Ultraäänidispergointi

Ultraäänidispergointi on menetelmä, jossa korkeataajuisia ääniaaltoja käytetään hiukkasten hajottamiseen ja niiden jakautumisen parantamiseen nesteessä. Prosessi perustuu kavitaation ilmiöön, jossa ultraääniaaltojen aiheuttamat paineenvaihtelut luovat ja romahtavat pieniä kuplia nesteessä. Kuplien romahtaessa syntyy voimakkaita paikallisia iskuja ja leikkausvoimia, jotka hajottavat suuria hiukkasia pienemmiksi ja estävät niiden agglomeroitumisen.

Tämä tekniikka on hyödyllinen monilla eri aloilla. Esimerkiksi materiaalitekniikassa ultraäänidispergointia käytetään parantamaan esimerkiksi polymeerikomposiittien, keramiikkojen ja metallien ominaisuuksia hajottamalla täyteainehiukkasia tasaisesti matriisiin. Elintarviketeollisuudessa sitä voidaan käyttää emulsiotilojen, kuten majoneesin ja kastikkeiden, valmistukseen tai ainesosien, kuten kaakaon tai mausteiden, dispergointiin. Farmaseuttisella alalla ultraäänidispergointi auttaa parantamaan lääkeaineiden liukoisuutta ja biologista hyötyosuutta hajottamalla kiinteitä lääkehiukkasia nanopartikkeleiksi. Myös kemianteollisuudessa ja biotekniikassa sitä käytetään erilaisiin dispergointi- ja homogenointitarpeisiin.

Ultraäänidispergointilaitteet koostuvat yleensä generaattorista, joka tuottaa ultraäänitaajuisen sähkösignaalin, ja muuntimesta, joka muuttaa tämän signaalin mekaaniseksi värähtelyksi. Tämä värähtely välitetään nesteeseen esimerkiksi sonotrodin avulla. Prosessin tehokkuus riippuu useista tekijöistä, kuten ultraäänitehosta, taajuudesta, käsittelyajasta ja nesteen ominaisuuksista. Menetelmää pidetään yleensä energiatehokkaana ja ympäristöystävällisenä, koska se ei vaadi usein suuria määriä kemikaaleja dispergointiaineiksi.