Често постављана питања о ултразвуку

У наставку ћете пронаћи одговоре на најчешћа питања о ултразвучној обради. Ако не пронађете одговор на своје питање, слободно нам се обратите. Радо ћемо вам помоћи.

• Могу ли да обрађујем раствараче ултразвуком?
• Колика ми је ултразвучна снага потребна?
• Да ли ултразвук утиче на људе? Које мере предострожности треба да предузмем при ултразвучној обради?
• Која је разлика између магнетострикционих и пиезоелектричних претварача?
• Зашто се узорак загрева током соникације?
• Постоје ли опште препоруке за соникацију узорака?
• Да ли Hielscher нуди заменљиве врхове сонотроде?

П: Могу ли да обрађујем раствараче ултразвуком?

Теоретски, запаљиви растварачи могли би да се запале услед соникације, јер кавитација може довести до настанка запаљивих или експлозивних испарљивих материја. Због тога морате да користите ултразвучне уређаје и прибор који су погодни за ову врсту ултразвучне примене.
Прочитајте више о растварачима који се често користе за ултразвучну екстракцију!
Ако вам је потребна соникација растварача, молимо вас да нас контактирате, како бисмо могли да препоручимо одговарајуће мере.

П: Колика ми је ултразвучна снага потребна?

Потребна ултразвучна снага зависи од неколико фактора, као што су:

• запремина изложена соникацији
• укупна запремина коју треба обрадити
• време за обраду укупне запремине
• материјал који треба обрадити соникацијом
• жељени резултат процеса након ултразвучне обраде

Уопштено, већа запремина захтева већу снагу (изражену у ватима) или дуже време соникације. Код већине типова сонотроде, снага се углавном распоређује по површини врха. Због тога сонде мањег пречника стварају усредсређеније кавитационо поље. Већи ултразвучни интензитет (изражен као снага по јединици запремине) обично доводи до веће ефикасности обраде.

П: Да ли ултразвук утиче на људе? Које мере предострожности треба да предузмем при ултразвучној обради?

Саме ултразвучне фреквенције су изнад опсега који људи могу да чују. Ултразвучне вибрације се веома добро преносе у чврста тела и течности, где могу да изазову ултразвучну кавитацију. Због тога не треба да додирујете делове који вибрирају ултразвучно нити да стављате руке у течности које се обрађују соникацијом. Пренос ултразвучних таласа кроз ваздух нема документован негативан утицај на људско тело, јер су нивои преноса веома ниски.

При соникацији течности, колапс кавитационих мехурића ствара шкрипаву буку. Ниво буке зависи од неколико фактора, као што су снага, притисак и амплитуда. Поред тога, може настати и бука на субхармонијским (нижим) фреквенцијама. Ова чујна бука и њени ефекти упоредиви су са буком и ефектима других машина, као што су мотори, пумпе или дуваљке. Због тога препоручујемо употребу одговарајућих чепића за уши при дужем боравку у близини система који ради. Поред тога, нудимо одговарајућа кућишта за звучну заштиту за наше соникаторе.

П: Која је разлика између магнетострикционих и пиезоелектричних претварача?

Код магнетострикционих претварача електрична снага се користи за стварање електромагнетног поља које изазива вибрирање магнетострикционог материјала. Код пиезоелектричних претварача електрична снага се директно претвара у уздужне вибрације. Због тога пиезоелектрични претварачи имају већу ефикасност претварања. То, заузврат, смањује потребе за хлађењем. Данас у индустрији преовлађују пиезоелектрични претварачи.
Прочитајте више о одличној енергетској ефикасности соникатора Hielscher!

П: Зашто се узорак загрева током соникације?

Ултразвучна обрада преноси снагу у течност. Механичке осцилације доводе до турбуленције и трења унутар течности. Због тога ултразвучна обрада ствара знатну количину топлоте током обраде. За смањење загревања потребно је ефикасно хлађење. Код мањих узорака, бочице или стаклену лабораторијску чашу треба држати у леденом купатилу ради одвођења топлоте.
Прочитајте више о контроли температуре током соникације!
Поред потенцијалног негативног утицаја повишених температура на ваше узорке, нпр. ткиво, ефикасност кавитације се смањује при вишим температурама.

П: Постоје ли опште препоруке за соникацију узорака?

За ултразвучну обраду треба користити мале посуде, јер је расподела интензитета хомогенија него у већим лабораторијским чашама. Сонотроду треба уронити довољно дубоко у течност како би се избегло стварање пене. Жилава ткива треба мацерирати, самлети или уситнити у прах (нпр. у течном азоту) пре соникације. Током ултразвучне обраде могу настати слободни радикали који би могли да реагују са материјалом. Испирање течног раствора материјала течним азотом или додавање хватача слободних радикала, нпр. дитиотреитола, цистеина или других -SH једињења у медијуме, може смањити оштећења која изазивају оксидативни слободни радикали.
Прочитајте више о саветима и триковима за успешну соникацију!
Кликните овде да бисте видели протоколе соникације за хомогенизацију и лизу ткива, обраду честица и сонохемијске примене.

П: Да ли Hielscher нуди заменљиве врхове сонотрода?

Hielscher не испоручује заменљиве врхове за сонотроде. Течности са ниским површинским напоном, попут растварача, обично продиру у спој између сонотроде и заменљивог врха. Овај проблем се повећава са амплитудом осциловања. Течност може унети честице у део са навојем. То доводи до хабања навоја, што узрокује изолацију врха од сонотроде. Ако је врх изолован, неће резоновати на радној фреквенцији и уређај ће отказати. Зато Hielscher испоручује искључиво једноделне сонде.

Често постављана питања о соникаторима и њиховим деловима

Шта је ултразвучни генератор?

Ултразвучни генератор (извор напајања) генерише електричне осцилације ултразвучне фреквенције (изнад чујне фреквенције, нпр. 19kHz). Ова енергија се преноси на сонотроду.

Шта је сонотрода/сонда

Сонотрода (која се назива и сонда или акустички рог) је механичка компонента која преноси ултразвучне вибрације са претварача на материјал који треба обрадити ултразвуком. Мора бити веома чврсто причвршћена како би се избегли трење и губици. У зависности од геометрије сонотроде, механичке вибрације се појачавају или смањују. На површини сонотроде механичке вибрације се преносе у течност. То доводи до стварања микроскопских мехурића (шупљина) који се шире током циклуса ниског притиска и силовито имплодирају током циклуса високог притиска. Ова појава се назива акустичка кавитација. Кавитација ствара велике силе смицања на врху сонотроде и изазива интензивно мешање изложеног материјала.

Шта је пиезоелектрични претварач?

Ултразвучни претварач (конвертор) је електромеханичка компонента која претвара електричне осцилације у механичке вибрације. Електричне осцилације генерише генератор. Механичке вибрације се преносе на сонотроду.

Која је разлика између пиезоелектричног и магнетострикционог претварача?

Пиезоелектрични претварач претвара електричну енергију у механичке вибрације помоћу пиезоелектричних кристала који се деформишу када се примени електрично поље, чиме се постижу висока ефикасност и прецизност. Магнетострикциони претварач генерише вибрације путем магнетострикционог ефекта, при којем магнетни материјали мењају облик под дејством магнетног поља, уз знатно нижу ефикасност у поређењу са пиезоелектричним претварачима. Сви Hielscher соникатори користе пиезоелектричне претвараче за врхунску ефикасност и поуздан рад.

Шта је ултразвучна амплитуда / амплитуда вибрација?

Амплитуда вибрација описује величину осциловања на врху сонотроде. Углавном се мери од врха до врха. То је растојање између положаја врха сонотроде при максималном ширењу и максималном скупљању сонотроде. Типичне амплитуде сонотрода крећу се од 20 до 250µm.

Шта је акустичка кавитација?

Акустична кавитација је настајање, раст и колапс мехурића у течности услед флуктуација притиска изазваних звучним таласима високог интензитета. Соникатор са сондом представља ефикасан начин за изазивање кавитације јер усмерену ултразвучну енергију преноси директно у течност. Тиме се поспешују настајање и колапс мехурића, стварајући интензивне локализоване услове, као што су високе температуре, високи притисци и снажно смицање, који су корисни у применама као што су сонохемија, синтеза наночестица и разарање ћелија.

Која је разлика између директне и индиректне соникације?

Директна соникација подразумева постављање сонде директно у течност, чиме се ултразвучна енергија ефикасно преноси за процесе као што су лиза ћелија или синтеза наночестица. Насупрот томе, индиректна соникација преноси ултразвучну енергију кроз посуду или медијум, избегавајући директан контакт са узорком. Ова метода је идеална за спречавање контаминације или обраду малих запремина, али је генерално мање енергетски ефикасна.
Кликните овде да бисте сазнали више о бесконтактним соникаторима компаније Hielscher!

Да ли се сонотроде/сонде могу стерилисати у аутоклаву?

Да, сонотроде и проточне ћелије компаније Hielscher могу се стерилисати у аутоклаву. За правилно извођење поступка погледајте смернице у наставку. Генератор, претварач, каблови и конектори не смеју се стерилисати у аутоклаву!
Овде преузмите смернице за стерилизацију сонотрода и проточних ћелија у аутоклаву!