FI77788B - SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE. - Google Patents

SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE. Download PDF

Info

Publication number
FI77788B
FI77788B FI862724A FI862724A FI77788B FI 77788 B FI77788 B FI 77788B FI 862724 A FI862724 A FI 862724A FI 862724 A FI862724 A FI 862724A FI 77788 B FI77788 B FI 77788B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
foam
liquid
bubbles
laser beam
med
Prior art date
Application number
FI862724A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI862724A (en
FI862724A0 (en
FI77788C (en
Inventor
Pirkko Kalliola
Markku Kristola
Original Assignee
Ahlstroem Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI854759A external-priority patent/FI854759A0/en
Application filed by Ahlstroem Oy filed Critical Ahlstroem Oy
Priority to FI862724A priority Critical patent/FI77788C/en
Publication of FI862724A0 publication Critical patent/FI862724A0/en
Publication of FI862724A publication Critical patent/FI862724A/en
Publication of FI77788B publication Critical patent/FI77788B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI77788C publication Critical patent/FI77788C/en

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

1 777881 77788

Vaahdontorjunta lasersäteellä - Skumbekämpning med laser-sträleFoam control with laser beam - Skumbekämpning med laser-sträle

Keksinnön kohteena on menetelmä vaahdon rajoittamiseksi ja/tai hävittämiseksi. Vaahdon poistamiseen käytetään nykyisin sekä preventiivisinä että repressiivisinä menetelminä toisaalta mekaanisia järjestelmiä ja toisaalta kemiallisia vaahdontorjunta-aineita.The invention relates to a method for limiting and / or disposing of foam. At present, mechanical systems on the one hand and chemical defoamers on the other are used as both preventive and repressive methods for removing foam.

Mekaaniset, preventiiviset laitteet edellyttävät yleensä rauhoitusaltaita, paisuntakammioita, virtausten järjestelyä ja kalliita investointeja edellyttäviä rakennelmia. Monissa olosuhteissa ne eivät ole laisinkaan mahdollisia, koska vaahdon muodostus syntyy prosessin siinä vaiheessa, jota ei tuotannollisista syistä tai muista syistä voida muuttaa. Repressiiviset mekaaniset keinot edellyttävät usein laajoja rakenteita, kuten saostuskammioita, roottoreita, kierrätysjärjestelmiä ja muita rakenteita, minkä lisäksi tuotanto-nopeutta on alennettava ja valvottava liiallisen vaahdon estämiseksi.Mechanical, preventive equipment usually requires soothing basins, expansion chambers, flow management, and structures that require expensive investments. In many circumstances, they are not at all possible because foam formation occurs at a stage in the process that cannot be altered for production or other reasons. Repressive mechanical means often require extensive structures such as precipitation chambers, rotors, recirculation systems, and other structures, in addition to which the production rate must be reduced and controlled to prevent excessive foam.

Preventiiviset kemialliset lisäaineet, joilla muutetaan nesteen kemiallisia ominaisuuksia, ovat paitsi kalliita myös usein sellaisia, jotka vaikuttavat varsinaiseen tuotantoprosessiin ja lopulliseen tuotteeseen. Muuttamalla nesteen pintajännitystä, pintakalvoa, pH-arvoa, hiukkasmäärää, ilmamäärää, kemiallisia tai muita ominaisuuksia, voidaan vaikuttaa vaahdon muodostumiseen, mutta tämä vaikuttaa usein haitallisesti loppuprosessiin tai lopputuotteeseen. Kun on kysymyksessä elintarvikkeet tai muut puhtaudeltaan tärkeät aineet, ei moniinkaan kemiallisiin muutoksiin voida ryhtyä lopputuotteen siitä kärsimättä.Preventive chemical additives that alter the chemical properties of a liquid are not only expensive but often those that affect the actual production process and the final product. By changing the surface tension of the liquid, the surface film, the pH, the amount of particles, the amount of air, the chemical or other properties, the formation of foam can be influenced, but this often adversely affects the final process or the final product. In the case of foodstuffs or other substances of high purity, many chemical changes cannot be made without affecting the final product.

Kemiallisten vaahdonmuodostukseen vaikuttavien aineiden lisäksi on käytetty ultraääniäaaltoja, jotka kuitenkin 2 77788 vaikuttavat varsin rajatulla alueella. Myös lämpötila vaikuttaa vaahdon pysyvyyteen. Kun vaahdon lämpötila nousee, sen viskositeetti pienenee; tällöin nesteen valuminen vaahdon lamelleista nopeutuu, vaahdon kuplat suurenevat ja kuplien häviämisvaikutus kertautuu nestepisaroiden tuhoamis-vaikutuksen takia. Prosessin kokonaislämpötilan nostaminen on kallista, ja muut tuotantoon liittyvät tekijät saattavat edellyttää muuta lämpötilaa.In addition to chemical foaming agents, ultrasonic waves have been used, but 2,77788 act over a fairly limited range. Temperature also affects the stability of the foam. As the temperature of the foam rises, its viscosity decreases; in this case, the flow of liquid from the lamellae of the foam is accelerated, the bubbles of the foam increase and the effect of the disappearance of the bubbles is repeated due to the destructive effect of the liquid droplets. Raising the overall process temperature is expensive, and other production-related factors may require a different temperature.

Mekaanisilla vaahdon rajoittajilla ja poistajilla on tähän saakka ollut ongelmana niiden kalleus, energiankäyttö, heikko muuntuvuus ja tilantarve.Mechanical foam limiters and removers have so far had problems with their high cost, energy use, low convertibility, and space requirements.

Kemiallisten aineiden suurin ongelma on kustannusten lisäksi se, että ne vaikuttavat joko teollisuuden jätteisiin haitallisesti, vaikuttavat haitallisesti varsinaiseen prosessiin jos nestekierron takia joutuvat takaisin prosessiin, tai rikastuvat prosessissa aiheuttaen negatiivisia seurausvaikutuksia ja/tai lisäkustannuksia. Osa kemiallisista aineista saostuu vaahtoa muodostavien aineiden kanssa, jolloin saadaan lisää ongelmia saoksesta ja limasta. Osa muodostaa uuden pintakalvon, johon vaahtoavat aineet liukenevat (kuten hiilivedyt, eräät alkoholit ja esterit), mutta nämä aiheuttavat työntekijöille ongelmia ja jopa palovaaran. Osa muodostaa emulsioita, jotka osittain tuhoavat prosessille tärkeitä aineita ja osittain aiheuttavat emulsioiden poisto-ongelmia. Pinta-aktiivisten aineiden käyttö vaatii jatkuvaa pintajännityksen seurantaa, koska aineiden kertausvaikutus aiheuttaa uusia ongelmia. Haihtuvia nesteitä (jotka helpottavat vaahtokuplien syntymistä) voidaan käyttää joissakin erikoistapauksissa, mutta ne soveltuvat vain suljettuihin järjestelmiin erityisolossuhteissa. Nestepintaan keskittyvät aineet kuten polyamidit tai kellunta-aineet estävät varsinaisen tuotantoprosessin nopeuttamista, koska ne on pidettävä paikoillaan ja estettävä niiden virtausIn addition to costs, the main problem with chemicals is that they either adversely affect industrial waste, adversely affect the actual process if they are returned to the process due to the fluid circulation, or enrich in the process with negative consequences and / or additional costs. Some chemical substances precipitate with foam-forming substances, which causes more problems with the precipitate and mucus. Some form a new surface film in which foaming agents dissolve (such as hydrocarbons, certain alcohols, and esters), but these cause problems for workers and even a fire hazard. Some form emulsions, which in part destroy substances important to the process and in part cause emulsion removal problems. The use of surfactants requires constant monitoring of surface tension, as the repetitive effect of the substances causes new problems. Volatile liquids (which facilitate the formation of foam bubbles) can be used in some special cases, but are only suitable for closed systems in special conditions. Liquid-centered substances such as polyamides or buoyants prevent the actual production process from being speeded up, as they must be held in place and prevented from flowing.

IIII

3 77788 prosessin nesteen mukana. Mekaanisten partikkeleiden lisäksi voidaan käyttää silikoneja ja mineraaliöljyjä, jotka syrjäyttävät jo olemassa olevan vaahdonmuodostajän, sekaantumatta siihen. Ne eivät kuitenkaan sovellu laajamittaiseen tuotantoon.3 77788 process fluid included. In addition to mechanical particles, silicones and mineral oils can be used, which displace the existing foaming agent without interfering with it. However, they are not suitable for large-scale production.

Myös vaahdon laatuun voidaan vaikuttaa sekä mekaanisesti että kemiallisesti, jolloin eri järjestelmiä voidaan yhdistää. Vaahto on nesteen dispergoidusta kaasusta muodostuva kolloidaalinen systeemi. Vaahdolla on suuri nestepinta nestemäärään nähden, ja vaahdon laatu määräytyy kaasun ja nesteen suhteellisesta osuudesta (= vaahtoluku). Jos vaahdon kuplat ovat pienet ja selvästi erillään toisistaan, on usein kysymyksessä stabiili vaahto, jonka hävittäminen on mekaanisesti vaikeata. Kevyt vaahto muodostuu polyedrivaahdoksi, jossa kaasukuplat sijoittuvat siten, että kolmen lamellin kohtauspaikassa muodostuu kolmiomainen nestekolonni. Mitä ohuempi nestefaasiraja ja kuplien välinen nestekerros on, ja mitä pienempi Plateau-rajän nestemäärä on, sitä helpompi vaahdon hävittäminen mekaanisesti on, mutta tämä edellyttää yleensä vaahdon voimakasta (volyymin) kasvamista, jolla on omat haittavaikutuksensa. On osoittautunut hyvin vaikeaksi kontrolloida toisaalta vaahdon laatua (vaahtolukua ja kuplien suuruutta) ja toisaalta vaahdon kokonaisvolyymiä, ja suhteuttaa nämä prosessiin. Nyt esillä olevassa tapauksessa keskitytään hävittämään tai rajaamaan vaahto sen luonnollisessa synty-ympäristössä tai sen jälkeen käyttäen minimaalisesti energiaa ja niin vähän kemiallisia aineita, ettei se vaikuta prosessin varsinaiseen tuotteeseen.The quality of the foam can also be affected both mechanically and chemically, allowing different systems to be combined. Foam is a colloidal system consisting of a dispersed gas in a liquid. The foam has a large liquid surface area relative to the amount of liquid, and the quality of the foam is determined by the relative proportion of gas and liquid (= foam number). If the foam bubbles are small and clearly separated from each other, it is often a stable foam that is difficult to remove mechanically. The lightweight foam forms a polyether foam in which gas bubbles are positioned so that a triangular liquid column is formed at the junction of the three lamellae. The thinner the liquid phase boundary and the liquid layer between the bubbles, and the smaller the amount of liquid in the Plateau boundary, the easier it is to dispose of the foam mechanically, but this usually requires a strong (volume) increase in the foam with its own side effects. It has proved very difficult to control the quality of the foam (foam number and bubble size) on the one hand and the total volume of the foam on the other hand, and to relate these to the process. In the present case, the focus is on disposing of or limiting the foam in or after its natural environment of origin, using minimal energy and so few chemicals that it does not affect the actual product of the process.

Esillä oleva keksintö on tunnettu siitä, että vaahtoon tai välittömästi vaahdon muodostavan nesteen pinnan läheisyyteen suunnataan infrapuna-alueella oleva lasersäde.The present invention is characterized in that a laser beam in the infrared range is directed at the foam or in the immediate vicinity of the surface of the foam-forming liquid.

« 77788«77788

Innovaatio on infrapuna-alueella olevan lasersäteen käyttö vaahdon rajoittamiseksi ja eliminoimiseksi. Vaahtokuplissa olevat vesimolekyylit absorpoivat voimakkaasti infrapunasäteitä. Absorptio aiheuttaa kuplissa paikallista kuumenemista ja vaahtokuplan hajoamisen. Säteessä oleva keskitetty energia lämmittää kaasukuplien nestekalvoa ja pienentää siten nesteen viskositeettia ja pintajännitystä. Vaahtoon lisätty energia kiihdyttää epähomogeenisessa vaahdossa pienten kuplien kaasun diffundoitumista suurempiin kaasukupliin paine-eron vuoksi. Tuloksena on pienten kuplien häviäminen ja suurten suureneminen kunnes ne hajoavat. Vaahdon laadusta riippuen vaahdon komprimoituminen johtaa myös kuiva-ainepitoisuuden nousuun, joka suurentaa pintajännitystä ja joissakin olosuhteissa hajottaa vaahtoa.The innovation is the use of a laser beam in the infrared range to limit and eliminate foam. The water molecules in the foam bubbles strongly absorb infrared rays. Absorption causes local heating in the bubbles and disintegration of the foam bubble. The centralized energy in the beam heats the liquid membrane of the gas bubbles and thus reduces the viscosity and surface tension of the liquid. The energy added to the foam accelerates the diffusion of small bubbles into larger gas bubbles in the inhomogeneous foam due to the pressure difference. The result is the disappearance of small bubbles and the enlargement of large ones until they disintegrate. Depending on the quality of the foam, compression of the foam also results in an increase in dry matter content, which increases the surface tension and, in some conditions, disintegrates the foam.

Sopiva infrapunasäde voidaan muodostaa laserilla, jolle on ominaista säteilyn koherenttisuus, kiilan kapeus ja suunnat-tavuus sekä voimakkuus. Sopiva lasertyyppi on hiilidioksidi-laser, jonka allonpituus on noin 10 pm ja jolla on saatavissa suuri teho myös jatkuvassa käytössä.A suitable infrared beam can be generated by a laser characterized by the coherence of the radiation, the narrowness and directivity of the wedge, and the intensity. A suitable type of laser is a carbon dioxide laser with a wavelength of about 10 μm and high power even in continuous use.

Rikkomalla kuplia jatkuvasti saadaan rajoitettua vaahdon määrää jatkuvissa prosesseissa. Säde voi olla prosessin yhteydessä kiinteä tai liikkuva. Säteilylähde on sijoitettava niin, että säde osuu vaahdonmuodostumiskohtaan tai paikkaan, josta vaahto halutaan poistaa.Continuous breaking of bubbles results in a limited amount of foam in continuous processes. The beam can be fixed or moving during the process. The radiation source must be positioned so that the beam strikes the point of foam formation or the place where the foam is to be removed.

Aikaisemmin tunnettuja mekaanisia ja kemiallisia vaahdon rajoittamismenetelmiä voidaan yhdistää infrapuna-alueella olevaan lasersäteeseen perustuvaan menetelmään.Previously known mechanical and chemical methods of foam control can be combined with a method based on a laser beam in the infrared range.

Menetelmä on sovellettavissa erityisesti metsäteollisuuden prosesseihin, joissa on vaahto-ongelmia.The method is particularly applicable to processes in the forest industry with foam problems.

Claims (4)

5 777885,77788 1. Menetelmä vaahdon rajoittamiseksi ja hävittämiseksi, tunnett u siitä, että vaahtoon tai välittömästi vaahdon muodostavan nesteen pinnan läheisyyteen suunnataan irfrapuna-alueella oleva lasersäce.1. A method for controlling and disposing of foam, characterized in that a laser beam in the irrared region is directed at the foam or in the immediate vicinity of the surface of the liquid forming the foam. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kyseinen infrapunasäde muodostetaan hiilidioksidilaserilla, jonka aallonpituus cr. r.cin 10 um.A method according to claim 1, characterized in that said infrared beam is generated by a carbon dioxide laser having a wavelength cr. r.cin 10 μm. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että lasersäde on kiinteä tai liikkuu vaahdon muodostavan nesteen pinnan tason lähellä estäen vaahdon muodostumisen.A method according to claim 1, characterized in that the laser beam is fixed or moves close to the surface level of the foam-forming liquid, preventing the formation of foam. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasersäde suunnataan jo syntyneeseen vaahtoon.Method according to Claim 1, characterized in that the laser beam is directed at the foam already formed.
FI862724A 1985-12-02 1986-06-26 SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE. FI77788C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI862724A FI77788C (en) 1985-12-02 1986-06-26 SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE.

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI854759A FI854759A0 (en) 1985-12-02 1985-12-02 SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE.
FI854759 1985-12-02
FI862724A FI77788C (en) 1985-12-02 1986-06-26 SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE.
FI862724 1986-06-26

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI862724A0 FI862724A0 (en) 1986-06-26
FI862724A FI862724A (en) 1987-06-03
FI77788B true FI77788B (en) 1989-01-31
FI77788C FI77788C (en) 1989-05-10

Family

ID=26157849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI862724A FI77788C (en) 1985-12-02 1986-06-26 SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI77788C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI862724A (en) 1987-06-03
FI862724A0 (en) 1986-06-26
FI77788C (en) 1989-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Luo et al. Fundamentals of acoustic cavitation in sonochemistry
TW434051B (en) Liquid carbon dioxide cleaning using jet edge sonic whistles at low temperature
Ferkous et al. Sonolytic degradation of naphthol blue black at 1700 kHz: effects of salts, complex matrices and persulfate
US3489680A (en) Method for breaking a water-in-oil emulsion
Bhunia et al. Splattering during turbulent liquid jet impingement on solid targets
FI77788C (en) SKUMBEKAEMPNING MED LASERSTRAOLE.
KR870011679A (en) Surface treatment method and apparatus
KR101933107B1 (en) Exhaust Gas Waste Processing Unit and
ATE281881T1 (en) METHOD FOR PRODUCING A MONODISPERSE DOUBLE EMULSION
WO2002072226A2 (en) Defoaming of foams utilizing sonication
Addo‐Yobo et al. The effects of particle size on the mechanisms of atomization of suspensions using hydraulic spray nozzles
ES2152617T3 (en) PROCEDURE FOR DECREASING OR AVOIDING FOAM FORMATION IN CHEMICAL AND PHYSICAL PROCESSES OF SUBSTANCE TRANSFORMATION AND DEVICE FOR THEIR REALIZATION.
Destaillats et al. Sonochemical degradation of pollutants
Levitsky et al. Generation of coarse bubbles and flow instability control by means of a bubble generator
Brikov et al. Rheological properties of polyethylene glycol solutions and gels
JP2002248339A (en) Method for manufacturing emulsion fluid being mixture of water with oil, emulsion fluid, apparatus for manufacturing emulsion fluid and method for burning emulsion fuel
RU2685306C1 (en) Device for laser material processing in a liquid medium
JPH01215312A (en) Method for removing dissolved gas in liquid
RU2692153C1 (en) Method of laser processing materials in liquid medium
EP0631801A1 (en) Apparatus for liquefying bubbles using ultrasonic wave
US2767060A (en) Process for cooling liquid sulfur
Johansson et al. Falling film hydrodynamics of black liquor under evaporative conditions
Dalmazzone The mechanical generation of emulsions
JPS58160392A (en) Emulsified oil
Wang et al. A Choking Cavitation Method and Equipment for Degrading Pollutants in Wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: A. AHLSTROEM OSAKEYHTIOE