초음파 탈기 소개:
초음파 탈기는 액체에서 용해된 가스 및/또는 동반된 작은 기포를 제거하는 과정입니다. 물, 양초 왁스, 폴리머, 에폭시 수지, 실리콘 오일, 접착제, 코팅제, 음료수, 잉크, 코팅제, 변압기 오일, 로션 및 서스펜션 제품, 엔진 오일 등을 포함한 다양한 액체에서 가스를 제거합니다. 탈기는 제품의 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. 최종 제품(결함 감소, 미적 개선 등) 간헐적 방법을 사용하는 진공 탈기와 달리 초음파 탈기는 연속 흐름 모드에서 수행할 수 있습니다.
운영 원리:
초음파는 소리 송신기에서 액체 매질로 전파되어 양압과 음압이 교대로 생성됩니다. 음압(희석) 단계에서 충분히 높은 강도의 초음파는 분자간 접착을 극복하고 액체에 진공에 가까운 미세 기포를 많이 생성할 수 있습니다. 기포는 팽창하는 동안 더 많은 가스를 흡입하고 수축하는 동안 방출하여 부피가 급격히 증가합니다. 이 과정을 "지시된" 또는 "수정된" 확산이라고 합니다. 액체 내 기포의 균일한 분포와 기상 음향 캐비테이션 중 큰 전체 표면적 덕분에 영향을 받은 액체 부피 전체에 걸쳐 용해된 가스의 이동 속도가 빠르고 균일합니다. 그 결과 이전에 액체 매질에 용해된 가스를 포함하는 진동 기포가 많이 형성됩니다. 기포가 초음파장에 뛰어들면 가속되어 서로 합쳐져 더 큰 기포가 형성됩니다. 이 과정은 기포가 충분한 부력에 도달하고 액체 위에 부유하며 이전에 갇혀 있던 가스를 환경으로 방출할 때까지 빠르게 진행됩니다.
캐비테이션 현상:
초음파 탈기는 캐비테이션 현상으로 인해 발생합니다. 액체를 통과하는 초음파는 액체를 지속적으로 압축하고 팽창시킵니다. 고강도 초음파는 액체상을 분산시키는 데 필요한 에너지를 제공합니다. 최대 압력에 도달하면 응집력이 약한 지점에서 액체 파열이 발생합니다. 이번 파단 이후에는 파단 지점에 과압이 나타나며 일부 충치가 존재하는 것으로 확인됐다. 이러한 공극에서는 액체에 용해된 가스가 짧은 시간 후에 기포 형태로 폭발합니다.
초음파 탈기 실험:
1. 용존가스 제거(탈가스)
액체를 유리 용기("초기 샘플")에 붓습니다(의도적으로 거품을 넣지 않으면 약간의 부유 거품이 있지만 제거할 가스의 대부분에는 용해된 휘발성 물질(1.5%)이 포함되어 있습니다). 그런 다음 샘플을 약 1분 15초 동안 초음파에 노출시킵니다("초음파 노출"). 이 동안 용해된 가스는 큰 부유 기포 형태로 액체에서 추출됩니다. 그 후 약 5분간 방치하여 추출된 가스가 포함된 기포가 표면으로 올라와 파열("기포 표면 및 파열")되도록 하여 다음 그림과 같은 "탈기된 샘플"을 얻습니다. 캐비테이션 강도는 초음파 공정 중에 상당한 변화를 겪으며 때로는 이러한 "강도 점프"가 탈기 공정을 종료하는 자동 방법으로 사용됩니다.
발생 이유는 다음과 같습니다. 초음파 발생기는 일정한 진폭 모드에서 작동합니다. 일단 초음파 진폭이 설정되면 항상 동일한 레벨로 유지됩니다. 발전기에서 제공되는 전력은 자동차 크루즈 컨트롤에 사용되는 것과 유사한 원리에 따라 자동으로 조정되어 오르막길을 오를 때 일정한 속도(예: 진폭)를 유지하기 위해 엔진 출력을 높입니다. 휘발성 분획이 오일에서 완전히 탈기되면 그 특성이 갑자기 변합니다. 캐비테이션은 팽창된 기포 상태가 아닌 진공 기포 상태로 들어갑니다. 동일한 진폭 설정의 경우 전력 소비가 더 높아져 캐비테이션 강도가 "점프"됩니다.
2. 부유 기포 제거(탈기)
먼저 휴대용 믹서를 사용하여 액체에 거품을 넣습니다("거품 넣기"). 그런 다음 샘플을 약 1분 15초 동안 초음파에 노출시킵니다("초음파 노출"). 이 동안 작은 부유 기포가 더 높은 부력을 가진 더 큰 기포로 합쳐집니다. 이 단계 후에는 큰 기포가 표면으로 올라와 파열되도록("기포 표면 및 파열") 약 5분의 대기 시간이 있으며, 그 결과 다음 그림에 표시된 "탈기된 샘플"이 생성됩니다.
이점:
1. 다른 공정에 비해 초음파 탈기는 고온, 고압, 우수한 안전성, 간단한 조작 및 편리한 유지 관리가 필요하지 않습니다.
2. 기존 방법에 비해 초음파 장비는 간단하고 생산 비용이 낮으며 포괄적인 경제적 이점이 있습니다.
3. 스펙트럼이 넓고 적용성이 넓으며 대부분의 액체를 초음파를 사용하여 탈기할 수 있습니다.
4. 액체 재료 효과를 일관되게 유지하십시오.
5. 액체의 의도된 사용을 방해하는 용해된 가스 및/또는 동반된 거품을 제거하십시오.
6. 액체의 탈기, 균질화 및 유통기한 연장과 동시에 외관을 개선합니다.
