Veelgestelde vragen over ultrasone technologie

Hieronder vindt u antwoorden op de meestgestelde vragen over sonicatie. Als u geen antwoord op uw vraag vindt, aarzel dan niet om deze aan ons te stellen. Wij helpen u graag.

• Kan ik oplosmiddelen soniceren?
• Hoeveel ultrasoon vermogen heb ik nodig?
• Heeft ultrageluid invloed op mensen? Welke voorzorgsmaatregelen moet ik nemen bij sonicatie?
• Wat is het verschil tussen magnetostrictieve en piëzo-elektrische transducers?
• Waarom wordt het monster warm tijdens sonicatie?
• Zijn er algemene aanbevelingen voor het soniceren van monsters?
• Biedt Hielscher vervangbare sonotrodetips aan?

Vraag: Kan ik oplosmiddelen soniceren?

Theoretisch zouden brandbare oplosmiddelen door sonicatie kunnen ontbranden, omdat door cavitatie brandbare of explosieve vluchtige stoffen kunnen ontstaan. Daarom moet u ultrasone apparaten en accessoires gebruiken die geschikt zijn voor dit type ultrasone toepassing.
Lees meer over veelgebruikte oplosmiddelen voor ultrasone extractie!
Als u oplosmiddelen wilt laten soniceren, neem dan contact met ons op, zodat wij geschikte maatregelen kunnen aanbevelen.

Vraag: Hoeveel ultrasoon vermogen heb ik nodig?

Het benodigde ultrasone vermogen hangt af van verschillende factoren, zoals:

• het volume dat aan sonicatie wordt blootgesteld
• het totale te verwerken volume
• de tijd voor het verwerken van het totale volume
• het te soniceren materiaal
• het beoogde procesresultaat na ultrasone behandeling

Over het algemeen vereist een groter volume een hoger vermogen (wattage) of een langere sonicatietijd. Bij de meeste typen sonotroden wordt het vermogen voornamelijk over het oppervlak van de tip verdeeld. Daarom genereren sondes met een kleinere diameter een sterker geconcentreerd cavitatieveld. Een hogere ultrasone intensiteit (uitgedrukt in vermogen per volume) leidt doorgaans tot een hogere verwerkingsefficiëntie.

Vraag: Heeft ultrageluid invloed op mensen? Welke voorzorgsmaatregelen moet ik nemen bij sonicatie?

Ultrasone frequenties liggen op zichzelf boven het hoorbare bereik van mensen. Ultrasone trillingen worden zeer goed gekoppeld aan vaste stoffen en vloeistoffen, waar ze ultrasone cavitatie kunnen opwekken. Daarom mag u geen ultrasoon trillende onderdelen aanraken of uw handen in gesoniceerde vloeistoffen steken. De overdracht van ultrasone golven via de lucht heeft geen gedocumenteerde negatieve invloed op het menselijk lichaam, omdat de overdrachtsniveaus zeer laag zijn.

Bij het soniceren van vloeistoffen veroorzaakt het imploderen van cavitatiebellen een krijsend geluid. Het geluidsniveau hangt af van verschillende factoren, zoals vermogen, druk en amplitude. Daarnaast kan geluid met subharmonische frequenties (lagere frequenties) ontstaan. Dit hoorbare geluid en de effecten ervan zijn vergelijkbaar met die van andere machines, zoals motoren, pompen of ventilatoren. Daarom raden wij aan geschikte oordoppen te gebruiken wanneer u langere tijd in de buurt van een werkend systeem bent. Daarnaast bieden wij geschikte geluidswerende omkastingen voor onze sonicators aan.

Vraag: Wat is het verschil tussen magnetostrictieve en piëzo-elektrische transducers?

In magnetostrictieve transducers wordt elektrisch vermogen gebruikt om een elektromagnetisch veld op te wekken dat een magnetostrictief materiaal laat trillen. In piëzo-elektrische transducers wordt elektrisch vermogen rechtstreeks omgezet in longitudinale trillingen. Daarom hebben piëzo-elektrische transducers een hoger omzettingsrendement. Dit vermindert op zijn beurt de koelbehoefte. Tegenwoordig worden piëzo-elektrische transducers veel gebruikt in de industrie.
Lees meer over de uitstekende energie-efficiëntie van sonicators van Hielscher!

Vraag: Waarom wordt het monster warm tijdens sonicatie?

Sonicatie brengt vermogen over naar een vloeistof. Mechanische oscillaties leiden tot turbulentie en wrijving in de vloeistof. Daarom genereert sonicatie tijdens de verwerking aanzienlijke warmte. Effectieve koeling is nodig om de opwarming te verminderen. Bij kleinere monsters moeten de monsterflesjes of glazen bekerglazen in een ijsbad worden gehouden om warmte af te voeren.
Lees meer over temperatuurregeling tijdens sonicatie!
Naast de mogelijke negatieve invloed van verhoogde temperaturen op uw monsters, bijvoorbeeld weefsel, neemt de effectiviteit van cavitatie bij hogere temperaturen af.

Vraag: Zijn er algemene aanbevelingen voor het soniceren van monsters?

Voor ultrasone behandeling moeten kleine vaten worden gebruikt, omdat de intensiteitsverdeling daarin homogener is dan in grotere bekerglazen. De sonotrode moet diep genoeg in de vloeistof worden ondergedompeld om schuimvorming te voorkomen. Taai weefsel moet vóór sonicatie worden gemacereerd, gemalen of verpulverd (bijvoorbeeld in vloeibare stikstof). Tijdens sonicatie kunnen vrije radicalen ontstaan die met het materiaal zouden kunnen reageren. Het spoelen van de vloeibare materiaaloplossing met vloeibare stikstof of het toevoegen van radicalenvangers, bijvoorbeeld dithiothreïtol, cysteïne of andere -SH-verbindingen, aan de media kan de schade door oxidatieve vrije radicalen verminderen.
Lees meer over tips en trucs voor succesvolle sonicatie!
Klik hier om sonicatieprotocollen te bekijken voor weefselhomogenisatie & lysis, deeltjesbehandeling en sonochemische toepassingen.

Vraag: Biedt Hielscher vervangbare sonotrodetips aan?

Hielscher levert geen vervangbare tips voor sonotroden. Vloeistoffen met een lage oppervlaktespanning, zoals oplosmiddelen, dringen doorgaans het grensvlak tussen de sonotrode en de vervangbare tip binnen. Dit probleem neemt toe met de trillingsamplitude. De vloeistof kan deeltjes naar het gedeelte met schroefdraad transporteren. Dit veroorzaakt slijtage aan de schroefdraad, waardoor de tip van de sonotrode wordt ontkoppeld. Als de tip ontkoppeld is, zal deze niet op de werkfrequentie resoneren en zal het apparaat uitvallen. Daarom levert Hielscher uitsluitend sondes uit één stuk.

Veelgestelde vragen over sonicators en hun onderdelen

Wat is een ultrasone generator?

De ultrasone generator (voeding) genereert elektrische oscillaties met een ultrasone frequentie (boven de hoorbare frequentie, bijvoorbeeld 19kHz). Deze energie wordt overgedragen aan de sonotrode.

Wat is een sonotrode/sonde

De sonotrode (ook wel sonde of hoorn genoemd) is een mechanisch onderdeel dat de ultrasone trillingen van de transducer overbrengt naar het te soniceren materiaal. Deze moet zeer stevig worden gemonteerd om wrijving en verliezen te voorkomen. Afhankelijk van de geometrie van de sonotrode worden de mechanische trillingen versterkt of verzwakt. Aan het oppervlak van de sonotrode worden de mechanische trillingen aan de vloeistof gekoppeld. Dit leidt tot de vorming van microscopisch kleine bellen (holtes), die tijdens lagedrukcycli uitzetten en tijdens hogedrukcycli heftig imploderen. Dit verschijnsel wordt akoestische cavitatie genoemd. Cavitatie genereert hoge afschuifkrachten aan de sonotrodetip en brengt het blootgestelde materiaal intensief in beweging.

Wat is een piëzo-elektrische transducer?

De ultrasone transducer (omvormer) is een elektromechanisch onderdeel dat elektrische oscillaties omzet in mechanische trillingen. De elektrische oscillaties worden door de generator opgewekt. De mechanische trillingen worden overgedragen aan de sonotrode.

Wat is het verschil tussen een piëzo-elektrische en een magnetostrictieve transducer?

Een piëzo-elektrische transducer zet elektrische energie om in mechanische trillingen met behulp van piëzo-elektrische kristallen die vervormen wanneer een elektrisch veld wordt aangelegd, wat een hoog rendement en een hoge precisie oplevert. Een magnetostrictieve transducer genereert trillingen door het magnetostrictieve effect, waarbij magnetische materialen van vorm veranderen als reactie op een magnetisch veld, en biedt een aanzienlijk lager rendement dan piëzo-elektrische transducers. Alle sonicators van Hielscher gebruiken piëzo-elektrische transducers voor een superieur rendement en een betrouwbare werking.

Wat is ultrasone amplitude / trillingsamplitude?

De trillingsamplitude beschrijft de grootte van de oscillatie aan de tip van de sonotrode. Deze wordt doorgaans van piek tot piek gemeten. Dit is de afstand tussen de positie van de sonotrodetip bij de maximale uitzetting en bij de maximale samentrekking van de sonotrode. Typische sonotrodeamplitudes variëren van 20 tot 250µm.

Wat is akoestische cavitatie?

Akoestische cavitatie is de vorming, groei en het imploderen van bellen in een vloeistof door drukschommelingen als gevolg van geluidsgolven met een hoge intensiteit. Een sonicator met sonde is een effectieve methode om cavitatie op te wekken, omdat deze geconcentreerde ultrasone energie rechtstreeks aan de vloeistof afgeeft. Dit versterkt de vorming en het imploderen van bellen en creëert intense plaatselijke omstandigheden, zoals hoge temperaturen, hoge drukken en sterke afschuiving, die nuttig zijn bij toepassingen zoals sonochemie, de synthese van nanodeeltjes en celontsluiting.

Wat is het verschil tussen directe en indirecte sonicatie?

Bij directe sonicatie wordt een sonde rechtstreeks in de vloeistof geplaatst, waardoor ultrasone energie efficiënt wordt overgedragen voor processen zoals cellysis of de synthese van nanodeeltjes. Bij indirecte sonicatie wordt ultrasone energie daarentegen via een vat of medium overgedragen, waardoor direct contact met het monster wordt vermeden. Deze methode is ideaal om verontreiniging te voorkomen of kleine volumes te verwerken, maar is doorgaans minder energie-efficiënt.
Klik hier voor meer informatie over de contactloze sonicators van Hielscher!

Kunnen de sonotroden/sondes worden geautoclaveerd?

Ja, sonotroden en doorstroomcellen van Hielscher kunnen worden geautoclaveerd. Raadpleeg de onderstaande richtlijnen voor een correcte uitvoering. De generator, transducer, kabels en connectoren mogen niet worden geautoclaveerd!
Download hier de richtlijnen voor het autoclaveren van sonotroden en doorstroomcellen!