Ultraheli abil toetatud fermentatsioon bioetanooli tootmiseks

Ultraheli abil toetatud fermentatsioon võib parandada bioetanooli tootmist, soodustades keerukate süsivesikute lagunemist lihtsamateks suhkruteks, mis muudab need pärmile etanooliks muundamiseks paremini kättesaadavaks. Samal ajal parandab ultraheli töötlus (sonikeerimine) ka pärmi rakuseina läbilaskvuse tõhusust, võimaldades etanooli kiiremat vabanemist ja suuremat üldist toodangut. Seega annab ultraheli abil toetatud bioetanooli fermentatsioon suuremad konversioonimäärad ja parema saagise.

Fermentatsioon

Fermentatsioon võib olla aeroobne (= oksüdatiivne fermentatsioon) või anaeroobne protsess, mida kasutatakse biotehnoloogilistes rakendustes orgaanilise materjali muundamiseks bakteriaalsete, seen- või muude bioloogiliste rakukultuuride või ensüümide abil. Fermentatsiooni käigus saadakse energiat orgaaniliste ühendite, nt süsivesikute oksüdeerimisest.
Suhkur on fermentatsiooni kõige levinum substraat ning fermentatsiooni tulemusena tekivad sellised tooted nagu piimhape, laktoos, etanool ja vesinik. Alkoholkääritamisel toodetakse fermentatsiooni teel etanooli – eriti kütusena kasutamiseks, kuid ka alkohoolsete jookide jaoks. Kui teatud pärmitüved, näiteks Saccharomyces cerevisiae metaboliseerivad suhkrut, muundavad pärmirakud lähteaine etanooliks ja süsinikdioksiidiks.

Allolevad keemilised võrrandid võtavad muundumise kokku:

Kui lähteaine on tärklis, nt maisist, tuleb tärklis esmalt muundada suhkruks. Kütusena kasutatava bioetanooli puhul on tärklise muundamiseks vajalik hüdrolüüs. Tavaliselt kiirendatakse hüdrolüüsi happelise või ensümaatilise töötlusega või nende kombinatsiooniga. Tavaliselt viiakse fermentatsioon läbi temperatuuril ligikaudu 35–40 °C.
Ülevaade erinevatest fermentatsiooniprotsessidest:

Toit :

• tootmine & säilitamine
• piimatooted (piimhappekääritamine), nt jogurt, pett, kefiir
• piimhappega kääritatud köögiviljad, nt kimchi, miso, natto, tsukemono, hapukapsas
• aromaatsete ainete teke, nt sojakaste
• parkainete lagundamine, nt tee, kakao, kohv, tubakas
• alkohoolsed joogid, nt õlu, vein, viski

Ravimid :

• meditsiiniliste ühendite tootmine, nt insuliin, hüaluroonhape

Biogaas/ etanool :

• biogaasi/ bioetanooli tootmise parandamine

Mitmed uurimistööd ja katsed laboriskaalas ning pilootmahus on näidanud, et ultraheli parandab fermentatsiooniprotsessi, muutes ensümaatiliseks fermentatsiooniks kättesaadavaks rohkem biomassi. Järgmises osas selgitatakse ultraheli mõju vedelikus.

Ultraheli vedelikutöötluse mõju

Suure võimsusega/ madala sagedusega ultrahelil on võimalik tekitada suuri amplituude. Seetõttu saab suure võimsusega/ madala sagedusega ultraheli kasutada vedelike töötlemiseks, näiteks segamiseks, emulgeerimiseks, dispergeerimiseks ja deaglomeratsiooniks või jahvatamiseks.
Vedelike töötlemisel ultrahelil suurtel intensiivsustel tekitavad vedelasse keskkonda levivad helilained vahelduvaid kõrgrõhu- (kokkusurumise) ja madalrõhutsükleid (hõrenemine), mille kiirus sõltub sagedusest. Madalrõhutsükli ajal tekitavad suure intensiivsusega ultraheli lained vedelikus väikeseid vaakumimulle ehk tühimikke. Kui mullid saavutavad mahu, mille juures nad ei suuda enam energiat neelata, kuivad nad kõrgrõhutsükli ajal vägivaldselt kokku. Seda nähtust nimetatakse kavitatsiooniks. Kavitatsioon, see tähendab „mullide teke, kasv ja implosiivne kokkuvarisemine vedelikus. Kavitatsiooniline kokkuvarisemine tekitab intensiivset kohalikku kuumenemist (~5000 K), kõrgeid rõhke (~1000 atm) ning tohutuid kuumenemis- ja jahtumiskiirusi (>109 K/sec)” ja vedelikujoasid (~400 km/h)”. (Suslick 1998)

Kavitatsiooni tekitamiseks on erinevaid viise, näiteks kõrgsurvedüüside, rootor-stator-segistite või ultraheliprotsessorite abil. Kõigis nendes süsteemides muundatakse sisendenergia hõõrdumiseks, turbulentsiks, lainetuseks ja kavitatsiooniks. Kavitatsiooniks muundatava sisendenergia osa sõltub mitmest tegurist, mis kirjeldavad kavitatsiooni tekitava seadme liikumist vedelikus. Kiirenduse intensiivsus on üks olulisemaid tegureid, mis mõjutavad energia tõhusat muundumist kavitatsiooniks. Suurem kiirendus tekitab suuremaid rõhuerinevusi. See omakorda suurendab tõenäosust, et tekivad vaakumimullid, mitte vedelikus levivad lained. Seega mida suurem on kiirendus, seda suurem osa energiast muundub kavitatsiooniks.
Ultrahelimuunduri puhul kirjeldab võnkeamplituud kiirenduse intensiivsust. Suuremad amplituudid tagavad kavitatsiooni tõhusama tekkimise. Lisaks intensiivsusele tuleks vedelikku kiirendada nii, et turbulentsist, hõõrdumisest ja lainetekkest tulenevad kaod oleksid minimaalsed. Selleks on optimaalne ühesuunaline liikumine. Sonikeerimisprotsessi intensiivsust ja parameetreid muutes võib ultraheli olla väga tugev või väga õrn. See muudab ultraheli väga mitmekülgseks vahendiks erinevate rakenduste jaoks.

Õrnade rakenduste hulka, mis kasutavad õrna sonikeerimist leebetes tingimustes, kuuluvad gaasieemaldus, emulgeerimine ja ensüümide aktiveerimine. Tugevad rakendused kõrge intensiivsusega/ suure võimsusega ultraheli abil (enamasti kõrgendatud rõhu all) on märgjahvatus, deaglomeratsioon ja osakeste suuruse vähendamine ning dispergeerimine. Paljude rakenduste puhul, näiteks ekstraheerimine, desintegreerimine või sonokeemia, sõltub nõutav ultraheli intensiivsus konkreetsest sonikeeritavast materjalist. Parameetrite mitmekesisuse tõttu, mida saab kohandada vastavalt üksikule protsessile, võimaldab ultraheli leida iga protsessi jaoks optimaalse seadistuse.
Lisaks suurepärasele võimsuse muundamisele pakub ultraheli töötlus suurt eeliset: täielikku kontrolli kõige olulisemate parameetrite üle: amplituud, rõhk, temperatuur, viskoossus ja kontsentratsioon. See võimaldab kõiki neid parameetreid kohandada eesmärgiga leida iga konkreetse materjali jaoks ideaalsed töötlusparameetrid. Tulemuseks on nii suurem tõhusus kui ka optimeeritud efektiivsus.

Ultraheli kääritamisprotsesside parandamiseks, selgitatud näitlikult bioetanooli tootmise abil

Bioetanool on biomassi või biolagunevate jäätmete lagunemisprodukt, mis tekib anaeroobsete või aeroobsete bakterite toimel. Toodetud etanooli kasutatakse peamiselt biokütusena. See teeb bioetanoolist taastuva ja keskkonnasõbraliku alternatiivi fossiilkütustele, näiteks maagaasile.
Etanooli tootmiseks biomassist võib toorainena kasutada suhkrut, tärklist ja lignotselluloosset materjali. Tööstuslikus tootmismahus on praegu ülekaalus suhkur ja tärklis, kuna need on majanduslikult soodsad.
Seda, kuidas ultraheli parandab kliendipõhist protsessi konkreetse toorainega antud tingimustes, saab väga lihtsalt järele proovida teostatavuskatsetega. Esimese sammuna näitab väikese koguse tooraine suspensiooni sonikeerimine ultraheli laboriseadmega seda, kas ultraheli mõjutab toorainet.

Teostatavuskatsetus

Esimeses katsefaasis on otstarbekas viia väikesesse vedelikumahtu suhteliselt suur kogus ultraheli energiat, sest nii suureneb võimalus näha, kas üldse on võimalik mingeid tulemusi saada. Väike proovimaht lühendab ka laboriseadmega töötlemise aega ja vähendab esimeste katsete kulusid.
Ultrahelilained kanduvad sonotroodi pinna kaudu vedelikku. Sonotroodi pinna all on ultraheli intensiivsus kõige suurem. Seetõttu eelistatakse lühikesi vahemaid sonotroodi ja ultraheliga töödeldava materjali vahel. Kui töödeldakse väikest vedelikumahtu, saab vahemaa sonotroodist hoida lühikesena.
Alljärgnev tabel näitab ultraheli töötlusprotsesside tüüpilisi energia/mahu väärtusi pärast optimeerimist. Kuna esimesed katsed ei toimu optimaalse konfiguratsiooniga, näitab sonikeerimise intensiivsus ja aeg, mis on tüüpilisest väärtusest 10 kuni 50 korda suuremad, kas töödeldavale materjalile avaldub mingit mõju või mitte.

Protsess	Energia/ Maht	Proovi maht	Võimsus	Aeg
Lihtne	< 100Ws/mL	10mL	50W	< 20 sek
Keskmine	100Ws/mL kuni 500Ws/mL	10mL	50W	20 kuni 100 sek
Raske	> 500Ws/mL	10mL	50W	>100 sek

Tabel 1 – Tüüpilised ultraheli töötluse väärtused pärast protsessi optimeerimist

Katsetsüklite tegelikku võimsussisendit saab jäädvustada integreeritud andmesalvestuse kaudu (UP200Ht ja UP200St), PC-liidese abil või võimsusmõõturiga. Koos amplituudi seadistuse ja temperatuuri salvestatud andmetega saab iga katse tulemusi hinnata ning määrata energia/mahu alampiiri.
Kui katsete käigus on valitud optimaalne konfiguratsioon, saab selle konfiguratsiooni toimivust optimeerimisetapis kinnitada ja lõpuks suurendada mastaabi kommertstasemele. Optimeerimise hõlbustamiseks on tungivalt soovitatav uurida ka sonikeerimise piire, nt temperatuuri, amplituudi või energia/mahu piire konkreetsete koostiste puhul. Kuna ultraheli võib rakkudele, kemikaalidele või osakestele avaldada negatiivset mõju, tuleb iga parameetri kriitilised tasemed välja selgitada, et piirata järgnev optimeerimine parameetrite vahemikuga, kus negatiivseid mõjusid ei täheldata. Teostatavusuuringuks on soovitatav kasutada väikeseid labori- või lauaseadmeid, et piirata selliste katsete seadme- ja proovikulusid. Üldiselt sobivad 100 kuni 1 000 vati võimsusega seadmed teostatavusuuringuks väga hästi. (vrd Hielscher 2005)

Optimeerimine

Teostatavusuuringute käigus saavutatud tulemused võivad näidata töödeldud väikese mahu kohta üsna suurt energiatarbimist. Teostatavuskatse eesmärk on aga eelkõige näidata ultraheli mõju materjalile. Kui teostatavuskatses ilmnesid positiivsed mõjud, tuleb teha täiendavaid jõupingutusi energia/mahu suhte optimeerimiseks. See tähendab ultraheli parameetrite ideaalse konfiguratsiooni leidmist, et saavutada suurim saagis võimalikult väikese energiakuluga ning muuta protsess majanduslikult kõige mõistlikumaks ja tõhusamaks. Optimaalse parameetrite konfiguratsiooni leidmiseks – soovitud kasu saavutamiseks minimaalse energiasisendiga – tuleb uurida seost kõige olulisemate parameetrite vahel: amplituud, rõhk, temperatuur ja vedeliku koostis. Selles teises etapis on soovitatav minna partiilt ultraheli töötluselt üle pidevale ultraheli töötluse seadistusele läbivoolukambriga reaktoriga, kuna olulist parameetrit – rõhku – ei saa partiilise sonikeerimise puhul mõjutada. Partiis sonikeerimisel on rõhk piiratud ümbritseva rõhuga. Kui ultraheli töötlusprotsess läbib survestatavat läbivoolukambrit, saab rõhku tõsta (või langetada), mis üldjuhul mõjutab ultraheli kavitatsiooni drastiliselt. Läbivoolukambrit kasutades saab kindlaks määrata seose rõhu ja protsessi tõhususe vahel. Ultraheliprotsessorid võimsusega vahemikus 500 vatti kuni 2000 vatti on protsessi optimeerimiseks kõige sobivamad.

Mastaabi suurendamine kommertstootmiseks

Kui optimaalne konfiguratsioon on leitud, on edasine ülesskaleerimine lihtne, kuna ultraheliprotsessid on täielikult reprodutseeritavad lineaarsel skaalal. See tähendab, et kui ultraheli rakendatakse identsele vedelikukoostisele identsete töötlemisparameetrite konfiguratsiooni korral, on identse tulemuse saamiseks vaja sama energiat ruumalaühiku kohta, sõltumata töötlemise mastaabist. (Hielscher 2005). See võimaldab rakendada ultraheli optimaalset parameetrite konfiguratsiooni täismahulises tootmismastaabis. Praktiliselt on ultrahelitöötlusega töödeldav ruumala piiramatu. Kaubanduslikke ultraheli süsteeme võimsusega kuni 16 000 vatti seadme kohta on saadaval ja neid saab paigaldada klastritena. Selliseid ultraheliprotsessorite klastreid saab paigaldada paralleelselt või järjestikku. Suure võimsusega ultraheliprotsessorite klasterpaigalduse abil on kogu võimsus peaaegu piiramatu, nii et suuri vooluhulki saab töödelda probleemideta. Ka kui ultraheli süsteemi kohandamine on vajalik, nt parameetrite sobitamiseks muudetud vedelikukoostisega, saab seda enamasti teha sonotroodi, boosteri või läbivoolukambri vahetamisega. Ultraheli lineaarne skaleeritavus, reprodutseeritavus ja kohandatavus muudavad selle uuendusliku tehnoloogia tõhusaks ja kuluefektiivseks.

Ultraheli töötlemise parameetrid

Ultraheli vedelikutöötlust kirjeldatakse mitme parameetri abil. Kõige olulisemad on amplituud, rõhk, temperatuur, viskoossus ja kontsentratsioon. Protsessi tulemus, näiteks osakeste suurus, on antud parameetrite konfiguratsiooni korral töödeldava ruumala kohta antud energia funktsioon. Funktsioon muutub üksikute parameetrite muutumisel. Lisaks sõltub ultraheliseadme sonotroodi pinnaühiku kohta antav tegelik väljundvõimsus parameetritest. Sonotroodi pinnaühiku kohta antav väljundvõimsus on pinnaintensiivsus (I). Pinnaintensiivsus sõltub amplituudist (A), rõhust (p), reaktori ruumalast (VR), temperatuurist (T), viskoossusest (η) ja muust.

Tekitatud kavitatsiooni mõju sõltub pinnaintensiivsusest. Samamoodi korreleerub sellega ka protsessi tulemus. Ultraheliseadme kogu väljundvõimsus on pinnaintensiivsuse (I) ja pindala (S) korrutis:

P [W] I [W / mm²]* S[mm²]

Amplituud

Võnkeamplituud kirjeldab teepikkust (nt 50 µm), mille sonotroodi pind läbib antud aja jooksul (nt 1/20 000s sagedusel 20kHz). Mida suurem on amplituud, seda suurem on kiirus, millega rõhk iga löögi korral langeb ja tõuseb. Lisaks suureneb iga löögi ruumalanihe, mille tulemuseks on suurem kavitatsiooniruumala (mullide suurus ja/või arv). Dispersioonidele rakendamisel on suurema amplituudi korral tahkete osakeste hävitav toime tugevam. Tabel 1 näitab üldväärtusi mõne ultraheliprotsessi kohta.

Rõhk

Vedeliku keemispunkt sõltub rõhust. Mida kõrgem on rõhk, seda kõrgem on keemispunkt, ja vastupidi. Kõrgendatud rõhk võimaldab kavitatsiooni temperatuuridel, mis on keemispunkti lähedal või sellest kõrgemal. See suurendab ka implosiooni intensiivsust, mis on seotud staatilise rõhu ja mulli sisemise aururõhu vahega (vrd Vercet et al. 1999). Kuna ultraheli võimsus ja intensiivsus muutuvad rõhu muutudes kiiresti, on eelistatav konstantse rõhuga pump. Vedeliku läbivoolukambrisse suunamisel peab pump suutma käsitseda konkreetset vedelikuvoolu sobivatel rõhkudel. Diafragma- või membraanpumbad; painduva toru-, voolik- või pigistuspumbad; peristaltilised pumbad ning kolb- või plungerpumbad tekitavad vahelduvaid rõhukõikumisi. Eelistatud on tsentrifugaalpumbad, hammasratas-pumbad, spiraalpumbad ja ekstsentersraubpumbad, mis suunavad sonikeeritava vedeliku pidevalt stabiilsel rõhul. (Hielscher 2005)

Temperatuur

Vedelikku sonikeerides kandub võimsus sööte. Kuna ultraheli tekitatud võnkumine põhjustab turbulentsi ja hõõrdumist, soojeneb sonikeeritav vedelik – vastavalt termodünaamika seadusele – üles. Töödeldava keskkonna kõrgendatud temperatuur võib materjalile kahjulik olla ja vähendada ultraheli kavitatsiooni tõhusust. Innovaatilised ultraheli läbivoolukambrid on varustatud jahutusmantliga (vt joonist). Selle abil on tagatud materjali temperatuuri täpne kontroll ultraheli töötluse ajal. Väiksemate mahtude keedeklaasis sonikeerimisel on soovitatav kasutada jäävanni soojuse hajutamiseks.

Viskoossus ja kontsentratsioon

Ultraheli jahvatamine ja dispergeerimine on vedelikuprotsessid. Osakesed peavad olema suspensioonis, nt vees, õlis, lahustites või vaikudes. Ultraheli läbivoolusüsteemide kasutamisel on võimalik sonikeerida väga viskoosset, pastataolist materjali.
Suure võimsusega ultraheliprotsessor võib töötada üsna kõrgete tahkisekontsentratsioonide juures. Kõrge kontsentratsioon tagab ultraheli töötluse tõhususe, sest ultraheli jahvatamise efekti põhjustab osakeste omavaheline kokkupõrge. Uuringud on näidanud, et ränidioksiidi purunemiskiirus ei sõltu tahke aine kontsentratsioonist kuni 50% massist. Kõrge kontsentratsiooniga materjali osakaaluga masterbatch’ide töötlemine on ultraheli töötlust kasutades levinud tootmisprotseduur.

Võimsus ja intensiivsus vs. energia

Pinnaintensiivsus ja koguvõimsus kirjeldavad ainult töötluse intensiivsust. Sonikeerimisprotsessi kirjeldamiseks, et muuta see skaleeritavaks ja reprodutseeritavaks, tuleb arvestada sonikeeritava proovi mahtu ja teatud intensiivsusel kokkupuute aega. Antud parameetrite konfiguratsiooni korral sõltub protsessi tulemus, nt osakeste suurus või keemiline muundumine, energiast mahuühiku kohta (E/V).

Tulemus = f (E /V )

Kus energia (E) on väljundvõimsuse (P) ja kokkupuute aja (t) korrutis.

E[Ws] = P[W]*t[s]

Parameetrite konfiguratsiooni muutused muudavad tulemusfunktsiooni. See omakorda muudab energia (E) hulka, mis on vajalik antud proovi väärtuse (V) jaoks konkreetse tulemuse saamiseks. Seetõttu ei piisa tulemuse saavutamiseks protsessis teatud ultraheli võimsuse rakendamisest. Vajaliku võimsuse ning parameetrite konfiguratsiooni, mille juures võimsus tuleks töödeldavasse materjali viia, kindlaksmääramiseks on vaja keerukamat lähenemist. (Hielscher 2005)

Bioetanooli ultraheli abil toetatud tootmine

On juba teada, et ultraheli parandab bioetanooli tootmist. Soovitatav on biomassiga vedelik paksendada kõrge viskoossusega suspensiooniks, mis on siiski pumbatav. Ultraheli reaktorid suudavad töödelda üsna kõrgeid tahkete osakeste kontsentratsioone, mistõttu ultraheli töötlust saab läbi viia kõige tõhusamalt. Mida rohkem materjali suspensioon sisaldab, seda vähem kandjavedelikku, mis ultraheli töötlusest kasu ei saa, töödeldakse. Kuna energia sisestamine vedelikku põhjustab vedeliku kuumenemist termodünaamika seaduse järgi, tähendab see, et ultraheli energia suunatakse võimalikult suures ulatuses sihtmaterjalile. Sellise tõhusa protsessi kavandamisega välditakse üleliigse kandjavedeliku raiskavat kuumutamist.
Ultraheli aitab rakusisese materjali ekstraheerimisele ja teeb selle seeläbi kättesaadavaks ensümaatilisele fermentatsioonile. Õrn ultraheli töötlus võib suurendada ensümaatilist aktiivsust, kuid biomassi ekstraheerimiseks on vaja intensiivsemat ultraheli. Seetõttu tuleks ensüümid lisada biomassi suspensioonile pärast ultraheli töötlust, sest intensiivne ultraheli inaktiveerib ensüüme, mis on ebasoovitav mõju.

Teadusuuringute praegused tulemused:

Yoswathana et al. (2010) uuringud bioetanooli tootmise kohta riisiõlgedest on näidanud, et happelise eeltöötluse ja ultraheli kombineerimine enne ensümaatilist töötlust viis suhkrusaagise suurenemiseni kuni 44% (riisiõlgede baasil). See näitab füüsikalise ja keemilise eeltöötluse kombinatsiooni tõhusust enne lignotselluloosse materjali ensümaatilist hüdrolüüsi suhkruks. 

Diagramm 2 illustreerib graafiliselt ultraheli kiiritamise positiivset mõju bioetanooli tootmisel riisiõlgedest. (Happelise/ensümaatilise eeltöötluse ja ultraheli eeltöötluse läbinud proovide detoksifitseerimiseks on kasutatud puusütt.)

Teises hiljutises uuringus uuriti ultraheli töötluse mõju β-galaktosidaasi ensüümi rakuvälisele ja rakusisesele tasemele. Sulaiman et al. (2011) suutis bioetanooli tootmise produktiivsust oluliselt parandada, kasutades kontrollitud temperatuuril ultraheli, mis stimuleeris pärmi Kluyveromyces marxianus (ATCC 46537) kasvu. Artikli autorid teevad kokkuvõtte, et vahelduv sonikeerimine võimsa ultraheliga (20 kHz) töötsükli ≤20% juures stimuleeris K. marxianuses biomassi tootmist, laktoosi metabolismi ja etanooli tootmist suhteliselt kõrge sonikeerimise intensiivsuse 11,8Wcm² juures. Parimates tingimustes suurendas sonikeerimine lõplikku etanoolikontsentratsiooni kontrolliga võrreldes ligikaudu 3,5-kordselt. See vastas etanooli produktiivsuse 3,5-kordsele suurenemisele, kuid nõudis sonikeerimise kaudu lisaks 952W võimsuse sisestamist kuupmeetri kääritusvedeliku kohta. See lisaenergia vajadus jäi kindlasti bioreaktorite vastuvõetavate töönormide piiridesse ning suure väärtusega toodete puhul oleks seda saanud kergesti kompenseerida suurenenud produktiivsusega.

Kokkuvõte: ultraheli abil toetatud fermentatsiooni eelised

Ultraheli töötlus on osutunud tõhusaks ja uuenduslikuks tehnikaks bioetanooli saagise suurendamiseks. Ultraheli kasutatakse peamiselt rakusisese materjali ekstraheerimiseks biomassist, näiteks maisist, sojaubadest, õlgedest, lignotselluloosset materjalist või taimsetest jäätmematerjalidest.

• Bioetanooli saagise suurenemine
• Desintegreerimine/ rakkude hävitamine ja rakusisese materjali vabastamine
• Parem anaeroobne lagunemine
• Ensüümide aktiveerimine õrna sonikeerimisega
• Protsessi tõhususe parandamine kõrge kontsentratsiooniga suspensioonide abil

Lihtne katsetamine, reprodutseeritav ülesskaleerimine ja lihtne paigaldamine (ka juba olemasolevatesse tootmisvoogudesse) muudavad ultraheli tehnoloogia tulusaks ja tõhusaks. Töökindlad tööstuslikud ultraheli protsessorid kommertstöötluseks on saadaval ning võimaldavad sonikeerida praktiliselt piiramatuid vedelikukoguseid.