Aplikasi awal ultrasonik ing biokimia kudu ngrusak tembok sel kanthi ultrasonik kanggo ngeculake isine.Panaliten sabanjure nuduhake yen ultrasonik intensitas rendah bisa ningkatake proses reaksi biokimia.Contone, iradiasi ultrasonik saka basa nutrisi Cairan bisa nambah tingkat wutah saka sel alga, mangkono nambah jumlah protein diprodhuksi dening sel iki kaping telu.

Dibandhingake karo Kapadhetan energi saka cavitation gelembung ambruk, Kapadhetan energi saka ultrasonik lapangan swara wis nggedhekake dening triliun kaping, asil ing konsentrasi ageng saka energi;Fenomena sonochemical lan sonoluminescence sing disebabake dening suhu lan tekanan dhuwur sing diprodhuksi dening gelembung kavitasi minangka wujud energi lan ijol-ijolan materi sing unik ing sonokimia.Mulane, ultrasonik nduweni peran sing saya penting ing ekstraksi kimia, produksi biodiesel, sintesis organik, perawatan mikroba, degradasi polutan organik beracun, kecepatan reaksi kimia lan ngasilake, efisiensi katalitik katalis, perawatan biodegradasi, pencegahan lan penghapusan skala ultrasonik, ngremukake sel biologis. , dispersi lan aglomerasi, lan reaksi sonokimia.

1. ultrasonik meningkat reaksi kimia.

Ultrasonik nambah reaksi kimia.Daya pendorong utama yaiku cavitation ultrasonik.Ambruk inti gelembung cavitating mrodhuksi suhu dhuwur lokal, tekanan dhuwur lan impact kuwat lan jet mikro, kang nyedhiyani lingkungan fisik lan kimia anyar lan khusus banget kanggo reaksi kimia sing angel utawa mokal kanggo entuk ing kondisi normal.

2. Reaksi katalitik ultrasonik.

Minangka lapangan riset anyar, reaksi katalitik ultrasonik wis kepincut liyane lan liyane kapentingan.Efek utama ultrasonik ing reaksi katalitik yaiku:

(1) Suhu dhuwur lan tekanan dhuwur sing kondusif kanggo retak reaktan dadi radikal bebas lan karbon divalen, mbentuk spesies reaksi sing luwih aktif;

(2) Gelombang kejut lan jet mikro duwe efek desorpsi lan reresik ing lumahing padhet (kayata katalis), sing bisa mbusak produk reaksi permukaan utawa intermediet lan lapisan passivation permukaan katalis;

(3) Gelombang kejut bisa ngrusak struktur reaktan

(4) Sistem reaktan dispersed;

(5) Cavitation ultrasonik erodes lumahing logam, lan gelombang kejut ndadékaké kanggo deformasi saka kisi logam lan tatanan saka zona galur internal, kang mbenakake aktivitas reaksi kimia saka logam;

6) Ningkatake pelarut kanggo nembus menyang padhet kanggo ngasilake reaksi inklusi sing disebut;

(7) Kanggo nambah sawur katalis, ultrasonik asring digunakake ing preparation saka katalis.Penyinaran ultrasonik bisa nambah area permukaan katalis, nggawe komponen aktif nyebar kanthi rata lan nambah kegiatan katalitik.

3. Kimia polimer ultrasonik

Aplikasi kimia polimer positif ultrasonik wis narik kawigaten manungsa waé.Perawatan ultrasonik bisa ngrusak makromolekul, utamane polimer bobot molekul dhuwur.Selulosa, gelatin, karet lan protein bisa dirusak kanthi perawatan ultrasonik.Saiki, umume percaya yen mekanisme degradasi ultrasonik amarga efek saka pasukan lan tekanan dhuwur nalika gelembung cavitation bledosan, lan bagean liya saka degradasi bisa uga amarga efek panas.Ing kahanan tartamtu, ultrasonik daya uga bisa miwiti polimerisasi.Iradiasi ultrasonik sing kuat bisa miwiti kopolimerisasi polivinil alkohol lan akrilonitril kanggo nyiapake kopolimer blok, lan kopolimerisasi polivinil asetat lan polietilen oksida kanggo mbentuk kopolimer korupsi.

4. Teknologi reaksi kimia anyar sing ditingkatake dening lapangan ultrasonik

Kombinasi teknologi reaksi kimia anyar lan peningkatan lapangan ultrasonik minangka arah pangembangan potensial liyane ing bidang kimia ultrasonik.Contone, cairan superkritis digunakake minangka medium, lan medan ultrasonik digunakake kanggo nguatake reaksi katalitik.Contone, cairan superkritis nduweni kapadhetan sing padha karo cairan lan koefisien viskositas lan difusi padha karo gas, sing ndadekake pembubarane padha karo cairan lan kapasitas transfer massa sing padha karo gas.Deaktivasi katalis heterogen bisa ditingkatake kanthi nggunakake sifat kelarutan lan difusi sing apik saka adi superkritis, nanging mesthi dadi icing ing kue yen medan ultrasonik bisa digunakake kanggo nguatake.Gelombang kejut lan mikro jet kui dening cavitation ultrasonik ora mung bisa nemen nambah adi supercritical kanggo dissolve sawetara bahan kimia sing mimpin kanggo deactivation katalis, muter peran desorption lan reresik, lan tetep katalis aktif kanggo dangu, nanging uga muter peran aduk, kang bisa buyar sistem reaksi, lan nggawe tingkat transfer massa reaksi kimia adi supercritical kanggo tingkat sing luwih dhuwur.Kajaba iku, suhu dhuwur lan tekanan dhuwur ing titik lokal sing dibentuk dening cavitation ultrasonik bakal kondusif kanggo retak reaktan dadi radikal bebas lan nyepetake tingkat reaksi.Saiki, ana akeh studi babagan reaksi kimia cairan superkritis, nanging sawetara studi babagan paningkatan reaksi kasebut kanthi medan ultrasonik.

5. aplikasi ultrasonik dhuwur-daya ing produksi biodiesel

Kunci kanggo nyiapake biodiesel yaiku transesterifikasi katalitik gliserida asam lemak kanthi metanol lan alkohol rendah karbon liyane.Ultrasonik temenan bisa ngiyataken reaksi transesterification, utamané kanggo sistem reaksi heterogen, Ngartekno bisa nambah efek nyawiji (emulsification) lan ningkataké reaksi kontak molekul ora langsung, supaya reaksi Originally dibutuhake kanggo digawa metu ing suhu dhuwur (dhuwur meksa) kahanan. bisa rampung ing suhu kamar (utawa cedhak suhu kamar), Lan shorten wektu reaksi.Gelombang ultrasonik ora mung digunakake ing proses transesterifikasi, nanging uga ing pamisahan campuran reaksi.Peneliti saka Mississippi State University ing Amerika Serikat nggunakake pangolahan ultrasonik ing produksi biodiesel.Asil saka biodiesel ngluwihi 99% ing 5 menit, nalika sistem batch reaktor konvensional njupuk luwih saka 1 jam.