Apakah Penyahgasan Ultrasonik?

Penyahgasan ultrasonik pada asasnya menggunakan "kesan peronggaan" yang dihasilkan apabila gelombang ultrabunyi merambat melalui cecair untuk menanggalkan, mengagregat dan mengeluarkan gas daripada cecair. Proses terasnya boleh dibahagikan kepada tiga peringkat utama:

 

Peringkat pertama ialah pembentukan gelembung peronggaan. Apabila gelombang ultrasound (biasanya antara 20kHz dan 1MHz) bertindak pada cecair, molekul cecair bergetar dengan kuat di bawah perubahan tekanan berkala gelombang bunyi. Dalam fasa tekanan negatif gelombang bunyi, liang-liang kecil dalam cecair (seperti gugusan molekul gas terlarut atau celah pada permukaan bendasing kecil) dengan cepat mengembang, membentuk banyak buih kecil, atau "buih peronggaan." Dalam fasa tekanan positif, buih peronggaan ini dimampatkan dengan cepat.

 

Peringkat kedua ialah pertumbuhan dan percantuman buih. Di bawah tindakan berterusan gelombang ultrasound, buih peronggaan secara berterusan menyerap gas terlarut daripada cecair di sekelilingnya. Pada masa yang sama, gelembung kecil bersebelahan berlanggar dan bergabung di bawah pemacu gelombang bunyi, secara beransur-ansur membentuk gelembung yang lebih besar. Semasa proses ini, gas terlarut dalam cecair secara berterusan dipindahkan dari fasa cecair ke fasa gas, merealisasikan perubahan daripada "gas terlarut" kepada "gas bebas."

 

Peringkat ketiga ialah peningkatan dan pengusiran buih. Apabila isipadu gelembung meningkat, daya apungannya secara beransur-ansur melebihi rintangan likat cecair, menyebabkan gelembung naik dengan cepat ke permukaan cecair, akhirnya pecah dan melepaskan gas dalamannya, sekali gus melengkapkan proses penyahgas. Tambahan pula, getaran ultrasonik boleh mempercepatkan perolakan cecair, seterusnya menggalakkan penghijrahan dan pengagregatan gelembung, dan meningkatkan kecekapan penyahgasan.

Bidang aplikasi utama teknologi penyahgas ultrasonik

 

1. Industri Elektronik dan Semikonduktor

Dalam pembuatan cip semikonduktor dan pengeluaran panel LCD, gelembung udara kecil dalam bahan kimia utama seperti photoresist, penyelesaian goresan dan pembangun boleh menyebabkan kecacatan pada corak fotolitografik dan goresan tidak sekata, yang menjejaskan hasil produk dengan teruk. Penyahgasan ultrasonik boleh dengan cepat mengeluarkan gas terlarut dan gelembung udara daripada bahan kimia ini pada suhu bilik, memastikan ketepatan proses fotolitografi dan goresan. Tambahan pula, dalam pembersihan komponen elektronik, penyahgas ultrasonik meningkatkan penembusan penyelesaian pembersihan, menghalang gelembung udara daripada melekat pada permukaan komponen dan menjejaskan keberkesanan pembersihan.

2. Industri Kimia dan Bahan

 

Dalam penghasilan salutan, dakwat, dan pelekat, kehadiran gelembung udara boleh menyebabkan kecacatan seperti lubang jarum, kawah, dan gloss yang tidak mencukupi selepas salutan. Penyahgasan ultrasonik boleh dengan cepat mengeluarkan buih udara dalaman selepas penyediaan salutan, meningkatkan prestasi meratakan dan aplikasi salutan. Dalam sintesis bahan polimer, gas terlarut dalam monomer atau sistem pempolimeran boleh menyebabkan liang dalam polimer, menjejaskan sifat mekanikal bahan; penyahgas ultrasonik dengan berkesan mengelakkan masalah ini. Tambahan pula, dalam pengeluaran dan penggunaan minyak pelincir dan minyak hidraulik, penyahgas ultrasonik boleh mengeluarkan udara daripada minyak, mencegah pengoksidaan dan kemerosotan, dan mengurangkan haus peralatan dan kerosakan.

3. Industri Makanan dan Minuman

Dalam pengeluaran jus buah-buahan, bir, minuman berkarbonat (peringkat degassing), dan produk tenusu, gas terlarut boleh menyebabkan pengoksidaan dan kemerosotan produk, mengakibatkan rasa tidak enak, atau limpahan buih semasa pembotolan. Penyahgasan ultrasonik boleh dengan cepat mengeluarkan oksigen, karbon dioksida dan gas lain daripada cecair pada suhu bilik, memanjangkan jangka hayat produk dan meningkatkan kestabilan rasa. Sebagai contoh, dalam proses kepekatan jus buah, penyahgasan boleh menghalang pekat daripada berubah warna dan menukar rasa akibat pengoksidaan; dalam peringkat pra-penapisan pengeluaran bir, penyahgas boleh meningkatkan kecekapan penapisan dan memastikan kejelasan bir.

4. Industri Biofarmaseutikal dan Kosmetik

Bahan seperti agen biologi (cth, vaksin, antibodi, persediaan enzim), ekstrak perubatan tradisional Cina dan kosmetik (cth, krim muka, serum) kebanyakannya bersifat haba-dan mudah teroksida, menjadikan kaedah penyahgasan tradisional sukar untuk disesuaikan. Penyahgasan ultrasonik boleh mengeluarkan gas dengan cekap dalam-suhu rendah, keadaan bebas-kimia, menghalang denaturasi bahan dan memastikan aktiviti dan keberkesanan biologi produk. Contohnya, dalam pengeluaran vaksin, penyahgasan menghalang gelembung udara daripada menjejaskan ketepatan dan kestabilan pendispensan vaksin; dalam pengeluaran kosmetik, penyahgas mengelakkan berbuih semasa penggunaan produk, meningkatkan pengalaman pengguna.

5. Makmal dan Bidang Penyelidikan

Dalam eksperimen kimia dan biologi, gas terlarut dalam sistem tindak balas boleh mengganggu proses tindak balas dan menjejaskan ketepatan keputusan eksperimen. Penyahgasan ultrasonik, sebagai kaedah penyahgasan yang pantas dan lembut, digunakan secara meluas dalam prarawatan penyelesaian eksperimen, seperti penyahgasan sampel analisis kromatografi dan penyahgas elektrolit dalam eksperimen elektrokimia, memastikan kebolehpercayaan data eksperimen.