Ce este degazarea cu ultrasunete și antispumarea lichidelor?

Degazarea și eliminarea spumei cu ultrasunete este o metodă eficientă pentru îndepărtarea gazelor dizolvate și/sau antrenarea bulelor din diferite lichide. Inclusiv apă, ceară de lumânare, topitură din aliaj de aluminiu, rășini epoxidice, uleiuri siliconice, adezivi, soluții de vopsea, băuturi, polimeri, cerneluri, vopsele, uleiuri pentru transformatoare, produse de emulsie și suspensie, uleiuri de motor și multe altele. Spre deosebire de degazarea în vid, care este procesată în loturi, degazarea cu ultrasunete poate fi efectuată într-un mod de flux continuu.

Când un lichid este tratat cu ultrasunete, undele sonore care se propagă de la suprafața radiantă în mediul lichid au ca rezultat cicluri alternante de presiune înaltă și joasă la o rată care depinde de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, ultrasunetele creează mici bule de vid sau goluri în lichid. Numărul mare de bule mici produce o suprafață totală mare a bulelor. Bulele sunt, de asemenea, bine distribuite în lichid. Gazul dizolvat migrează în aceste bule de vid prin suprafața mai mare și crește dimensiunea bulelor. Undele sonore susțin contactul și coalescența bulelor adiacente, ducând la creșterea accelerată a bulelor. Undele cu ultrasunete ajută, de asemenea, la agitarea bulelor de pe suprafața recipientului și forțează bulele mai mici situate sub suprafața lichidului să se ridice și să elibereze gazul prins în mediu.

Echipamentul cu ultrasunete poate degaza și dezasuma eficient lichidul. În acest caz, undele ultrasonice îndepărtează bulele mici suspendate din lichid și reduc nivelul de gaz dizolvat sub nivelul de echilibru natural.

Degazarea și eliminarea spumei lichidelor au multe utilizări, cum ar fi:

Măsurarea dimensiunii particulelor înainte de pregătirea probei pentru a evita erorile de măsurare.

Degazarea uleiului și a uleiului de lubrifiere înainte de pompare reduce uzura pompei din cauza cavitației.

Degazarea alimentelor lichide, cum ar fi sucul, sosul de soia sau vinul, pentru a reduce creșterea microbiană și a prelungi durata de valabilitate.

La procesarea cu ultrasunete a lichidului, undele sonore care se propagă de la suprafața radiantă către mediul lichid produc cicluri alternative de presiune înaltă (compresie) și presiune scăzută (dițiere), a căror viteză depinde de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, ultrasunetele de mare intensitate creează mici bule de vid sau goluri în lichid. Un număr mare de bule mici sunt distribuite uniform în lichid, rezultând o suprafață mai mare a bulelor. Gazul dizolvat migrează în aceste bule de vid (presiune joasă) prin suprafața mai mare și crește dimensiunea bulelor.

Undele sonore susțin contactul și fuziunea bulelor învecinate, accelerând astfel creșterea bulelor. Undele sonore vor ajuta, de asemenea, la detașarea bulelor de pe suprafața recipientului și vor forța bulele mai mici, care se află sub suprafața lichidului, să se ridice și să elibereze gazul captat în mediu.

Procesul de degazare și despaumare a lichidului este ușor de văzut. Într-un pahar de sticlă nou adăugat în apa de la robinet, tratamentul cu ultrasunete va forța bulele mici suspendate să se unească și să se miște rapid în sus. Puteți vedea acest efect în imaginea de progres de mai jos.

Țițeiul conține o mulțime de bule în suspensie. În special în cazul lichidelor de răcire, aceasta este o problemă, deoarece bulele promovează cavitația în pompă și duză, ducând la uzură. Tabelul de progres de mai jos arată efectul antispumantei cu ultrasunete.

Chiar și după ce a lăsat apa să stea timp de 24 de ore, tratamentul cu ultrasunete va crea bule în apa curată. Gazul migrează în bule, care sunt umplute cu gaz dizolvat. Ca rezultat, bulele cresc și se deplasează în sus. În orice lichid translucid, efectul de degazare este evident.

Deoarece ultrasunetele îmbunătățesc creșterea bulelor mici suspendate la suprafața lichidului, reduc, de asemenea, timpul de contact dintre bule și lichid. Prin urmare, limitează și redizolvarea gazelor din bule în lichide. Acest lucru este relevant în special pentru lichidele cu vâscozitate ridicată, cum ar fi uleiurile sau rășinile. Deoarece bulele trebuie să se deplaseze la suprafața lichidului, degazarea cu ultrasunete este mai bună dacă recipientul este puțin adânc, astfel încât timpul până la suprafață este mai scurt.

Factori care influențează gazele

Fluidul conține o anumită cantitate de gaz dizolvat. Concentrația gazului depinde de factori precum temperatura, presiunea ambientală, agitarea lichidului etc. Degazarea cu ultrasunete va schimba condițiile, deoarece lichidul este expus la bule de presiune joasă și agitare. Prin urmare, unda ultrasonică va reduce concentrația de gaz în lichid sub nivelul inițial de echilibru.

Când tratamentul cu ultrasunete este oprit și condițiile inițiale sunt restabilite, concentrația de gaz se va apropia din nou încet de nivelul de echilibru inițial, cu excepția cazului în care lichidul nu este expus la niciun gaz, cum ar fi într-o sticlă închisă. Datorită vitezei mai lente de redizolvare a gazelor în lichide, lichidele cu conținut scăzut de gaze pot fi utilizate după tratamentul cu ultrasunete.

Degazarea înainte de emulsionare și dispersie

Degazarea cu ultrasunete poate îmbunătăți semnificativ calitatea dispersiilor și emulsiilor

Problemă existentă

Emulsiile și dispersiile conțin de obicei agenți tensioactivi pentru a crește stabilitatea. Agentul tensioactiv va inhiba contactul și coalescența sau condensarea materialului dispersat în faza lichidă. Pentru a face acest lucru, un surfactant va forma un cambium în jurul fiecărei particule. Agenții tensioactivi pot învălui și bulele suspendate în faza lichidă. Această bulă stabilă se poate dovedi a fi foarte robustă. Poate consuma agenți tensioactivi, poate reduce masa emulsiilor sau dispersiilor și poate produce citiri neregulate atunci când se măsoară dimensiunea particulelor.

Soluţie

Pentru a reduce problema stabilității bulelor, lichidul poate fi pur și simplu degazat prin tratament cu ultrasunete. Înainte de a adăuga o fază dispersată, cum ar fi ulei sau pulbere, lichidul este tratat cu ultrasunete până când numărul de bule produse este redus. Atunci când amestecați alte materiale, evitați crearea de noi bule sau vortexuri în timpul amestecării, ceea ce va crește rapid conținutul de gaz.

Detectarea dioxidului de carbon

Efectul degazării este utilizat pentru testarea scurgerilor cutiilor și sticlelor care conțin băuturi carbogazoase, cum ar fi cola, sifon sau bere.

Sistem de control al antispumant cu ultrasunete de protecție a mediului cu costuri reduse

Echipamentul cu ultrasunete poate fi folosit pentru a controla spuma în mai multe moduri. Dispozitivul poate fi folosit pentru a suprima spuma atunci când este aplicat lichid spumant și poate fi folosit și pentru a sparge spuma existentă care s-a format deja.

Tehnologia este potrivită pentru utilizarea în produse farmaceutice, băuturi, produse chimice și oferă opțiuni mari de economisire a costurilor prin:

Măriți viteza liniei pentru liniile de îmbuteliere și conserve.

Reduceți daunele cauzate de vărsările de băuturi.

Reduceți ratele de deșeuri din cauza materialului insuficient pentru rezervor și sticle.

Este biosigur datorită mai puține scurgeri și întreținere de curățare.

Răcirea la 5 grade Celsius înainte de umplere și ridicarea temperaturii înapoi la 10 grade Celsius după ce linia de îmbuteliere este trimisă de pe linia de producție economisește costuri.