Premye aplikasyon ultrason nan byochimik ta dwe kraze miray selil la ak ultrason pou libere sa ki ladan l. Etid ki fèt apre yo montre ke ultrason ki gen ti entansite ka ankouraje pwosesis reyaksyon byochimik la. Pa egzanp, iradyasyon ultrason nan yon baz eleman nitritif likid ka ogmante to kwasans selil alg yo, kidonk ogmante kantite pwoteyin selil sa yo pwodui pa twa fwa.

Konpare ak dansite enèji efondreman bul kavitasyon an, dansite enèji chan son ultrason an ogmante pa plizyè bilyon fwa, sa ki lakòz yon gwo konsantrasyon enèji; Fenomèn sonochimik ak sonoluminesans ki koze pa tanperati ak presyon ki wo ki pwodui pa bul kavitasyon yo se fòm inik echanj enèji ak materyèl nan sonochimi. Se poutèt sa, ultrason jwe yon wòl ki pi enpòtan nan ekstraksyon chimik, pwodiksyon biodizel, sentèz òganik, tretman mikwòb, degradasyon polyan òganik toksik, vitès ak sede reyaksyon chimik, efikasite katalitik katalis, tretman biodegradasyon, prevansyon ak retire echèl ultrason, kraze selil byolojik, dispèsyon ak aglomerasyon, ak reyaksyon sonochimik.

1. reyaksyon chimik amelyore pa ultrasons.

Reyaksyon chimik amelyore pa ultrason. Fòs prensipal ki kondwi a se kavitasyon ultrason. Tonbe nwayo bul kavitasyon an pwodui tanperati lokal ki wo, presyon ki wo ak enpak fò ak mikwo jè, ki bay yon anviwònman fizik ak chimik nouvo ak trè espesyal pou reyaksyon chimik ki difisil oswa enposib pou reyalize nan kondisyon nòmal.

2. Reyaksyon katalitik ultrasonik.

Kòm yon nouvo domèn rechèch, reyaksyon katalitik ultrasons lan atire pi plis enterè. Prensipal efè ultrasons sou reyaksyon katalitik yo se:

(1) Tanperati ki wo ak presyon ki wo fezab pou krak reyaktif yo an radikal lib ak kabòn divalan, pou fòme espès reyaksyon ki pi aktif;

(2) Ond chòk ak mikwo jè gen efè desòpsyon ak netwayaj sou sifas solid (tankou katalis), sa ki ka retire pwodwi reyaksyon sifas oswa entèmedyè ak kouch pasivasyon sifas katalis la;

(3) Ond chòk la ka detwi estrikti reyaktif la.

(4) Sistèm reyaktif dispèse;

(5) Kavitasyon ultrasonik erode sifas metal la, epi vag chòk la mennen nan defòmasyon rezo metal la ak fòmasyon zòn souch entèn lan, ki amelyore aktivite reyaksyon chimik metal la;

6) Ankouraje sòlvan an pou l penetre nan solid la pou pwodui sa yo rele reyaksyon enklizyon an;

(7) Pou amelyore dispèsyon katalis la, yo souvan itilize ultrasons nan preparasyon katalis la. Iradyasyon ultrasons ka ogmante sifas katalis la, fè konpozan aktif yo dispèse pi inifòm epi amelyore aktivite katalitik la.

3. Chimi polymère ultrasonik

Aplikasyon chimi polimè pozitif ultrasons lan te atire anpil atansyon. Tretman ultrasons ka degrade makromolekil, espesyalman polimè ki gen gwo pwa molekilè. Seluloz, jelatin, kawoutchou ak pwoteyin ka degrade pa tretman ultrasons. Kounye a, jeneralman yo kwè ke mekanis degradasyon ultrasons lan se akòz efè fòs ak presyon ki wo a lè ti wonn kavitasyon an pete, epi lòt pati degradasyon an ka akòz efè chalè. Anba sèten kondisyon, ultrasons pouvwa kapab tou inisye polimerizasyon. Iradyasyon ultrasons fò ka inisye kopolimerizasyon alkòl polivinil ak akrilonitril pou prepare kopolimè blòk, ak kopolimerizasyon asetat polivinil ak oksid polietilèn pou fòme kopolimè grèf.

4. Nouvo teknoloji reyaksyon chimik amelyore pa chan ultrasons

Konbinezon nouvo teknoloji reyaksyon chimik ak amelyorasyon chan ultrasons lan se yon lòt direksyon devlopman potansyèl nan domèn chimi ultrasons lan. Pa egzanp, yo itilize likid superkritik la kòm mwayen, epi yo itilize chan ultrasons lan pou ranfòse reyaksyon katalitik la. Pa egzanp, likid superkritik la gen dansite ki sanble ak likid la epi viskozite ak koyefisyan difizyon ki sanble ak gaz la, sa ki fè disolisyon li ekivalan a likid epi kapasite transfè mas li ekivalan a gaz. Yo ka amelyore dezaktivasyon katalis etewojèn nan lè yo itilize bon solubilite ak pwopriyete difizyon likid superkritik la, men se san dout krèm nan si yo ka itilize chan ultrasons lan pou ranfòse li. Ond chòk la ak mikwo jè ki pwodui pa kavitasyon ultrasons lan pa sèlman ka amelyore anpil likid superkritik la pou fonn kèk sibstans ki mennen nan dezaktivasyon katalis la, jwe wòl desòpsyon ak netwayaj, epi kenbe katalis la aktif pou yon bon bout tan, men tou jwe wòl brase, ki ka dispèse sistèm reyaksyon an, epi fè to transfè mas reyaksyon chimik likid superkritik la rive nan yon nivo ki pi wo. Anplis de sa, tanperati ki wo ak presyon ki wo nan pwen lokal la ki fòme pa kavitasyon ultrasons lan pral fezab pou fann reyaktif yo an radikal lib epi akselere anpil vitès reyaksyon an. Kounye a, gen anpil etid sou reyaksyon chimik likid superkritik, men gen kèk etid sou amelyorasyon reyaksyon sa yo pa chan ultrasons.

5. aplikasyon ultrasons gwo puisans nan pwodiksyon biodizel

Kle pou preparasyon biodizel la se transesterifikasyon katalitik gliserid asid gra ak metanol ak lòt alkòl ki ba an kabòn. Iltrason ka evidamman ranfòse reyaksyon transesterifikasyon an, espesyalman pou sistèm reyaksyon etewojèn, li ka amelyore anpil efè melanj (emulsifikasyon) an epi ankouraje reyaksyon kontak molekilè endirèk la, pou reyaksyon ki te orijinèlman nesesè pou fèt anba kondisyon tanperati ki wo (presyon ki wo) ka fini nan tanperati chanm (oswa toupre tanperati chanm), epi diminye tan reyaksyon an. Ond iltrason yo pa sèlman itilize nan pwosesis transesterifikasyon an, men tou nan separasyon melanj reyaksyon an. Chèchè nan Inivèsite Eta Mississippi nan Etazini te itilize pwosesis iltrason nan pwodiksyon biodizel. Rannman biodizel la te depase 99% nan 5 minit, alòske sistèm reaktè pakèt konvansyonèl la te pran plis pase 1 èdtan.