Cavitation là từ để miêu tả hiện tượng “Xâm thực” của sóng siêu âm khi nó truyền vào trong chất lỏng.

Trong chu kỳ áp suất thấp,sóng siêu âm cường độ cao tạo ra vô vàn các bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng.Các bóng khí này sẽ di chuyển và hấp thu năng lượng, Khi các bong bóng khí đạt được một kích thước mà tại đó nó không còn có thể hấp thụ năng lượng được nữa, chúng sẽ nổ tung dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng này được gọi là cavitation. Trong quá trình nổ nhiệt độ rất cao (xấp xỉ  5.000 k) và áp suất (xấp xỉ 2.000 ATM) đạt được tại điểm nổ.   

      Sơ đồ sự hình thành &phát triển của bong bóng khí trong siêu âm chất lỏng dẫn đến hiện tượng “xâm thực”

Cavitation gây ra các tác động cưỡng bức cực đoan tại điểm nổ, chẳng hạn như  các tia phản lực chất lỏng lên đến 1000km / giờ, áp suất lên đến 2000 atm và nhiệt độ lên tới 5000 Kelvin. Những năng lượng siêu âm được tạo ra được sử dụng cho nhiều ứng dụng xử lý chất lỏng như tẩy rửa, đồng nhất, phân tán, nhũ tương hóa, khai thác, phá vỡ tế bào, cũng như tăng cường các phản ứng hóa học.

Nhờ hiện tượng Cavitation này,sóng siêu âm truyền vào trong chất lỏng được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực,ngành nghề khác nhau,chúng ta có thể tìm hiểu ở dưới đây:

1.Ứng dụng trong làm sạch bằng sóng siêu âm:

Trong số tất cả các phương pháp làm sạch hiện tại,làm sạch siêu âm là phương pháp hiệu quả và nhanh chóng nhất.Lý do tại sao làm sạch siêu âm có thể đạt được kết quả như vậy có liên quan mật thiết đến nguyên tắc làm việc và phương pháp làm sạch độc đáo của nó. Chúng ta biết rằng trong sản xuất và đời sống có rất nhiều thứ cần phải giữ sạch. Có nhiều loại và liên kết cần được làm sạch. Các phương pháp làm sạch thủ công thông thường không đáp ứng được yêu cầu. Ngay cả làm sạch bằng hơi nước và làm sạch bằng tia nước áp suất cao cũng không thể đáp ứng được độ sạch với nhu cầu cao hơn, vì vậy đây là lý do tại sao làm sạch bằng siêu âm ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

• Công nghiệp máy móc: loại bỏ rỉ sét và dầu mỡ; vệ sinh dụng cụ đo lường; tẩy dầu mỡ và tẩy gỉ các bộ phận cơ khí; việc làm sạch động cơ, bộ chế hòa khí và phụ tùng ô tô, chương trình sàng lọc và làm sạch các bộ lọc.
• Công nghiệp xử lý bề mặt: tẩy dầu mỡ và tẩy gỉ trước khi mạ điện; làm sạch mạ trước ion; phốt phát; loại bỏ cặn carbon, vảy oxit, bột nhão đánh bóng, kích hoạt bề mặt của phôi kim loại, v.v.
• Ngành y tế: làm sạch, khử trùng, khử trùng, làm sạch dụng cụ thí nghiệm, v.v.
• Công nghiệp thiết bị đo đạc: làm sạch các bộ phận chính xác với độ sạch cao, làm sạch trước khi lắp ráp, v.v.
• Công nghiệp điện cơ điện tử: bản mạch in tẩy nhựa thông, vết hàn; làm sạch các tiếp điểm điện áp cao, thiết bị đầu cuối và các bộ phận cơ khí và điện tử khác.
• Công nghiệp quang học: tẩy dầu mỡ, loại bỏ mồ hôi, loại bỏ bụi của các thành phần quang học.
• Công nghiệp bán dẫn: Làm sạch các tấm bán dẫn có độ sạch cao.
• Văn hóa khoa học và giáo dục: làm sạch và tẩy cặn các dụng cụ thí nghiệm như sinh vật hóa học.
• Đồng hồ và Trang sức: Loại bỏ cặn, bụi, oxit, chất đánh bóng, v.v.
• Công nghiệp hóa dầu: làm sạch và mở các bộ lọc kim loại; thùng chứa hóa chất, làm sạch bộ trao đổi, vv
• Công nghiệp in và nhuộm vải: làm sạch cọc dệt, máy kéo sợi, v.v.

Các ứng dụng kể trên là một trong số vô vàn các ứng dụng làm sạch của sóng siêu âm.

Bể rửa siêu âm công nghiệp do M&D sản xuất

2.Ứng dụng trong sản xuất dược phẩm,mỹ phẩm,thực phẩm

Trong sản xuất dược phẩm:

1. Chiết xuất hoạt chất: Sóng siêu âm được sử dụng để tăng cường quá trình chiết xuất hoạt chất từ các nguyên liệu tự nhiên, như cây cỏ và các chất hữu cơ khác. Điều này giúp tăng hiệu suất chiết xuất và giảm thời gian chiết xuất.
2. Đồng nhất hóa: Sóng siêu âm giúp tạo ra các hạt nhỏ đồng nhất trong các dung dịch, giúp cải thiện độ ổn định và sinh khả dụng của các sản phẩm dược phẩm.
3. Tạo nhũ tương: Sóng siêu âm có khả năng tạo ra các nhũ tương siêu nhỏ, giúp cải thiện tính ổn định và hiệu quả của các dạng bào chế như kem, thuốc mỡ và thuốc uống.
4. Nâng cao chất lượng viên nén: Sóng siêu âm có thể được sử dụng để kiểm soát kích thước hạt và hình dạng của các viên nén, giúp cải thiện độ hòa tan và khả năng sinh học của các hoạt chất.
5. Giải phóng hoạt chất: Sóng siêu âm giúp phá vỡ các cấu trúc màng và các hạt để giải phóng hoạt chất trong các hệ thống phóng thích kiểm soát.
6. Nghiền siêu âm: Giảm kích thước hạt chất tan, chẳng hạn như nghiền tế bào, phát hiện hóa chất, v.v.

Trong sản xuất Mỹ phẩm,thực phẩm:

1. Chiết xuất dinh dưỡng: Sóng siêu âm giúp tăng hiệu suất chiết xuất các chất dinh dưỡng, chất chống oxi hóa và hương liệu từ các nguyên liệu thực phẩm.
2. Cải thiện quá trình lên men: Sóng siêu âm có thể được sử dụng để tăng tốc quá trình lên men, cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
3. Đồng nhất hóa: Sóng siêu âm giúp tạo ra các hạt nhỏ và đồng nhất trong các sản phẩm như sữa, nước ép và các loại đồ uống, cải thiện tính ổn định và cấu trúc của sản phẩm.
4. Phân tán các hạt: Sóng siêu âm giúp phân tán các hạt rắn hoặc lỏng trong nền dung dịch, giúp tạo ra các sản phẩm có kết cấu đồng nhất và tránh hiện tượng tách lớp.
5. Tăng cường hiệu quả bảo quản: Sóng siêu âm có thể giúp tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật trong các sản phẩm mỹ phẩm, kéo dài thời gian sử dụng và đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.
6. Phát triển sản phẩm mới: Sóng siêu âm hỗ trợ quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới, giúp thử nghiệm và tối ưu hóa công thức mỹ phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả.
7. Tiệt trùng: Sóng siêu âm có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật trong thực phẩm, giúp kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo an toàn thực phẩm.
8. Cải thiện kết cấu: Sóng siêu âm được sử dụng để cải thiện kết cấu của thực phẩm, chẳng hạn như làm mềm thịt và cải thiện độ mịn của các sản phẩm từ bột mì.
9. Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng sóng siêu âm giúp giảm thời gian và năng lượng tiêu thụ trong các quá trình như chiết xuất, đồng nhất hóa và tiệt trùng.

Các ứng dụng này giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất trong ngành dược phẩm và thực phẩm,mỹ phẩm.

Trong các ứng dụng để sản xuất dược phẩm,mỹ phẩm,thực phẩm thông thường được sử dụng đầu dò dạng que nhúng