Часто задавані питання щодо ультразвуку

Нижче ви знайдете відповіді на найпоширеніші питання щодо ультразвукової обробки. Якщо ви не знайшли відповіді на своє запитання, будь ласка, не вагайтеся звернутися до нас. Ми будемо раді допомогти вам.

• Чи можна проводити ультразвукову обробку розчинників?
• Яка потужність ультразвуку мені потрібна?
• Чи впливає ультразвук на людей? Які заходи безпеки слід вживати під час ультразвукової обробки?
• У чому різниця між магнітострикційними та п’єзоелектричними перетворювачами?
• Чому зразок нагрівається під час ультразвукової обробки?
• Чи існують загальні рекомендації щодо ультразвукової обробки зразків?
• Чи пропонує Hielscher змінні наконечники для сонотродів?

П: Чи можна проводити ультразвукову обробку розчинників?

Теоретично, займисті розчинники можуть спалахнути під час ультразвукової обробки, оскільки кавітація може генерувати займисті або вибухонебезпечні леткі речовини. З цієї причини ви повинні використовувати ультразвукові пристрої та аксесуари, які підходять для такого типу ультразвукового застосування.
Докладніше про розчинники, що зазвичай використовуються для ультразвукової екстракції!
Якщо вам потрібно проводити ультразвукову обробку розчинників, будь ласка, зв’яжіться з нами, щоб ми могли порекомендувати відповідні заходи.

П: Яка потужність ультразвуку мені потрібна?

Необхідна потужність ультразвуку залежить від кількох факторів, таких як:

• об’єм, що піддається ультразвуковій обробці
• загальний об’єм, що обробляється
• час обробки загального об’єму
• матеріал, що піддається ультразвуковій обробці
• бажаний результат процесу після ультразвукової обробки

Загалом, більший об’єм вимагає вищої потужності (ватт) або довшого часу ультразвукової обробки. Для більшості типів сонотродів потужність розподіляється переважно по поверхні наконечника. Тому зонди меншого діаметра створюють більш сфокусоване поле кавітації. Вища інтенсивність ультразвуку (виражена у потужності на одиницю об’єму) зазвичай призводить до вищої ефективності обробки.

П: Чи впливає ультразвук на людей? Які заходи безпеки слід вживати під час ультразвукової обробки?

Ультразвукові частоти самі по собі знаходяться вище діапазону чутності людини. Ультразвукові коливання дуже добре передаються в тверді тіла та рідини, де вони можуть генерувати ультразвукову кавітацію. З цієї причини не слід торкатися частин, що вібрують під дією ультразвуку, або занурювати руки в рідини, що піддаються ультразвуковій обробці. Повітряна передача ультразвукових хвиль не має задокументованого негативного впливу на організм людини, оскільки рівні передачі дуже низькі.

Під час ультразвукової обробки рідин колапс бульбашок кавітації генерує різкий скрегіт. Рівень шуму залежить від кількох факторів, таких як потужність, тиск та амплітуда. Крім того, може генеруватися субгармонічний (нижчочастотний) шум. Цей чутний шум та його ефекти порівнянні з іншими машинами, такими як двигуни, насоси або вентилятори. З цієї причини ми рекомендуємо використовувати належні беруші при тривалому перебуванні поблизу працюючої системи. Крім того, ми пропонуємо відповідні звукоізоляційні шафи для наших ультразвукових обробників.

П: У чому різниця між магнітострикційними та п’єзоелектричними перетворювачами?

У магнітострикційних перетворювачах електрична потужність використовується для генерації електромагнітного поля , яке змушує магнітострикційний матеріал вібрувати. У п’єзоелектричних перетворювачах електрична потужність безпосередньо перетворюється на поздовжні коливання. З цієї причини п’єзоелектричні перетворювачі мають вищу конверсію. Це, у свою чергу, зменшує вимоги до охолодження. Сьогодні п’єзоелектричні перетворювачі є поширеними в промисловості.
Докладніше про чудову енергоефективність ультразвукових обробників Hielscher!

П: Чому зразок нагрівається під час ультразвукової обробки?

Ультразвукова обробка передає потужність у рідину. Механічні коливання призводять до турбулентності та тертя всередині рідини. З цієї причини ультразвукова обробка генерує значну кількість тепла під час процесу. Ефективне охолодження необхідне для зменшення нагрівання. Для менших зразків, флакони або скляні хімічні стакани слід тримати в крижаній ванні для відведення тепла.
Докладніше про контроль температури під час ультразвукової обробки!
Крім потенційного негативного впливу підвищених температур на ваші зразки, наприклад, тканини, ефективність кавітації зменшується при вищих температурах.

П: Чи є загальні рекомендації щодо ультразвукової обробки зразків?

Для ультразвукової обробки слід використовувати невеликі ємності, оскільки розподіл інтенсивності є більш однорідним, ніж у великих хімічних стаканах. Сонотрод слід занурювати в рідину достатньо глибоко, щоб уникнути утворення піни. Жорсткі тканини слід подрібнювати, розмелювати або розпорошувати (наприклад, у рідкому азоті) перед ультразвуковою обробкою. Під час ультразвукової обробки можуть утворюватися вільні радикали, які можуть реагувати з матеріалом. Продування розчину матеріалу рідким азотом або включення до середовища пасток, наприклад дитіотреїтолу, цистеїну або інших -SH-сполук, може зменшити пошкодження, спричинені окиснювальними вільними радикалами.
Дізнайтеся більше про поради та хитрощі для успішної ультразвукової обробки!
Натисніть тут, щоб переглянути протоколи ультразвукової обробки для гомогенізації тканин та лізису, обробки частинок та сонохімічних застосувань.

П: Чи пропонує Hielscher змінні наконечники для сонотродів?

Hielscher не постачає змінні наконечники для сонотродів. Рідини з низькою поверхневою натяжністю, такі як розчинники, зазвичай проникають у зону контакту між сонотродом і змінним наконечником. Ця проблема зростає зі збільшенням амплітуди коливань. Рідина може переносити частинки в різьбове з’єднання. Це призводить до зносу різьби, що спричиняє відокремлення наконечника від сонотрода. Якщо наконечник відокремлений, він не буде резонувати на робочій частоті, і пристрій вийде з ладу. Тому Hielscher постачає лише суцільні зонди.

Часті запитання про ультразвукові процесори та їхні частини

Що таке ультразвуковий генератор?

Ультразвуковий генератор (блок живлення) генерує електричні коливання ультразвукової частоти (вище частоти чутного звуку, наприклад 19kHz). Ця енергія передається на сонотрод.

Що таке сонотрод/зонд

Сонотрод (також званий зондом або рупором) є механічним компонентом, який передає ультразвукові коливання від перетворювача до матеріалу, що підлягає ультразвуковій обробці. Його необхідно кріпити дуже щільно, щоб уникнути тертя та втрат. Залежно від геометрії сонотрода, механічні коливання підсилюються або зменшуються. На поверхні сонотрода механічні коливання передаються в рідину. Це призводить до утворення мікроскопічних бульбашок (порожнин), які розширюються під час циклів низького тиску та імплідують (різко руйнуються) під час циклів високого тиску. Це явище називається акустичною кавітацією. Кавітація генерує високі зсувні сили на кінчику сонотрода і спричиняє інтенсивне перемішування опрацьовуваного матеріалу.

Що таке п’єзоелектричний перетворювач?

Ультразвуковий перетворювач (конвертер) є електромеханічним компонентом, який перетворює електричні коливання на механічні вібрації. Електричні коливання генеруються генератором. Механічні вібрації передаються на сонотрод.

Яка різниця між п’єзоелектричним і магнітострикційним перетворювачем?

П’єзоелектричний перетворювач перетворює електричну енергію на механічні коливання за допомогою п’єзоелектричних кристалів, які деформуються при прикладанні електричного поля, забезпечуючи високу ефективність і точність. Магнітострикційний перетворювач генерує коливання через магнітострикційний ефект, коли магнітні матеріали змінюють форму у відповідь на магнітне поле, забезпечуючи значно нижчу ефективність порівняно з п’єзоелектричними перетворювачами. Усі ультразвукові процесори Hielscher використовують п’єзоелектричні перетворювачі для досягнення вищої ефективності та надійної роботи.

Що таке ультразвукова амплітуда / амплітуда коливань?

Амплітуда коливань описує величину коливань на кінчику сонотрода. Зазвичай вимірюється від піку до піку. Це відстань між положенням кінчика сонотрода при максимальному розширенні та максимальному стисненні сонотрода. Типові амплітуди сонотродів коливаються від 20 до 250µm.

Що таке акустична кавітація?

Акустична кавітація – це утворення, зростання та колапс бульбашок у рідині внаслідок флуктуацій тиску від звукових хвиль високої інтенсивності. Сонікатор зондового типу є ефективним методом ініціювання кавітації, оскільки він подає сфокусовану ультразвукову енергію безпосередньо в рідину. Це посилює утворення та колапс бульбашок, створюючи інтенсивні локальні умови, такі як високі температури, тиск і зсув, які корисні в таких застосуваннях, як сонохімія, синтез наночастинок і руйнування клітин.

Яка різниця між прямим і непрямим ультразвуковим опроміненням?

Пряме ультразвукове опромінення передбачає розміщення зонда безпосередньо в рідині, що забезпечує ефективну подачу ультразвукової енергії для таких процесів, як лізис клітин або синтез наночастинок. Натомість, при непрямому ультразвуковому опроміненні ультразвукова енергія передається через контейнер або середовище, уникаючи прямого контакту зі зразком. Цей метод ідеальний для запобігання забрудненню або обробки малих об’ємів, але він загалом є менш енергоефективним.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про безконтактні сонікатори Hielscher!

Чи можна стерилізувати сонотроди/зонди в автоклаві?

Так, сонотроди та проточні комірки Hielscher можна стерилізувати в автоклаві. Будь ласка, зверніться до наведених нижче рекомендацій для правильного виконання. Генератор, перетворювач, кабелі та з’єднувачі не можна стерилізувати в автоклаві!
Завантажте рекомендації щодо автоклавного стерилізування сонотродів і проточних комірок тут!