Der Ultraschall-Zellbrecher nutzt die Dispersionswirkung von Ultraschallwellen in Flüssigkeiten, um Kavitation zu erzeugen und so Feststoffpartikel oder Zellgewebe zu zerkleinern. Der Ultraschall-Zellbrecher besteht aus einem Ultraschallgenerator und einem Ultraschallwandler. Der Ultraschallgenerator wandelt 50/60 Hz Netzstrom in 18–21 kHz Hochfrequenz und Hochspannung um. Die Energie wird an den piezoelektrischen Wandler übertragen und in hochfrequente mechanische Schwingungen umgewandelt. Nach der Energieakkumulation und Amplitudenverstärkung des Horns wirkt dieses auf die Flüssigkeit ein und erzeugt eine starke Druckwelle, die Millionen von Mikrobläschen bildet. Durch die hochfrequenten Schwingungen wachsen die Bläschen schnell und schließen sich dann schlagartig. Beim Schließen der Bläschen entstehen durch die Kollision der Flüssigkeiten starke Stoßwellen, die einen um das Tausendfache höheren atmosphärischen Druck erzeugen (Ultraschallkavitation). Dadurch erzeugt die Spitze des Horns starke Scherkräfte, die die Gasmoleküle stark aufwirbeln. Die Energie reicht aus, um Zellen und verschiedene anorganische Substanzen zu zerkleinern und neu anzuordnen.

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