Start

Technologie

Bubbels generatoren

Filters

Probiotica

Blog

Over ons

The zeta-potential important stuff for nano-bubbles

In Technologie by Erik van Berkum : donderdag, 22 november 2018

Why is the zeta potential important for ultrafine bubbles

The electrical properties of gas bubbles are important in determining the interaction of nano-bubbles if and when they merge together and how they interact with other materials such as solid particles or oil droplets. Knowledge about this helps application development in for example, protein skimmers, froth flotation, food processing, washing surfaces and purification.

Electrical double layer around ultrafine bubble

When a bubble is suspended in liquid it is surrounded by oppositely charged ions. The surrounding of the nano-bubble exists of two parts. An inner, nearby region called the Stern layer where the ions are strongly bound and an outer diffuse region where the ions are less firmly attached. The outer region is like a cloud kept together by electrostatic forces, it consists of various ions of opposite polarities. The whole system forms an electrical double layer. The development of a net charge at the bubble particle liquid surface affects the distribution of ions in the neighboring inter-facial region. This results in an increased concentration of counter ions close to the surface. When the nano-bubble moves trough the liquid, ions within the boundary move with the bubble. Any ions beyond the boundary do not move with the bubble. The boundary we call the hydrodynamic shear or the slipping plane. The potential on this surface is called the zeta potential.

High and Low zeta potential

The Zeta potential can be measured in mV. Zeta potential measures the magnitude of the electrostatic charge repulsion or attraction between particles, bubbles or droplets. Zeta potential is one of the fundamental parameters to affect stability. Zeta potential gives detailed insight into the causes of dispersion, aggregation or flocculation, and can be applied to improve the formulation of dispersion's, emulsions and suspensions.

H+ and OH- ions

Higher zeta potential means stability to nano bubbles in suspension due to repulsion among the bubbles. A lower zeta potential leads to coagulation and is less stable. A lower Zeta Potential means a value closer to zero. The Zeta Potential is either positive or negative and a high zeta potential can be either a high positive or high negative number to be stable. The charge of the solution depends on positive ions H+ or more negative ions OH-. Studies have demonstrated that bubbles in distilled water are negatively charged. On average a bubble in distilled water has a zeta potential of -35 mV at a pH of 5.8 when measuring different bubble sizes there is no relationship between the magnitude of the zeta potential and the bubble diameter.

When H+ and OH- ions are at play the pH is also present and is an important factor so when measuring the zeta potential always do this in combination with the pH. When the zeta potential is negative, the gas-water interface is negatively charged with OH- ions. The water has an excess of OH- ions compared to H+ ions. The negative value of the zeta potential under a wide range of pH suggests that OH- is more effectively adsorbed to the interface than H+. Sometimes the zeta potential is positive, this happens i.e. under stronger acidic conditions i.e. when CO2 gas is dissolved.

Researchers explained the adsorption of OH- onto the interface by the difference of hydration energy between H+ and OH- or by the orientation of water dipoles at the interface with hydrogen atoms pointing toward the water phase and oxygen atoms towards the gas phase, causing an attraction of anions to the inter-phase.

The gas-water interface electrical charge is related to the hydrogen-bonding network of water. The electric charge of the interface in the aqueous solution is caused by a greater excess of H+ and OH- at the interface than in the bulk. These ions are the essential elements of the hydrogen-bonding network therefor the structural information of the gas-water interface must include a greater number of these ions at the interface than in the bulk aqueous phase. As the negative value of the zeta potential for bubbles in a wide pH range suggests that OH- is more effective than H+ at influencing the microscopic structure of the gas-water interface.

 

Alcohol a negative impact on ultrafine bubbles

Alcohol both methanol, ethanol and higher alcohols have a negative impact on the zeta potential by reducing the negative value. The alcohols tend to absorb the gas-water interface, and adding a small amount of alcohol significantly disturbed the hydrogen bonding network at the interface.

For the stability of bubbles some older research found that air bubbles were stable in solution for 4 days while CO2 bubbles lasted only 1 or 2 hours. More recent studies showed that ultrafine bubbles in a laboratory under perfect conditions are stable for 4 to 6 months.

 

Colloids Stable and unstable

People often wonder, if ultrafine bubbles spread evenly through the water or if they are clustered in one region of the water. As bubbles behave the same as particles in a colloid. A colloid is a solution that has particles ranging between 1 and 1000 nano-meters in diameter and are still able to remain evenly distributed throughout the solution. These are also known as colloidal dispersion's because the substances remain dispersed and do not settle to the bottom of the container. Each colloidal particle dispersed in the solution is electrically charged due to their ionic characteristics and bipolar attributes.

 

Zeta potential in practice and applications

Horticulture and agriculture

A high zeta potential means a stable solution for plant roots this is positive as they can more easy absorb nutrients due to a higher chance of absorption. A nutrient solution for plants with a low zeta potential shows clustered nutrients which are less accessible for plant roots.

Lake and pond remediation

Probiotic bacteria are an important component for waste water cleaning, lake and pond remediation and septic tank cleaning. The probiotic bacteria are aerobic, they require oxygen as an energy source and the more oxygen the better. A probiotic bacteria is sized between 200 nm to 10,000 nm compared to an average acniti nano bubble between 85 to 120 nm. The probiotic bacteria accumulate nutrients from the environment by diffusion. A high oxygen concentration in the water with a high zeta potential helps these positive bacteria to thrive. With a high zeta potential the nutrients for the probiotic bacteria are well dispersed through the solution and makes them easy accessible. When the water solution has a low zeta potential nutrients are clustered less accessible and it will take more time for the probiotic bacteria to clean up the water body.

Water treatment

In water treatment system monitoring of the Zeta potential gives an indication for the amount of chemicals or ultrafine bubbles that need to be dosed.

Biofilm and bio-fouling

The increase in zeta potential of tubes and pipes eliminates bio-film and bio-fouling of membranes and extends filter life.

Sludge

Stabilize clay and other particles in water reducing the tendency for aggregation so they do not settle as soft-sludge.

Free Radicals

When fine bubbles are compressed at high concentrations, the zeta potential will increase during compression, and the ion concentration around the bubbles increases. After several minutes of compression, so many access ions are formed that free radicals are created.

zetapotentiaal | nano bubbels | ultrafijn bubbels |

zetapotentiaal ultrafine bubbels

The electrical properties of gas bubbles are important in determining the interaction of nano-bubbles if and when they merge together and how they interact with other materials such as solid particles or oil droplets. Knowledge about this helps application development in for example, protein skimmers, froth flotation, food processing, washing surfaces and purification.

Ultrafijn bubbles en het effect op zaadkieming

Nano-bubbels zijn nuttig bij het versnellen van het metabolisme van levende organismen, maar het mechanisme is nog niet goed begrepen. In een studie onderzochten ze de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) door Nano Bubbles en het effect op zaadkieming. De conclusie van de studie was dat zaden in nano-bubbelwater een hogere kiemkracht hadden dan die ondergedompeld waren in de verschillende andere conventioneel gebruikte oplossingen.

Projectrapport: waterbehandeling irrigatie basin UFB nano bubbles

Een vervuild basin dat wordt gebruikt voor irrigatie van aardbeien werd gedurende 40 dagen behandeld met nano-bubbels. Na de behandeling zijn de problemen met algenbesmetting opgelost. Voor de behandeling werd de UFB mixer nano-bubbel generator gebruikt, in combinatie met een aangesloten zuurstofconcentrator. Ook werden probiotica toegevoed, effectieve micro-organismen die helpen de overdaad aan nutrienten in het water te verwijderen.

Demonstratie UFB mixer dompel unit

De UFB mixer-dompelpomp is een complete unit met de lagedruk-mengkleptechniek die vloeistoffen en gassen effectief en efficiënter dan 5 keer de niveaus van conventionele technologieën verzadigt. De unit verplaatst 113 liter water per minuut en lost 4 liter zuurstof per minuut op, wat zorgt voor een hoog DO-gehalte en ultrafijne bubbels in het water.

Sterke toename van cannabisproductie met bubbel-oxygenatie

Wortelsystemen hebben zuurstof nodig voor aerobe ademhaling. Verminderde zuurstof niveaus in de wortelzone, vertragen de groei van planten en verhogen de gevoeligheid van ziekten. Binnen gekweekte planten in gesloten watersystemen hebben vaak een gebrek aan zuurstof en hebben extra zuurstoftoevoer nodig. Door ultrafijne bubbels naar de wortelzone van de plant te brengen, verhoogt u de zuurstof niveaus en wordt het water negatief elektrisch geladen, dit bevordert de opname van voedingsstoffen en de haarwortel groei. Lees het hele artikel om te zien wat ervaren cannabiskwekers te zeggen hebben over het ultrafijne bubbelsysteem.

Labdemonstratie miniGaLF

De miniGaLF is het instap GaLF-model van ACNITI, ontworpen voor bedrijven, universiteiten, onderzoeksinstituten en individuen die willen leren over Ultrafine bubbeltechnologie. In deze blog wordt een korte film getoond van de aansluitingen en de bediening om ultrafijne bubbels (nano-bubbels) te creëren met een hoog DO-water gehalte.

Kweek aantrekkelijke sla zonder tipburn

Manoa sla is een slasoort die gevoelig is voor tipburn. Tipburn is het drogen en sterven van bladweefsel langs de randen van het blad. Tijdens een test bij een kweker in Hawaii werd aangetoond dat door het verhogen van de opgeloste zuurstof niveaus en het toevoegen van ultrafijne bubbels, reductie van tipburn en kwaliteitsverbeteringen zijn gerealiseerd.

Wat is de naam: ultrafijne bubbels of nanobubbles?

Geïnteresseerd om te weten waarom nanobubbles officieel ultrafijne bubbels heten? In dit artikel worden de redenen uitgelegd waarom het technisch comité van ISO heeft besloten om de officiële naam ultrafijne bubbels te gebruiken in plaats van nanobubbels.

Betalingen

acniti accepteert bank betalingen, PayPal en de belangrijkste credit cards: Visa, MasterCard, American Express, Discover, JCB, Diner's Club en EnRoute.

Beter wassen met een bubbel boost

Ultrafijne bubbels maken het mogelijk om de hoeveelheid wasmiddel te verminderen, dit heeft een positief effect door minder vervuiling. Wasgoed zonder wasmiddel te wassen, komt het milieu ten goede. De bubbels verlagen de oppervlaktespanning van water, de grote hoeveelheid zuurstofmoleculen in bubbles geeft het water een negatieve lading.

Ozone bubbels voor waterbehandeling

Onderzoek naar ozon ultrafijn bubbel technologie voor de behandeling van waswater van groenteverwerkingsbedrijven. De whitepaper laat zien dat het voordelig is om deze technologie te gebruiken, voor betere ontsmetting en besparing in ozon.

Wat zijn bubbels

Bubbels zijn gasgevulde holtes in water. Het contactgebied tussen bubbels in water gevuld met kleine bubbels is veel groter dan water gevuld met grotere bubbels. De gasdruk in een kleine bubbel is hoger dan in een grote bubbel, daarom is ook de oppervlaktespanning van een kleine bubbel hoger.

Rotorflush zelfreinigd inlaat filter uitgelegd

Rotorflush Zelfreinigende filters voorkomen dat pompen blokkeren en beluchting efficiënter maken

Zelfreinigend filter demo

Video: Rotorflush Zelfreinigende inlaatfilter uitgelegd

Ultrafijn bubbels produceren

Er zijn verschillende technologieën om ultrafijne bubbels te genereren. Dit artikel geeft een overzicht van de meest gebruikte technieken, zoals drukoplossing, statische mixers en rotatiestroming.

Contact

Acniti contact pagina, voor alle vragen, offertens en meer informatie over de producten.

ISO fijn bubbels

Great things happen when the world agrees, fine bubbles are an innovative technology, but without proper standards for the industry development, there are obstacles. From 2013 ISO started the creation of an International Standard for fine bubbles popularly know as nano bubbles.

Ultrafine bubbles in het meer Ida Anne

Lake Ida Anne heeft een groeiend probleem met algen in het voorjaar en de zomer. Een groot aantal voedingsstoffen zijn beschikbaar in het meer, en dit bevordert algengroei. De stad Langford in BC Canada heeft het UFB mixer Oxygenation System getest om de algen te bestrijden, met groot succes.

Lange afstand vis transport met fine bubbles

A new innovative way to transport fish while sleeping is almost ready to go onto the market. A combination of CO2 and ultrafine bubbles make this possible.

Merk activa

acniti merk, imago, logo, lettertype, kleuren, brand assets, huisstijl.

Ultrafine Bubbels op camera

Ultrafine bubbels filmpje, film gemaakt met Malvern NanoSight

De miniGaLF-Plus opstelling bouwen

The miniGALF is IDEC`s entry level GaLF model designed for first experiences with ultrafine bubble technology. The miniGaLF -Plus enables higher concentration of ultrafine bubbles by multi-passes of water through the miniGaLF.

De fijn bubbel doorbraak

Stel je voor dat je keukenvloer of badkamer tegels schoongemaakt worden door zeer kleine bubbels. Dat klinkt goed, een nieuw technologisch tijdperk komt eraan.

Slimme mensen praten bubbels, de water innovatie

Bubbels zijn overal om ons heen, in ons eten, bier, pop drinken brood en kaas, maar ook in de stenen van ons huis. Bubbels zijn met gas gevulde holtes in water, de levensduur van een bubbel is hooguit een paar minuten, alleen ultrafijne bubbels zijn stabiel voor langere perioden zoals maanden, dat maakt ze heel speciaal en dat stelt ons in staat om de eigenschappen van water te veranderen