Что такое ультразвуковая дегазация и жидкостное пеногашение?

Ультразвуковая дегазация и пеногашение — эффективный метод удаления растворенных газов и/или увлечения пузырьков из различных жидкостей.Включая воду, свечной воск, расплав алюминиевых сплавов, эпоксидные смолы, силиконовые масла, клеи, растворы красок, напитки, полимеры, чернила, краски, трансформаторные масла, эмульсионные и суспензионные продукты, моторные масла и многое другое.В отличие от вакуумной дегазации, которая осуществляется партиями, ультразвуковую дегазацию можно проводить в непрерывном проточном режиме.

При ультразвуковой обработке жидкости звуковые волны, распространяющиеся от излучающей поверхности в жидкую среду, приводят к чередованию циклов высокого и низкого давления со скоростью, которая зависит от частоты.Во время цикла низкого давления ультразвук создает в жидкости небольшие вакуумные пузырьки или пустоты.Большое количество мелких пузырьков обеспечивает большую общую площадь поверхности пузырьков.Пузырьки также хорошо распределяются в жидкости.Растворенный газ мигрирует в эти вакуумные пузырьки через большую площадь поверхности и увеличивает размер пузырьков.Звуковые волны поддерживают контакт и слияние соседних пузырьков, что приводит к ускоренному росту пузырьков.Ультразвуковые волны также помогают встряхивать пузырьки на поверхности контейнера и заставлять более мелкие пузырьки, расположенные под поверхностью жидкости, подниматься и высвобождать захваченный газ в окружающую среду.

Ультразвуковое оборудование может эффективно дегазировать и пеногасить жидкость.В этом случае ультразвуковые волны удаляют из жидкости мелкие взвешенные пузырьки и снижают уровень растворенного газа ниже естественного равновесного уровня.

Дегазация и пеногашение жидкостей имеют множество применений, например:

Измерение размера частиц перед подготовкой пробы, чтобы избежать ошибок измерения.

Дегазация масла и смазочного масла перед перекачкой снижает износ насоса из-за кавитации.

Дегазация жидких пищевых продуктов, таких как соки, соевый соус или вино, для уменьшения роста микробов и продления срока хранения.

При ультразвуковой обработке жидкости звуковые волны, распространяясь от излучающей поверхности к жидкой среде, создают чередующиеся циклы высокого давления (сжатия) и низкого давления (утончения), скорость которых зависит от частоты.Во время цикла низкого давления ультразвук высокой интенсивности создает в жидкости небольшие вакуумные пузырьки или пустоты.Большое количество мелких пузырьков равномерно распределяются в жидкости, что приводит к увеличению площади поверхности пузырьков.Растворенный газ мигрирует в эти пузырьки вакуума (низкого давления) через большую площадь поверхности и увеличивает размер пузырьков.

Звуковые волны поддерживают контакт и слияние соседних пузырьков, тем самым ускоряя их рост.Звуковые волны также помогут отделить пузырьки от поверхности контейнера и заставят более мелкие пузырьки, находящиеся под поверхностью жидкости, подняться и выпустить пойманный газ в окружающую среду.

Процесс дегазации и пенообразования жидкости легко увидеть.В стеклянном стакане, только что добавленном в водопроводную воду, ультразвуковая обработка заставит маленькие взвешенные пузырьки сливаться и быстро двигаться вверх.Вы можете увидеть этот эффект на изображении прогресса ниже.

Сырая нефть содержит множество взвешенных пузырьков.Это особенно важно для охлаждающих жидкостей, поскольку пузырьки способствуют кавитации внутри насоса и сопла, что приводит к их износу.Диаграмма прогресса ниже показывает эффект ультразвукового пеногасителя.

Даже после того, как вода отстоится в течение 24 часов, ультразвуковая обработка приведет к образованию пузырьков в чистой воде.Газ мигрирует в пузырьки, которые заполнены растворенным газом.В результате пузырьки растут и движутся вверх.В любой полупрозрачной жидкости эффект дегазации очевиден.

Поскольку ультразвук улучшает подъем мелких взвешенных пузырьков на поверхность жидкости, он также сокращает время контакта между пузырьками и жидкостью.Следовательно, это также ограничивает перерастворение газов из пузырьков в жидкости.Это особенно актуально для жидкостей с высокой вязкостью, таких как масла или смолы.Поскольку пузырьки должны двигаться к поверхности жидкости, ультразвуковая дегазация лучше, если контейнер неглубокий, поэтому время выхода на поверхность короче.

Факторы влияния газа

Жидкость содержит определенное количество растворенного газа.Концентрация газа зависит от таких факторов, как температура, давление окружающей среды, перемешивание жидкости и т. д. Ультразвуковая дегазация меняет условия, поскольку жидкость подвергается воздействию пузырьков низкого давления и перемешиванию.Следовательно, ультразвуковая волна снизит концентрацию газа в жидкости ниже исходного равновесного уровня.

Когда ультразвуковая обработка прекращается и восстанавливаются первоначальные условия, концентрация газа снова будет медленно приближаться к исходному равновесному уровню, если только жидкость не подвергается воздействию какого-либо газа, например, в закрытой бутылке.Из-за более медленной скорости перерастворения газов в жидкостях после ультразвуковой обработки можно использовать жидкости с низким содержанием газа.

Дегазация перед эмульгированием и диспергированием

Ультразвуковая дегазация позволяет существенно улучшить качество дисперсий и эмульсий.

Существующая проблема

Эмульсии и дисперсии обычно содержат поверхностно-активные вещества для повышения стабильности.Поверхностно-активное вещество будет препятствовать контакту и коалесценции или конденсации диспергированного материала в жидкой фазе.Для этого поверхностно-активное вещество образует камбий вокруг каждой частицы.Поверхностно-активные вещества также могут обволакивать пузырьки, взвешенные в жидкой фазе.Этот стабильный пузырь может оказаться очень крепким.Он может расходовать поверхностно-активные вещества, уменьшать массу эмульсий или дисперсий и давать ошибочные показания при измерении размера частиц.

Решение

Чтобы уменьшить проблему стабильности пузырьков, жидкость можно просто дегазировать с помощью ультразвуковой обработки.Перед добавлением дисперсной фазы, такой как масло или порошок, жидкость подвергается ультразвуковой обработке до тех пор, пока количество образующихся пузырьков не уменьшится.При смешивании других материалов избегайте образования новых пузырьков или завихрений при перемешивании, поскольку это приведет к быстрому увеличению содержания газа.

Обнаружение углекислого газа

Эффект дегазации используется для проверки герметичности банок и бутылок, содержащих газированные напитки, такие как кола, газированные напитки или пиво.

Ультразвуковое пеногашение, защита окружающей среды, недорогая система управления пенообразованием

Ультразвуковое оборудование можно использовать для контроля пены различными способами.Устройство может использоваться для подавления пены при нанесении пенообразующей жидкости, а также для разрушения уже образовавшейся пены.

Эта технология хорошо подходит для использования в фармацевтической промышленности, производстве напитков, химикатов и предлагает отличные варианты экономии средств за счет:

Увеличьте скорость линий розлива и консервирования.

Уменьшите ущерб, вызванный разливами напитков.

Сокращение количества отходов из-за недостаточного количества материала для резервуаров и бутылей.

Он биобезопасен из-за меньшего количества утечек и необходимости очистки.

Охлаждение до 5 градусов Цельсия перед розливом и повторное повышение температуры до 10 градусов Цельсия после отправки линии розлива с производственной линии экономит затраты.