- Penghilangan Gas dengan Ultrasonik pada Logam Cair hingga 2.300°C dan Kaca Cair
- Senin–Jumat: 09.00–19.00
- Sialon Ceramics Aps - Østerbrogade 226, lantai bawah - 2100 Kopenhagen - Denmark
Penghematan energi sebesar 20% dalam proses pada suhu yang jauh lebih rendah
Penghilangan gas secara ultrasonik pada kaca cair
Pembuatan kaca melibatkan dua proses utama, yaitu peleburan kaca dan pemurnian kaca. Dalam proses peleburan kaca, bahan baku terlebih dahulu dicampur menjadi satu batch, kemudian dimasukkan ke dalam tungku untuk dipanaskan hingga suhu tinggi (hingga hampir 1600 °C). Bahan baku tersebut bereaksi secara kimiawi untuk membentuk kaca. Selanjutnya, dilakukan pemurnian kaca untuk menghilangkan gelembung-gelembung dari lelehan kaca. Proses ini sangat penting bagi industri kaca. Tujuannya adalah mengurangi ukuran dan jumlah gelembung dalam lelehan hingga mencapai tingkat yang dapat diterima sebelum dilakukan operasi pembentukan kaca. Proses ini memakan waktu lama dan membutuhkan energi yang besar dibandingkan dengan degassing ultrasonik pada kaca cair.
Kami telah mengembangkan teknologi penghilangan gas pada lelehan kaca menggunakan gelombang ultrasonik yang secara signifikan meningkatkan efisiensi proses ini, menurunkan suhu pemurnian, dan menghemat biaya energi hingga 20%. Di sini kami menjelaskan proses tersebut serta berbagai peningkatan yang ditawarkannya dibandingkan dengan pemurnian kaca konvensional.
Menghilangkan gelembung gas dari kaca selama proses pembuatannya merupakan bagian penting dari proses pembuatan kaca. Bagian dari proses ini disebut pemurnian, dan berbagai metode alternatif telah diterapkan.
Penghilangan Gas pada Kaca dengan Metode Ultrasonik
Gelembung gas terbentuk sebagai bagian dari proses peleburan kaca, yang melibatkan berbagai reaksi kimia antara bahan baku pembuat kaca. Beberapa reaksi kimia tersebut menghasilkan karbon dioksida dan gas-gas lain dalam jumlah yang sangat besar. Biasanya, satu kilogram bahan baku menghasilkan 100 liter gas karbon dioksida. Selain itu, juga dihasilkan sulfur dioksida, oksigen, hidrogen sulfida, dan gas-gas lainnya.
Proses penghilangan gas melibatkan penggumpalan gelembung, di mana gas-gas terlarut berdifusi dari cairan logam untuk membentuk gelembung-gelembung yang naik ke permukaan dan kemudian dikeluarkan. Lamanya waktu yang dibutuhkan bergantung pada diameter gelembung dan viskositas cairan logam, yang merupakan fungsi dari suhu cairan logam.
Cara Kerja Penghilangan Gas dengan Ultrasonik
Berbagai metode telah diterapkan untuk meningkatkan efisiensi proses pemurnian. Metode-metode tersebut meliputi penambahan zat pemurnian, pemurnian vakum, dan bahkan penggunaan mikrogravitasi. Namun, penerapan pemurnian kaca dengan bantuan ultrasonik sangat menjanjikan. Metode ini memungkinkan suhu pemurnian diturunkan dari sekitar 1.450 °C menjadi 1.300 °C dengan penghematan energi total hingga 20%.
Ketika energi ultrasonik dalam rentang frekuensi yang tepat diterapkan pada lelehan kaca, terjadi kavitasi akustik. Kavitasi adalah proses di mana perubahan tekanan yang cepat menghasilkan gelembung-gelembung kecil berisi uap yang kemudian meledak saat terkena tekanan tinggi, sehingga menghasilkan gelombang kejut.
Gas yang terlarut dalam cairan meluas ke dalam gelembung kavitasi. Gelembung gas terbentuk pada inti kavitasi. Gelembung-gelembung ini tumbuh melalui difusi dari cairan ke dalam gelembung selama getaran ultrasonik. Gelembung-gelembung kecil tersebut kemudian bergabung di bawah pengaruh gaya Bjerknes dan Bernoulli, dan ketika sudah cukup besar, mengapung ke permukaan cairan sambil melepaskan gas di dalam gelembung ke atmosfer. Proses ini dibantu oleh aliran akustik dan arus yang diinduksi oleh ultrasonik.
Pertimbangan praktis
Proses penghilangan gas ultrasonik yang baru saja kami kembangkan ini bekerja dengan memanfaatkan generator ultrasonik baru dan sonotrode keramik hasil pengembangan sendiri, yang mampu mengolah volume besar kaca cair berviskositas tinggi pada suhu hingga 1.600 derajat Celcius. Penghilangan gas pada kaca cair dilakukan di bagian depan tungku kaca. Getaran akustik berintensitas tinggi dihasilkan langsung di dalam kaca cair dengan cara memasukkan sonotrode ke dalam kaca cair tersebut.
Dengan menggunakan pengaturan ini, kita dapat secara efektif menggandakan ukuran gelembung gas dan mencapai tingkat pemurnian yang sama pada suhu yang jauh lebih rendah, sehingga dapat mengurangi biaya energi hingga 20% serta meminimalkan dampak terhadap lingkungan.
Kesimpulan
Penghilangan gas secara ultrasonik pada lelehan kaca di ruang pendahuluan tungku kaca merupakan teknologi terobosan yang berpotensi mengurangi jejak karbon industri manufaktur kaca—yang sangat boros energi—secara signifikan.