Fermentacja wspomagana ultradźwiękami w produkcji bioetanolu

Fermentacja wspomagana ultradźwiękami może zwiększyć produkcję bioetanolu poprzez wspomaganie rozkładu złożonych węglowodanów do prostszych cukrów, dzięki czemu stają się one łatwiej dostępne dla drożdży przekształcających je w etanol. Jednocześnie sonikacja poprawia również przepuszczalność ścian komórkowych drożdży, umożliwiając szybsze uwalnianie etanolu i zwiększenie całkowitej produkcji. Tym samym fermentacja bioetanolu wspomagana ultradźwiękami prowadzi do wyższych stopni konwersji i zwiększonych uzysków.

Fermentacja

Fermentacja może być procesem tlenowym (= fermentacja oksydacyjna) lub beztlenowym, stosowanym w biotechnologii do przekształcania materiału organicznego przez kultury komórek bakterii, grzybów lub innych organizmów bądź przez enzymy. Podczas fermentacji energia jest pozyskiwana z utleniania związków organicznych, np. węglowodanów.
Cukier jest najczęstszym substratem fermentacji, w wyniku której powstają takie produkty jak kwas mlekowy, laktoza, etanol i wodór. W fermentacji alkoholowej wytwarza się etanol – przede wszystkim do wykorzystania jako paliwo, ale także do napojów alkoholowych. Gdy niektóre szczepy drożdży, takie jak Saccharomyces cerevisiae metabolizują cukier, komórki drożdży przekształcają materiał wyjściowy w etanol i dwutlenek węgla.

Poniższe równania chemiczne podsumowują tę przemianę:

Jeśli materiałem wyjściowym jest skrobia, np. z kukurydzy, najpierw należy przekształcić ją w cukier. W przypadku bioetanolu wykorzystywanego jako paliwo do przekształcenia skrobi wymagana jest hydroliza. Zazwyczaj hydrolizę przyspiesza się przez obróbkę kwasową lub enzymatyczną albo połączenie obu metod. Fermentację zwykle prowadzi się w temperaturze około 35–40 °C.
Przegląd różnych procesów fermentacyjnych:

Żywność :

• produkcja & utrwalanie
• produkty mleczne (fermentacja mlekowa), np. jogurt, maślanka, kefir
• warzywa poddane fermentacji mlekowej, np. kimchi, miso, natto, tsukemono, kapusta kiszona
• wytwarzanie związków aromatycznych, np. sos sojowy
• rozkład garbników, np. herbata, kakao, kawa, tytoń
• napoje alkoholowe, np. piwo, wino, whisky

Leki :

• produkcja związków stosowanych w medycynie, np. insuliny, kwasu hialuronowego

Biogaz/ Etanol :

• usprawnienie produkcji biogazu/ bioetanolu

Różne prace badawcze oraz testy w skali laboratoryjnej i pilotażowej wykazały, że ultradźwięki usprawniają proces fermentacji, udostępniając więcej biomasy do fermentacji enzymatycznej. W następnej części omówiono szczegółowo działanie ultradźwięków w cieczy.

Efekty ultradźwiękowej obróbki cieczy

Ultradźwięki o dużej mocy/ niskiej częstotliwości mogą generować wysokie amplitudy. Dzięki temu można je wykorzystywać do obróbki cieczy, takiej jak mieszanie, emulgowanie, dyspergowanie i deaglomeracja lub mielenie.
Podczas sonikacji cieczy z dużym natężeniem fale dźwiękowe rozchodzące się w ośrodku ciekłym powodują naprzemienne cykle wysokiego ciśnienia (sprężania) i niskiego ciśnienia (rozrzedzania), których szybkość zależy od częstotliwości. W cyklu niskiego ciśnienia fale ultradźwiękowe o dużym natężeniu tworzą w cieczy małe pęcherzyki próżniowe lub puste przestrzenie. Gdy pęcherzyki osiągną objętość, przy której nie mogą już absorbować energii, gwałtownie zapadają się w cyklu wysokiego ciśnienia. Zjawisko to nazywa się kawitacją. Kawitacja, czyli „powstawanie, wzrost i implozyjne zapadanie się pęcherzyków w cieczy. Zapadanie kawitacyjne powoduje intensywne lokalne nagrzewanie (~5000 K), wysokie ciśnienia (~1000 atm) oraz ogromne szybkości nagrzewania i chłodzenia (>109 K/sec)” oraz strumienie cieczy (~400 km/h)”. (Suslick 1998)

Istnieją różne sposoby wytwarzania kawitacji, np. za pomocą dysz wysokociśnieniowych, mieszalników rotor–stator lub procesorów ultradźwiękowych. We wszystkich tych układach energia doprowadzana jest przekształcana w tarcie, turbulencje, fale i kawitację. Udział doprowadzanej energii przekształcanej w kawitację zależy od kilku czynników opisujących ruch urządzenia wytwarzającego kawitację w cieczy. Intensywność przyspieszania jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na efektywne przekształcanie energii w kawitację. Większe przyspieszenie powoduje większe różnice ciśnienia. To z kolei zwiększa prawdopodobieństwo powstawania pęcherzyków próżniowych zamiast fal rozchodzących się w cieczy. Zatem im większe przyspieszenie, tym większy udział energii przekształcanej w kawitację.
W przypadku przetwornika ultradźwiękowego amplituda drgań opisuje intensywność przyspieszania. Wyższe amplitudy skutkują efektywniejszym wytwarzaniem kawitacji. Oprócz odpowiedniej intensywności ciecz należy przyspieszać w sposób zapewniający minimalne straty związane z turbulencjami, tarciem i wytwarzaniem fal. Optymalny jest w tym celu ruch w jednym kierunku. Zmieniając natężenie i parametry procesu sonikacji, można uzyskać bardzo intensywne lub bardzo łagodne działanie ultradźwięków. Dzięki temu ultradźwięki są bardzo wszechstronnym narzędziem do różnych zastosowań.

Łagodne zastosowania, wykorzystujące delikatną sonikację w łagodnych warunkach, obejmują odgazowanie, emulgowanie oraz aktywację enzymów. Intensywne zastosowania ultradźwięków o dużym natężeniu/ dużej mocy (przeważnie przy podwyższonym ciśnieniu) to mielenie na mokro, deaglomeracja i zmniejszanie wielkości cząstek oraz dyspergowanie. W wielu zastosowaniach, takich jak ekstrakcja, dezintegracja lub sonochemia, wymagane natężenie ultradźwięków zależy od konkretnego materiału poddawanego sonikacji. Różnorodność parametrów, które można dostosować do danego procesu, pozwala znaleźć optymalne warunki stosowania ultradźwięków dla każdego procesu.
Oprócz znakomitej konwersji mocy sonikacja oferuje istotną zaletę w postaci pełnej kontroli nad najważniejszymi parametrami: amplitudą, ciśnieniem, temperaturą, lepkością i stężeniem. Umożliwia to regulację wszystkich tych parametrów w celu znalezienia idealnych parametrów obróbki dla każdego konkretnego materiału. Skutkuje to większą skutecznością oraz zoptymalizowaną efektywnością.

Ultradźwięki usprawniające procesy fermentacji na przykładzie produkcji bioetanolu

Bioetanol jest produktem rozkładu biomasy lub biodegradowalnej materii odpadowej przez bakterie beztlenowe lub tlenowe. Wytworzony etanol jest wykorzystywany głównie jako biopaliwo.  Dzięki temu bioetanol stanowi odnawialną i przyjazną środowisku alternatywę dla paliw kopalnych, takich jak gaz ziemny.
Do produkcji etanolu z biomasy można wykorzystywać jako surowce cukier, skrobię i materiał lignocelulozowy. W produkcji przemysłowej dominują obecnie cukier i skrobia ze względu na ich korzystne uwarunkowania ekonomiczne.
Za pomocą testów wykonalności można bardzo łatwo sprawdzić, jak ultradźwięki usprawniają proces dostosowany do konkretnego klienta, wykorzystujący określony surowiec w danych warunkach. W pierwszym kroku sonikacja niewielkiej ilości zawiesiny surowca za pomocą ultradźwiękowego urządzenia laboratoryjnego pokaże, czy ultradźwięki wpływają na surowiec.

Testy wykonalności

W pierwszej fazie testów wskazane jest wprowadzenie stosunkowo dużej ilości energii ultradźwiękowej do małej objętości cieczy, ponieważ zwiększa to szansę ustalenia, czy można uzyskać jakiekolwiek rezultaty. Mała objętość próbki skraca również czas korzystania z urządzenia laboratoryjnego i obniża koszty pierwszych testów.
Fale ultradźwiękowe są przekazywane do cieczy przez powierzchnię sonotrody. Pod powierzchnią sonotrody natężenie ultradźwięków jest największe. Dlatego preferowane są małe odległości między sonotrodą a materiałem poddawanym sonikacji. Przy obróbce małej objętości cieczy można utrzymać niewielką odległość od sonotrody.
Poniższa tabela przedstawia typowe poziomy energii na jednostkę objętości dla procesów sonikacji po optymalizacji. Ponieważ pierwsze próby nie będą prowadzone przy optymalnej konfiguracji, natężenie i czas sonikacji wynoszące od 10 do 50 razy tyle co typowa wartość pokażą, czy występuje jakikolwiek wpływ na materiał poddawany sonikacji.

Proces	Energia/ Objętość	Objętość próbki	Moc	Czas
Prosty	< 100Ws/mL	10mL	50W	< 20 sec
Średni	100Ws/mL do 500Ws/mL	10mL	50W	20 do 100 sec
Intensywny	> 500Ws/mL	10mL	50W	>100 sec

Tabela 1 – Typowe wartości sonikacji po optymalizacji procesu

Rzeczywistą moc doprowadzaną podczas prób można rejestrować za pomocą zintegrowanej funkcji rejestracji danych (UP200Ht i UP200St), interfejsu komputerowego lub miernika mocy. W połączeniu z zarejestrowanymi danymi dotyczącymi ustawienia amplitudy i temperatury pozwala to ocenić wyniki każdej próby i ustalić wartość bazową energii na jednostkę objętości.
Jeśli podczas testów wybrano optymalną konfigurację, jej skuteczność można zweryfikować na etapie optymalizacji, a następnie zwiększyć skalę procesu do poziomu komercyjnego. Aby ułatwić optymalizację, zdecydowanie zaleca się również zbadanie granicznych parametrów sonikacji, np. temperatury, amplitudy lub energii na jednostkę objętości, dla konkretnych formulacji. Ponieważ ultradźwięki mogą wywierać negatywny wpływ na komórki, substancje chemiczne lub cząstki, należy zbadać poziomy krytyczne każdego parametru, aby ograniczyć późniejszą optymalizację do zakresu parametrów, w którym nie obserwuje się negatywnych efektów. Do badań wykonalności zaleca się małe urządzenia laboratoryjne lub stołowe, aby ograniczyć wydatki na sprzęt i próbki w takich próbach. Ogólnie urządzenia o mocy od 100 do 1 000 watów bardzo dobrze nadają się do badań wykonalności. (por. Hielscher 2005)

Optymalizacja

Wyniki uzyskane podczas badań wykonalności mogą wskazywać na dość wysokie zużycie energii w stosunku do małej objętości poddanej obróbce. Jednak celem testu wykonalności jest przede wszystkim wykazanie wpływu ultradźwięków na materiał. Jeśli w testach wykonalności wystąpiły pozytywne efekty, konieczne są dalsze działania w celu optymalizacji stosunku energii do objętości. Oznacza to poszukiwanie idealnej konfiguracji parametrów ultradźwięków, która pozwoli osiągnąć najwyższy uzysk przy możliwie najmniejszym zużyciu energii, tak aby proces był najbardziej uzasadniony ekonomicznie i efektywny. Aby znaleźć optymalną konfigurację parametrów – zapewniającą zamierzone korzyści przy minimalnym nakładzie energii – zależność między najważniejszymi parametrami: amplitudą, ciśnieniem, temperaturą oraz składem cieczy należy zbadać. W tym drugim kroku zaleca się przejście od sonikacji okresowej do układu sonikacji ciągłej z reaktorem z komorą przepływową, ponieważ podczas sonikacji okresowej nie można wpływać na istotny parametr, jakim jest ciśnienie. Podczas sonikacji okresowej ciśnienie jest ograniczone do ciśnienia otoczenia. Jeśli proces sonikacji przebiega w komorze przepływowej umożliwiającej regulację ciśnienia, można je zwiększać (lub zmniejszać), co na ogół radykalnie wpływa na ultradźwiękową kawitację . Zastosowanie komory przepływowej pozwala określić zależność między ciśnieniem a efektywnością procesu. Procesory ultradźwiękowe o mocy od 500 watów do 2000 watów najlepiej nadają się do optymalizacji procesu.

Zwiększanie skali do produkcji komercyjnej

Po znalezieniu optymalnej konfiguracji dalsze zwiększanie skali jest proste, ponieważ procesy ultradźwiękowe są w pełni powtarzalne przy liniowym zwiększaniu skali. Oznacza to, że gdy ultradźwięki są stosowane do identycznej formulacji ciekłej przy identycznej konfiguracji parametrów obróbki, do uzyskania identycznego wyniku wymagana jest taka sama energia na jednostkę objętości, niezależnie od skali obróbki. (Hielscher 2005). Umożliwia to zastosowanie optymalnej konfiguracji parametrów ultradźwięków w produkcji na pełną skalę. Objętość, którą można poddawać obróbce ultradźwiękowej, jest praktycznie nieograniczona. Dostępne są komercyjne systemy ultradźwiękowe o mocy do 16 000 watów na urządzenie, które można instalować w zespołach. Takie zespoły procesorów ultradźwiękowych można instalować równolegle lub szeregowo. Dzięki instalowaniu procesorów ultradźwiękowych dużej mocy w zespołach całkowita moc jest niemal nieograniczona, co pozwala bez problemu obrabiać strumienie cieczy o dużej objętości. Również gdy wymagane jest dostosowanie systemu ultradźwiękowego, np. dopasowanie parametrów do zmodyfikowanej formulacji ciekłej, zazwyczaj można to osiągnąć przez wymianę sonotrody, wzmacniacza amplitudy lub komory przepływowej. Liniowa skalowalność, powtarzalność i możliwość dostosowania ultradźwięków sprawiają, że ta innowacyjna technologia jest efektywna i opłacalna.

Parametry obróbki ultradźwiękowej

Ultradźwiękową obróbkę cieczy opisuje szereg parametrów. Najważniejsze to amplituda, ciśnienie, temperatura, lepkość i stężenie. Wynik procesu, np. wielkość cząstek, przy danej konfiguracji parametrów jest funkcją energii na jednostkę obrabianej objętości. Funkcja ta zmienia się wraz ze zmianami poszczególnych parametrów. Ponadto rzeczywista moc wyjściowa na jednostkę powierzchni sonotrody urządzenia ultradźwiękowego zależy od parametrów. Moc wyjściowa na jednostkę powierzchni sonotrody to natężenie powierzchniowe (I). Natężenie powierzchniowe zależy od amplitudy (A), ciśnienia (p), objętości reaktora (VR), temperatury (T), lepkości (η) i innych parametrów.

Oddziaływanie wytworzonej kawitacji zależy od natężenia powierzchniowego. Wynik procesu wykazuje taką samą zależność. Całkowita moc wyjściowa urządzenia ultradźwiękowego jest iloczynem natężenia powierzchniowego (I) i pola powierzchni (S):

P [W] I [W / mm²]* S[mm²]

Amplituda

Amplituda drgań opisuje drogę (np. 50 µm), którą powierzchnia sonotrody pokonuje w danym czasie (np. 1/20 000s przy 20kHz). Im większa amplituda, tym większa szybkość obniżania i zwiększania ciśnienia przy każdym ruchu. Ponadto przy każdym ruchu zwiększa się przemieszczana objętość, co skutkuje większą objętością kawitacji (wielkością i/lub liczbą pęcherzyków). W przypadku dyspersji wyższe amplitudy wykazują silniejsze działanie niszczące na cząstki stałe. Tabela 1 przedstawia ogólne wartości dla niektórych procesów ultradźwiękowych.

Ciśnienie

Temperatura wrzenia cieczy zależy od ciśnienia. Im wyższe ciśnienie, tym wyższa temperatura wrzenia, i odwrotnie. Podwyższone ciśnienie umożliwia kawitację w temperaturach bliskich temperaturze wrzenia lub ją przekraczających. Zwiększa również intensywność implozji, która jest związana z różnicą między ciśnieniem statycznym a ciśnieniem pary wewnątrz pęcherzyka (por. Vercet i in. 1999). Ponieważ moc i natężenie ultradźwięków zmieniają się szybko wraz ze zmianami ciśnienia, preferowana jest pompa zapewniająca stałe ciśnienie. Podczas doprowadzania cieczy do komory przepływowej pompa powinna być zdolna do zapewnienia określonego przepływu cieczy przy odpowiednich ciśnieniach. Pompy przeponowe lub membranowe; pompy z elastycznym przewodem, wężowe lub zaciskowe; pompy perystaltyczne; albo pompy tłokowe lub nurnikowe będą powodować naprzemienne wahania ciśnienia. Preferowane są pompy odśrodkowe, zębate, spiralne i śrubowe z mimośrodowym wirnikiem, które doprowadzają ciecz poddawaną sonikacji przy stale stabilnym ciśnieniu. (Hielscher 2005)

Temperatura

Podczas sonikacji cieczy moc jest przekazywana do ośrodka. Ponieważ drgania wytwarzane ultradźwiękowo powodują turbulencje i tarcie, ciecz poddawana sonikacji – zgodnie z prawem termodynamiki – będzie się nagrzewać. Podwyższona temperatura obrabianego ośrodka może działać niszcząco na materiał i zmniejszać skuteczność kawitacji ultradźwiękowej. Innowacyjne ultradźwiękowe komory przepływowe są wyposażone w płaszcz chłodzący (patrz ilustracja). Zapewnia to dokładną kontrolę temperatury materiału podczas obróbki ultradźwiękowej. Do odprowadzania ciepła podczas sonikacji mniejszych objętości w zlewce zaleca się kąpiel lodową.

Lepkość i stężenie

Ultradźwiękowe mielenie i dyspergowanie są procesami prowadzonymi w cieczy. Cząstki muszą znajdować się w zawiesinie, np. w wodzie, oleju, rozpuszczalnikach lub żywicach. Zastosowanie ultradźwiękowych systemów przepływowych umożliwia sonikację bardzo lepkiego materiału o konsystencji pasty.
Procesor ultradźwiękowy dużej mocy może pracować przy dość wysokich stężeniach substancji stałych. Wysokie stężenie zapewnia skuteczność obróbki ultradźwiękowej, ponieważ efekt mielenia ultradźwiękowego jest wywoływany przez zderzenia między cząstkami. Badania wykazały, że szybkość rozdrabniania krzemionki jest niezależna od stężenia substancji stałych do 50% masowych. Obróbka koncentratów o wysokim udziale materiału jest powszechną procedurą produkcyjną wykorzystującą sonikację.

Moc i natężenie a energia

Natężenie powierzchniowe i moc całkowita opisują jedynie intensywność obróbki. Aby opisać proces sonikacji w sposób umożliwiający jego skalowanie i odtwarzanie, należy uwzględnić objętość próbki poddawanej sonikacji oraz czas ekspozycji przy określonym natężeniu. Przy danej konfiguracji parametrów wynik procesu, np. wielkość cząstek lub konwersja chemiczna, będzie zależeć od energii na jednostkę objętości (E/V).

Wynik = f (E /V )

Energia (E) jest iloczynem mocy wyjściowej (P) i czasu ekspozycji (t).

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

Zmiany konfiguracji parametrów zmienią funkcję opisującą wynik. To z kolei zmieni ilość energii (E) wymaganą dla danej objętości próbki (V) do uzyskania określonej wartości wyniku. Z tego powodu samo zastosowanie w procesie ultradźwięków o określonej mocy nie wystarczy do uzyskania wyniku. Potrzebne jest bardziej zaawansowane podejście, aby określić wymaganą moc oraz konfigurację parametrów, przy której moc ta powinna być doprowadzana do obrabianego materiału. (Hielscher 2005)

Produkcja bioetanolu wspomagana ultradźwiękami

Wiadomo już, że ultradźwięki usprawniają produkcję bioetanolu. Zaleca się zagęszczenie cieczy biomasą do postaci zawiesiny o wysokiej lepkości, którą nadal można pompować. Reaktory ultradźwiękowe mogą pracować przy dość wysokich stężeniach substancji stałych, dzięki czemu proces sonikacji można prowadzić z najwyższą efektywnością. Im więcej materiału zawiera zawiesina, tym mniej cieczy nośnej, która nie odniesie korzyści z procesu sonikacji, zostanie poddane obróbce. Ponieważ doprowadzanie energii do cieczy powoduje jej nagrzewanie zgodnie z prawem termodynamiki, oznacza to, że energia ultradźwiękowa jest w możliwie największym stopniu kierowana do materiału docelowego. Tak efektywne zaprojektowanie procesu pozwala uniknąć marnotrawnego nagrzewania nadmiaru cieczy nośnej.
Ultradźwięki wspomagają ekstrakcję materiału wewnątrzkomórkowego, udostępniając go tym samym do fermentacji enzymatycznej. Łagodna obróbka ultradźwiękowa może zwiększać aktywność enzymatyczną, ale do ekstrakcji biomasy wymagane będą bardziej intensywne ultradźwięki. Dlatego enzymy należy dodawać do zawiesiny biomasy po sonikacji, ponieważ intensywne ultradźwięki inaktywują enzymy, co jest efektem niepożądanym.

Aktualne wyniki badań naukowych:

Badania Yoswathana i in. (2010) dotyczące produkcji bioetanolu ze słomy ryżowej wykazały, że połączenie wstępnej obróbki kwasowej i ultradźwiękowej przed obróbką enzymatyczną prowadzi do zwiększonego uzysku cukru do 44% (w odniesieniu do słomy ryżowej). Pokazuje to skuteczność połączenia fizycznej i chemicznej obróbki wstępnej przed enzymatyczną hydrolizą materiału lignocelulozowego do cukru. 

Wykres 2 przedstawia graficznie pozytywne efekty oddziaływania ultradźwięków podczas produkcji bioetanolu ze słomy ryżowej. (Węgiel drzewny wykorzystano do detoksykacji próbek poddanych wstępnej obróbce kwasowej/ enzymatycznej oraz ultradźwiękowej.)

W innym niedawnym badaniu przeanalizowano wpływ sonikacji na zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe poziomy enzymu β-galaktozydazy. Sulaiman i in. (2011) zdołali znacząco zwiększyć wydajność produkcji bioetanolu, stosując ultradźwięki w kontrolowanej temperaturze, które stymulowały wzrost drożdży Kluyveromyces marxianus (ATCC 46537). Autorzy pracy podsumowują, że sonikacja przerywana ultradźwiękami dużej mocy (20 kHz) przy współczynnikach wypełnienia cyklu ≤20% stymulowała produkcję biomasy, metabolizm laktozy i produkcję etanolu u K. marxianus przy stosunkowo wysokim natężeniu sonikacji wynoszącym 11,8Wcm². W najlepszych warunkach sonikacja zwiększyła końcowe stężenie etanolu niemal 3,5-krotnie w porównaniu z próbą kontrolną. Odpowiadało to 3,5-krotnemu zwiększeniu wydajności produkcji etanolu, ale wymagało doprowadzenia przez sonikację dodatkowej mocy 952W na metr sześcienny pożywki hodowlanej. To dodatkowe zapotrzebowanie na energię z pewnością mieściło się w akceptowalnych normach eksploatacyjnych bioreaktorów, a w przypadku produktów o wysokiej wartości mogło być łatwo skompensowane przez zwiększoną wydajność.

Wnioski: Korzyści z fermentacji wspomaganej ultradźwiękami

Wykazano, że obróbka ultradźwiękowa jest efektywną i innowacyjną techniką zwiększania uzysku bioetanolu. Ultradźwięki wykorzystuje się przede wszystkim do ekstrakcji materiału wewnątrzkomórkowego z biomasy, takiej jak kukurydza, soja, słoma, materiał lignocelulozowy lub odpady roślinne.

• Zwiększenie uzysku bioetanolu
• Dezintegracja/ niszczenie komórek i uwalnianie materiału wewnątrzkomórkowego
• Usprawniony rozkład beztlenowy
• Aktywacja enzymów przez łagodną sonikację
• Poprawa efektywności procesu dzięki zawiesinom o wysokim stężeniu

Proste testowanie, powtarzalne zwiększanie skali i łatwa instalacja (również w już istniejących strumieniach produkcyjnych) sprawiają, że ultradźwięki są opłacalną i efektywną technologią. Dostępne są niezawodne przemysłowe procesory ultradźwiękowe do obróbki komercyjnej, umożliwiające sonikację praktycznie nieograniczonych objętości cieczy.