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超聲波均質(zhì)設(shè)備的工作原理,讓你一次性看懂

閱讀:2459        發(fā)布時間:2020-11-9
   超聲波均質(zhì)設(shè)備的工作原理,讓你一次性看懂
  超聲波均質(zhì)設(shè)備在工作時產(chǎn)生高頻高功率電流,驅(qū)動超聲波振動部件工作。超聲波發(fā)生器的功率可調(diào),以適應(yīng)不同的工作狀態(tài)。發(fā)生器內(nèi)還可根據(jù)需要集成有時序控制器,設(shè)定控制超聲波發(fā)振時間和間歇時間。
  超聲在生物化學中的早應(yīng)用應(yīng)當是用超聲來粉碎細胞壁,以釋放出其內(nèi)容物。隨后的研究表明,低強度超聲可以促進生化反應(yīng)過程,如用超聲照射液體營養(yǎng)基可增加藻類細胞的生長速度,從而使這些細胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)的量增加3倍。
  超聲波均質(zhì)設(shè)備的工作原理是什么呢?
  空化作用是超聲波在介質(zhì)中傳播時,液體中分子的平均距離隨著分子的振動而變化,當其超過保持液體作用的臨界分子間距時,即形成空化現(xiàn)象。超聲波空化作用分2種形式,穩(wěn)態(tài)空化(頻率200~500kHz,聲強<10W/cm 2)和瞬態(tài)空化(頻率20 ~100kHz,聲強>10W/cm 2)。穩(wěn)態(tài)空化在較低聲強作用下即可發(fā)生,氣泡在負壓半周期內(nèi)緩慢膨脹,在正壓半周期內(nèi)緩慢收縮但不致破裂,氣泡做周期性的、非線形的振蕩運動。
  穩(wěn)態(tài)空化氣泡壽命相對較長,空化程度較為緩和,對介質(zhì)微環(huán)境的影響較??;瞬態(tài)空化絕熱收縮至膨脹瞬間,泡內(nèi)可產(chǎn)生高溫高壓,破壞細胞結(jié)構(gòu)或破碎細胞,使酶失活。瞬態(tài)空化程度劇烈,使介質(zhì)形成多個局部的物理化學環(huán)境,對介質(zhì)微環(huán)境有較大影響。瞬態(tài)空化正是以這種特殊的能量形式加速了某些化學反應(yīng),又為某些反應(yīng)啟動了新的通道。
  由超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高頻振蕩訊號,通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振動而傳播到介質(zhì)中,超聲波在溶液中疏密相間地向前輻射,當聲波的壓強達到一定的大氣壓時,產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡,這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區(qū)形成、生長,而在正壓區(qū)迅速閉合。這種現(xiàn)象稱為超聲“空化作用”。
  空化作用可用于促進化學反應(yīng),粉碎液內(nèi)懸浮物,制造乳劑,殺滅細菌,或清洗機件等。超聲波均質(zhì)設(shè)備就是利用超聲波在液體中的空化作用達到物料均勻分散的效果。超聲波的均質(zhì)效果不僅與功率密度有關(guān),而且與超聲頻率及超聲處理的時間有關(guān)。在適當?shù)某曨l率下,在一定的時間內(nèi)可以用小的功率密度達到理想的分散效果。

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