Sonicator 원리 - Sonicator wonli

​▣ 초음파파쇄기의 원리

   수정과 같은 물질에 기계적인 압력을 가하면 물질내부에 자장의 변화가 일어나는데,​역으로

   전기를 가하면 기계적인 변화에 의해 진동하는 성질이 있다.이러한 성질을 압전성

   ​(Piezoelectricity) 이라하는데 Piezoelectric crystal에 초당20,000번  의 전기적 spark

​   를 가하면 Piezoelectric crystal에 초당 20,000번의 진동이 일어나게 된다.

   즉 20KHz의 주파수(frequency)의 진동이 발생하게 된다.

   이와 같이  압전성 물질은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 전환 시켜주는 것인 Ultrasonic

   Processor에서 이장치를 Converter라 한다.

   이 Converter에 가늘고 긴 Stainless steel로된 Probe를 부착시키면 진동이 Probe를 따라 

   지나면서 진동의 세기(amplitude)가 증폭되게 되는데, 강력한 세기를 가진 증폭된 20KHz 

   ​초음파(Ultrasound)는 용액 속으로 퍼져나가게 된다.

   강력한 세기의 20KHz의 초음파가 용액 속으로 방출되면 용액 내부에 파동이 생긴다. 하나의

   파동이 생겨 앞으로 나가면 나가는 방향으로는 positive pressure가 생기고 그 바로 뒤편에

   는 순간적으로 negative pressure 가 발생하고 그 결과 bubble형태로된 수백만 개의

   microcavity(미세공간)가 형성된다. 이 미세공간은 순간적으로 서로 뭉쳐져 커지기도 하나

   즉시 바로 뒤이어 따라오는 초음파 파동의 positive pressure에 의해 격렬하게 파쇄하게

   된다. 미세공간이 생성되어 파쇄되기 까지의 시간은 수밀리초에 불과하지만 이 미세공간이

   파쇄 될때에는 물의 격한 흐름,소용돌이 등의 현상에 의해 강한 충격파(shock wave)가 발생

   한다. 이러한 충격파가 용액의 작은 부분에서 수백만개가 발생하면 이 충격파에 의해 엄청난

   에너지(최대10만기압)가 생성된다.

   ​이 에너지를 초음파파쇄기(Sonicator), 균질기(Homogenization)등에 이용 할 수 있다 

▣ 초음파파쇄기의 적용분야 

   초음파파쇄기(sonicator)는 초음파분산기(sonicator disperser), 초음파분쇄기

   (Ultrasonicator), 초음파유화기(Ultrasonic Liquid), 초음파균질기(Ultrasonic Processor)

   라고하여, 제약, 화장품, 식품, 생화학, 의학등의 많은 산업분야에서 입자분석(Dispersing),

   입자분쇄(Particle size reduction), 균질(Homogenizing), 미생물,동식물 및 지방세포파쇄

   (Cell Disruption), 핵산조각화(DNA Shearing), 염색체조각화(Chromatin Shearing), 이종액체

   유화(Emulsifying), 유효물질추출(Extraction), 화학반응촉진 및 촉매작용(Sonochemistry)등

   에 적용된다.

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