超聲波液體脫氣和液體消泡

超聲波設(shè)備可以有效的對(duì)液體進(jìn)行脫氣和消泡處理。在這種情況下，超聲波從液體中去除小的懸浮氣泡，并將溶解氣體的水平降低到自然平衡水平以下。

液體的脫氣和消泡有許多用途，例如：

• 樣品制備粒度測(cè)量，避免測(cè)量誤差。

• 泵送油和潤(rùn)滑油脫氣，減少由于空化引起的泵磨損。

• 對(duì)液體食品（如果汁、醬油或葡萄酒）進(jìn)行脫氣，以減少微生物生長(zhǎng)并延長(zhǎng)保質(zhì)期。

當(dāng)超聲波處理液體時(shí)，從輻射表面?zhèn)鞑サ揭后w介質(zhì)的聲波會(huì)產(chǎn)生高壓（壓縮）和低壓（稀薄）交替循環(huán)，其速率取決于頻率。在低壓循環(huán)期間，高強(qiáng)度的超聲波會(huì)在液體中產(chǎn)生小的真空氣泡或空隙。大量小氣泡均勻的分布在液體中，產(chǎn)生較多的氣泡表面積。溶解的氣體通過較大的表面積遷移到這些真空（低壓）氣泡中并增加氣泡的尺寸。

聲波支持鄰近氣泡的接觸和合并，從而加速氣泡的生長(zhǎng)。聲波也將有助于將氣泡從容器表面脫離，并迫使位于液體表面下方的較小氣泡上升并將夾帶的氣體釋放到環(huán)境中。

進(jìn)行測(cè)試

液體的脫氣和消泡過程很容易看到。在新加入自來水的玻璃燒杯中，超聲處理將迫使小的懸浮氣泡聚結(jié)并迅速向上移動(dòng)。您可以在下面的進(jìn)度圖像中看到此效果。

原油含有大量懸浮氣泡。特別是在冷卻劑中，這是一個(gè)問題，因?yàn)闅馀輹?huì)促進(jìn)泵和噴嘴內(nèi)空化的產(chǎn)生，導(dǎo)致磨損。下面的進(jìn)度圖顯示了超聲波消泡效果。

即使將水靜置24小時(shí)后，超聲波處理也會(huì)在清水中產(chǎn)生氣泡。氣體會(huì)遷移到氣泡中，這些氣泡充滿溶解的氣體。因此，氣泡會(huì)長(zhǎng)大并向上移動(dòng)。在任何半透明的液體中，脫氣效果都是顯而易見的。

由于超聲波改善了小懸浮氣泡向液體表面的上升，因此也減少了氣泡與液體之間的接觸時(shí)間。因此，它也限制了氣體從氣泡到液體的再溶解。這對(duì)于高粘度液體特別有意義，如油或樹脂。由于氣泡必須移動(dòng)到液體表面，如果容器很淺，超聲波脫氣效果更好，因此到表面的時(shí)間更短。

氣體的影響因素

流體含有一定量的溶解氣體。 氣體濃度取決于諸如溫度，環(huán)境壓力，液體攪動(dòng)等因素。 在恒定條件下，氣體濃度將接近平衡。超聲波脫氣將改變條件，因?yàn)橐后w暴露在低壓氣泡和攪拌下。因此，超聲波會(huì)使液體中的氣體濃度降低到原來的平衡水平以下。

當(dāng)超聲處理停止并且重新建立初始條件時(shí)，氣體濃度將再次緩慢地接近初始平衡水平，除非液體不暴露于任何氣體，例如在一個(gè)封閉的瓶子中，否則氣體濃度將再次緩慢地接近初始平衡水平。由于氣體在液體中的再溶解速度較慢，所以可以在超聲處理后使用低氣體液體。

乳化和分散脫氣

超聲波脫氣可顯著提高分散體和乳液的質(zhì)量。

存在的問題

乳液和分散體通常含有表面活性劑以增加穩(wěn)定性。表面活性劑將抑制分散材料在液相中的接觸和聚結(jié)或凝聚。為此，表面活性劑將在每個(gè)顆粒周圍形成層。同樣表面活性劑也可以包裹懸浮在液相中的氣泡。這種穩(wěn)定的氣泡可以證明是非常穩(wěn)健的。 它會(huì)消耗表面活性劑，降低乳液或分散體的質(zhì)量，并且在測(cè)量粒徑時(shí)會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的讀數(shù)。

解決方案

為了減少氣泡穩(wěn)定的問題，可以通過超聲處理簡(jiǎn)單地對(duì)液體進(jìn)行脫氣。在加入分散相（如油或粉末）之，對(duì)液體進(jìn)行超聲波處理，直到產(chǎn)生的氣泡數(shù)量減少。混合其他材料時(shí)，避免在攪拌時(shí)產(chǎn)生新氣泡或渦流，這將迅速增加氣體含量。

檢測(cè)二氧化碳

脫氣的效果正被用于含碳酸飲料（如可樂、蘇打水或啤酒）的罐和瓶的泄漏測(cè)試。

超聲波液體脫氣和液體消泡