Các câu hỏi thường gặp về siêu âm

Dưới đây là câu trả lời cho những câu hỏi thường gặp nhất về xử lý bằng siêu âm. Nếu không tìm thấy câu trả lời cho câu hỏi của mình, xin đừng ngần ngại hỏi chúng tôi. Chúng tôi rất sẵn lòng hỗ trợ bạn.

• Tôi có thể xử lý dung môi bằng siêu âm không?
• Tôi cần công suất siêu âm bao nhiêu?
• Siêu âm có ảnh hưởng đến con người không? Tôi nên thực hiện những biện pháp phòng ngừa nào khi sử dụng siêu âm?
• Sự khác biệt giữa bộ chuyển đổi từ giảo và bộ chuyển đổi áp điện là gì?
• Tại sao mẫu nóng lên trong quá trình xử lý bằng siêu âm?
• Có những khuyến nghị chung nào về việc xử lý mẫu bằng siêu âm không?
• Hielscher có cung cấp các đầu sonotrode có thể thay thế không?

Hỏi: Tôi có thể xử lý dung môi bằng siêu âm không?

Về lý thuyết, dung môi dễ cháy có thể bị bắt lửa khi xử lý bằng siêu âm, vì hiện tượng xâm thực có thể tạo ra các chất dễ bay hơi có khả năng cháy hoặc nổ. Vì lý do này, bạn phải sử dụng các thiết bị và phụ kiện siêu âm phù hợp với loại ứng dụng siêu âm này.
Đọc thêm về các dung môi thường dùng để chiết xuất bằng siêu âm!
Nếu bạn cần xử lý dung môi bằng siêu âm, vui lòng liên hệ với chúng tôi, để chúng tôi có thể đề xuất các biện pháp phù hợp.

Hỏi: Tôi cần công suất siêu âm bao nhiêu?

Công suất siêu âm cần thiết phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như:

• thể tích chịu tác động của siêu âm
• tổng thể tích cần xử lý
• thời gian xử lý toàn bộ thể tích
• vật liệu cần xử lý bằng siêu âm
• kết quả quy trình mong muốn sau khi xử lý bằng siêu âm

Nhìn chung, thể tích lớn hơn đòi hỏi công suất cao hơn (tính bằng oát) hoặc thời gian xử lý bằng siêu âm dài hơn. Đối với hầu hết các loại sonotrode, công suất chủ yếu được phân bố trên bề mặt đầu sonotrode. Do đó, các đầu dò có đường kính nhỏ hơn tạo ra trường xâm thực tập trung hơn. Cường độ siêu âm cao hơn (được biểu thị bằng công suất trên một đơn vị thể tích) thường mang lại hiệu quả xử lý cao hơn.

Hỏi: Siêu âm có ảnh hưởng đến con người không? Tôi nên thực hiện những biện pháp phòng ngừa nào khi sử dụng siêu âm?

Bản thân các tần số siêu âm nằm trên dải tần nghe được của con người. Các dao động siêu âm truyền rất hiệu quả vào chất rắn và chất lỏng, nơi chúng có thể gây ra hiện tượng xâm thực siêu âm. Vì lý do này, bạn không nên chạm vào các bộ phận đang dao động siêu âm hoặc đưa tay vào chất lỏng đang được xử lý bằng siêu âm. Chưa có ghi nhận về tác động tiêu cực của sóng siêu âm truyền qua không khí đối với cơ thể con người, vì mức truyền rất thấp.

Khi xử lý chất lỏng bằng siêu âm, sự sụp đổ của các bọt xâm thực tạo ra tiếng rít chói tai. Mức độ tiếng ồn phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như công suất, áp suất và biên độ. Ngoài ra, tiếng ồn ở các tần số dưới hài (tần số thấp hơn) cũng có thể được tạo ra. Tiếng ồn nghe được này và những ảnh hưởng của nó tương đương với tiếng ồn từ các máy móc khác, chẳng hạn như động cơ, máy bơm hoặc máy thổi khí. Vì lý do này, chúng tôi khuyến nghị sử dụng nút bịt tai phù hợp khi ở gần một hệ thống đang hoạt động trong thời gian dài. Ngoài ra, chúng tôi cung cấp các hộp cách âm phù hợp cho các thiết bị siêu âm của mình.

Hỏi: Sự khác biệt giữa bộ chuyển đổi từ giảo và bộ chuyển đổi áp điện là gì?

Trong các bộ chuyển đổi từ giảo, điện năng được sử dụng để tạo ra một trường điện từ làm cho vật liệu từ giảo dao động. Trong các bộ chuyển đổi áp điện, điện năng được chuyển đổi trực tiếp thành dao động dọc. Vì lý do này, các bộ chuyển đổi áp điện có hiệu suất chuyển đổi cao hơn. Điều này giúp giảm yêu cầu làm mát. Ngày nay, các bộ chuyển đổi áp điện được sử dụng phổ biến trong công nghiệp.
Đọc thêm về hiệu suất năng lượng vượt trội của các thiết bị siêu âm Hielscher!

Hỏi: Tại sao mẫu nóng lên trong quá trình xử lý bằng siêu âm?

Quá trình xử lý bằng siêu âm truyền năng lượng vào chất lỏng. Các dao động cơ học gây ra dòng chảy rối và ma sát bên trong chất lỏng. Vì lý do này, quá trình xử lý bằng siêu âm tạo ra lượng nhiệt đáng kể. Cần làm mát hiệu quả để giảm sự tăng nhiệt. Đối với các mẫu nhỏ hơn, nên đặt các lọ hoặc cốc thủy tinh trong bể nước đá để tản nhiệt.
Đọc thêm về kiểm soát nhiệt độ trong quá trình xử lý bằng siêu âm!
Ngoài tác động tiêu cực tiềm tàng của nhiệt độ tăng cao đối với mẫu của bạn, ví dụ như mô, hiệu quả xâm thực cũng giảm ở nhiệt độ cao hơn.

Hỏi: Có khuyến nghị chung nào về xử lý mẫu bằng siêu âm không?

Nên sử dụng bình chứa nhỏ để xử lý bằng siêu âm vì sự phân bố cường độ đồng đều hơn so với trong cốc có mỏ lớn. Đầu sonotrode cần được nhúng đủ sâu vào chất lỏng để tránh tạo bọt. Các mô dai cần được ngâm mềm, nghiền hoặc nghiền thành bột (ví dụ: trong nitơ lỏng) trước khi xử lý bằng siêu âm. Trong quá trình xử lý bằng siêu âm, các gốc tự do có thể được tạo ra và có thể phản ứng với vật liệu. Sục rửa dung dịch vật liệu lỏng bằng nitơ lỏng hoặc bổ sung các chất bắt giữ gốc tự do, ví dụ: dithiothreitol, cysteine hoặc các hợp chất -SH khác vào môi trường có thể làm giảm tổn hại do các gốc tự do có tính oxy hóa gây ra.
Đọc thêm về các mẹo và bí quyết để xử lý bằng siêu âm thành công!
Nhấp vào đây để xem các quy trình xử lý bằng siêu âm cho đồng nhất hóa và ly giải mô, xử lý hạt và các ứng dụng hóa siêu âm.

Hỏi: Hielscher có cung cấp các mũi sonotrode có thể thay thế không?

Hielscher không cung cấp các mũi có thể thay thế cho đầu sonotrode. Các chất lỏng có sức căng bề mặt thấp, chẳng hạn như dung môi, thường thâm nhập vào bề mặt tiếp giáp giữa đầu sonotrode và mũi có thể thay thế. Vấn đề này gia tăng theo biên độ dao động. Chất lỏng có thể mang các hạt vào phần ren. Điều này gây mòn ren, dẫn đến việc mũi bị tách rời khỏi đầu sonotrode. Nếu mũi bị tách rời, nó sẽ không cộng hưởng ở tần số hoạt động và thiết bị sẽ ngừng hoạt động. Vì vậy, Hielscher chỉ cung cấp các đầu dò nguyên khối.

Các câu hỏi thường gặp về máy siêu âm và các bộ phận của máy

Bộ phát siêu âm là gì?

Bộ phát siêu âm (bộ nguồn) tạo ra các dao động điện ở tần số siêu âm (cao hơn tần số nghe được, ví dụ: 19kHz). Năng lượng này được truyền đến đầu sonotrode.

Đầu sonotrode/đầu dò là gì

Đầu sonotrode (còn được gọi là đầu dò hoặc còi siêu âm) là một bộ phận cơ học truyền các rung động siêu âm từ bộ chuyển đổi đến vật liệu cần được xử lý bằng siêu âm. Bộ phận này phải được lắp thật chặt để tránh ma sát và tổn thất. Tùy thuộc vào hình dạng của đầu sonotrode, các rung động cơ học được khuếch đại hoặc giảm đi. Tại bề mặt đầu sonotrode, các rung động cơ học được truyền vào chất lỏng. Điều này dẫn đến sự hình thành các bọt khí cực nhỏ (khoang rỗng), giãn nở trong các chu kỳ áp suất thấp và sụp đổ dữ dội trong các chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là xâm thực âm. Xâm thực tạo ra lực cắt lớn tại mũi sonotrode và khiến vật liệu chịu tác động bị khuấy động mạnh.

Bộ chuyển đổi áp điện là gì?

Bộ chuyển đổi siêu âm (bộ biến đổi) là một bộ phận cơ điện chuyển đổi các dao động điện thành rung động cơ học. Các dao động điện được tạo ra bởi bộ phát. Các rung động cơ học được truyền đến đầu sonotrode.

Sự khác biệt giữa bộ chuyển đổi áp điện và bộ chuyển đổi từ giảo là gì?

Bộ chuyển đổi áp điện chuyển đổi năng lượng điện thành rung động cơ học bằng các tinh thể áp điện biến dạng khi có điện trường tác dụng, mang lại hiệu suất và độ chính xác cao. Bộ chuyển đổi từ giảo tạo ra rung động thông qua hiệu ứng từ giảo, trong đó các vật liệu từ thay đổi hình dạng khi chịu tác động của từ trường, cho hiệu suất thấp hơn đáng kể so với bộ chuyển đổi áp điện. Tất cả các máy siêu âm Hielscher đều sử dụng bộ chuyển đổi áp điện để đạt hiệu suất vượt trội và vận hành đáng tin cậy.

Biên độ siêu âm / biên độ rung động là gì?

Biên độ rung động mô tả độ lớn của dao động tại mũi sonotrode. Đại lượng này thường được đo từ đỉnh đến đỉnh. Đây là khoảng cách giữa vị trí mũi sonotrode khi đầu sonotrode giãn dài tối đa và khi co ngắn tối đa. Biên độ điển hình của đầu sonotrode nằm trong khoảng từ 20 đến 250µm.

Xâm thực âm là gì?

Xâm thực âm học là sự hình thành, phát triển và sụp đổ của các bọt trong chất lỏng do biến động áp suất từ sóng âm cường độ cao. Sử dụng thiết bị siêu âm dạng đầu dò là một phương pháp hiệu quả để tạo ra xâm thực, vì thiết bị truyền năng lượng siêu âm tập trung trực tiếp vào chất lỏng. Điều này tăng cường sự hình thành và sụp đổ của các bọt, tạo ra các điều kiện cục bộ mạnh như nhiệt độ, áp suất và lực cắt cao, hữu ích trong các ứng dụng như hóa học siêu âm, tổng hợp hạt nano và phá vỡ tế bào.

Sự khác biệt giữa xử lý siêu âm trực tiếp và gián tiếp là gì?

Xử lý siêu âm trực tiếp bao gồm việc đặt đầu dò trực tiếp vào chất lỏng, truyền năng lượng siêu âm một cách hiệu quả cho các quá trình như ly giải tế bào hoặc tổng hợp hạt nano. Ngược lại, xử lý siêu âm gián tiếp truyền năng lượng siêu âm qua bình chứa hoặc môi trường trung gian, tránh tiếp xúc trực tiếp với mẫu. Phương pháp này lý tưởng để ngăn ngừa nhiễm bẩn hoặc xử lý thể tích nhỏ, nhưng nhìn chung có hiệu suất năng lượng thấp hơn.
Nhấp vào đây để tìm hiểu thêm về các thiết bị siêu âm không tiếp xúc của Hielscher!

Các đầu sonotrode/đầu dò có thể được tiệt trùng bằng hơi nước trong nồi hấp không?

Có, các đầu sonotrode và buồng dòng chảy của Hielscher có thể được tiệt trùng bằng hơi nước trong nồi hấp. Vui lòng tham khảo hướng dẫn bên dưới để thực hiện đúng cách. Không được tiệt trùng bộ phát, bộ chuyển đổi, cáp và đầu nối bằng hơi nước trong nồi hấp!
Tải xuống hướng dẫn tiệt trùng đầu sonotrode và buồng dòng chảy bằng hơi nước trong nồi hấp tại đây!