Sonication

Wat is sonificatie?

Sonificatie is het proces waarbij je trillingen met een frequentie van 20 000 Hz gebruikt om energie over te brengen. De trillingen veroorzaken een proces dat cavitatie wordt genoemd in vloeistoffen. Het grote voordeel van sonificatie is dat je energie kunt overbrengen zonder je monster te verhitten. Om die reden wordt sonificatie vaak gebruikt voor processen die energie-input vereisen, maar waarbij overdracht door verhitting ongewenste neveneffecten kan hebben.

Meer informatie

sonicator sonics Vibra Cell

Een sonicator of ultrasone vloeistofprocessor heeft 3 hoofdonderdelen: een energiebron, een omzetter en een sonde. De energiebron neemt de elektriciteit van het netwerk (230V en 50 Hz in BeNeLux) en zet deze om in stroom met een frequentie van 20 000 Hz. Dit betekent dat de stroom 20 000 keer op en neer gaat in 1 seconde. De energiebron stuurt dit vermogen naar de converter.
De converter bevat 4 piëzo-elektrische kristallen. Deze kristallen hebben een zeer specifieke eigenschap: elke keer dat de spanning op en neer gaat, zullen de piëzo-elektrische kristallen samentrekken of uitzetten. De 4 piëzo-elektrische kristallen zijn verbonden met een metalen pin, die de hamer wordt genoemd. Telkens wanneer de kristallen uitzetten en samentrekken, zal de hamer de bodem van de converter raken. Dit betekent dat dit proces ook 20.000 keer per seconde plaatsvindt.
Onderin de converter wordt de sonde geschroefd. De sonde is een titanium staaf die een zeer specifieke lengte heeft: de lengte die resoneert bij 20 000 Hz. Door de resonantie zal de staaf 20 000 keer per seconde uitzetten en inkrimpen. Door dit uitzetten en inkrimpen vinden er zeer explosieve drukveranderingen plaats in de vloeistof in de buurt van de sondepunt. Deze drukveranderingen veroorzaken het ontstaan en imploderen van miljoenen zeer kleine belletjes. Dit proces wordt cavitatie genoemd en brengt de energie over op de vloeistof.

Een ultrasoon bad heeft een lage intensiteit en de energieoverdracht is erg langzaam. De energieoverdracht vindt plaats over het hele bad. Er is geen cavitatie in een ultrasoon bad. Typische toepassingen zijn het losmaken van cellen uit filters, het reinigen van productieapparatuur, ...
Bij sonicators is er cavitatie en is de energieoverdracht zeer groot. De intensiteit is zeer geconcentreerd rond de punt van de sonde. Maar door de cavitatie is de beweging van de vloeistof enorm. Daarom is het effect op het hele volume van de vloeistof hetzelfde. Typische toepassingen zijn cellyseren, sonochemie, ontgassen, atomiseren, ...

 
 


Related product categories