بالموجات فوق الصوتية الكسارة هو نوع من المعدات التي تستخدم الطاقة بالموجات فوق الصوتية لكسر ، تفريق ، استحلاب أو استخراج المواد ، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات علم الأحياء ، الكيمياء ، الطب ، والغذاء ، وحماية البيئة ، وهلم جرا . المبدأ الأساسي هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى عالية التردد الاهتزاز الميكانيكي ( عادة 20khz-100khz ) من خلال مسبار الموجات فوق الصوتية ( محول ) ، وتوليد " التجويف تأثير " في السائل ، وتشكيل فقاعات صغيرة وكسر على الفور ، وتوليد المحلية ارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع الضغط ( تصل إلى الآلاف من الضغط الجوي ) و موجة الصدمة ، وبالتالي تحقيق الهدف المادي أو العلاج الكيميائي . وفيما يلي المزايا الرئيسية للكسر بالموجات فوق الصوتية :

1 . سحق السريع ، حتى حجم الجسيمات

التجويف تأثير قوي القوة التدميرية : بالموجات فوق الصوتية التجويف فقاعة كسر عندما صدر من الطاقة يمكن أن تكون على الفور سحق جدار الخلية ، الجسيمات أو المجاميع ، كفاءة أعلى بكثير من التقليدية الميكانيكية التحريك أو طحن الأسلوب . على سبيل المثال ، في الخلية كسر بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تزيد من معدل كسر خلايا الخميرة إلى أكثر من 90 ٪ في غضون دقائق ، في حين أن الأساليب التقليدية قد يستغرق ساعات .

التحكم في حجم الجسيمات : من خلال تنظيم الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، والتردد ، وقت المعالجة ، يمكن التحكم بدقة في توزيع حجم الجسيمات بعد سحق ( على سبيل المثال ، نانومتر التشتت ) ، لتلبية مختلف التجارب أو متطلبات الإنتاج . على سبيل المثال ، في إعداد المواد متناهية الصغر ، الموجات فوق الصوتية يمكن أن يحقق موحد تشتت مونوديسبيرسي النانوية .

2 . علاج لطيف ، وحماية المكونات النشطة

ارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع ضغط عابر المحلية : الظروف القاسية الناجمة عن تأثير التجويف موجودة فقط في منطقة صغيرة و مدة قصيرة جدا ( ميكروثانية ) من أجل التأثير على درجة حرارة العينة كلها صغيرة ، وتجنب فترة طويلة من ارتفاع في درجة الحرارة يؤدي إلى لمسخ البروتين ، تعطيل انزيم أو تدهور المواد الحساسة للحرارة . على سبيل المثال ، في استخراج المكونات النشطة بيولوجيا النباتية مثل البوليفينول ، الفلافونويد ، الموجات فوق الصوتية يمكن أن تبقي على النشاط البيولوجي ، في حين أن الحرارة التقليدية استخراج الجزر قد يؤدي إلى فقدان النشاط .

عدم الاتصال : كسر مسبار الموجات فوق الصوتية لا تلمس العينة مباشرة ، والحد من الأضرار المادية الناجمة عن قوة القص الميكانيكية على العينة ، ولا سيما مناسبة لمعالجة الخلايا الضعيفة ( مثل خلايا الثدييات ) أو الجزيئات الحيوية الحساسة .

3 . عملية سهلة ومرنة

تعديل المعلمة قوية : يمكن للمستخدم ضبط السلطة ، التردد ، نبض واسطة ( المستمر / المتقطع ) و وقت المعالجة وفقا لخصائص العينة ( مثل اللزوجة ، والصلابة ، حجم ) ، وتحسين تأثير سحق . على سبيل المثال ، يمكن أن تكون العينة عالية اللزوجة تعامل مع انخفاض القوة لفترة طويلة ، في حين أن الجزيئات الصلبة تتطلب قوة عالية وقصيرة وقت الصدمة .

مناسبة لأنّ أنواع مختلفة من الحاويات : دعم حجم صغير ( مثل 1.5ml أنابيب الطرد المركزي ) إلى حجم كبير ( مثل 1 لتر كوب ) عينة العلاج ، ويمكن أن تكون مطابقة مع مواصفات مختلفة من تحقيقات ( مثل micropoint التحقيق ، رئيس شقة كبيرة التحقيق ) لتناسب أحجام مختلفة من الحاويات .

درجة عالية من الأتمتة : بعض النماذج مجهزة لوحة التحكم الرقمية أو برامج الكمبيوتر ، يمكن مسبقا برنامج معالجة وتخزين البيانات في الوقت الحقيقي رصد المعلمات ، والحد من الأخطاء التشغيلية ، وتحسين تجربة التكرار .

4 - نطاق تطبيق واسع ، وظائف متنوعة

تطبيقات متعددة المجالات :

المجال البيولوجي : كسر الخلايا ( البكتيريا والخميرة والخلايا النباتية ) ، استخراج البروتين ، الحمض النووي / الحمض النووي الريبي الإصدار ، والتحلل الأنزيمي تسارع .

المجال الكيميائي : إعداد المواد الحفازة ، نانومتر التشتت ، مستحلب التجانس ، والتركيب العضوي فعل التسارع .

المجال الطبي : إعداد الأدوية ( على سبيل المثال ، الحويصلية ، Microsphere ) ، استخراج الطب الصيني التقليدي ، وإنتاج اللقاحات .

مجال الغذاء : منتجات الألبان التجانس ، عصير الفاكهة ، واستخراج النفط ، والمضافات الغذائية التشتت .

مجال حماية البيئة : معالجة الحمأة ، وتدهور مياه الصرف الصحي ، وإزالة ايونات المعادن الثقيلة .

متعددة الوظائف المتكاملة : جزء من بالموجات فوق الصوتية الكسارة يمكن أن ندرك في وقت واحد سحق ، الاستحلاب ، والتشتت ، استخراج ، والتنظيف وغيرها من المهام ، آلة واحدة متعددة الأغراض ، والحد من تكاليف المعدات .

5 . توفير الطاقة وحماية البيئة ، منخفضة التكلفة

انخفاض استهلاك الطاقة : الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكسارة عادة ما تكون بين عدة عشرات من واط إلى عدة مئات من واط ، أقل بكثير من التقليدية أو ارتفاع ضغط الخالط الكرة مطحنة ( كيلوواط ) ، واستخدام على المدى الطويل يمكن أن ينقذ كثيرا من تكاليف الطاقة .

لا تلوث كيميائي : تعتمد فقط على العمل البدني لكسر العينة ، لا تحتاج إلى إضافة الكواشف الكيميائية ، وتجنب التلوث الثانوي ، تمشيا مع مفهوم الكيمياء الخضراء .

صيانة بسيطة : هيكل بسيط من المعدات ، والمكونات الرئيسية ( مثل التحقيق ) من السهل تفكيك وتنظيف ، وليس هناك انتقال الميكانيكية المعقدة ، وانخفاض معدل الفشل ، وانخفاض تكاليف الصيانة .

6 . التكرار جيدة وموثوق بها البيانات التجريبية

المعلمة السيطرة : من خلال التحكم الرقمي يمكن أن تتكرر بدقة معالجة الظروف ( مثل السلطة ، الوقت ، درجة الحرارة ) ، لضمان الاتساق بين نتائج التجارب في دفعات مختلفة ، وتلبية متطلبات مراقبة الجودة في البحث العلمي أو الإنتاج .

في الوقت الحقيقي رصد وظيفة : بعض النماذج مجهزة أجهزة استشعار درجة الحرارة أو الطاقة نظام الرصد ، في الوقت الحقيقي تجهيز ردود الفعل على البارامترات الرئيسية ، لتجنب تقلبات الظروف الناجمة عن فشل التجربة .

7 . سلامة عالية ، وانخفاض المخاطر التشغيلية

تصميم مغلقة : معظم بالموجات فوق الصوتية الكسارة تعتمد على نوع المغلقة غرفة العلاج أو التحقيق الغمر نوع التصميم ، والحد من مخاطر العينة سبلاش ، وحماية سلامة المشغلين .

حماية الزائد : المدمج في جهاز حماية الزائد ، عندما تكون السلطة غير طبيعية أو انسداد التحقيق تلقائيا إيقاف لتجنب تلف المعدات أو الحوادث الأمنية .