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超聲波均質設備的工作原理，讓你一次性看懂
閱讀：2393 發(fā)布時間：2020-11-9
超聲波均質設備的工作原理，讓你一次性看懂
超聲波均質設備在工作時產生高頻高功率電流，驅動超聲波振動部件工作。超聲波發(fā)生器的功率可調，以適應不同的工作狀態(tài)。發(fā)生器內還可根據需要集成有時序控制器，設定控制超聲波發(fā)振時間和間歇時間。
超聲在生物化學中的早應用應當是用超聲來粉碎細胞壁，以釋放出其內容物。隨后的研究表明，低強度超聲可以促進生化反應過程，如用超聲照射液體營養(yǎng)基可增加藻類細胞的生長速度，從而使這些細胞產生蛋白質的量增加3倍。
超聲波均質設備的工作原理是什么呢？
空化作用是超聲波在介質中傳播時，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緩慢膨脹，在正壓半周期內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，對介質微環(huán)境的影響較??；瞬態(tài)空化絕熱收縮至膨脹瞬間，泡內可產生高溫高壓，破壞細胞結構或破碎細胞，使酶失活。瞬態(tài)空化程度劇烈，使介質形成多個局部的物理化學環(huán)境，對介質微環(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，又為某些反應啟動了新的通道。
由超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高頻振蕩訊號，通過換能器轉換成高頻機械振動而傳播到介質中，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，產生數以萬計的微小氣泡，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，粉碎液內懸浮物，制造乳劑，殺滅細菌，或清洗機件等。超聲波均質設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。超聲波的均質效果不僅與功率密度有關，而且與超聲頻率及超聲處理的時間有關。在適當的超聲頻率下，在一定的時間內可以用小的功率密度達到理想的分散效果。