Vad är ultraljudsavgasning?

Ultraljudsavgasning utnyttjar i huvudsak den "kavitationseffekt" som genereras när ultraljudsvågor fortplantar sig genom en vätska för att strippa, aggregera och driva ut gaser från vätskan. Dess kärnprocess kan delas in i tre nyckelsteg:

 

Det första steget är bildandet av kavitationsbubblor. När ultraljudsvågor (vanligtvis mellan 20kHz och 1MHz) verkar på en vätska vibrerar vätskemolekylerna våldsamt under ljudvågornas periodiska tryckförändringar. I ljudvågornas negativa tryckfas expanderar små porer i vätskan (som kluster av lösta gasmolekyler eller luckor på ytan av små föroreningar) snabbt och bildar många små bubblor eller "kavitationsbubblor". I övertrycksfasen komprimeras dessa kavitationsbubblor snabbt.

 

Det andra steget är tillväxten och sammansmältningen av bubblor. Under den kontinuerliga verkan av ultraljudsvågor absorberar kavitationsbubblor kontinuerligt lösta gaser från den omgivande vätskan. Samtidigt kolliderar intilliggande små bubblor och smälter samman under ljudvågornas drift och bildar gradvis större bubblor. Under denna process överförs gasen löst i vätskan kontinuerligt från vätskefas till gasfas, vilket realiserar omvandlingen från "upplöst gas" till "fri gas".

 

Det tredje steget är uppkomsten och utdrivningen av bubblor. När bubbelvolymen ökar överstiger dess flytkraft gradvis vätskans viskösa motstånd, vilket gör att bubblan snabbt stiger till vätskeytan, så småningom spricker och släpper ut sin inre gas, vilket fullbordar avgasningsprocessen. Dessutom kan ultraljudsvibrationer påskynda vätskekonvektion, ytterligare främja bubbelmigration och aggregering och förbättra avgasningseffektiviteten.

Huvudapplikationsområden för ultraljudsavgasningsteknik

 

1. Elektronik- och halvledarindustrin

Vid tillverkning av halvledarchip och LCD-panelproduktion kan små luftbubblor i viktiga kemikalier som fotoresist, etslösning och framkallare orsaka defekter i fotolitografiska mönster och ojämn etsning, vilket allvarligt påverkar produktutbytet. Ultraljudsavgasning kan snabbt avlägsna lösta gaser och luftbubblor från dessa kemikalier vid rumstemperatur, vilket säkerställer precisionen i fotolitografi och etsningsprocesser. Vidare, vid rengöring av elektroniska komponenter, förbättrar ultraljudsavgasning penetrationen av rengöringslösningar, förhindrar luftbubblor från att fästa på komponentens ytor och påverkar rengöringseffektiviteten.

2. Kemi- och materialindustri

 

Vid tillverkning av beläggningar, bläck och lim kan närvaron av luftbubblor leda till defekter som hål, kratrar och otillräcklig glans efter beläggning. Ultraljudsavgasning kan snabbt ta bort inre luftbubblor efter beläggningsberedning, vilket förbättrar beläggningens utjämning och appliceringsprestanda. Vid syntes av polymermaterial kan lösta gaser i monomerer eller polymerisationssystem orsaka porer i polymeren, vilket påverkar materialets mekaniska egenskaper; ultraljudsavgasning undviker effektivt detta problem. Vidare, vid produktion och användning av smörjolja och hydraulolja, kan ultraljudsavgasning avlägsna luft från oljan, förhindra oxidation och försämring och minska utrustningsslitage och funktionsfel.

3. Livsmedels- och dryckesindustrin

Vid tillverkning av fruktjuice, öl, kolsyrade drycker (avgasningsstadiet) och mejeriprodukter kan lösta gaser orsaka oxidation och försämring av produkten, vilket resulterar i dålig smak eller att skum rinner över under buteljering. Ultraljudsavgasning kan snabbt avlägsna syre, koldioxid och andra gaser från vätskor vid rumstemperatur, vilket förlänger produktens hållbarhet och förbättrar smakstabiliteten. Till exempel, i koncentrationsprocessen för fruktjuice, kan avgasning förhindra att koncentratet missfärgas och ändrar smak på grund av oxidation; i för-filtreringssteget av ölproduktion kan avgasning förbättra filtreringseffektiviteten och säkerställa ölets klarhet.

4. Biofarmaceutisk och kosmetisk industri

Material som biologiska medel (t.ex. vacciner, antikroppar, enzympreparat), extrakt från traditionell kinesisk medicin och kosmetika (t.ex. ansiktskrämer, serum) är för det mesta värmekänsliga och lättoxiderade, vilket gör traditionella avgasningsmetoder svåra att anpassa. Ultraljudsavgasning kan effektivt avlägsna gas under låga-temperaturer, kemiska-fria förhållanden, förhindra materialdenaturering och säkerställa produktens biologiska aktivitet och effektivitet. Till exempel vid vaccinproduktion förhindrar avgasning luftbubblor från att påverka noggrannheten och stabiliteten av vaccindispenseringen; vid tillverkning av kosmetika undviker avgasning skumbildning under produktens användning, vilket förbättrar användarupplevelsen.

5. Laboratorie- och forskningsområden

I kemiska och biologiska experiment kan lösta gaser i reaktionssystemet störa reaktionsprocessen och påverka noggrannheten av experimentella resultat. Ultraljudsavgasning, som en snabb och skonsam avgasningsmetod, används i stor utsträckning vid förbehandling av experimentella lösningar, såsom avgasning av kromatografiska analysprover och avgasning av elektrolyter i elektrokemiska experiment, vilket säkerställer tillförlitligheten hos experimentella data.