¿Qué es la desgasificación ultrasónica y el desespumado líquido?

La desgasificación y desespumado por ultrasonidos es un método eficaz para eliminar gases disueltos o arrastrar burbujas de diversos líquidos.Incluyendo agua, cera para velas, aleación de aluminio fundido, resinas epoxi, aceites de silicona, adhesivos, soluciones de pintura, bebidas, polímeros, tintas, pinturas, aceites para transformadores, productos de emulsión y suspensión, aceites de motor y más.A diferencia de la desgasificación al vacío, que se procesa en lotes, la desgasificación ultrasónica se puede realizar en modo de flujo continuo.

Cuando un líquido se trata con ultrasonidos, las ondas sonoras que se propagan desde la superficie radiante hacia el medio líquido dan como resultado ciclos alternos de alta y baja presión a una velocidad que depende de la frecuencia.Durante el ciclo de baja presión, el ultrasonido crea pequeñas burbujas de vacío o huecos en el líquido.La gran cantidad de burbujas pequeñas produce una superficie total de burbujas elevada.Las burbujas también están bien distribuidas en el líquido.El gas disuelto migra hacia estas burbujas de vacío a través de la superficie más grande y aumenta el tamaño de las burbujas.Las ondas sonoras favorecen el contacto y la coalescencia de burbujas adyacentes, lo que resulta en un crecimiento acelerado de las burbujas.Las ondas ultrasónicas también ayudan a sacudir las burbujas en la superficie del recipiente y obligan a las burbujas más pequeñas ubicadas debajo de la superficie del líquido a elevarse y liberar el gas atrapado en el medio ambiente.

El equipo ultrasónico puede desgasificar y desespumar eficazmente el líquido.En este caso, las ondas ultrasónicas eliminan las pequeñas burbujas suspendidas del líquido y reducen el nivel de gas disuelto por debajo del nivel de equilibrio natural.

La desgasificación y desespumado de líquidos tiene muchos usos, tales como:

Medición del tamaño de partículas antes de la preparación de la muestra para evitar errores de medición.

La desgasificación del aceite y del aceite lubricante antes del bombeo reduce el desgaste de la bomba debido a la cavitación.

Desgasificar alimentos líquidos, como jugo, salsa de soja o vino, para reducir el crecimiento microbiano y prolongar la vida útil.

Durante el procesamiento ultrasónico de un líquido, las ondas sonoras que se propagan desde la superficie radiante al medio líquido producen ciclos alternos de alta presión (compresión) y baja presión (adelgazamiento), cuya velocidad depende de la frecuencia.Durante el ciclo de baja presión, el ultrasonido de alta intensidad crea pequeñas burbujas de vacío o huecos en el líquido.Una gran cantidad de pequeñas burbujas se distribuyen uniformemente en el líquido, lo que da como resultado una mayor superficie de burbujas.El gas disuelto migra hacia estas burbujas de vacío (baja presión) a través de la superficie más grande y aumenta el tamaño de las burbujas.

Las ondas sonoras favorecen el contacto y la fusión de burbujas vecinas, acelerando así el crecimiento de las burbujas.Las ondas sonoras también ayudarán a desprender las burbujas de la superficie del recipiente y obligarán a las burbujas más pequeñas, que se encuentran debajo de la superficie del líquido, a elevarse y liberar el gas atrapado en el medio ambiente.

El proceso de desgasificación y desespumado del líquido es fácil de ver.En un vaso de vidrio recién agregado al agua del grifo, el tratamiento ultrasónico obligará a las pequeñas burbujas suspendidas a fusionarse y moverse rápidamente hacia arriba.Puedes ver este efecto en la imagen de progreso a continuación.

El petróleo crudo contiene muchas burbujas en suspensión.Especialmente en los refrigerantes, esto es un problema porque las burbujas promueven la cavitación dentro de la bomba y la boquilla, lo que provoca desgaste.El siguiente cuadro de progreso muestra el efecto del desespumante ultrasónico.

Incluso después de dejar reposar el agua durante 24 horas, el tratamiento ultrasónico creará burbujas en el agua limpia.El gas migra hacia burbujas, que se llenan de gas disuelto.Como resultado, las burbujas crecen y se mueven hacia arriba.En cualquier líquido traslúcido, el efecto desgasificante es evidente.

Debido a que el ultrasonido mejora el ascenso de pequeñas burbujas suspendidas a la superficie del líquido, también reduce el tiempo de contacto entre las burbujas y el líquido.Por tanto, también limita la redisolución de gases de burbujas a líquidos.Esto es especialmente relevante para líquidos de alta viscosidad, como aceites o resinas.Dado que las burbujas deben moverse hacia la superficie del líquido, la desgasificación ultrasónica es mejor si el recipiente es poco profundo, por lo que el tiempo hasta la superficie es más corto.

Factores que influyen en el gas

El fluido contiene una cierta cantidad de gas disuelto.La concentración de gas depende de factores como la temperatura, la presión ambiental, la agitación del líquido, etc. La desgasificación ultrasónica cambiará las condiciones a medida que el líquido esté expuesto a burbujas de baja presión y agitación.Por lo tanto, la onda ultrasónica reducirá la concentración de gas en el líquido por debajo del nivel de equilibrio original.

Cuando se detiene el tratamiento ultrasónico y se restablecen las condiciones iniciales, la concentración de gas se acercará nuevamente lentamente al nivel de equilibrio inicial a menos que el líquido no esté expuesto a ningún gas, como en una botella cerrada.Debido a la menor velocidad de redisolución de los gases en los líquidos, se pueden utilizar líquidos con bajo contenido de gases después del tratamiento ultrasónico.

Desgasificación antes de la emulsificación y dispersión.

La desgasificación ultrasónica puede mejorar significativamente la calidad de las dispersiones y emulsiones.

Problema existente

Las emulsiones y dispersiones suelen contener tensioactivos para aumentar la estabilidad.El tensioactivo inhibirá el contacto y la coalescencia o condensación del material dispersado en la fase líquida.Para ello, un tensioactivo formará un cambium alrededor de cada partícula.Los tensioactivos también pueden envolver burbujas suspendidas en la fase líquida.Esta burbuja estable puede resultar muy robusta.Puede consumir tensioactivos, reducir la masa de emulsiones o dispersiones y producir lecturas erráticas al medir el tamaño de las partículas.

Solución

Para reducir el problema de la estabilidad de las burbujas, el líquido puede desgasificarse simplemente mediante tratamiento ultrasónico.Antes de agregar una fase dispersa, como aceite o polvo, el líquido se trata con ultrasonidos hasta que se reduce el número de burbujas producidas.Al mezclar otros materiales, evite crear nuevas burbujas o vórtices mientras revuelve, lo que aumentará rápidamente el contenido de gas.

Detección de dióxido de carbono

El efecto de desgasificación se utiliza para comprobar la estanqueidad de latas y botellas que contienen bebidas carbonatadas como cola, refrescos o cerveza.

Sistema de control antiespumante de bajo costo, protección ambiental y antiespumante ultrasónico

Los equipos de ultrasonido se pueden utilizar para controlar la espuma de diferentes formas.El dispositivo se puede utilizar para suprimir la espuma cuando se aplica líquido espumante y también se puede utilizar para romper la espuma existente que ya se ha formado.

La tecnología es muy adecuada para su uso en productos farmacéuticos, bebidas y productos químicos y ofrece excelentes opciones de ahorro de costos al:

Aumente la velocidad de la línea para líneas de embotellado y enlatado.

Reducir los daños causados ​​por derrames de bebidas.

Reducir las tasas de desperdicio debido a material insuficiente en tanques y botellas.

Es bioseguro debido a menos fugas y mantenimiento de limpieza.

Enfriar a 5 grados Celsius antes del llenado y volver a elevar la temperatura a 10 grados Celsius después de enviar la línea de embotellado desde la línea de producción ahorra costos.