ultrahangos gáztalanítás folyamatos áramlási módban is végrehajtható.

Amikor egy folyadékot ultrahanggal kezelnek, a sugárzó felületről a folyékony közegbe terjedő hanghullámok váltakozó magas és alacsony nyomású ciklusokat eredményeznek a frekvenciától függő sebességgel. Az alacsony nyomású ciklus során az ultrahang kis vákuumbuborékokat vagy üregeket hoz létre a folyadékban. A kis buborékok nagy száma nagy teljes buborékfelületet eredményez. A buborékok is jól eloszlanak a folyadékban. Az oldott gáz ezekbe a vákuumbuborékokba vándorol a nagyobb felületen keresztül, és megnöveli a buborékok méretét. A hanghullámok támogatják a szomszédos buborékok érintkezését és egyesülését, ami felgyorsítja a buboréknövekedést. Az ultrahanghullámok hozzájárulnak a tartály felületén lévő buborékok felrázásához is, és a folyadék felszíne alatt elhelyezkedő kisebb buborékokat felemelkedésre kényszerítik, és a beszorult gázt a környezetbe engedik.

Az ultrahangos berendezés hatékonyan gázmentesítésre és habtalanításra képes a folyadékot. Ebben az esetben az ultrahanghullámok eltávolítják a kis szuszpendált buborékokat a folyadékból, és az oldott gáz szintjét a természetes egyensúlyi szint alá csökkentik.

A folyadékok gáz- és habtalanításának számos felhasználási területe van, például:

Részecskeméret mérés a minta előkészítése előtt a mérési hibák elkerülése érdekében.

Az olaj és a kenőolaj gáztalanítása a szivattyúzás előtt csökkenti a szivattyú kavitáció miatti kopását.

Folyékony élelmiszerek, például gyümölcslé, szójaszósz vagy bor gáztalanítása a mikrobák növekedésének csökkentése és az eltarthatóság meghosszabbítása érdekében.

Folyadék ultrahangos feldolgozásakor a sugárzó felületről a folyékony közegbe terjedő hanghullámok váltakozó nagynyomású (kompressziós) és alacsony nyomású (vékonyodási) ciklusokat idéznek elő, amelyek sebessége a frekvenciától függ. Az alacsony nyomású ciklus során a nagy intenzitású ultrahang kis vákuumbuborékokat vagy üregeket hoz létre a folyadékban. Nagyszámú kis buborék egyenletesen oszlik el a folyadékban, ami nagyobb buborékfelületet eredményez. Az oldott gáz ezekbe a vákuum (alacsony nyomású) buborékokba vándorol a nagyobb felületen keresztül, és megnöveli a buborékok méretét.

A hanghullámok támogatják a szomszédos buborékok érintkezését és egyesülését, ezáltal felgyorsítják a buborékok növekedését. A hanghullámok elősegítik a buborékok leválását a tartály felületéről, és a folyadék felszíne alatti kisebb buborékok felemelkedésére kényszerítik, és a behálózott gázt a környezetbe engedik.

A folyadék gáztalanítási és habzási folyamata jól látható. A csapvízhez újonnan hozzáadott üvegpohárban az ultrahangos kezelés kis lebegő buborékokat kényszerít arra, hogy egyesüljenek és gyorsan felfelé mozogjanak. Ezt a hatást az alábbi folyamatképen láthatja.

A nyersolaj sok lebegő buborékot tartalmaz. Ez különösen a hűtőfolyadékoknál jelent problémát, mivel a buborékok elősegítik a szivattyúban és a fúvókán belüli kavitációt, ami kopáshoz vezet. Az alábbi folyamatábra az ultrahangos habzás hatását mutatja.

Az ultrahangos kezelés még azután is, hogy a vizet 24 órán át állni hagyja, buborékokat hoz létre a tiszta vízben. A gáz buborékokká vándorol, amelyeket oldott gázzal töltenek meg. Ennek eredményeként a buborékok nőnek és felfelé mozognak. Bármilyen áttetsző folyadékban a gáztalanító hatás nyilvánvaló.

Mivel az ultrahang javítja a kis szuszpendált buborékok felemelkedését a folyadék felszínére, csökkenti a buborékok és a folyadék közötti érintkezési időt is. Ezért korlátozza a gázok buborékokból folyadékokká történő újraoldódását is. Ez különösen fontos a nagy viszkozitású folyadékok, például olajok vagy gyanták esetében. Mivel a buborékoknak a folyadék felszínére kell kerülniük, az ultrahangos gáztalanítás jobb, ha a tartály sekély, így rövidebb a felszínre jutási idő.

A gázt befolyásoló tényezők

A folyadék bizonyos mennyiségű oldott gázt tartalmaz. A gázkoncentráció olyan tényezőktől függ, mint a hőmérséklet, a környezeti nyomás, a folyadék keverése stb. Az ultrahangos gáztalanítás megváltoztatja a körülményeket, mivel a folyadék alacsony nyomású buborékoknak és keverésnek van kitéve. Ezért az ultrahanghullám az eredeti egyensúlyi szint alá csökkenti a gáz koncentrációját a folyadékban.

Amikor az ultrahangos kezelést leállítják és a kezdeti feltételek helyreállnak, a gázkoncentráció lassan ismét megközelíti a kezdeti egyensúlyi szintet, kivéve, ha a folyadékot semmilyen gáz nem éri, például zárt palackban. A folyadékokban a gázok lassabb újraoldódási sebessége miatt ultrahangos kezelés után alacsony gáztartalmú folyadékok használhatók.

Gáztalanítás emulgeálás és diszperzió előtt

Az ultrahangos gáztalanítás jelentősen javíthatja a diszperziók és emulziók minőségét

Meglévő probléma

Az emulziók és diszperziók általában felületaktív anyagokat tartalmaznak a stabilitás növelése érdekében. A felületaktív anyag gátolja a diszpergált anyag érintkezését és összeolvadását vagy kondenzációját a folyékony fázisban. Ehhez egy felületaktív anyag kambiumot képez az egyes részecskék körül. A felületaktív anyagok a folyékony fázisban szuszpendált buborékokat is beburkolhatják. Ez a stabil buborék nagyon robusztusnak bizonyulhat. Felhasználhat felületaktív anyagokat, csökkentheti az emulziók vagy diszperziók tömegét, és a részecskeméret mérése során hibás leolvasásokat produkálhat.

Megoldás

A buborékstabilitás problémájának csökkentése érdekében a folyadék ultrahangos kezeléssel egyszerűen gáztalanítható. A diszpergált fázis, például olaj vagy por hozzáadása előtt a folyadékot ultrahanggal kezeljük, amíg a keletkező buborékok száma csökken. Más anyagok keverésekor kerülje el, hogy keverés közben új buborékok vagy örvények keletkezzenek, amelyek gyorsan növelik a gáztartalmat.

Szén-dioxid kimutatás

A gáztalanítás hatását szénsavas italokat, például kólát, szódát vagy sört tartalmazó dobozok és palackok szivárgásvizsgálatára használják.

Ultrahangos habzásgátló környezetvédelem alacsony költségű habzásgátló vezérlőrendszer

Az ultrahangos berendezés számos különböző módon használható a hab szabályozására. A készülék használható a habzás elnyomására habzó folyadék felhordásakor, illetve a már kialakult hab széttörésére is használható.

A technológia jól használható gyógyszerekben, italokban, vegyszerekben, és nagyszerű költségmegtakarítási lehetőségeket kínál:

Növelje a vonalsebességet a palackozó- és befőzési soroknál.

Csökkentse az ital kiömlése által okozott károkat.

Csökkentse a selejt mennyiségét az elégtelen tartály és palackanyag miatt.

Biológiailag biztonságos a kevesebb szivárgás és tisztítási karbantartás miatt.

A töltés előtti 5 Celsius-fokra hűtés és a palackozósor gyártósorról történő elküldése után a hőmérséklet visszaemelése 10 Celsius-fokra költséget takarít meg.