Những phát minh tạo bong bóng nano

Tạo bong bóng nano

Khi tạo bong bóng, bạn đưa khí vào chất lỏng, bong bóng là họ của một giọt là chất lỏng trong chất khí. Một thành viên khác của gia đình bong bóng và giọt là một hạt, là chất rắn trong chất khí hoặc trong chất lỏng. Điều quan trọng là phải phân biệt ba thuật ngữ này với nhau để định nghĩa về Bong bóng. Có một vài phương pháp để tạo ra bong bóng, thủy động lực học, âm thanh, quang học và thông qua làm rỗng hạt. Phương pháp hiệu quả nhất về chi phí và phương pháp hiệu quả nhất để tạo ra bong bóng siêu mịn là thủy động lực học. Thủy động lực học là một nhánh của vật lý liên quan đến chuyển động trên chất lỏng và các lực tác dụng lên các vật thể rắn chìm trong chất lỏng và chuyển động so với chúng. Nói một cách đơn giản, để tạo ra một bong bóng, bạn cần một chất lỏng chuyển động, thêm một chất khí và mang lại một lực lên khí và chất lỏng và các bong bóng được tạo ra. Trong cuộc sống hàng ngày khi bạn mở một lon bia hoặc một chai than cốc, do sự thay đổi áp suất (lực) các bong bóng được tạo ra, điều này có thể nhìn thấy bằng mắt và âm thanh.

Năm 1982 là lần đầu tiên xuất bản một bài báo về bong bóng nano và cho đến gần đây sự tồn tại của bong bóng nano đã được tranh luận rất nhiều, sự cường điệu gần đây trong công nghệ bong bóng siêu mịn hoặc công nghệ bong bóng nano là do hai yếu tố, thứ nhất, hiện nay có thiết bị trên thị trường có sẵn có thể đo kích thước và mật độ bong bóng siêu mịn và bây giờ hầu hết các nhà khoa học đồng ý rằng bong bóng nano tồn tại. Thứ hai, lợi thế lớn của thiết bị đo lường là các nhà sản xuất bong bóng siêu mịn hiện có thể phát triển và tối ưu hóa hơn nữa các máy tạo bong bóng siêu mịn của họ, và họ tiếp tục phát triển các ứng dụng.

Về cơ bản, có hai loại công nghệ tạo bong bóng nano, đầu tiên là các loại lưu thông khí-nước của máy phát nanobubble. Thứ hai, có một giải nén áp lực khí-nước, cũng thường được gọi là loại hòa tan áp suất của máy phát bong bóng nano. Hầu hết các đơn vị đều dựa trên nguyên tắc này hay nguyên tắc khác, hoặc kết hợp cả hai.

Chúng ta có thể phân biệt các phương pháp sản xuất bong bóng mịn sau đây; 4 phương pháp đầu tiên được mô tả chi tiết hơn:

• Giải thể áp lực
• Dòng chảy cuộn
• Máy trộn tĩnh hỗn loạn
• Vòi phun
• Siêu âm (Rung động siêu âm)
• Oscillator
• Venturi
• Ngưng tụ tiếp xúc trực tiếp hơi hỗn hợp

Phương pháp hòa tan áp suất

Phương pháp tạo bong bóng siêu mịn này dựa trên các nguyên tắc của Định luật Henry, liên quan đến nồng độ của khí với áp suất riêng phần. Điều này có nghĩa là nhiều khí hơn có thể được hòa tan vào dung dịch ở áp suất cao hơn. Nguyên lý của máy tạo bong bóng siêu mịn như sau:Thông qua hệ thống venturi, chất lỏng và khí được trộn lẫn với nhau, trong bước tiếp theo trong hộp trộn, khí được tan chảy vào nước thông qua điều áp. Trong bước cuối cùng, thông qua vòi phun, nước và khí được thải ra. Do áp suất của dung dịch khí lỏng siêu bão hòa giảm mạnh, khí bị trục xuất dưới dạng bong bóng mịn và bong bóng siêu mịn trong chất lỏng. Con số minh họa quá trình.

1. Chất lỏng được bơm vào thiết bị dưới áp suất.
2. Bằng cách thu hẹp kích thước của đường ống, tốc độ của dòng chất lỏng đến được tăng lên, chuyển đổi phần lớn áp suất bơm thành áp suất động, do đó giảm áp suất tĩnh và không khí được hút qua áp suất âm.
3. Sau khi chất lỏng và khí hút trở nên bão hòa với bong bóng, dòng chất lỏng / khí được gửi qua một đường ống rộng hơn để giảm tốc độ của dòng chảy, nơi áp suất động được chuyển đổi trở lại áp suất tĩnh và quá trình hòa tan khí có áp suất diễn ra.
4. Sau khi khí được hòa tan hoàn toàn vào chất lỏng, chất lỏng / khí được đẩy ra cùng một lúc bằng áp suất khí quyển, khiến chất lỏng trở nên quá bão hòa và các bong bóng nano siêu mịn khổng lồ được giải phóng.

Dòng chảy quay

Dòng chảy quay cũng thường được gọi là Phương pháp xoáy hoặc Dòng xoắn ốc. Máy tạo bong bóng mịn này tạo ra bong bóng theo nguyên lý Bernoulli. Trong động lực học chất lỏng, nguyên lý Bernoulli nói rằng sự gia tăng tốc độ của chất lỏng xảy ra đồng thời với sự giảm áp suất hoặc giảm năng lượng tiềm năng của chất lỏng. Nguyên lý này được đặt theo tên của Daniel Bernoulli, người đã xuất bản nó trong cuốn sách “Hydrodynamica” vào năm 1738. Nhiều thế kỷ sau, máy tạo bong bóng mịn được chế tạo dựa trên nguyên tắc này. Sản phẩm đầu tiên dựa trên công nghệ này là Ranque-Hilsch Vortex Tube vào năm 1933. Tiếp theo 50 năm sau là ngọn lửa phản lực xoáy. Vào giữa những năm chín mươi, bong bóng siêu nhỏ kiểu xoáy đầu tiên được phát minh ở Nhật Bản.

Nguyên lý của máy tạo bong bóng mịn như sau: nước được đưa vào bể hình trụ từ phía trên và chảy theo hình xoắn ốc xuống dưới. Từ đáy trung tâm của xi lanh, khí được hút vào. Nước quay được cắt lên đỉnh xi lanh, tạo ra bong bóng mịn. Tuy nhiên, người ta thường thừa nhận trong ngành công nghiệp bong bóng siêu mịn rằng nồng độ bong bóng của phương pháp hòa tan áp suất cao hơn dòng chảy quay.

Máy trộn tĩnh hỗn loạn

Công nghệ tạo bong bóng nanobubble siêu mịn máy trộn tĩnh
Máy trộn tĩnh có nguồn gốc từ việc trộn hai chất lỏng, bằng sáng chế đầu tiên cho máy trộn tĩnh được nộp vào năm 1965. Thay vì trộn hai chất lỏng, cũng có khả năng trộn chất lỏng và chất khí. Công nghệ này dựa trên nguyên lý tạo xoáy và đưa vào xoáy một loại khí rất hiệu quả. Do dòng chảy hỗn loạn, khí sẽ phá vỡ xoáy và sự va chạm giữa nước và khí tạo ra các bong bóng nano. Lợi ích của máy trộn tĩnh là chúng có thiết kế tương đối đơn giản và chúng có thể xử lý khối lượng nước lớn cùng một lúc với năng lượng tương đối ít so với nhiều máy tạo bong bóng nano khác ở trên. Cuối cùng, chúng không nhạy cảm với tắc nghẽn. 

Cối xay búa xoay

Công nghệ tạo bong bóng nano siêu mịn phương pháp xoay búa
Khái niệm xoay cối xay búa là một khái niệm độc đáo so với tất cả các kỹ thuật tạo bong bóng nano khác, vì nó không sử dụng máy bơm để tạo ra bong bóng nano. Thay vào đó, nó sử dụng một động cơ với búa gắn trên trục. Động cơ quay với vận tốc 3400 vòng mỗi phút trong một ống. Ống chứa đầy nước từ trên xuống, và phun khí cũng từ trên xuống. Các búa trên trục hòa tan khí và nghiền khí thành bong bóng nano ở dưới cùng của đơn vị, các bong bóng nano đi ra.
Khái niệm xoay búa là cách thân thiện với năng lượng nhất để tạo ra bong bóng nano vì nó không di chuyển một lượng lớn nước và không cần áp suất cao nhưng sử dụng tất cả năng lượng của nó để nghiền nát khí. Dòng sản phẩm của máy phát nanobubble xoay cối xay búa được gọi là máy tạo bong bóng nano microStar. Thiết bị này phù hợp với khí ozone và sử dụng trong môi trường nước biển.

Ca An kết hợp phương pháp này và venturi để chế tạo BKN FRESH