Biokimyoda ultratovushni erta qo'llash uning tarkibini chiqarish uchun hujayra devorini ultratovush bilan sindirish bo'lishi kerak.Keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, past intensivlikdagi ultratovush biokimyoviy reaktsiya jarayoniga yordam beradi.Misol uchun, suyuq ozuqa bazasini ultratovush nurlanishi alg hujayralarining o'sish tezligini oshirishi mumkin, shuning uchun bu hujayralar tomonidan ishlab chiqarilgan protein miqdori uch baravar ko'payadi.

Kavitatsiya pufakchasining qulashi energiya zichligi bilan solishtirganda, ultratovushli tovush maydonining energiya zichligi trillionlab marta kattalashdi, natijada energiyaning katta kontsentratsiyasi;Kavitatsiya pufakchalari tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori harorat va bosim natijasida kelib chiqqan sonokimyoviy hodisalar va sonoluminesans sonokimyoda energiya va material almashinuvining noyob shakllaridir.Shuning uchun ultratovush kimyoviy qazib olish, biodizel ishlab chiqarish, organik sintez, mikrobial davolash, toksik organik ifloslantiruvchi moddalarning parchalanishi, kimyoviy reaktsiya tezligi va rentabelligi, katalizatorning katalitik samaradorligi, biodegradatsiyani davolash, ultratovushli shkalani oldini olish va olib tashlash, biologik hujayralarni maydalashda tobora muhim rol o'ynaydi. , dispersiya va aglomeratsiya va sonokimyoviy reaktsiya.

1. ultratovush kuchaytirilgan kimyoviy reaktsiya.

Ultratovush yordamida kimyoviy reaktsiyani kuchaytirdi.Asosiy harakatlantiruvchi kuch - ultratovushli kavitatsiya.Kavitatsiya qiluvchi qabariq yadrosining qulashi mahalliy yuqori harorat, yuqori bosim va kuchli ta'sir va mikro jet hosil qiladi, bu oddiy sharoitlarda erishish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar uchun yangi va juda maxsus jismoniy va kimyoviy muhitni ta'minlaydi.

2. Ultrasonik katalitik reaksiya.

Yangi tadqiqot sohasi sifatida ultratovushli katalitik reaktsiya tobora ko'proq qiziqish uyg'otdi.Ultratovushning katalitik reaktsiyaga asosiy ta'siri:

(1) Yuqori harorat va yuqori bosim reaktivlarning erkin radikallarga va ikki valentli uglerodga parchalanishiga yordam beradi va faolroq reaksiya turlarini hosil qiladi;

(2) Shok to'lqini va mikro jet qattiq sirtda (katalizator kabi) desorbsiya va tozalash ta'siriga ega bo'lib, ular sirt reaktsiyasi mahsulotlarini yoki oraliq mahsulotlarni va katalizator sirtining passivatsiya qatlamini olib tashlashi mumkin;

(3) Shok to'lqini reaktiv tuzilishini buzishi mumkin

(4) Dispers reaktiv tizimi;

(5) Ultrasonik kavitatsiya metall sirtini buzadi va zarba to'lqini metall panjaraning deformatsiyasiga va metallning kimyoviy reaktsiya faolligini yaxshilaydigan ichki kuchlanish zonasining shakllanishiga olib keladi;

6) inklyuziya deb ataladigan reaktsiyani hosil qilish uchun erituvchining qattiq moddaga kirib borishiga yordam bering;

(7) Katalizatorning tarqalishini yaxshilash uchun ultratovush ko'pincha katalizatorni tayyorlashda ishlatiladi.Ultrasonik nurlanish katalizatorning sirt maydonini oshirishi, faol komponentlarning bir tekis tarqalishi va katalitik faollikni oshirishi mumkin.

3. Ultrasonik polimerlar kimyosi

Ultrasonik musbat polimer kimyosini qo'llash keng e'tiborni tortdi.Ultrasonik davolash makromolekulyarlarni, ayniqsa yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerlarni buzishi mumkin.Tsellyuloza, jelatin, kauchuk va oqsilni ultratovush bilan davolash orqali parchalanishi mumkin.Hozirgi vaqtda, odatda, ultratovush degradatsiyasi mexanizmi kavitatsiya pufakchasi yorilib ketganda kuch va yuqori bosim ta'siridan kelib chiqadi va buzilishning boshqa qismi issiqlik ta'siriga bog'liq bo'lishi mumkin.Muayyan sharoitlarda kuchli ultratovush ham polimerizatsiyani boshlashi mumkin.Kuchli ultratovush nurlanishi blokli kopolimerlarni tayyorlash uchun polivinil spirti va akrilonitrilning sopolimerizatsiyasini va polivinilatsetat va polietilen oksidning sopolimerizatsiyasini payvandlash kopolimerlarini hosil qilishi mumkin.

4. Ultrasonik maydon bilan takomillashtirilgan yangi kimyoviy reaksiya texnologiyasi

Yangi kimyoviy reaksiya texnologiyasi va ultratovushli maydonni kuchaytirish kombinatsiyasi ultratovushli kimyo sohasidagi yana bir potentsial rivojlanish yo'nalishi hisoblanadi.Masalan, superkritik suyuqlik vosita sifatida, ultratovush maydoni esa katalitik reaksiyani kuchaytirish uchun ishlatiladi.Masalan, o'ta kritik suyuqlik suyuqlikka o'xshash zichlikka va gazga o'xshash yopishqoqlik va diffuziya koeffitsientiga ega, bu uning erishini suyuqlikka va massa o'tkazish qobiliyatini gazga ekvivalent qiladi.Heterojen katalizatorni o'chirishni superkritik suyuqlikning yaxshi eruvchanligi va diffuziya xususiyatlaridan foydalanish orqali yaxshilash mumkin, ammo agar uni kuchaytirish uchun ultratovush maydonidan foydalanish mumkin bo'lsa, bu shubhasiz kek ustidagi muzlashdir.Ultrasonik kavitatsiya natijasida hosil bo'lgan zarba to'lqini va mikro jet nafaqat katalizatorni faolsizlantirishga olib keladigan ba'zi moddalarni eritib yuborish, desorbsiya va tozalash rolini o'ynash va katalizatorni uzoq vaqt davomida faol ushlab turish uchun superkritik suyuqlikni sezilarli darajada oshirishi mumkin, balki Reaksiya tizimini tarqatib yuborishi va superkritik suyuqlik kimyoviy reaktsiyasining massa uzatish tezligini yuqori darajaga ko'tarishi mumkin bo'lgan aralashtirishning roli.Bundan tashqari, ultratovushli kavitatsiya natijasida hosil bo'lgan mahalliy nuqtadagi yuqori harorat va yuqori bosim reaktivlarning erkin radikallarga yorilishi uchun qulay bo'ladi va reaktsiya tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi.Hozirgi vaqtda superkritik suyuqlikning kimyoviy reaktsiyasi bo'yicha ko'plab tadqiqotlar mavjud, ammo ultratovush maydoni bilan bunday reaktsiyani kuchaytirish bo'yicha bir nechta tadqiqotlar mavjud.

5. biodizel ishlab chiqarishda yuqori quvvatli ultratovushni qo'llash

Biodizelni tayyorlashning kaliti yog 'kislotasi glitseridini metanol va boshqa past uglerodli spirtlar bilan katalitik transesterifikatsiya qilishdir.Ultratovush transesterifikatsiya reaktsiyasini, ayniqsa, heterojen reaktsiya tizimlari uchun aniq kuchaytirishi mumkin, u aralashtirish (emulsifikatsiya) ta'sirini sezilarli darajada kuchaytirishi va bilvosita molekulyar aloqa reaktsiyasini rag'batlantirishi mumkin, shuning uchun reaktsiya dastlab yuqori harorat (yuqori bosim) sharoitida amalga oshirilishi kerak edi. xona haroratida (yoki xona haroratiga yaqin) bajarilishi mumkin va reaktsiya vaqtini qisqartiradi.Ultrasonik to'lqin nafaqat transesterifikatsiya jarayonida, balki reaktsiya aralashmasini ajratishda ham qo'llaniladi.Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Missisipi shtat universiteti tadqiqotchilari biodizel ishlab chiqarishda ultratovushli ishlov berishdan foydalanganlar.Biodizelning rentabelligi 5 daqiqada 99% dan oshdi, an'anaviy partiyali reaktor tizimi esa 1 soatdan ko'proq vaqtni oldi.