L-applikazzjoni bikrija tal-ultrasound fil-bijokimika għandha tkun li tfarrak il-ħajt taċ-ċellula bl-ultrasound biex tirrilaxxa l-kontenut tagħha.Studji sussegwenti wrew li l-ultrasound ta 'intensità baxxa jista' jippromwovi l-proċess ta 'reazzjoni bijokimika.Pereżempju, l-irradjazzjoni ultrasonika ta 'bażi ​​ta' nutrijent likwidu tista 'żżid ir-rata ta' tkabbir taċ-ċelloli tal-alka, u b'hekk iżżid l-ammont ta 'proteina prodotta minn dawn iċ-ċelloli bi tliet darbiet.

Meta mqabbel mad-densità tal-enerġija tal-kollass tal-bużżieqa tal-cavitation, id-densità tal-enerġija tal-kamp tal-ħoss ultrasoniku ġiet imkabbra bi triljuni ta 'drabi, li tirriżulta f'konċentrazzjoni enormi ta' enerġija;Il-fenomeni sonokimiċi u s-sonoluminixxenza kkawżati minn temperatura għolja u pressjoni prodotta minn bżieżaq ta 'kavitazzjoni huma forom uniċi ta' skambju ta 'enerġija u materjal fil-sonokimika.Għalhekk, l-ultrasound għandu rwol dejjem aktar importanti fl-estrazzjoni kimika, il-produzzjoni tal-bijodiżil, sinteżi organika, trattament mikrobjali, degradazzjoni ta 'inkwinanti organiċi tossiċi, veloċità u rendiment ta' reazzjoni kimika, effiċjenza katalitika ta 'katalizzatur, trattament ta' bijodegradazzjoni, prevenzjoni u tneħħija ta 'skala ultrasonika, tgħaffiġ taċ-ċelluli bijoloġiċi , dispersjoni u agglomerazzjoni, u reazzjoni sonokimika.

1. ultrasoniku mtejba reazzjoni kimika.

Reazzjoni kimika mtejba bl-ultrasound.Il-forza ewlenija hija l-cavitation ultrasonika.Il-kollass tal-qalba tal-bużżieqa cavitating jipproduċi temperatura għolja lokali, pressjoni għolja u impatt qawwi u mikro ġett, li jipprovdi ambjent fiżiku u kimiku ġdid u speċjali ħafna għal reazzjonijiet kimiċi li huma diffiċli jew impossibbli li jinkisbu taħt kundizzjonijiet normali.

2. Reazzjoni katalitika ultrasonika.

Bħala qasam ta 'riċerka ġdid, ir-reazzjoni katalitika ultrasonika ġibdet aktar u aktar interess.L-effetti ewlenin tal-ultrasound fuq ir-reazzjoni katalitika huma:

(1) It-temperatura għolja u l-pressjoni għolja jwasslu għall-qsim tar-reaġenti f'radikali ħielsa u karbonju divalenti, li jiffurmaw speċi ta 'reazzjoni aktar attiva;

(2) Il-mewġ ta 'xokk u l-mikro ġett għandhom effetti ta' desorbiment u tindif fuq wiċċ solidu (bħal katalizzatur), li jistgħu jneħħu prodotti ta 'reazzjoni tal-wiċċ jew intermedji u saff ta' passivazzjoni tal-wiċċ tal-katalizzatur;

(3) Il-mewġa ta 'xokk tista' teqred l-istruttura tar-reattant

(4) Sistema ta 'reattant imxerred;

(5) Il-kavitazzjoni ultrasonika tnaqqar il-wiċċ tal-metall, u l-mewġa ta 'xokk twassal għad-deformazzjoni tal-kannizzata tal-metall u l-formazzjoni taż-żona ta' razza interna, li ttejjeb l-attività ta 'reazzjoni kimika tal-metall;

6) Tippromwovi s-solvent biex jippenetra fis-solidu biex jipproduċi l-hekk imsejħa reazzjoni ta 'inklużjoni;

(7) Biex tittejjeb it-tixrid tal-katalizzatur, l-ultrasoniku spiss jintuża fil-preparazzjoni tal-katalizzatur.L-irradjazzjoni ultrasonika tista 'żżid l-erja tal-wiċċ tal-katalizzatur, tagħmel il-komponenti attivi tferrex b'mod aktar uniformi u ttejjeb l-attività katalitika.

3. Kimika tal-polimeru ultrasoniku

L-applikazzjoni tal-kimika tal-polimeru pożittiv ultrasoniku ġibdet attenzjoni estensiva.It-trattament ultrasoniku jista 'jiddegrada makromolekuli, speċjalment polimeri ta' piż molekulari għoli.Ċelluloża, ġelatina, gomma u proteina jistgħu jiġu degradati permezz ta 'trattament ultrasoniku.Fil-preżent, huwa ġeneralment maħsub li l-mekkaniżmu ta ' degradazzjoni ultrasoniku huwa dovut għall-effett tal-forza u l-pressjoni għolja meta l-bużżieqa cavitation jinfaqa, u l-parti l-oħra tad-degradazzjoni jistgħu jkunu dovuti għall-effett tas-sħana.Taħt ċerti kundizzjonijiet, l-ultrasound tal-qawwa jista 'wkoll jibda l-polimerizzazzjoni.L-irradjazzjoni qawwija ta 'l-ultrasound tista' tibda l-kopolimerizzazzjoni ta 'l-alkoħol tal-polivinil u l-akrilonitrile biex tipprepara kopolimeri blokki, u l-kopolimerizzazzjoni ta' aċetat tal-polivinil u ossidu tal-polyethylene biex jiffurmaw kopolimeri tat-tilqim.

4. Teknoloġija ġdida ta 'reazzjoni kimika msaħħa minn qasam ultrasoniku

Il-kombinazzjoni ta 'teknoloġija ġdida ta' reazzjoni kimika u titjib tal-kamp ultrasoniku hija direzzjoni oħra ta 'żvilupp potenzjali fil-qasam tal-kimika ultrasonika.Pereżempju, il-fluwidu superkritiku jintuża bħala l-mezz, u l-kamp ultrasoniku jintuża biex isaħħaħ ir-reazzjoni katalitika.Pereżempju, fluwidu superkritiku għandu d-densità simili għal-likwidu u l-viskożità u l-koeffiċjent tad-diffużjoni simili għall-gass, li jagħmel id-dissoluzzjoni tiegħu ekwivalenti għal-likwidu u l-kapaċità tat-trasferiment tal-massa tiegħu ekwivalenti għall-gass.Id-diżattivazzjoni ta 'katalizzatur eteroġenju tista' tittejjeb billi tuża s-solubilità tajba u l-proprjetajiet tad-diffużjoni ta 'fluwidu superkritiku, iżda hija bla dubju l-icing fuq il-kejk jekk il-kamp ultrasoniku jista' jintuża biex issaħħaħha.Il-mewġa ta 'xokk u l-ġett mikro ġġenerati minn cavitation ultrasoniku jistgħu mhux biss itejbu ħafna l-fluwidu superkritiku biex idewweb xi sustanzi li jwasslu għal diżattivazzjoni tal-katalist, għandhom ir-rwol ta' desorbiment u tindif, u jżommu l-katalizzatur attiv għal żmien twil, iżda wkoll jilagħbu l- rwol tat-taħwid, li jista 'jxerred is-sistema ta' reazzjoni, u jagħmel ir-rata ta 'trasferiment tal-massa ta' reazzjoni kimika ta 'fluwidu superkritiku għal livell ogħla.Barra minn hekk, it-temperatura għolja u l-pressjoni għolja fil-punt lokali ffurmat minn cavitation ultrasoniku se jwasslu għall-qsim ta 'reaġenti f'radikali ħielsa u jaċċelleraw ħafna r-rata ta' reazzjoni.Fil-preżent, hemm ħafna studji dwar ir-reazzjoni kimika ta 'fluwidu superkritiku, iżda ftit studji dwar it-titjib ta' reazzjoni bħal din permezz ta 'kamp ultrasoniku.

5. applikazzjoni ta ' qawwa għolja ultrasoniku fil-produzzjoni tal-bijodiżil

Iċ-ċavetta għall-preparazzjoni tal-bijodiżil hija t-transesterifikazzjoni katalitika tal-gliċeride tal-aċidu xaħmi bil-metanol u alkoħols oħra b'karbonju baxx.L-ultrasound jista 'ovvjament isaħħaħ ir-reazzjoni ta' transesterifikazzjoni, speċjalment għal sistemi ta 'reazzjoni eteroġeni, jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-effett tat-taħlit (emulsifikazzjoni) u jippromwovi r-reazzjoni ta 'kuntatt molekulari indirett, sabiex ir-reazzjoni oriġinarjament meħtieġa li titwettaq taħt kundizzjonijiet ta' temperatura għolja (pressjoni għolja) jista 'jitlesta f'temperatura tal-kamra (jew qrib it-temperatura tal-kamra), U tqassar il-ħin ta' reazzjoni.Il-mewġ ultrasoniku mhux biss jintuża fil-proċess ta 'transesterifikazzjoni, iżda wkoll fis-separazzjoni tat-taħlita ta' reazzjoni.Riċerkaturi mill-Università tal-Istat tal-Mississippi fl-Istati Uniti użaw ipproċessar ultrasoniku fil-produzzjoni tal-bijodiżil.Ir-rendiment tal-bijodiżil qabeż id-99% fi żmien 5 minuti, filwaqt li s-sistema konvenzjonali tar-reattur tal-lott ħadet aktar minn siegħa.