استخراج عصاره گیاهان با استفاده از امواج آلتراسونیک

یکی از کاربردهای امواج آلتراسونیک، استخراج عصاره گیاهان می باشد. همانطور که در این ویدئو تشریح می شود، اساس این روش ایجاد کاویتاسیون در محیط مایعی است که گیاه در آن قرار دارد و کاویتاسیون ایجاد شده در مایع می تواند عصاره گیاهان را خارج نماید.

تشریح عملکرد هورن آلتراسونیک

همانطور که قبلاً اشاره شد، هورن قسمتی از یک تجهیز آلتراسونیک است که روی ترانسدیوسر مونتاژ می شود و وظیفه انتقال ارتعاش از ترانسدیوسر به منطقه انجام عملیات جوشکاری، دوخت، همگن سازی و ..... را بر عهده دارد و می تواند ضمن انتقال ارتعاش دامنه نوسان موج را نیز تقویت نماید. همچنین می توان بین ترانسدیوسر و هورنی که مسئول انجام عملیات است یک قطعه با هندسه هورن استفاده کرد که یک مرحله دامنه ارتعاش تقویت شود و بعد دامنه ارتعاش مجدداً توسط هورن تقویت شود که به این قطعه واسط اصطلاحاً بوستر گفته می شود. 

هورن می تواند اشکال مختلفی داشته باشد که هر هندسه انتخابی می تواند به شکل متفاوتی دامنه موج را تقویت نماید.

طراحی هورن فرایند ساده ای نیست. زیرا هورن باید طوری طراحی شود که زمانیکه روی ترانسدیسور مونتاژ می شود، فرکانس رزونانس کل مجموعه با فرکانس رزونانس ترانسدیوسر به تنهایی یکی باشد و از طرفی تنظیم دامنه مورد نیاز با توجه به کاربرد مد نظر ، در انتهای هورن نیز نکات خاص خود را دارد .

در ویدئوی زیر نحوه تقویت دامنه نوسان توسط هورن نمایش داده شده است.

مشخصات ترانسدیوسر و هورن:

طول ترانسدیوسر: 78.5 میلی متر

قطر: 38 میلی متر

جنس پیزوالکتریک: PZT8

جنس جرم جلویی و هورن: آلومینیوم آلیاژی

جنس جرم پشتی: فولاد آلیاژی

فرکانس کاری: 25 کیلوهرتز

طول هورن : 97 میلی متر

نوع هورن : پله ای متقارن

قطر ابتدا: 38 میلی متر

قطر انتها : 20 میلی متر

هورن آلتراسونیک چیست؟

هورن آلتراسونیک یا سونوترود آلتراسونیک یکی از المان‌های اصلی سیستم‌های آلتراسونیک است که وظیفه انتقال و هدایت ارتعاشات آلتراسونیک را از انتهای بوستر (یا ترنسدیوسر) به محل اجرای فرآیند (جوشکاری، برشکاری، پینینگ، ماشینکاری، دوخت، همگن‌سازی و…) بر عهده دارد. در حین انتقال ارتعاشات، هورن یا همان سونوترود می‌تواند دامنه ارتعاشات آلتراسونیک را نیز تقویت نماید.هورن یا سونوترود آلتراسونیک قطعه ای است که وظیفه هدایت انرژی صوتی (آکوستیکی) به قطعه را به عهده دارد.ارتعاشات جلوی سونوترود به محیط گاز، مایع یا جامد منتقل می‌شود و در هر محیط اثر مخصوص به خود را دارد. 

براساس معیارهای مختلف مانند کاربرد، قیمت تمام شده و ... از جنس‌های متنوعی برای ساخت هورن آلتراسونیک استفاده می‌شود. برای کاربردهای معمولی از آلیاژ آلومینیوم و برای کاربردهای با فشار و سایش زیاد از آلیاژهای تیتانیوم استفاده می‌شود. در برخی از کاربردها که نیاز به استحکام زیاد وجود دارد اما قیمت پایین است از جنس انواع فولاد آلیاژی استفاده می‌شود. سونوترود آلتراسونیک باید از مقاومت خوبی دربرابر سایش برخوردار باشند همچنین باید دارای مقاومت خستگی بالا به دلیل وجود ارتعاشات در سیستم و خواص آکوستیک مناسب باشد.طراحی یک هورن اولتراسونیک فرآیند ساده‌ای نیست، انتخاب درست جنس، بالانس بودن هورن، طراحی برای دامنه مورد نظر و تنظیم آن بر روی یک فرکانس خاص از مواردی است که باید هنگام طراحی در نظر گرفته شود. طراحی نادرست سونوترود آلتراسونیک می‌تواند باعث آسیب به ژنراتور و ترنسدیوسر آلتراسونیک شود.