Care este principiul de funcționare al unui omogenizator cu ultrasunete

Principiul de funcționare al unui omogenizator cu ultrasunete este de a utiliza efectul de cavitație și alte efecte fizice ale ultrasunetelor în lichid pentru a obține omogenizarea. Efectul de cavitație se referă la formarea de găuri sau bule mici în zonele mai slabe ale lichidului sub acțiunea ultrasunetelor. Bulele mici urmează pulsul ultrasunetelor și se prăbușesc într-un singur ciclu de sunet. Cavitația cu ultrasunete poate genera, de asemenea, efecte mecanice puternice, producând jeturi rapide sau impulsuri acustice în apropierea interfețelor solide și unde de șoc puternice în lichide. Efectele fizice se referă la agitarea eficientă și fluxul undelor ultrasonice în lichide, care pot deteriora structura mediului și pot zdrobi particulele din lichid. Acestea sunt cauzate în principal de coliziuni între lichide, flux de microfază și unde de șoc, ceea ce duce la modificări ale morfologiei de suprafață a particulelor.

Principiul de funcționare al omogenizatorului cu ultrasunete
1. Generarea și propagarea ultrasunetelor
Omogenizatorul cu ultrasunete constă în principal din trei părți: componente cu vibrații ultrasonice, sursă de alimentare cu ultrasunete și ibric de reacție. Componentele de vibrație ultrasonică includ în principal traductoare ultrasonice de mare putere, convertoare de amplitudine și capete de scule (emițătoare), care sunt utilizate pentru a genera vibrații ultrasonice și pentru a emite această energie de vibrație în lichid. Traductorul transformă energia electrică de intrare în energie mecanică, și anume unde ultrasonice. Ultrasunetele se descompun în numeroase bule minuscule în lichid la o frecvență de vibrație de sute de mii de ori pe secundă.

2. Apariția efectului de cavitație
Sub acțiunea ultrasunetelor, în lichid se formează bule minuscule care vibrează de sute de mii de ori pe secundă. Aceste bule, sub acțiune continuă, vor crește rapid și apoi se vor închide brusc, generând o undă de șoc ultra puternică care generează o presiune de câteva mii de atmosfere și temperaturi locale ridicate în jurul bulelor. Acest fenomen fizic se numește efect de cavitație ultrasonică.

3. Aplicarea efectului de cavitație
Efectul de cavitație al ultrasunetelor nu poate doar să stimuleze sau să promoveze multe reacții chimice, să accelereze viteza reacțiilor chimice, dar și să schimbe direcția reacțiilor chimice, producând unele efecte. În timpul procesului de omogenizare, efectul de cavitație al ultrasunetelor face ca bulele din lichid să se extindă încet în timpul semiciclului de presiune negativă, se contractă lent, dar nu se rupe în timpul semiciclului de presiune pozitivă, iar bulele suferă o mișcare de oscilație periodică și neliniară, rezultând în efecte mecanice puternice precum undele de șoc.

4. Implementarea efectului de omogenizare
Prin această metodă, omogenizatoarele cu ultrasunete pot emulsiona, separa, dispersa, omogeniza, degazează, curăța și accelera în mod eficient reacțiile chimice. Poate fi folosit pentru zdrobirea țesuturilor animale și vegetale, celulelor, bacteriilor, tulpinilor de spori, precum și pentru forfecarea și zdrobirea particulelor în soluție, obținându-se astfel omogenizarea.