초음파 탈기 및 액체 소포란 무엇입니까?

초음파 탈기 및 소포는 용해된 가스를 제거하거나 다양한 액체에서 기포를 동반하는 효과적인 방법입니다. 물, 양초 왁스, 알루미늄 합금 용융물, 에폭시 수지, 실리콘 오일, 접착제, 페인트 용액, 음료, 폴리머, 잉크, 페인트, 변압기 오일, 유제 및 서스펜션 제품, 모터 오일 등이 포함됩니다. 일괄 처리되는 진공 탈기와 달리 초음파 탈기는 연속 흐름 모드에서 수행할 수 있습니다.

액체를 초음파 처리할 때 방사 표면에서 액체 매질로 전파되는 음파는 주파수에 따라 달라지는 속도로 고압 및 저압의 교번 사이클을 초래합니다. 저압 주기 동안 초음파는 액체에 작은 진공 기포 또는 공극을 생성합니다. 다수의 작은 기포는 높은 총 기포 표면적을 생성합니다. 기포도 액체에 잘 분포되어 있습니다. 용해된 가스는 더 큰 표면적을 통해 이러한 진공 기포로 이동하여 기포의 크기를 증가시킵니다. 음파는 인접한 기포의 접촉과 합체를 지원하여 기포 성장을 가속화합니다. 초음파는 또한 용기 표면의 기포를 흔들고 액체 표면 아래에 있는 작은 기포가 상승하여 갇힌 가스를 환경으로 방출하는 데 도움이 됩니다.

초음파 장비는 액체의 가스를 효과적으로 제거하고 거품을 제거할 수 있습니다. 이 경우 초음파는 액체에서 작은 부유 기포를 제거하고 용해된 가스의 수준을 자연 평형 수준 아래로 줄입니다.

액체의 가스 제거 및 소포에는 다음과 같은 다양한 용도가 있습니다.

측정 오류를 방지하기 위해 샘플 준비 전에 입자 크기를 측정합니다.

펌핑 전 오일과 윤활유의 가스를 제거하면 캐비테이션으로 인한 펌프 마모가 줄어듭니다.

주스, 간장 또는 와인과 같은 액체 식품의 가스를 제거하여 미생물 성장을 줄이고 유통기한을 연장합니다.

액체를 초음파 처리할 때 방사 표면에서 액체 매질로 전파되는 음파는 고압(압축)과 저압(얇아짐)의 교대 사이클을 생성하며 그 속도는 주파수에 따라 달라집니다. 저압 사이클 동안 고강도 초음파는 액체에 작은 진공 기포 또는 공극을 생성합니다. 많은 수의 작은 기포가 액체에 고르게 분포되어 기포 표면적이 더 커집니다. 용해된 가스는 더 넓은 표면적을 통해 이러한 진공(저압) 기포로 이동하여 기포의 크기를 증가시킵니다.

음파는 인접한 기포의 접촉과 병합을 지원하여 기포의 성장을 가속화합니다. 음파는 또한 용기 표면에서 기포를 분리하고 액체 표면 아래에 있는 더 작은 기포를 강제로 상승시켜 갇힌 가스를 환경으로 방출하는 데 도움이 됩니다.

액체의 탈기 및 소포 과정을 쉽게 볼 수 있습니다. 수돗물에 새로 추가된 유리 비이커에 초음파 처리를 하면 작은 부유 기포가 합쳐져 ​​빠르게 위쪽으로 이동하게 됩니다. 아래 진행 이미지에서 이 효과를 확인할 수 있습니다.

원유에는 부유 기포가 많이 포함되어 있습니다. 특히 냉각수에서는 기포가 펌프와 노즐 내부에 캐비테이션을 촉진하여 마모를 일으키기 때문에 문제가 됩니다. 아래의 진행 차트는 초음파 소포의 효과를 보여줍니다.

24시간 동안 물을 방치한 후에도 초음파 처리를 하면 깨끗한 물에 거품이 생깁니다. 가스는 용해된 가스로 채워진 기포로 이동합니다. 결과적으로 기포는 자라서 위쪽으로 이동합니다. 반투명 액체에서는 가스 제거 효과가 뚜렷합니다.

초음파는 작은 부유 기포가 액체 표면으로 상승하는 것을 개선하므로 기포와 액체 사이의 접촉 시간도 단축됩니다. 따라서 기포에서 액체로의 가스 재용해도 제한됩니다. 이는 특히 오일이나 수지와 같은 고점도 액체와 관련이 있습니다. 기포는 액체 표면으로 이동해야 하기 때문에 용기가 얕을수록 초음파 탈기가 더 좋으므로 표면에 도달하는 시간이 더 짧습니다.

가스 영향 ​​요인

유체에는 일정량의 용해된 가스가 포함되어 있습니다. 가스 농도는 온도, 주변 압력, 액체 교반 등과 같은 요인에 따라 달라집니다. 초음파 탈기는 액체가 저압 기포 및 교반에 노출됨에 따라 조건을 변경합니다. 따라서 초음파는 액체 내 가스 농도를 원래 평형 수준 아래로 감소시킵니다.

초음파 처리가 중단되고 초기 조건이 다시 설정되면 액체가 닫힌 병과 같이 가스에 노출되지 않는 한 가스 농도는 다시 초기 평형 수준에 천천히 접근합니다. 액체 내 가스 재용해 속도가 느리기 때문에 초음파 처리 후에 가스가 적은 액체를 사용할 수 있습니다.

유화 및 분산 전 탈기

초음파 탈기는 분산액 및 유제의 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 문제

유제와 분산액에는 일반적으로 안정성을 높이기 위해 계면활성제가 포함되어 있습니다. 계면활성제는 액체상에 분산된 물질의 접촉과 유착 또는 응축을 억제합니다. 이를 위해 계면활성제는 각 입자 주위에 형성층을 형성합니다. 계면활성제는 액상에 부유하는 거품을 둘러쌀 수도 있습니다. 이 안정적인 버블은 매우 견고하다는 것이 입증될 수 있습니다. 이는 계면활성제를 소모하고, 유제 또는 분산액의 질량을 감소시키며, 입자 크기를 측정할 때 불규칙한 판독값을 생성할 수 있습니다.

해결책

기포 안정성 문제를 줄이기 위해 초음파 처리를 통해 액체의 가스를 간단히 제거할 수 있습니다. 오일이나 분말과 같은 분산상을 추가하기 전에 생성된 기포 수가 줄어들 때까지 액체를 초음파 처리합니다. 다른 재료를 혼합할 때 교반하는 동안 새로운 거품이나 소용돌이가 발생하지 않도록 하십시오. 그러면 가스 함량이 급격히 증가합니다.

이산화탄소 감지

탈기 효과는 콜라, 탄산음료 또는 맥주와 같은 탄산 음료가 들어 있는 캔 및 병의 누출 테스트에 사용됩니다.

초음파 소포 환경 보호 저비용 소포 제어 시스템

초음파 장비는 다양한 방법으로 거품을 제어하는 ​​데 사용될 수 있습니다. 이 장치는 발포 액체를 도포할 때 거품을 억제하는 데 사용할 수 있으며 이미 형성된 기존 거품을 분해하는 데에도 사용할 수 있습니다.

이 기술은 의약품, 음료, 화학 분야에 사용하기에 매우 적합하며 다음과 같은 이점을 통해 뛰어난 비용 절감 옵션을 제공합니다.

병입 및 통조림 라인의 라인 속도를 높입니다.

음료 유출로 인한 피해를 줄입니다.

탱크 및 병 재료 부족으로 인한 폐기율을 줄입니다.

누출 및 세척 유지 관리가 적기 때문에 생물학적으로 안전합니다.

충전 전 5도까지 냉각하고, 병입 라인을 생산 라인에서 보낸 후 온도를 다시 10도까지 올리면 비용이 절감됩니다.