Apa itu Degassing Ultrasonik?

Degassing ultrasonik pada dasarnya memanfaatkan "efek kavitasi" yang dihasilkan ketika gelombang ultrasonik merambat melalui cairan untuk menghilangkan, mengumpulkan, dan mengeluarkan gas dari cairan. Proses intinya dapat dibagi menjadi tiga tahap utama:

 

Tahap pertama adalah pembentukan gelembung kavitasi. Ketika gelombang ultrasonik (biasanya antara 20kHz dan 1MHz) bekerja pada cairan, molekul cairan bergetar hebat di bawah perubahan tekanan periodik gelombang suara. Dalam fase tekanan negatif gelombang suara, pori-pori kecil di dalam cairan (seperti kumpulan molekul gas terlarut atau celah di permukaan kotoran kecil) mengembang dengan cepat, membentuk banyak gelembung kecil, atau "gelembung kavitasi". Pada fase tekanan positif, gelembung kavitasi ini terkompresi dengan cepat.

 

Tahap kedua adalah pertumbuhan dan penggabungan gelembung. Di bawah aksi gelombang ultrasonik yang terus menerus, gelembung kavitasi terus menerus menyerap gas terlarut dari cairan di sekitarnya. Secara bersamaan, gelembung-gelembung kecil yang berdekatan bertabrakan dan bergabung di bawah dorongan gelombang suara, secara bertahap membentuk gelembung-gelembung yang lebih besar. Selama proses ini, gas yang terlarut dalam cairan terus berpindah dari fase cair ke fase gas, mewujudkan transformasi dari “gas terlarut” menjadi “gas bebas”.

 

Tahap ketiga adalah naiknya dan keluarnya gelembung. Ketika volume gelembung meningkat, daya apungnya secara bertahap melebihi ketahanan kental cairan, menyebabkan gelembung naik dengan cepat ke permukaan cairan, akhirnya pecah dan melepaskan gas internalnya, sehingga menyelesaikan proses degassing. Selain itu, getaran ultrasonik dapat mempercepat konveksi cairan, selanjutnya mendorong migrasi dan agregasi gelembung, serta meningkatkan efisiensi degassing.

Area aplikasi utama teknologi degassing ultrasonik

 

1. Industri Elektronika dan Semikonduktor

Dalam pembuatan chip semikonduktor dan produksi panel LCD, gelembung udara kecil dalam bahan kimia utama seperti photoresist, larutan etsa, dan pengembang dapat menyebabkan cacat pada pola fotolitografi dan etsa yang tidak merata, sehingga sangat berdampak pada hasil produk. Degassing ultrasonik dapat dengan cepat menghilangkan gas terlarut dan gelembung udara dari bahan kimia ini pada suhu kamar, memastikan keakuratan proses fotolitografi dan etsa. Selain itu, dalam pembersihan komponen elektronik, degassing ultrasonik meningkatkan penetrasi larutan pembersih, mencegah gelembung udara menempel pada permukaan komponen dan mempengaruhi efektivitas pembersihan.

2. Industri Kimia dan Material

 

Dalam produksi pelapis, tinta, dan perekat, adanya gelembung udara dapat menyebabkan cacat seperti lubang kecil, lubang, dan kilap yang tidak mencukupi setelah pelapisan. Degassing ultrasonik dapat dengan cepat menghilangkan gelembung udara internal setelah persiapan pelapisan, sehingga meningkatkan kinerja perataan dan penerapan pelapisan. Dalam sintesis bahan polimer, gas terlarut dalam monomer atau sistem polimerisasi dapat menyebabkan pori-pori di dalam polimer, sehingga mempengaruhi sifat mekanik bahan; degassing ultrasonik secara efektif menghindari masalah ini. Selain itu, dalam produksi dan penggunaan oli pelumas dan oli hidrolik, degassing ultrasonik dapat menghilangkan udara dari oli, mencegah oksidasi dan kerusakan, serta mengurangi keausan dan malfungsi peralatan.

3. Industri Makanan dan Minuman

Dalam produksi jus buah, bir, minuman berkarbonasi (tahap degassing), dan produk susu, gas terlarut dapat menyebabkan oksidasi dan kerusakan produk, sehingga menghasilkan rasa yang tidak enak, atau busa meluap selama pembotolan. Degassing ultrasonik dapat dengan cepat menghilangkan oksigen, karbon dioksida, dan gas lain dari cairan pada suhu kamar, memperpanjang umur simpan produk dan meningkatkan stabilitas rasa. Misalnya, dalam proses pemekatan sari buah, degassing dapat mencegah konsentrat berubah warna dan berubah rasa akibat oksidasi; dalam tahap pra-penyaringan produksi bir, degassing dapat meningkatkan efisiensi penyaringan dan memastikan kejernihan bir.

4. Industri Biofarmasi dan Kosmetik

Bahan seperti agen biologis (misalnya vaksin, antibodi, sediaan enzim), ekstrak obat tradisional Tiongkok, dan kosmetik (misalnya krim wajah, serum) sebagian besar peka terhadap panas-dan mudah teroksidasi, sehingga membuat metode degassing tradisional sulit untuk diadaptasi. Degassing ultrasonik dapat menghilangkan gas secara efisien dalam kondisi-suhu rendah, bebas bahan kimia-, mencegah denaturasi material dan memastikan aktivitas biologis dan kemanjuran produk. Misalnya, dalam produksi vaksin, degassing mencegah gelembung udara mempengaruhi keakuratan dan stabilitas penyaluran vaksin; dalam produksi kosmetik, degassing menghindari busa selama penggunaan produk, sehingga meningkatkan pengalaman pengguna.

5. Laboratorium dan Bidang Penelitian

Dalam percobaan kimia dan biologi, gas terlarut dalam sistem reaksi dapat mengganggu proses reaksi dan mempengaruhi keakuratan hasil percobaan. Degassing ultrasonik, sebagai metode degassing yang cepat dan lembut, banyak digunakan dalam pretreatment larutan eksperimental, seperti degassing sampel analisis kromatografi dan degassing elektrolit dalam eksperimen elektrokimia, untuk memastikan keandalan data eksperimen.