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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：2398 發(fā)布時(shí)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(shí)產(chǎn)生高頻高功率電流,，驅(qū)動(dòng)超聲波振動(dòng)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(shí)序控制器，設(shè)定控制超聲波發(fā)振時(shí)間和間歇時(shí)間,。
超聲在生物化學(xué)中的早應(yīng)用應(yīng)當(dāng)是用超聲來(lái)粉碎細(xì)胞壁,，以釋放出其內(nèi)容物。隨后的研究表明,，低強(qiáng)度超聲可以促進(jìn)生化反應(yīng)過(guò)程,，如用超聲照射液體營(yíng)養(yǎng)基可增加藻類細(xì)胞的生長(zhǎng)速度，從而使這些細(xì)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(shí)，液體中分子的平均距離隨著分子的振動(dòng)而變化,，當(dāng)其超過(guò)保持液體作用的臨界分子間距時(shí),，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(qiáng)<10W/cm 2）和瞬態(tài)空化（頻率20 ~100kHz，聲強(qiáng)>10W/cm 2）,。穩(wěn)態(tài)空化在較低聲強(qiáng)作用下即可發(fā)生,，氣泡在負(fù)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(yùn)動(dòng),。
穩(wěn)態(tài)空化氣泡壽命相對(duì)較長(zhǎng),，空化程度較為緩和，對(duì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)或破碎細(xì)胞,，使酶失活。瞬態(tài)空化程度劇烈,，使介質(zhì)形成多個(gè)局部的物理化學(xué)環(huán)境,，對(duì)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(xué)反應(yīng)，又為某些反應(yīng)啟動(dòng)了新的通道,。
由超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高頻振蕩訊號(hào),，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)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(dāng)聲波的壓強(qiáng)達(dá)到一定的大氣壓時(shí),，產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成,、生長(zhǎng),，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(jìn)化學(xué)反應(yīng),，粉碎液內(nèi)懸浮物，制造乳劑,，殺滅細(xì)菌,，或清洗機(jī)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(dá)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(shí)間有關(guān)。在適當(dāng)?shù)某曨l率下,，在一定的時(shí)間內(nèi)可以用小的功率密度達(dá)到理想的分散效果,。