Ультразвукове дегазування та видалення піни з рідин
Дегазування та видалення піни потрібне для багатьох завдань, таких як:
- Підготовка пробиперед вимірюванням розміру частинок з метою зменшення помилок вимірювання
- Дегазування олії та мастилаперед перекачуванням для зменшення зносу насоса через кавітацію
- Дегазування рідких продуктів харчування, наприклад, соку, соусу чи вина, длязменшення зростання бактерій та збільшення терміну зберігання
- Дегазування полімерів та лаків перед застосуванням та сушінням
При ультразвуковій обробці рідини звукові хвилі поширюються від випромінюючої поверхні рідке середовище, викликаючи альтернативне утворення циклів високого тиску (компресія) і низького тиску (розрядження) зі швидкістю, що залежить від частоти. Під час циклу низького тиску високоінтенсивні ультразвукові хвилі створюють бульбашки вакууму невеликого об'єму чи порожнечі рідини. Велика кількість маленьких бульбашок призводить до великої загальної площі бульбашок. Пухирці рівномірно розподілені в рідині. Розчинений газ мігрує у ці вакуумні бульбашки (низький тиск) через велику площу поверхні та збільшує розмір самих бульбашок. Акустичні хвилі підтримують зіткнення та поєднання сусідніх бульбашок, що веде до прискореного зростання бульбашок. Ультразвукові хвилі також струшують бульбашки з поверхні ємності і сприяють росту невеликих бульбашок, що знаходяться нижче рівня рідини,змушуючи їх підніматися нагору і випускати газ, що знаходиться всередині, у зовнішнє середовище.
Перевірте його роботу самі
Процес дегазування та видалення піни з рідини можна легко зробити видимим. У скляній пробірці знаходиться нещодавно вилита вода з крана. Її ультразвукова обробка примушуватиме маленькі зважені бульбашки (каламутність) з'єднуватися і швидко підніматися вгору. Цей ефект можна спостерігати на малюнку внизу. Щоб збільшити зображення, натисніть на нього.
Олія після струшування містить велику кількість зважених бульбашок (піни). Зокрема, для холодоагентів це становить велику проблему, оскільки бульбашки викликають кавітаційне зношування насосів і насадок. Малюнок унизу показує ефект видалення піни за допомогою ультразвуку. Щоб збільшити зображення, натисніть на нього.
Навіть у нерухомій чистій воді, наприклад, після витримки о 24 годині, ультразвук генеруватиме невеликі бульбашки. Ці бульбашки заповнені розчиненим газом, який мігрує всередину них. Пухирці послідовно ростуть і піднімаються вгору. Ефект дегазування добре видно у будь-якій прозорій рідині. У міру того, як ультразвук прискорює зростання маленьких зважених бульбашок та їх підйом до поверхні рідини, він також зменшує час контакту між бульбашками та рідиною. З цієї причини він обмежує розчинення газу з бульбашок у рідині. Це особливо цікаво для рідин з високою в'язкістю, таких як масло або смола. Так як бульбашки повинні рухатися до поверхні рідини, ультразвукове дегазування діє краще, якщо контейнер має малу глибину, і час підйому до поверхні коротше.
Вищевидимих ефектів
У той час як візуальне визначення ефектів дегазування обмежено за точністю, вимірювання складу газу, наприклад методом нейтронної радіографії, дозволяє дати більш точну інформацію про ефективність ультразвукового дегазування.
Дегазування перед емульгуванням та диспергуванням
Ультразвукове дегазування може зробити істотний внесок у якість дисперсій та емульсій.
Проблема
Емульсії та дисперсії часто містять поверхнево-активні речовини для збільшення стабільності. ПАР пригнічують зіткнення та злипання або агломерацію дисперсної фази в рідкому середовищі. Для цього ПАР утворює шар навколо кожної частки. Такі ж ПАР можуть також укладати в капсулу газові бульбашки, які знаходилися в рідині у зваженому стані. Ці стабілізовані бульбашки можуть виявитися дуже стійкими. Вони пов'язують ПАР, зменшують якість емульсії або дисперсії, і можуть викликати нестабільні результати при вимірюванні розміру частинок.
Рішення
Форсуючи вихід вуглекислого газу
Ефект дегазування використовується в тестуванні витоків каністр і бутлів з напоями, що містять вуглекислий газ, такими, як кола, содова або пиво. Натисніть для отримання додаткової інформації.
Ультразвукове дегазування коротко
Ультразвукове дегазування рідини працює краще, якщо:
- використовувати амплітуду від низької до середньої
- використовувати хвилеводи з більшою площею поверхні
- забезпечити низький тиск або вакуум над поверхнею рідини
- нагріти рідину
- використовувати контейнер з невеликою глибиною
- уникати турбулентне перемішування
Ультразвукове дегазування може бутивикористано для порційної обробки або для роботи з безперервним потоком. У разі роботи з потоком слід встановити трубопровід для відведення вивільненого газу та насос для відкачування.
Дегазація нафти з використанням UP200S з хвилеводом S40
Дегазація води з використанням UP200S з хвилеводом S40