Korduma kippuvad küsimused ultraheli kohta

Allpool leiate vastused kõige sagedasematele ultraheli töötlust (sonikeerimist) puudutavatele küsimustele. Kui te ei leia vastust oma küsimusele, küsige meilt julgelt. Aitame teid hea meelega.

• Kas ma võin lahusteid ultraheliga töödelda?
• Kui palju ultraheli võimsust ma vajan?
• Kas ultraheli mõjutab inimesi? Milliseid ettevaatusabinõusid peaksin ultraheli töötlusel järgima?
• Mis vahe on magnetostriktiivsetel ja piesoelektrilistel muunduritel?
• Miks proov ultraheli töötluse ajal soojeneb?
• Kas proovide ultraheli töötluseks on üldisi soovitusi?
• Kas Hielscher pakub vahetatavaid sonotroodi otsakuid?

K: Kas ma võin lahusteid ultraheliga töödelda?

Teoreetiliselt võib kergesti süttivaid lahusteid ultraheli töötlusega süüdata, sest kavitatsioon võib tekitada kergesti süttivaid või plahvatusohtlikke lenduvaid aineid. Seetõttu tuleb kasutada ultraheliseadmeid ja lisatarvikuid, mis sobivad seda liiki ultraheli rakenduseks.
Lugege lähemalt ultraheliekstraktsioonil tavaliselt kasutatavate lahustite kohta!
Kui soovite lahusteid ultraheliga töödelda, palun võtke meiega ühendust, et saaksime soovitada sobivaid meetmeid.

K: Kui palju ultraheli võimsust ma vajan?

Vajalik ultraheli võimsus sõltub mitmest tegurist, näiteks:

• ultraheli töötlusele allutatav maht
• töödeldav kogumaht
• kogumahu töötlemiseks kuluv aeg
• ultraheliga töödeldav materjal
• soovitud protsessi tulemus pärast ultraheli töötlust

Üldiselt nõuab suurem maht suuremat võimsust (vatti) või pikemat ultraheli töötluse aega. Enamiku sonotroodi tüüpide puhul jaotub võimsus peamiselt otsa pinnale. Seetõttu tekitavad väiksema läbimõõduga sondid fokusseerituma kavitatsiooniväljа. Suurem ultraheli intensiivsus (väljendatuna võimsusena ruumala kohta) toob tavaliselt kaasa suurema töötlemise efektiivsuse.

K: Kas ultraheli mõjutab inimesi? Milliseid ettevaatusabinõusid peaksin ultraheli töötlusel järgima?

Ultraheli sagedused ise on kõrgemad inimese kuuldavast vahemikust. Ultraheli vibratsioonid kanduvad väga hästi üle tahketesse ainetesse ja vedelikesse, kus need võivad tekitada ultraheli kavitatsiooni. Seetõttu ei tohiks puudutada ultrahelivibratsiooniga võnkuvaid osi ega haarata ultraheliga töödeldavatesse vedelikesse. Ultrahelilainete õhu kaudu levikul ei ole dokumenteeritud negatiivset mõju inimkehale, kuna levitasemed on väga madalad.

Vedelike ultraheli töötlusel tekitab kavitatsioonimullide kokkuvarisemine kriuksuvat müra. Müra tase sõltub mitmest tegurist, näiteks võimsusest, rõhust ja amplituudist. Lisaks võib tekkida subharmoonilist (madalama sagedusega) sagedusmüra. See kuuldav müra ja selle mõjud on võrreldavad teiste masinate, näiteks mootorite, pumpade või ventilaatorite omadega. Seetõttu soovitame töötava süsteemi läheduses pikemat aega viibides kasutada sobivaid kõrvatroppe. Lisaks pakume oma sonikaatoritele sobivaid helikaitsekarpe.

K: Mis vahe on magnetostriktiivsetel ja piesoelektrilistel muunduritel?

Magnetostriktiivsetes muundurites kasutatakse elektrivõimsust, et tekitada elektromagnetväli, mis paneb magnetostriktiivse materjali vibreerima. Piesoelektrilistes muundurites muudetakse elektrivõimsus otse pikisuunalisteks vibratsioonideks. Seetõttu on piesoelektrilistel muunduritel suurem muundamise efektiivsus. See omakorda vähendab jahutusvajadust. Tänapäeval on piesoelektrilised muundurid tööstuses valdavad.
Lugege lähemalt Hielscheri sonikaatorite suurepärase energiatõhususe kohta!

K: Miks proov ultraheli töötluse ajal soojeneb?

Ultraheli töötlus kannab võimsust vedelikku. Mehaanilised võnkumised põhjustavad vedelikus turbulentsi ja hõõrdumist. Seetõttu tekitab ultraheli töötlus protsessi ajal märkimisväärselt soojust. Soojenemise vähendamiseks on vaja tõhusat jahutust. Väiksemate proovide puhul tuleks viaale või klaasist keeduklaase soojuse hajutamiseks hoida jäävannis.
Lugege lähemalt temperatuuri reguleerimise kohta ultraheli töötluse ajal!
Lisaks kõrgenenud temperatuuride võimalikule negatiivsele mõjule teie proovidele, nt koele, väheneb kavitatsiooni efektiivsus kõrgematel temperatuuridel.

K: Kas proovide sonikeerimiseks on üldiseid soovitusi?

Ultraheli töötluseks tuleks kasutada väikseid anumaid, sest intensiivsuse jaotus on neis homogeensem kui suuremates keeduklaasides. Sonotrood tuleks vahutamise vältimiseks sukeldada vedelikku piisavalt sügavale. Tugevad koed tuleks enne sonikeerimist macereerida, jahvatada või pulveriseerida (nt vedelas lämmastikus). Ultraheli töötluse ajal võivad tekkida vabad radikaalid, mis võivad materjaliga reageerida. Vedela materjalilahuse läbiloputamine vedela lämmastikuga või redutseerivate lisandite (nt ditiotreitool, tsüsteiin või muud -SH-ühendid) lisamine keskkonda võib vähendada oksüdatiivsete vabade radikaalide põhjustatud kahjustusi.
Loe lähemalt eduka sonikeerimise näpunäidetest ja nippidest!
Klõpsake siin, et näha sonikeerimisprotokolle järgmistele valdkondadele: koehomogeniseerimine ja lüüs, osakeste töötlemine ning sonokeemilised rakendused.

K: Kas Hielscher pakub vahetatavaid sonotroodi otsakuid?

Hielscher ei tarni sonotroodidele vahetatavaid otsakuid. Madala pindpinevusega vedelikud, näiteks lahustid, tungivad tavaliselt sonotroodi ja vahetatava otsaku vahelisse kontaktpinda. See probleem süveneb võnkeamplituudi suurenedes. Vedelik võib kanda osakesi keermestatud osasse. See põhjustab keerme kulumist, mille tagajärjel otsak eraldub sonotroodist. Kui otsak on eraldunud, ei resoneeri see tööraekventsil ja seade ütleb üles. Seetõttu tarnib Hielscher ainult tervikuna valmistatud sonotroode.

Korduma kippuvad küsimused sonikaatorite ja nende osade kohta

Mis on ultraheli generaator?

Ultraheli generaator (toiteplokk) tekitab ultrahelisagedusega elektrilisi võnkumisi (üle kuuldava sageduse, nt 19kHz). See energia edastatakse sonotroodile.

Mis on sonotrood/prooviots?

Sonotrood (nimetatakse ka prooviotsaks või sarveks) on mehaaniline komponent, mis edastab ultraheli vibratsiooni muundurilt sonikeeritavale materjalile. See tuleb kinnitada väga kindlalt, et vältida hõõrdumist ja kadusid. Sõltuvalt sonotroodi geomeetriast mehaanilised vibratsioonid kas võimenduvad või vähenevad. Sonotroodi pinnal kanduvad mehaanilised vibratsioonid vedelikku. Selle tulemusel tekivad mikroskoopilised mullid (õõnsused), mis paisuvad madalrõhutsüklite ajal ja kollapseeruvad kõrgrõhutsüklite ajal vägivaldselt. Seda nähtust nimetatakse akustiliseks kavitatsiooniks. Kavitatsioon tekitab sonotroodi otsa juures tugevaid nihkejõude ja põhjustab töödeldava materjali intensiivset segunemist.

Mis on piesoelektriline muundur?

Ultraheli muundur (konverter) on elektromehaaniline komponent, mis muudab elektrilised võnkumised mehaaniliseks vibratsiooniks. Elektrilised võnkumised tekitab generaator. Mehaaniline vibratsioon edastatakse sonotroodile.

Mis vahe on piesoelektrilisel ja magnetostriktiivsel muundural?

Piesoelektriline muundur muudab elektrienergia mehaaniliseks vibratsiooniks, kasutades piesoelektrilisi kristalle, mis elektrivälja rakendamisel deformeeruvad, pakkudes kõrget efektiivsust ja täpsust. Magnetostriktiivne muundur tekitab vibratsiooni magnetostriktiivse efekti abil, kus magnetilised materjalid muudavad magnetvälja toimel kuju, pakkudes piesoelektriliste muunduritega võrreldes märkimisväärselt madalamat efektiivsust. Kõik Hielscheri sonikaatorid kasutavad piesoelektrilisi muundureid parema efektiivsuse ja töökindluse tagamiseks.

Mis on ultraheli amplituud / võnkeamplituud?

Võnkeamplituud kirjeldab võnkumise ulatust sonotroodi otsas. Seda mõõdetakse üldiselt tipust tipuni. See on kaugus sonotroodi otsa asendi vahel sonotroodi maksimaalsel paisumisel ja maksimaalsel kokkutõmbumisel. Tüüpilised sonotroodi amplituudid jäävad vahemikku 20 kuni 250µm.

Mis on akustiline kavitatsioon?

Akustiline kavitatsioon on mullide teke, kasv ja kollaps vedelikus, mida põhjustavad suure intensiivsusega helilainete tekitatud rõhukõikumised. Sondtüüpi sonikaator on tõhus meetod kavitatsiooni esilekutsumiseks, kuna see juhib fokuseeritud ultraheli energia otse vedelikku. See soodustab mullide teket ja kollapsit ning tekitab intensiivseid lokaalseid tingimusi, näiteks kõrgeid temperatuure, rõhke ja nihet, mis on kasulikud sellistes rakendustes nagu sonokeemia, nanoosakeste süntees ja rakkude lõhkumine (desintegreerimine).

Mis vahe on otsesel ja kaudsel ultraheli töötlusel (sonikeerimisel)?

Otsene ultraheli töötlus (sonikeerimine) tähendab sondi asetamist otse vedelikku, mis edastab ultraheli energiat tõhusalt sellistes protsessides nagu rakkude lüüs või nanoosakeste süntees. Kaudne ultraheli töötlus seevastu edastab ultraheli energiat läbi anuma või keskkonna, vältides otsest kokkupuudet prooviga. See meetod sobib ideaalselt saastumise vältimiseks või väikeste mahtude töötlemiseks, kuid on üldiselt vähem energiatõhus.
Klõpsake siia, et saada lisateavet Hielscheri kontaktivabade sonikaatorite kohta!

Kas sonotroode/sonde saab autoklaavida?

Jah, Hielscheri sonotroode ja läbivoolukambreid saab autoklaavida. Õige teostuse jaoks järgige palun allpool toodud juhiseid. Generaatorit, muundurit, kaableid ja pistikuid ei tohi autoklaavida!
Laadige siit alla sonotroodide ja läbivoolukambrite autoklaavimise juhised!