Hva er arbeidsprinsippet til en ultralydhomogenisator

Arbeidsprinsippet til en ultralydhomogenisator er å bruke kavitasjonseffekten og andre fysiske effekter av ultralyd i væske for å oppnå homogenisering. Kavitasjonseffekten refererer til dannelsen av hull eller små bobler i svakere områder av væsken under påvirkning av ultralyd. De små boblene følger ultralydpulsen og kollapser i løpet av en lydsyklus. Ultralydkavitasjon kan også generere sterke mekaniske effekter, produsere raske jetstråler eller akustiske impulser nær faste grensesnitt og sterke sjokkbølger i væsker. Fysiske effekter refererer til effektiv omrøring og flyt av ultralydbølger i væsker, som kan skade strukturen til mediet og knuse partikler i væsken. Disse er hovedsakelig forårsaket av kollisjoner mellom væsker, mikrofasestrømning og sjokkbølger, noe som fører til endringer i overflatemorfologien til partikler.

Arbeidsprinsippet for ultralydhomogenisator
1. Generering og forplantning av ultralyd
Ultralydhomogenisatoren består hovedsakelig av tre deler: ultralydvibrasjonskomponenter, ultralyddrivende strømforsyning og reaksjonskjele. Ultralydvibrasjonskomponentene inkluderer hovedsakelig ultralydsvingere med høy effekt, amplitudeomformere og verktøyhoder (emittere), som brukes til å generere ultralydvibrasjoner og sende ut denne vibrasjonsenergien inn i væsken. Svingeren konverterer den elektriske inngangsenergien til mekanisk energi, nemlig ultralydbølger. Ultralyd brytes ned til mange små bobler i væske med en vibrasjonsfrekvens på hundretusenvis av ganger per sekund.

2. Forekomsten av kavitasjonseffekt
Under påvirkning av ultralyd dannes det små bobler i væsken som vibrerer hundretusenvis av ganger per sekund. Disse boblene vil, under kontinuerlig handling, raskt vokse og så plutselig lukke seg, og generere en ultra sterk sjokkbølge som genererer trykk på flere tusen atmosfærer og lokale høye temperaturer rundt boblene. Dette fysiske fenomenet kalles ultrasonisk kavitasjonseffekt.

3. Påføring av kavitasjonseffekt
Kavitasjonseffekten til ultralyd kan ikke bare stimulere eller fremme mange kjemiske reaksjoner, akselerere hastigheten på kjemiske reaksjoner, men også endre retningen på kjemiske reaksjoner, og produsere noen effekter. Under homogeniseringsprosessen fører kavitasjonseffekten til ultralyd til at bobler i væsken sakte ekspanderer under den negative trykkhalvsyklusen, trekker seg sakte sammen, men ikke brister under den positive trykkhalvsyklusen, og boblene gjennomgår periodisk og ikke-lineær oscillasjonsbevegelse, noe som resulterer i i sterke mekaniske effekter som sjokkbølger.

4. Implementering av homogeniseringseffekt
Gjennom denne metoden kan ultralydhomogenisatorer effektivt emulgere, separere, dispergere, homogenisere, avgasse, rense og akselerere kjemiske reaksjoner. Den kan brukes til knusing av dyre- og plantevev, celler, bakterier, sporestammer, samt til skjæring og knusing av partikler i løsning, for derved å oppnå homogenisering.