CN203648520U - 一种超声波间接消泡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超声波间接消泡装置，包括依次连接的吸泡装置、超声波消泡装置和物料回收桶，所述超声波消泡装置包括依次相连的消泡器、超声波换能器和主机，所述吸泡装置通过软管与消泡器相连接，所述消泡器与物料回收桶相连接。本实用新型将超声波消泡装置外置，将消泡工序转移到固定位置，避免了因原反应釜结构复杂难以进行有效改进和因消泡对生产过程的影响，可以较方便的将消泡装置转移到正常生产的反应釜处，在泡沫产生不是很多的情况下，可以一套消泡装置支持多台反应釜的消泡作业。
Description
技术领域
本实用新型涉及食品、化工领域易产生泡沫的发酵罐、反应器、搅拌釜等，主要是解决由于反应器搅拌和液位不稳定产生的泡沫，尤其是涉及一种超声波间接消泡装置。
背景技术
目前工业生产过程中，由于反应釜通常要进行化学反应，有些还需要搅拌，因此反应釜内物料极易形成大量起泡。液体内部起泡的产生和破裂可以有助于增加接触表面，加速反应；但是当在液面上产生大量气泡后，就会对生产产生不利影响，其主要危害如下：
由于泡沫的存在，降低了反应釜实际使用容积，降低了其使用率。
由于泡沫是由原料液和气体构成，泡沫会随着管道流失，造成了原料液的损失，也就造成了生产产量的损失。
目前主要的消泡技术：化学消泡法和物理消泡法。
化学消泡法：主要是在起泡后加入消泡剂消除气泡。工业上常用的消泡剂一般可分为有机消泡剂、有机硅消泡剂和聚醚型消泡剂等三类。
化学消泡法是目前应用最广泛、消泡效率最高的一种消泡方法，其主要机理是：消泡剂通过与起泡剂发生反应或者直接改变液膜的物理性质，从而改变液膜的状态，降低泡沫稳定性，达到使泡沫破裂的目的。化学消泡的最大优点在于消泡效率高、使用方便，因此在生物发酵、食品、污水处理等工业得到了广泛的应用，是目前应用最广泛的消泡技术。
然而，无论什么类型的消泡剂，都是通过与起泡剂发生反应或者直接改变液膜的物理性质来达到快速消泡的目的，因此易对发泡剂造成污染，影响 其其再次发泡能力，无法实现泡沫基液的循环利用，消泡剂消耗量大、成本高。
物理消泡法：物理消泡方法主要通就泡沫流体的温度、压力，或者利用机械装置对泡沫产生剪切力，压缩力和冲击力等方式来破坏液膜的强度以达到消泡的目的。
物理消泡法包括热辐射法，真空法等。但是由于发酵罐中发酵反应温度等有比较严格的限制，目前有所应用的仅为机械消泡法。
物理消泡技术对环境无污染，成本低，是目前最具有前景的消泡方法，但是现在物理消泡装置效率低，泡沫处理量小，还需要进一步研究和完善。
而对于超声波消泡，超声波应用于消泡的研究比较早，小型的超声波消泡机已经市场化，但是其体积较小，一般仅为几十升或几百升。无法应用到大型装置中。
超声波消泡技术也是一项正在发展中的消泡技术，但是因为产生泡沫的装置和物料不同，超声波具体实施技术方案差距较大。主要有以下缺点：
对于一些比较大型的反应釜，超声波直接安装在反应釜内进行消泡，超声波能量损失比较大，需要安装较大超声波设备才能达到理想效果，经济效益不佳。
对于带搅拌器，结构复杂的反应釜，在反应釜直接安装超声波设备，安装比较复杂繁琐。只能在设备大修停车间歇才可以施工，一旦安装后维修也只能在停车检修期进行，维修不方便。
实用新型内容
本实用新型提供的一种超声波间接消泡装置，主要是解决反应釜产生气泡的问题。
一种超声波间接消泡装置，包括依次连接的吸泡装置、超声波消泡装置和物料回收桶，所述超声波消泡装置包括依次相连的消泡器、超声波换能器和主机，所述吸泡装置通过软管与消泡器相连接，所述消泡器与物料回收桶
所述吸泡装置包括空气动力抽气器，用于吸入压缩空气和反应釜产生的泡沫。
所述压缩空气通过气体软管通入空气动力抽气器，所述反应釜产生的泡沫通过泡沫软管吸入空气动力抽气器中。
所述消泡器为金属圆筒，圆筒壁厚度大于5mm，以便于换能器的安装，其设置有一定倾斜角度，倾斜下端通向物料回收桶，用于保证泡沫消除后产生的物料能顺利流入物料回收桶内。
所述超声波换能器采用堆焊方式焊接在消泡器外壁，焊接无裂缝，其通过线缆与主机相连。
所述超声波换能器的超声波频率不小于于25KHZ。
所述消泡器能与超声波频率固有频率产生共振，使得消泡器产生高频微震动，用于增加泡沫的消除效率。
所述主机放置在固定平台上，靠近换能器，并设置有控制功率的控制装置。
利用本实用新型可以对产生的气泡进行有效消泡，保证生产进行，回收物流。
附图说明
图1是本实用新型提供的超声波间接消泡装置的结构示意图。
具体实施方式
反应釜1是化工食品行业常用设备，其中反应釜1带有搅拌器。有些生产过程的搅拌釜在生产过程中，在物流界面上会产生大量气泡。气泡的产生严重影响生产工艺，同时气泡可能会随着管道带走物流，影响产量。所以必须进行消泡。
如图1所示，为解决消泡问题，本实用新型提供了一种超声波间接消泡 装置，主要包括吸泡装置2、超声波消泡装置3和物料回收桶4。
其工作过程是：反应釜1产生的泡沫11通过空气动力抽气器22吸入，通过软管排出到消泡器31内壁，在消泡器31内壁通过超声波作用消除泡沫11，最终流入物流回收桶内。
在吸泡装置2中，压缩空气通过气体软管23通入空气动力抽气器22；泡沫11通过泡沫软管21吸入空气动力抽气器22中；进入抽气器22中的泡沫11和压缩空气通过软管进入消泡器31内壁。
所述超声波消泡装置3包括消泡器31、超声波换能器32和主机33。
消泡器31为一金属圆筒，圆筒壁不应太薄，应大于5mm，以便于换能器的安装。直径和长度根据实际工况确定。消泡器31应固定在平台上，并保持有一定倾斜角度，保证泡沫11消除后产生的物料能顺利流入物料回收桶内4。
消泡器有一定的倾斜角，其倾斜角也不宜过大，从而保证泡沫11在消泡器31内有一定的停留时间，而不会因为时间过短而直接流入物料桶4内。
所述超声波换能器32焊接在消泡器31外壁，采用堆焊，保证焊接无裂缝，换能器32通过线缆与主机33相连。
主机33放置在固定平台上，尽量与换能器靠近，其设置有有控制功率的控制装置。
超声波装置的主要参数设计是考虑对消泡效果影响比较大的超声波的频率和主机功率。超声波的频率根据产生泡沫的尺寸和物料性质进行调整，但是其频率一般应不小于25KHZ；主机功率和能量转化率应以消泡量大致确定，在功率相同情况下，优先选择能量转换率比较高的超声波装置。
所述物料回收桶4主要用作经过消泡后的物料的回收。
本实用新型应用的间接消泡技术主要包括两部分机理：
1、压缩空气消泡。利用压缩空气吸入泡沫11，并将泡沫11带入超声波装置的过程，压缩空气对泡沫11本身进行挤压，导致泡沫11破碎，从而达到一定程度的消泡功能；
2、超声波消泡。超声波换能器32安装在消泡器31上。消泡器31固有频率与超声波频率相近，在超声波作用下产生共振，消泡器31表面金属粒子在超声波作用下产生高速震动，从而破坏附着在消泡器表面的泡沫11；当消泡器内壁表面泡沫11被破坏后，远离金属内壁的泡沫11在重力等作用下移动到消泡器内壁表面，继续被消泡，从而达到对消泡器内泡沫持续消泡的目的。
本实用新型在具体实施时需注意下列因素：
1）对反应釜产生的泡沫量和泡沫速率进行调查，确定消泡装置消泡效率；
2）确定反应釜内物料组成性质和泡沫的大致尺寸，用以确定超声波频率的范围；
3）加工超声波消泡装置。选取相应金属材料制作消泡器圆筒，完成后将选取的超声波换能器焊接在消泡器圆筒外表面。完成后将焊好的消泡器倾斜固定在反应釜附近。将主机同时固定在消泡器周围，连接好线缆；
4）利用软管将空气动力抽气器连接好，按照技术方案的要求，软管三端分别浸入泡沫中，连接压缩空气和紧贴消泡器内壁。
5）超声波主机通电源，超声波装置运行稳定后开启压缩空气，泡沫由软管中被吸入导出到消泡器内壁，最后流入物料回收桶中。
本实用新型主要有以下几个创新点，并由此产生了一些积极效果。
1、采用了吸泡装置，将超声波消泡装置外置，改变了以前在原装置内进行消泡的思维想法，将消泡工序转移到固定位置，而不是在原反应器内进行，避免了因原反应釜结构复杂难以进行有效改进和因消泡对生产过程的影响。
2、吸泡装置采用空气动力抽气器，利用压缩空气吸入泡沫，导出泡沫。压缩空气对泡沫的挤压也具有一定的消泡效果，降低了后期超声波消泡的负荷。
3、吸泡采用软管，对于液面不稳定的情况，可以随时调整软管位置， 充分吸收泡沫。
4、消泡器材料尺寸设计为与超声波频率固有频率相近的频率，使其产生共振，消泡器在实际中产生高频微震动，对泡沫的消除非常有利。
5、消泡器外置，对原设备影响非常小，消泡器本身尺寸也不大，消泡器的安装更换非常方便。
6、消泡装置可以根据反应釜生产开停状况调整。即原安装反应釜如停车，可以较方便的将消泡装置转移到正常生产的反应釜处。在泡沫产生不是很多的情况下，可以一套消泡装置支持多台反应釜的消泡作业。
Claims (8)
1.一种超声波间接消泡装置，其特征在于：包括依次连接的吸泡装置、超声波消泡装置和物料回收桶，所述超声波消泡装置包括依次相连的消泡器、超声波换能器和主机，所述吸泡装置通过软管与消泡器相连接，所述消泡器与物料回收桶相连接。
2.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述吸泡装置包括空气动力抽气器，用于吸入压缩空气和反应釜产生的泡沫。
3.根据权利要求2所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述压缩空气通过气体软管通入空气动力抽气器，所述反应釜产生的泡沫通过泡沫软管吸入空气动力抽气器中。
4.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述消泡器为金属圆筒，圆筒壁厚度大于5mm，以便于换能器的安装，其设置有倾斜角度，倾斜下端通向物料回收桶，用于保证泡沫消除后产生的物料能顺利流入物料回收桶内。
5.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述超声波换能器采用堆焊方式焊接在消泡器外壁，焊接无裂缝，其通过线缆与主机相连。
6.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述超声波换能器的超声波频率不小于于25KHZ。
7.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述消泡器能与超声波频率固有频率产生共振，使得消泡器产生高频微震动，用于增加泡沫的消除效率。
8.根据权利要求1所述的超声波间接消泡装置，其特征在于：所述主机放置在固定平台上，靠近换能器，并设置有控制功率的控制装置。
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