O que é desgaseificação ultrassônica?

A desgaseificação ultrassônica utiliza essencialmente o "efeito de cavitação" gerado quando as ondas ultrassônicas se propagam através de um líquido para separar, agregar e expelir gases do líquido. Seu processo central pode ser dividido em três etapas principais:

 

A primeira etapa é a formação de bolhas de cavitação. Quando as ondas de ultrassom (normalmente entre 20kHz e 1MHz) atuam sobre um líquido, as moléculas do líquido vibram violentamente sob as mudanças periódicas de pressão das ondas sonoras. Na fase de pressão negativa das ondas sonoras, minúsculos poros dentro do líquido (como aglomerados de moléculas de gás dissolvidas ou lacunas na superfície de minúsculas impurezas) se expandem rapidamente, formando numerosas bolhas minúsculas, ou "bolhas de cavitação". Na fase de pressão positiva, estas bolhas de cavitação são rapidamente comprimidas.

 

A segunda etapa é o crescimento e fusão das bolhas. Sob a ação contínua das ondas de ultrassom, as bolhas de cavitação absorvem continuamente gases dissolvidos do líquido circundante. Simultaneamente, pequenas bolhas adjacentes colidem e se fundem sob o impulso das ondas sonoras, formando gradualmente bolhas maiores. Durante este processo, o gás dissolvido no líquido transfere-se continuamente da fase líquida para a fase gasosa, realizando a transformação de “gás dissolvido” em “gás livre”.

 

A terceira etapa é a ascensão e expulsão das bolhas. À medida que o volume da bolha aumenta, a sua flutuabilidade excede gradualmente a resistência viscosa do líquido, fazendo com que a bolha suba rapidamente até à superfície do líquido, eventualmente rebentando e libertando o seu gás interno, completando assim o processo de desgaseificação. Além disso, as vibrações ultrassônicas podem acelerar a convecção do líquido, promovendo ainda mais a migração e agregação de bolhas e melhorando a eficiência da desgaseificação.

Principais áreas de aplicação da tecnologia de desgaseificação ultrassônica

 

1. Indústria Eletrônica e Semicondutores

Na fabricação de chips semicondutores e na produção de painéis LCD, pequenas bolhas de ar em produtos químicos importantes, como fotorresistente, solução de gravação e revelador, podem causar defeitos nos padrões fotolitográficos e gravação irregular, afetando gravemente o rendimento do produto. A desgaseificação ultrassônica pode remover rapidamente gases dissolvidos e bolhas de ar desses produtos químicos em temperatura ambiente, garantindo a precisão dos processos de fotolitografia e gravação. Além disso, na limpeza de componentes eletrônicos, a desgaseificação ultrassônica aumenta a penetração das soluções de limpeza, evitando que bolhas de ar adiram às superfícies dos componentes e afetem a eficácia da limpeza.

2. Indústria Química e de Materiais

 

Na produção de revestimentos, tintas e adesivos, a presença de bolhas de ar pode levar a defeitos como furos, crateras e brilho insuficiente após o revestimento. A desgaseificação ultrassônica pode remover rapidamente as bolhas de ar internas após a preparação do revestimento, melhorando o nivelamento e o desempenho de aplicação do revestimento. Na síntese de materiais poliméricos, gases dissolvidos em monômeros ou sistemas de polimerização podem causar poros no polímero, afetando as propriedades mecânicas do material; a desgaseificação ultrassônica evita efetivamente esse problema. Além disso, na produção e utilização de óleo lubrificante e óleo hidráulico, a desgaseificação ultrassônica pode remover o ar do óleo, evitando a oxidação e deterioração e reduzindo o desgaste e o mau funcionamento do equipamento.

3. Indústria de Alimentos e Bebidas

Na produção de sucos de frutas, cerveja, bebidas carbonatadas (etapa de desgaseificação) e laticínios, os gases dissolvidos podem causar oxidação e deterioração do produto, resultando em sabor ruim ou transbordamento de espuma durante o engarrafamento. A desgaseificação ultrassônica pode remover rapidamente oxigênio, dióxido de carbono e outros gases de líquidos em temperatura ambiente, prolongando a vida útil do produto e melhorando a estabilidade do sabor. Por exemplo, no processo de concentração de suco de fruta, a desgaseificação pode evitar que o concentrado descolora e altere o sabor devido à oxidação; na fase de pré-filtração da produção de cerveja, a desgaseificação pode melhorar a eficiência da filtração e garantir a clareza da cerveja.

4. Indústria Biofarmacêutica e Cosmética

Materiais como agentes biológicos (por exemplo, vacinas, anticorpos, preparações enzimáticas), extratos da medicina tradicional chinesa e cosméticos (por exemplo, cremes faciais, soros) são em sua maioria sensíveis ao calor-e facilmente oxidados, dificultando a adaptação dos métodos tradicionais de desgaseificação. A desgaseificação ultrassônica pode remover gases com eficiência em condições de baixa-temperatura e sem produtos químicos-, evitando a desnaturação do material e garantindo a atividade e eficácia biológica do produto. Por exemplo, na produção de vacinas, a desgaseificação evita que as bolhas de ar afetem a precisão e a estabilidade da distribuição da vacina; na produção de cosméticos, a desgaseificação evita a formação de espuma durante o uso do produto, melhorando a experiência do usuário.

5. Laboratório e Campos de Pesquisa

Em experimentos químicos e biológicos, os gases dissolvidos no sistema de reação podem interferir no processo de reação e afetar a precisão dos resultados experimentais. A desgaseificação ultrassônica, como método de desgaseificação rápido e suave, é amplamente utilizada no pré-tratamento de soluções experimentais, como desgaseificação de amostras de análise cromatográfica e desgaseificação de eletrólitos em experimentos eletroquímicos, garantindo a confiabilidade dos dados experimentais.