超音波に関するよくある質問
以下では、超音波治療に関するよくあるご質問に対する回答をご覧いただけます。ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。喜んでお手伝いさせていただきます。
Q: 溶剤を超音波処理することはできますか？
キャビテーションによって可燃性または爆発性の揮発性物質が発生する可能性があるため、理論的には超音波処理によって可燃性溶剤が発火する可能性があります。このため、この種の超音波アプリケーションに適した超音波装置とアクセサリーを使用する必要があります。
超音波抽出に使用される一般的な溶剤については、こちらをお読みください！
溶剤を超音波処理する必要がある場合は、以下をご参照ください。 お問い合わせそのため、適切な対策を提案することができる。
Q:どのくらいの超音波パワーが必要ですか？
必要な超音波出力は、以下のようないくつかの要因に依存する：
- 超音波処理にさらされる量
- 処理する総量
- 総量の処理時間
- 超音波処理される材料
- 超音波処理後のプロセス結果
一般に、体積が大きいほど、より高いパワー（ワット数）またはより長い超音波処理時間が必要となる。ほとんどのソノトロードタイプでは、パワーは主に先端表面に分散されます。したがって、直径が小さいプローブの方が、より集束したキャビテーション場を発生させることができます。超音波強度（体積あたりの出力で表される）が高いほど、一般的に処理効率が高くなります。
Q: 超音波は人体に影響しますか？また、どのようなことに注意すればよいですか？
超音波の周波数自体は、人間の可聴域を超えている。超音波振動は固体や液体に非常によく結合し、超音波を発生させることができる。 キャビテーション.このため、超音波振動する部品に触れたり、超音波液体に手を伸ばしたりしてはならない。超音波の空気伝搬は、伝搬レベルが非常に低いため、人体への悪影響は報告されていない。
液体を超音波処理する際、キャビテーション気泡の崩壊により金切り音が発生する。ノイズのレベルは、パワー、圧力、振幅など、いくつかの要因に依存します。さらに、サブハーモニック（低周波）ノイズが発生することもあります。この可聴ノイズとその影響は、エンジン、ポンプ、送風機などの他の機械に匹敵します。このため、長時間オペレーティングシステムの近くにいる場合は、適切な耳栓を使用することをお勧めします。さらに、ソニケーターに適した防音ボックスもご用意しています。
Q: 磁歪式と圧電式の変換器の違いは何ですか？
磁歪式変換器では、電力を使用して、磁束を発生させる。 電磁場 これは磁歪材料を振動させる。圧電トランスデューサーでは、電力は縦振動に直接変換されます。このため、圧電トランスデューサーは変換効率が高い。その結果、冷却の必要性が減少します。今日、圧電トランスデューサーは産業界に普及しています。
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Q: なぜ超音波処理中に試料が加熱されるのですか？
超音波は液体に力を伝える。機械的な振動は、液体内の乱流と摩擦を引き起こす。このため、超音波処理では処理中にかなりの熱が発生する。発熱を抑えるには効果的な冷却が必要です。小さなサンプルの場合、バイアルやガラスビーカーを氷水に入れて放熱させる必要があります。
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高温になると、組織などのサンプルに悪影響を及ぼす可能性があるほか、キャビテーションの効果も低下します。
Q: サンプルの超音波処理に関する一般的な推奨事項はありますか？
大きなビーカーよりも強度分布が均一であるため、超音波処理には小さな容器を使用すべきである。発泡を避けるため、ソノト ロードは液中に十分に深く浸す。硬い組織は超音波処理の前に、浸軟、粉砕、粉砕（液体窒素中など）しておく。超音波処理中にフリーラジカルが発生し、材料と反応する可能性がある。液体材料溶液を液体窒素でフラッシングするか、媒体中にジチオスレイトール、システイン、その他の-SH化合物などのスカベンジャーを含めることで、酸化フリーラジカルによるダメージを軽減することができる。
ソニケーションを成功させるコツとヒントについては、こちらをご覧ください！
超音波処理プロトコルはこちら 組織の均質化 & ライシス, 粒子処理 そして ソノケミカル応用.
Q: Hielscher社は交換可能なソノトロード・チップを提供していますか？
Hielscher社では、ソノトロード用の交換可能なチップは供給していません。溶剤のような表面張力の低い液体は、一般的にソノトロードと交換可能なチップの界面に浸透します。この問題は、振動の振幅が大きくなるほど大きくなります。液体は微粒子をネジ部に運ぶ可能性があります。このため、ネジ部が摩耗し、ソノトロードから先端部が分離します。先端が孤立すると、動作周波数で共振しなくなり、装置は故障します。そのため、Hielscherはソリッドプローブのみを供給しています。
超音波リアクター 工業用ソニケーターUIP2000hdT搭載
ソニケーターとその部品に関するよくある質問
超音波ジェネレーターとは？
超音波発生装置（電源）は、超音波周波数（可聴周波数以上、例えば19kHz）の電気振動を発生する。このエネルギーはソノトロードに伝達されます。
ソノトロード／プローブとは
ソノトロード（プローブまたはホーンとも呼ばれる）は機械部品で、超音波振動子からの超音波振動を超音波処理される材料に伝えます。摩擦や損失を避けるため、しっかりと取り付けなければなりません。ソノトロードの形状により、機械振動は増幅または減衰します。ソノトロードの表面では、機械振動が液体にカップリングされます。その結果、低圧サイクルでは膨張し、高圧サイクルでは激しく破裂する微細な気泡（キャビティ）が形成されます。この現象は音響キャビテーションと呼ばれる。キャビテーションはソノトロード先端に高いせん断力を発生させ、露出した材料を激しく攪拌します。
圧電トランスデューサーとは？
超音波トランスデューサー（変換器）は電気機械部品であり、電気振動を機械振動に変換する。電気振動はジェネレーターによって発生される。機械振動はソノトロードに伝達される。
圧電振動子と磁歪振動子の違いは？
圧電振動子は、電界が加わると変形する圧電結晶を利用して電気エネルギーを機械振動に変換するもので、高い効率と精度を提供する。磁歪トランスデューサーは、磁界に反応して磁性体の形状が変化する磁歪効果によって振動を発生させるもので、圧電トランスデューサーに比べて効率が大幅に低下します。Hielscherのソニケーターはすべて、優れた効率と信頼性の高い動作を実現する圧電トランスデューサーを使用しています。
超音波振幅／振動振幅とは？
振動の振幅は、ソノトロード先端の振動の大きさを表す。一般にピーク-ピークで測定されます。これは、ソノトロードの最大伸長時と最大収縮時のソノトロード先端位置間の距離です。一般的なソノトロードの振幅は20～250µmです。
音響キャビテーションとは？
音響キャビテーションとは、高強度の音波による圧力変動が原因で、液体中に気泡が形成、成長、崩壊することである。プローブ型ソニケーターは、集束した超音波エネルギーを液体に直接与えるため、キャビテーションを誘発する効果的な方法です。これにより、気泡の形成と崩壊が促進され、高温、高圧、せん断などの激しい局所的条件が発生し、ソノケミストリー、ナノ粒子合成、細胞破砕などの用途に有用です。
直接ソニケーションと間接ソニケーションの違いは？
直接超音波処理では、プローブを液中に直接設置し、細胞溶解やナノ粒子合成などのプロセスに超音波エネルギーを効率的に供給します。一方、間接的超音波処理では、容器や媒体を介して超音波エネルギーを伝達するため、サンプルとの直接接触が避けられます。この方法は、コンタミネーションを防止したり、少量のサンプルを処理するのに理想的ですが、一般的にエネルギー効率は低くなります。
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