ما هو التفريغ بالموجات فوق الصوتية وإزالة الرغوة السائلة؟

يعد تفريغ الغازات وإزالة الرغوة بالموجات فوق الصوتية طريقة فعالة لإزالة الغازات الذائبة و/أو احتجاز الفقاعات من السوائل المختلفة.بما في ذلك الماء، شمع الشموع، ذوبان سبائك الألومنيوم، راتنجات الإيبوكسي، زيوت السيليكون، المواد اللاصقة، محاليل الطلاء، المشروبات، البوليمرات، الأحبار، الدهانات، زيوت المحولات، منتجات المستحلب والتعليق، زيوت المحركات، والمزيد.على عكس تفريغ الغاز الفراغي، الذي تتم معالجته على دفعات، يمكن إجراء تفريغ الغاز بالموجات فوق الصوتية في وضع التدفق المستمر.

عندما تتم معالجة السائل بالموجات فوق الصوتية، فإن الموجات الصوتية التي تنتشر من السطح المشع إلى الوسط السائل تؤدي إلى دورات متناوبة من الضغط العالي والمنخفض بمعدل يعتمد على التردد.أثناء دورة الضغط المنخفض، تخلق الموجات فوق الصوتية فقاعات فراغية صغيرة أو فراغات في السائل.ينتج العدد الكبير من الفقاعات الصغيرة مساحة سطحية إجمالية عالية للفقاعات.كما يتم توزيع الفقاعات بشكل جيد في السائل.يهاجر الغاز المذاب إلى فقاعات الفراغ هذه عبر مساحة السطح الأكبر ويزيد من حجم الفقاعات.تدعم الموجات الصوتية تلامس الفقاعات المجاورة واندماجها، مما يؤدي إلى تسارع نمو الفقاعات.تساعد الموجات فوق الصوتية أيضًا على هز الفقاعات الموجودة على سطح الحاوية وإجبار الفقاعات الصغيرة الموجودة أسفل سطح السائل على الارتفاع وإطلاق الغاز المحبوس في البيئة.

يمكن لمعدات الموجات فوق الصوتية تفريغ السائل بشكل فعال وإزالة الرغوة.وفي هذه الحالة تقوم الموجات فوق الصوتية بإزالة الفقاعات الصغيرة العالقة من السائل وتقليل مستوى الغاز المذاب إلى ما دون مستوى التوازن الطبيعي.

لتفريغ الغازات وإزالة الرغوة من السوائل استخدامات عديدة، مثل:

قياس حجم الجسيمات قبل تحضير العينة لتجنب أخطاء القياس.

يؤدي تفريغ الزيت وزيت التشحيم قبل الضخ إلى تقليل تآكل المضخة بسبب التجويف.

تفريغ الأطعمة السائلة، مثل العصير أو صلصة الصويا أو النبيذ، لتقليل نمو الميكروبات وإطالة العمر الافتراضي.

عند معالجة السائل بالموجات فوق الصوتية، تنتج الموجات الصوتية التي تنتشر من السطح المشع إلى الوسط السائل دورات متناوبة من الضغط العالي (الضغط) والضغط المنخفض (الترقق)، ويعتمد معدلها على التردد.أثناء دورة الضغط المنخفض، تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل.يتم توزيع عدد كبير من الفقاعات الصغيرة بالتساوي في السائل، مما يؤدي إلى زيادة مساحة سطح الفقاعة.يهاجر الغاز المذاب إلى فقاعات الفراغ (الضغط المنخفض) عبر مساحة السطح الأكبر ويزيد من حجم الفقاعات.

تدعم الموجات الصوتية تلامس واندماج الفقاعات المجاورة، وبالتالي تسريع نمو الفقاعات.ستساعد الموجات الصوتية أيضًا على فصل الفقاعات عن سطح الحاوية وإجبار الفقاعات الصغيرة الموجودة تحت سطح السائل على الارتفاع وإطلاق الغاز المحصور في البيئة.

من السهل رؤية عملية تفريغ الغاز وإزالة الرغوة للسائل.في كوب زجاجي تمت إضافته حديثًا إلى ماء الصنبور، ستجبر المعالجة بالموجات فوق الصوتية الفقاعات الصغيرة المعلقة على الاندماج والتحرك بسرعة للأعلى.يمكنك رؤية هذا التأثير في صورة التقدم أدناه.

يحتوي النفط الخام على الكثير من الفقاعات العالقة.تعتبر هذه مشكلة خاصة في المبردات لأن الفقاعات تعزز التجويف داخل المضخة والفوهة، مما يؤدي إلى التآكل.يوضح الرسم البياني أدناه تأثير إزالة الرغوة بالموجات فوق الصوتية.

حتى بعد ترك الماء لمدة 24 ساعة، فإن العلاج بالموجات فوق الصوتية سيخلق فقاعات في الماء النظيف.يهاجر الغاز إلى فقاعات مملوءة بالغاز المذاب.ونتيجة لذلك، تنمو الفقاعات وتتحرك للأعلى.في أي سائل شفاف، يكون تأثير التفريغ واضحًا.

لأن الموجات فوق الصوتية تعمل على تحسين صعود الفقاعات الصغيرة المعلقة إلى سطح السائل، فإنها تقلل أيضًا من وقت الاتصال بين الفقاعات والسائل.ولذلك، فإنه يحد أيضًا من إعادة انحلال الغازات من الفقاعات إلى السوائل.وينطبق هذا بشكل خاص على السوائل عالية اللزوجة، مثل الزيوت أو الراتنجات.نظرًا لأن الفقاعات يجب أن تتحرك إلى سطح السائل، فإن تفريغ الغاز بالموجات فوق الصوتية يكون أفضل إذا كانت الحاوية ضحلة، وبالتالي يكون الوقت للوصول إلى السطح أقصر.

العوامل المؤثرة على الغازات

يحتوي السائل على كمية معينة من الغاز المذاب.يعتمد تركيز الغاز على عوامل مثل درجة الحرارة، والضغط المحيط، والإثارة السائلة، وما إلى ذلك. سيؤدي تفريغ الغاز بالموجات فوق الصوتية إلى تغيير الظروف حيث يتعرض السائل لفقاعات الضغط المنخفض والإثارة.ولذلك، فإن الموجات فوق الصوتية سوف تقلل من تركيز الغاز في السائل إلى ما دون مستوى التوازن الأصلي.

عندما يتم إيقاف العلاج بالموجات فوق الصوتية وإعادة إنشاء الظروف الأولية، سوف يقترب تركيز الغاز مرة أخرى ببطء من مستوى التوازن الأولي ما لم يتعرض السائل لأي غاز، كما هو الحال في زجاجة مغلقة.ونظرا لبطء معدل إعادة إذابة الغازات في السوائل، يمكن استخدام السوائل منخفضة الغاز بعد العلاج بالموجات فوق الصوتية.

التفريغ قبل الاستحلاب والتشتت

يمكن أن يؤدي التفريغ بالموجات فوق الصوتية إلى تحسين جودة التشتت والمستحلبات بشكل كبير

مشكلة موجودة

تحتوي المستحلبات والمشتتات عادةً على مواد خافضة للتوتر السطحي لزيادة الثبات.سوف يمنع الفاعل بالسطح التلامس والالتحام أو التكثيف للمواد المشتتة في الطور السائل.للقيام بذلك، سوف يشكل الفاعل بالسطح كامبيومًا حول كل جسيم.يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي أيضًا أن تغلف الفقاعات المعلقة في الطور السائل.يمكن أن تكون هذه الفقاعة المستقرة قوية جدًا.يمكن أن تستهلك المواد الخافضة للتوتر السطحي، وتقلل من كتلة المستحلبات أو المشتتات، وتنتج قراءات غير منتظمة عند قياس حجم الجسيمات.

حل

لتقليل مشكلة استقرار الفقاعات، يمكن ببساطة تفريغ الغاز من السائل عن طريق المعالجة بالموجات فوق الصوتية.قبل إضافة مرحلة مشتتة، مثل الزيت أو المسحوق، تتم معالجة السائل بالموجات فوق الصوتية حتى يتم تقليل عدد الفقاعات المنتجة.عند خلط مواد أخرى، تجنب إنشاء فقاعات أو دوامات جديدة أثناء التحريك، مما سيؤدي إلى زيادة محتوى الغاز بسرعة.

كشف ثاني أكسيد الكربون

يتم استخدام تأثير التفريغ لاختبار تسرب العلب والزجاجات التي تحتوي على مشروبات غازية مثل الكولا أو الصودا أو البيرة.

نظام التحكم في إزالة الرغوة بالموجات فوق الصوتية لحماية البيئة منخفض التكلفة

يمكن استخدام معدات الموجات فوق الصوتية للتحكم في الرغوة بعدة طرق مختلفة.يمكن استخدام الجهاز لقمع الرغوة عند تطبيق سائل الرغوة، ويمكن استخدامه أيضًا لتفتيت الرغوة الموجودة التي تكونت بالفعل.

هذه التكنولوجيا مناسبة تمامًا للاستخدام في الأدوية والمشروبات والمواد الكيميائية وتوفر خيارات رائعة لتوفير التكلفة من خلال:

زيادة سرعة الخط لخطوط التعبئة والتعليب.

تقليل الأضرار الناجمة عن انسكابات المشروبات.

تقليل معدلات الخردة بسبب عدم كفاية مادة الخزان والزجاجة.

إنه آمن بيولوجيًا بسبب تقليل التسرب وصيانة التنظيف.

التبريد إلى 5 درجات مئوية قبل التعبئة ورفع درجة الحرارة مرة أخرى إلى 10 درجات مئوية بعد إرسال خط التعبئة من خط الإنتاج يوفر التكاليف.