Татбиқи барвақти ултрасадо дар биохимия бояд шикастани девори ҳуҷайра бо УЗИ барои озод кардани мундариҷаи он бошад.Тадқиқотҳои минбаъда нишон доданд, ки УЗИ-и пастсифат метавонад ба раванди реаксияи биохимиявӣ мусоидат кунад.Масалан, радиатсияи ултрасадоӣ аз пойгоҳи ғизоии моеъ метавонад суръати афзоиши ҳуҷайраҳои алгалро зиёд кунад ва ба ин васила миқдори сафедаеро, ки ин ҳуҷайраҳо тавлид мекунанд, се маротиба зиёд кунад.

Дар муқоиса бо зичии энергетикии фурӯпошии ҳубобчаи кавитатсионӣ, зичии энергетикии майдони садои ултрасадо аз ҷониби триллионҳо маротиба васеъ карда шуд, ки дар натиҷа консентратсияи бузурги энергия ба вуҷуд омадааст;Падидаҳои сонохимикӣ ва сонолюминессенсия, ки дар натиҷаи ҳарорат ва фишори баланд аз ҷониби футурҳои кавитатсионӣ ба вуҷуд омадаанд, шаклҳои беназири мубодилаи энергия ва мавод дар сонохимия мебошанд.Аз ин рӯ, ултрасадо дар истихроҷи кимиёвӣ, истеҳсоли биодизелӣ, синтези органикӣ, коркарди микробҳо, таназзули ифлоскунандаҳои органикии заҳролуд, суръат ва ҳосили кимиёвӣ, самаранокии каталитикии катализатор, табобати биодеградатсия, пешгирӣ ва бартараф кардани миқёси ултрасадо, майдакунии ҳуҷайраҳои биологӣ нақши муҳим мебозад. , дисперсия ва агломератсия ва реаксияи сонохимикӣ.

1. реаксияи кимиёвии мукаммали ултрасадо.

Реаксияи химиявии ултрасадо.Қувваи асосии пешбаранда кавитасияи ултрасадо мебошад.Фурӯпошии ядрои ҳубобчаи кавитатсионӣ ҳарорати баланди маҳаллӣ, фишори баланд ва таъсири сахт ва микрореактивиро ба вуҷуд меорад, ки барои реаксияҳои кимиёвӣ муҳити нав ва хеле махсуси физикӣ ва химиявӣ фароҳам меорад, ки дар шароити муқаррарӣ ба даст овардан душвор ё ғайриимкон аст.

2. Реаксияи каталитикии ултрасадо.

Ҳамчун як соҳаи нави тадқиқот, реаксияи каталитикии ултрасадо таваҷҷӯҳи бештар ва бештарро ҷалб кард.Таъсири асосии ултрасадо ба реаксияи каталитикӣ инҳоянд:

(1) Ҳарорати баланд ва фишори баланд ба реаксияҳои реактивҳо ба радикалҳои озод ва карбонҳои дувалентӣ мусоидат мекунанд, ки намудҳои реаксияи фаъолтарро ташкил медиҳанд;

(2) Мавҷи зарба ва микро реактивҳо ба сатҳи сахт (ба монанди катализатор) таъсири десорбсия ва тозакунӣ доранд, ки метавонанд маҳсулоти реаксияи рӯизаминӣ ё миёнаравӣ ва қабати пассиватсияи сатҳи катализаторро хориҷ кунанд;

(3) Мавҷи зарба метавонад сохтори реактивиро вайрон кунад

(4) Системаи реактиви пароканда;

(5) Кавитасияи ултрасадо сатҳи металлро вайрон мекунад ва мавҷи зарба ба деформатсияи lattice металлӣ ва ташаккули минтақаи шиддати дохилӣ, ки фаъолияти реаксияи химиявии металлро беҳтар мекунад;

6) Ҳавасманд кардани ҳалкунанда барои ворид шудан ба ҷисми сахт барои тавлиди реаксияи ба истилоҳ дохилшавӣ;

(7) Барои беҳтар кардани паҳншавии катализатор, ултрасадо аксар вақт дар тайёр кардани катализатор истифода мешавад.Радиатсияи ултрасадо метавонад майдони сатҳи катализаторро зиёд кунад, ҷузъҳои фаъолро баробартар пароканда кунад ва фаъолияти каталитикиро баланд бардорад.

3. Химияи полимерии ултрасадо

Татбиқи химияи полимерии ултрасадо диққати васеъро ҷалб кард.Табобати ултрасадо метавонад макромолекулаҳоро, махсусан полимерҳои вазни молекулавии баландро вайрон кунад.Целлюлоза, желатин, каучук ва сафеда метавонад тавассути табобати ултрасадо вайрон карда шавад.Дар айни замон, ба таври умум чунин мешуморанд, ки механизми таназзули ултрасадо аз таъсири қувва ва фишори баланд ҳангоми даридаи ҳубобчаи кавитатсионӣ ва қисми дигари таназзул метавонад аз таъсири гармӣ бошад.Дар шароити муайян, ултрасадои барқ ​​низ метавонад полимеризатсияро оғоз кунад.Шуоъи пурқуввати ултрасадо метавонад сополимеризатсияи спирти поливинилӣ ва акрилонитрилро барои омода кардани сополимерҳои блок ва сополимеризатсияи поливинилацетат ва оксиди полиэтиленӣ барои ташаккули сополимерҳои пайвандкунӣ оғоз кунад.

4. Технологияи нави реаксияи кимиёвӣ аз ҷониби соҳаи ултрасадо такмил дода шудааст

Маҷмӯи технологияи нави реаксияи химиявӣ ва баланд бардоштани соҳаи ултрасадо як самти дигари потенсиалии рушд дар соҳаи химияи ултрасадо мебошад.Масалан, моеъи суперкритикӣ ҳамчун миёна истифода мешавад ва майдони ултрасадо барои таҳкими реаксияи каталитикӣ истифода мешавад.Масалан, моеъи суперкритикӣ зичии ба моеъ ва коэффисиенти часпакӣ ва диффузия ба газ шабеҳ дорад, ки обшавии онро ба моеъ ва қобилияти интиқоли массаашро ба газ баробар мекунад.Деактиватсияи катализатори гетерогениро тавассути истифодаи хосиятҳои хуби ҳалшавандагӣ ва диффузияи моеъи суперкритикӣ беҳтар кардан мумкин аст, аммо бешубҳа яхбандии торт аст, агар майдони ултрасадо барои мустаҳкам кардани он истифода шавад.Мавҷи зарба ва микрореактивӣ, ки тавассути кавитасияи ултрасадо ба вуҷуд омадааст, на танҳо метавонад моеъи суперкритикиро барои пароканда кардани баъзе моддаҳое, ки ба ғайрифаъолшавии катализатор оварда мерасонанд, хеле зиёд кунад, нақши десорбсия ва тозакуниро иҷро кунад ва катализаторро барои муддати тӯлонӣ фаъол нигоҳ дорад, балки нақши шӯриш, ки метавонад системаи реаксияро пароканда кунад ва суръати интиқоли массаи реаксияи химиявии моеъи суперкритикиро ба сатҳи баландтар расонад.Илова бар ин, ҳарорати баланд ва фишори баланд дар нуқтаи маҳаллӣ, ки тавассути кавитасияи ултрасадо ба вуҷуд омадааст, ба реаксияҳои реаксия ба радикалҳои озод мусоидат мекунад ва суръати реаксияро хеле метезонад.Дар айни замон, дар бораи реаксияи кимиёвии моеъи суперкритикӣ тадқиқотҳои зиёд мавҷуданд, аммо каме тадқиқот оид ба такмил додани чунин реаксия тавассути майдони ултрасадо.

5. татбиқи ултрасадо-қудрати баланд дар истеҳсоли biodiesel

Калиди тайёр кардани биодизел ин трансэстерификатсияи каталитикии глицериди кислотаи равғанӣ бо метанол ва дигар спиртҳои камкарбон мебошад.УЗИ метавонад баръало реаксияи трансэтерификатсияро тақвият диҳад, махсусан барои системаҳои реаксияи гетерогенӣ, он метавонад таъсири омехта (эмульсификация) -ро ба таври назаррас афзоиш диҳад ва реаксияи алоқаи ғайримустақими молекулавиро пеш барад, то реаксия дар ибтидо дар шароити ҳарорати баланд (фишори баланд) гузаронида шавад. мумкин аст дар ҳарорати хонагӣ анҷом (ё наздик ба ҳарорати хонагӣ), Ва кӯтоҳ кардани вақти реаксия.Мавҷи ултрасадо на танҳо дар раванди трансэтерификатсия, балки дар ҷудокунии омехтаи реаксия низ истифода мешавад.Муҳаққиқон аз Донишгоҳи давлатии Миссисипи Иёлоти Муттаҳида коркарди ултрасадо дар истеҳсоли биодизелро истифода бурданд.Ҳосили биодизел дар давоми 5 дақиқа аз 99% гузашт, дар ҳоле ки системаи анъанавии реактори партия зиёда аз 1 соат вақт гирифт.