Pengantar degassing ultrasonik:
Degassing ultrasonik adalah proses menghilangkan gas terlarut dan/atau gelembung kecil yang masuk dari cairan. Gas yang dihilangkan dari berbagai cairan, termasuk air, lilin, polimer, resin epoksi, minyak silikon, perekat, pelapis, minuman, tinta, pelapis, minyak transformator, produk losion dan suspensi, oli mesin, dll. Degassing dapat meningkatkan kualitas secara signifikan produk akhir (mengurangi cacat, meningkatkan estetika, dll.), tidak seperti degassing vakum yang menggunakan metode intermiten, degassing ultrasonik dapat dilakukan dalam mode aliran kontinu.
Prinsip Operasional:
Ultrasonografi merambat dari pemancar suara ke media cair, menghasilkan fase tekanan positif dan negatif yang bergantian. Pada tahap tekanan negatif (pengenceran), ultrasound dengan intensitas yang cukup tinggi dapat mengatasi adhesi antarmolekul dan menghasilkan sejumlah besar gelembung mikro hampir vakum di dalam cairan. Gelembung menghirup lebih banyak gas saat mengembang dan melepaskannya saat berkontraksi, sehingga menghasilkan peningkatan volume yang cepat. Proses ini disebut difusi "terarah" atau "diperbaiki". Karena distribusi gelembung yang seragam dalam cairan dan luas permukaan total yang besar selama kavitasi akustik fase gas, laju migrasi gas terlarut ke seluruh volume cairan yang terpengaruh menjadi cepat dan seragam. Hasilnya adalah terbentuknya sejumlah besar gelembung berosilasi, yang berisi gas-gas yang sebelumnya terlarut dalam media cair. Ketika gelembung melompat di bidang ultrasonik, mereka berakselerasi dan bergabung satu sama lain, membentuk gelembung yang lebih besar. Proses ini berlangsung cepat hingga gelembung mencapai daya apung yang cukup, mengapung di atas cairan, dan melepaskan gas yang sebelumnya terperangkap ke lingkungan.
Fenomena Kavitasi:
Degassing ultrasonik disebabkan oleh fenomena kavitasi. Ultrasonografi yang melewati cairan terus menerus memampatkan dan mengembangkannya. Ultrasonografi intensitas tinggi menyediakan energi yang dibutuhkan untuk membubarkan fase cair. Ketika tekanan maksimum tercapai, cairan pecah pada titik-titik dengan kohesi lemah. Setelah pecahnya ini, muncul tekanan berlebih pada titik pecahnya dan ditemukan adanya beberapa rongga. Dalam rongga ini, gas yang terlarut dalam cairan meledak dalam bentuk gelembung setelah beberapa saat.
Eksperimen degassing ultrasonik:
1. Menghilangkan gas-gas terlarut (degassing)
Tuangkan cairan ke dalam wadah kaca ("sampel awal") (tanpa sengaja memasukkan gelembung, ada beberapa gelembung yang tersuspensi, tetapi sebagian besar gas yang akan dikeluarkan mengandung zat volatil terlarut (1,5%)). Kemudian memaparkan sampel ke USG selama kurang lebih 1 menit dan 15 detik ("paparan USG"), di mana gas terlarut diekstraksi dari cairan dalam bentuk gelembung besar yang tersuspensi. Setelah itu, diamkan selama kurang lebih 5 menit agar gelembung berisi gas yang diekstraksi muncul ke permukaan dan pecah (“permukaan gelembung dan pecah”), sehingga menghasilkan “sampel yang dihilangkan gasnya” seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Intensitas kavitasi mengalami perubahan signifikan selama proses ultrasonik, dan terkadang "lompatan intensitas" ini digunakan sebagai metode otomatis untuk mengakhiri proses degassing.
Alasan kemunculannya adalah sebagai berikut: generator ultrasonik beroperasi dalam mode amplitudo konstan: setelah amplitudo ultrasonik diatur, ia selalu berada pada level yang sama. Tenaga yang disediakan oleh generator secara otomatis disesuaikan berdasarkan prinsip yang serupa dengan yang digunakan pada cruise control mobil, meningkatkan keluaran tenaga mesin untuk mempertahankan kecepatan konstan (dalam contoh kita, amplitudo) saat menanjak. Ketika fraksi-fraksi yang mudah menguap dihilangkan gasnya dari minyak, sifat-sifatnya tiba-tiba berubah: kavitasi memasuki keadaan gelembung vakum dan bukan keadaan gelembung yang mengembang. Untuk pengaturan amplitudo yang sama, hal ini akan menghasilkan konsumsi daya yang lebih tinggi, yang menyebabkan "lonjakan" intensitas kavitasi.
2. Menghilangkan gelembung-gelembung yang tersuspensi (degassing)
Pertama, gunakan mixer genggam untuk memasukkan gelembung ke dalam cairan ("memasukkan gelembung"). Kemudian memaparkan sampel ke USG selama kurang lebih 1 menit dan 15 detik ("paparan USG"), di mana gelembung-gelembung kecil yang tersuspensi bergabung menjadi gelembung-gelembung yang lebih besar dengan daya apung yang lebih tinggi. Setelah langkah ini, ada waktu diam sekitar 5 menit untuk memungkinkan gelembung besar muncul ke permukaan dan pecah ("permukaan gelembung dan pecah"), sehingga menghasilkan "sampel yang dihilangkan gasnya" seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Keuntungan:
1. Dibandingkan dengan proses lainnya, degassing ultrasonik tidak memerlukan suhu tinggi, tekanan tinggi, keamanan yang baik, pengoperasian sederhana, dan perawatan yang mudah.
2. Dibandingkan dengan metode konvensional, peralatan ultrasonik sederhana, memiliki biaya produksi rendah, dan manfaat ekonomi komprehensif yang signifikan.
3. Ia memiliki spektrum yang luas dan penerapan yang luas, dan sebagian besar cairan dapat dihilangkan gasnya menggunakan ultrasound.
4. Jaga konsistensi efek bahan cair Anda.
5. Hilangkan gas terlarut dan/atau gelembung yang mengganggu tujuan penggunaan cairan.
6. Memperbaiki penampilan sambil menghilangkan gas, menghomogenisasi, dan memperpanjang umur simpan cairan.
