Sonication

Qu'est-ce que la sonification ?

La sonification consiste à utiliser des vibrations d'une fréquence de 20 000 Hz pour transférer de l'énergie. Les vibrations provoquent un processus appelé cavitation dans les liquides. Le grand avantage de la sonification est qu'elle permet de transférer de l'énergie sans chauffer l'échantillon. C'est pourquoi la sonification est souvent utilisée pour les processus qui nécessitent un apport d'énergie, mais pour lesquels le transfert par chauffage peut avoir des effets secondaires indésirables.

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sonicator sonics Vibra Cell

Un sonicateur ou processeur de liquide à ultrasons est composé de 3 éléments principaux: une source d'énergie, un convertisseur et une sonde. La source d'énergie prend l'électricité du réseau (230V et 50 Hz dans le BeNeLux) et la convertit en puissance avec une fréquence de 20 000 Hz. Cela signifie que le courant monte et descend 20 000 fois en 1 seconde. La source d'énergie envoie ce courant au convertisseur.
Le convertisseur contient 4 cristaux piézo-électriques. Ces cristaux ont une caractéristique très spécifique : chaque fois que la tension monte et descend, les cristaux piézo-électriques se contractent ou se dilatent. Les 4 cristaux piézo-électriques sont reliés à une tige métallique, appelée marteau. Chaque fois que les cristaux se dilatent et se contractent, le marteau frappe le fond du convertisseur. Cela signifie que ce processus a lieu 20 000 fois par seconde.
La sonde est vissée au fond du convertisseur. La sonde est une barre de titane qui a une longueur très spécifique : la longueur qui résonne à 20 000 Hz. En raison de la résonance, la barre se contracte et se dilate 20 000 fois par seconde. Cette expansion et cette contraction entraînent des changements de pression très explosifs dans le fluide situé à proximité de la pointe de la sonde. Ces changements de pression provoquent la création et l'implosion de millions de très petites bulles. Ce processus, appelé cavitation, transfère l'énergie au fluide.

Un bain ultrasonique a une faible intensité et le transfert d'énergie est très lent. Le transfert d'énergie s'effectue dans l'ensemble du bain. Il n'y a pas de cavitation dans un bain à ultrasons. Les applications typiques sont le détachement de cellules de filtres, le nettoyage d'équipements de production, ...
Avec les sonicateurs, il y a cavitation et le transfert d'énergie est très important. L'intensité est très concentrée autour de la pointe de la sonde. Mais en raison de la cavitation, le mouvement du fluide est énorme. C'est pourquoi l'effet sur l'ensemble du volume du fluide est le même. Les applications typiques sont la lyse cellulaire, la sonochimie, le dégazage, l'atomisation, ...

 
 


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