Često postavljana pitanja o ultrazvuku

U nastavku možete pronaći odgovore na najčešća pitanja o ultrazvučnoj obradi. Ako ne pronađete odgovor na svoje pitanje, slobodno nam se obratite. Rado ćemo vam pomoći.

• Mogu li sonicirati otapala?
• Koliko ultrazvučne snage mi je potrebno?
• Utječe li ultrazvuk na ljude? Koje mjere opreza trebam poduzeti pri ultrazvučnoj obradi?
• Koja je razlika između magnetostriktivnih i piezoelektričnih pretvarača?
• Zašto se uzorak zagrijava tijekom ultrazvučne obrade?
• Postoje li opće preporuke za ultrazvučnu obradu uzoraka?
• Nudi li Hielscher zamjenjive vrhove sonotroda?

P: Mogu li sonicirati otapala?

Teoretski, zapaljiva otapala mogla bi se zapaliti ultrazvučnom obradom, jer kavitacija može stvoriti zapaljive ili eksplozivne hlapljive tvari. Zbog toga morate koristiti ultrazvučne uređaje i pribor koji su prikladni za ovu vrstu ultrazvučne primjene.
Saznajte više o često korištenim otapalima za ultrazvučnu ekstrakciju!
Ako je potrebna ultrazvučna obrada otapala, molimo kontaktirajte nas, kako bismo vam mogli preporučiti odgovarajuće mjere.

P: Koliko ultrazvučne snage mi je potrebno?

Potrebna ultrazvučna snaga ovisi o nekoliko faktora, kao što su:

• volumen izložen ultrazvučnoj obradi
• ukupni volumen koji se obrađuje
• vrijeme obrade ukupnog volumena
• materijal koji se sonicira
• željeni rezultat procesa nakon ultrazvučne obrade

Općenito, veći volumen zahtijeva veću snagu (vatažu) ili duže vrijeme ultrazvučne obrade. Kod većine tipova sonotroda snaga je uglavnom raspoređena po površini vrha. Zbog toga sonde manjeg promjera stvaraju fokusiranije kavitacijsko polje. Veći intenzitet ultrazvuka (izražen kao snaga po volumenu) obično rezultira većom učinkovitošću obrade.

P: Utječe li ultrazvuk na ljude? Koje mjere opreza trebam poduzeti pri ultrazvučnoj obradi?

Same ultrazvučne frekvencije nalaze se iznad raspona koji ljudi mogu čuti. Ultrazvučne vibracije vrlo se dobro prenose u čvrste tvari i tekućine, gdje mogu stvarati ultrazvučnu kavitaciju. Zbog toga ne biste trebali dirati dijelove koji ultrazvučno vibriraju niti zaranjati ruke u tekućine koje se soniciraju. Prijenos ultrazvučnih valova zrakom nema dokumentiran negativan utjecaj na ljudsko tijelo, jer su razine prijenosa vrlo niske.

Pri ultrazvučnoj obradi tekućina kolaps kavitacijskih mjehurića stvara škripavu buku. Razina buke ovisi o nekoliko faktora, kao što su snaga, tlak i amplituda. Osim toga, može se stvarati i subharmonijska buka (niže frekvencije). Ova čujna buka i njezini učinci usporedivi su s drugim mašinama, kao što su motori, pumpe ili puhala. Zbog toga preporučujemo upotrebu odgovarajućih čepića za uši kada se duže vrijeme nalazite blizu sistema u radu. Osim toga, nudimo prikladne kutije za zaštitu od buke za naše sonikatore.

P: Koja je razlika između magnetostriktivnih i piezoelektričnih pretvarača?

Kod magnetostriktivnih pretvarača električna snaga se koristi za stvaranje elektromagnetnog polja koje uzrokuje vibriranje magnetostriktivnog materijala. Kod piezoelektričnih pretvarača električna snaga se izravno pretvara u longitudinalne vibracije. Zbog toga piezoelektrični pretvarači imaju veću efikasnost pretvorbe. To zauzvrat smanjuje potrebe za hlađenjem. Danas su piezoelektrični pretvarači u industriji najzastupljeniji.
Saznajte više o izvrsnoj energetskoj efikasnosti Hielscher sonikatora!

P: Zašto se uzorak zagrijava tijekom ultrazvučne obrade?

Ultrazvučna obrada prenosi snagu u tekućinu. Mehaničke oscilacije dovode do turbulencija i trenja unutar tekućine. Zbog toga ultrazvučna obrada tijekom rada stvara znatnu toplinu. Potrebno je efikasno hlađenje kako bi se smanjilo zagrijavanje. Kod manjih uzoraka, epruvete ili staklene čaše treba držati u ledenoj kupelji radi odvođenja topline.
Saznajte više o kontroli temperature tijekom ultrazvučne obrade!
Osim mogućeg negativnog utjecaja povišenih temperatura na vaše uzorke, npr. tkivo, efikasnost kavitacije opada pri višim temperaturama.

P: Postoje li opće preporuke za ultrazvučnu obradu uzoraka?

Za ultrazvučnu obradu treba koristiti male posude, jer je raspodjela intenziteta homogenija nego u većim čašama. Sonotrodu treba uroniti dovoljno duboko u tekućinu kako bi se izbjeglo stvaranje pjene. Žilava tkiva treba prije ultrazvučne obrade macerirati, samljeti ili pulverizirati (npr. u tekućem dušiku). Tijekom ultrazvučne obrade mogu nastati slobodni radikali koji bi mogli reagirati s materijalom. Ispiranje tekuće otopine materijala tekućim dušikom ili dodavanje hvatača radikala, npr. ditiotreitola, cisteina ili drugih -SH spojeva, u medij može smanjiti oštećenja uzrokovana oksidativnim slobodnim radikalima.
Saznajte više o savjetima i trikovima za uspješnu ultrazvučnu obradu!
Kliknite ovdje da vidite protokole ultrazvučne obrade za homogenizaciju tkiva i lizu, obradu čestica i sonokemijske primjene.

P: Nudi li Hielscher zamjenjive vrhove sonotroda?

Hielscher ne isporučuje zamjenjive vrhove za sonotrode. Tekućine niske površinske napetosti, kao što su otapala, obično prodiru u spoj između sonotrode i zamjenjivog vrha. Taj se problem povećava s amplitudom oscilacija. Tekućina može nositi čestice u navojni dio. To uzrokuje habanje navoja, što dovodi do odvajanja vrha od sonotrode. Ako je vrh odvojen, neće rezonirati na radnoj frekvenciji i uređaj će otkazati. Zbog toga Hielscher isporučuje isključivo sonde iz jednog komada.

Često postavljana pitanja o sonikatorima i njihovim dijelovima

Šta je ultrazvučni generator?

Ultrazvučni generator (napajanje) proizvodi električne oscilacije ultrazvučne frekvencije (iznad čujne frekvencije, npr. 19kHz). Ova energija se prenosi na sonotrodu.

Šta je sonotroda/sonda

Sonotroda (naziva se i sonda ili rog) je mehanička komponenta koja prenosi ultrazvučne vibracije s pretvarača na materijal koji se ultrazvučno obrađuje. Mora biti montirana vrlo čvrsto kako bi se izbjegli trenje i gubici. Ovisno o geometriji sonotrode, mehaničke vibracije se pojačavaju ili smanjuju. Na površini sonotrode mehaničke vibracije se prenose u tekućinu. To dovodi do stvaranja mikroskopskih mjehurića (šupljina) koji se šire tijekom ciklusa niskog tlaka i snažno implodiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. Ova pojava naziva se akustična kavitacija. Kavitacija stvara visoke smične sile na vrhu sonotrode i uzrokuje intenzivno miješanje izloženog materijala.

Šta je piezoelektrični pretvarač?

Ultrazvučni pretvarač (konverter) je elektromehanička komponenta koja pretvara električne oscilacije u mehaničke vibracije. Električne oscilacije proizvodi generator. Mehaničke vibracije se prenose na sonotrodu.

Koja je razlika između piezoelektričnog i magnetostriktivnog pretvarača?

Piezoelektrični pretvarač pretvara električnu energiju u mehaničke vibracije pomoću piezoelektričnih kristala koji se deformiraju kada se primijeni električno polje, što nudi visoku efikasnost i preciznost. Magnetostriktivni pretvarač stvara vibracije putem magnetostriktivnog efekta, pri kojem magnetni materijali mijenjaju oblik pod djelovanjem magnetnog polja, što daje znatno nižu efikasnost u usporedbi s piezoelektričnim pretvaračima. Svi Hielscher sonikatori koriste piezoelektrične pretvarače za vrhunsku efikasnost i pouzdan rad.

Šta je ultrazvučna amplituda / amplituda vibracije?

Amplituda vibracije opisuje veličinu oscilacije na vrhu sonotrode. Općenito se mjeri od vrha do vrha. To je udaljenost između položaja vrha sonotrode pri maks. širenju i maks. kontrakciji sonotrode. Tipične amplitude sonotroda kreću se od 20 do 250µm.

Šta je akustična kavitacija?

Akustična kavitacija je stvaranje, rast i kolaps mjehurića u tekućini zbog fluktuacija tlaka uzrokovanih zvučnim valovima visokog intenziteta. Sonikator sa sondom je efikasna metoda za izazivanje kavitacije, jer fokusiranu ultrazvučnu energiju isporučuje izravno u tekućinu. To pospješuje stvaranje i kolaps mjehurića, čime nastaju intenzivni lokalizirani uvjeti, kao što su visoke temperature, tlakovi i smicanje, koji su korisni u primjenama poput sonokemije, sinteze nanočestica i razgradnje ćelija.

Koja je razlika između direktne i indirektne ultrazvučne obrade?

Direktna ultrazvučna obrada podrazumijeva postavljanje sonde izravno u tekućinu, čime se ultrazvučna energija efikasno isporučuje za procese poput lize ćelija ili sinteze nanočestica. Nasuprot tome, indirektna ultrazvučna obrada prenosi ultrazvučnu energiju kroz posudu ili medij, čime se izbjegava izravan kontakt s uzorkom. Ova metoda je idealna za sprječavanje kontaminacije ili obradu malih volumena, ali je općenito manje energetski efikasna.
Kliknite ovdje da saznate više o Hielscher beskontaktnim sonikatorima!

Mogu li se sonotrode/sonde autoklavirati?

Da, Hielscher sonotrode i protočne ćelije mogu se autoklavirati. Za ispravno izvođenje pogledajte smjernice u nastavku. Generator, pretvarač, kablovi i konektori ne smiju se autoklavirati!
Ovdje preuzmite smjernice za autoklaviranje sonotroda i protočnih ćelija!