Физические методы пеногашения

Акустический методпеногашенияоснован на действии звуковыхи ультразвуковых колебаний, создаваемых аэродинамическими или магнитострикционными излучателями. Эти колебания в пределах от 10 до 100 кГц (волны, звуковое давление, вибрации, турбулентность) передается ячейкам пены и постепенно разрушает ее пузырьки в зависимости от интенсивности звука. При этом нельзя не учитывать, что в пене могут постепенно накапливаться микроорганизмы, на которые высокие частоты (свыше 20 кГц) действуют летально. Использование ультразвука экономически оправдано только для гашения малых количеств пены.

Применение теплового методапеногашения ограничивается чувствительностью многих микроорганизмов к высокой температуре. Действие теплового эффекта достигается с помощью струи острого пара или нагретой поверхности. При соприкосновении с ними пены (или вблизи них) происходит испарение жидкости, что приводит к разрушению пузырьков и прекращению пенообразования.

Электрический методпеногашения основан на том, что электрическое поле может разрушать или ослаблять пену в электропроводящих жидкостях. Наиболее эффективным является способ обработки пены в импульсном электрическом поле высокого напряжения. Он технически современен, экономичен и позволяет автоматизировать процесс пеногашения. Однако из-за малой изученности влияния электрического поля на микроорганизмы применение этого метода ограничено.

Гидроаэродинамический методпеногашения предполагает использование разнообразных, конструктивно сложных, энергоемких струйных пеногасящих устройств. Разрушение пены происходит под действием ударной силы струи жидкости, разбрасываемой на зеркало жидкости, или в результате завихрения пенных слоев потоком воздуха при изменение его скорости и направления.

В случаях, когда химические синтетические пеногасящие вещества вызывают в биохимических средах нежелательные побочные явления, для разрушения пены применяют механический метод, который из всех физических методов получил наиболее широкое распространение. Механический метод пеногашения основан на уменьшении размеров пузырьков пены или их полном разрушении при механическом ударном воздействии на пену. Для этого применяют различные механические вращающиеся устройства (ротор, турбину, пакет тарелок), которые устанавливают на одном валу с перемешивающим устройством реактора или самостоятельно.

Все механические пеногасящие устройства требуют дополнительного, иногда значительного расхода энергии, надежной герметизации с применением в некоторых случаях смазочно-охлаждающей жидкости. Эти недостатки отсутствуют в циклонных пеногасителях. Использование центробежного поля и лабиринтов различного типа значительно облегчает и улучшает процесс обработки пены.

Принцип действия механических пеногасителей заключается в разрушении пузырьков воздуха или их дроблении при контакте с рабочей поверхностью. Применяются как встроенные в аппарат, так и выносимые механические пеногасители.

Все механические пеногасители разделяются на два типа: роторные, циклонные. В первом случае объектом творчества конструкторов является форма вращающейся детали. К числу простейших относится гладкий диск, на работу которого затрачивается минимальное количество энергии.