Главна примена ултразвучне сонохемије

Енергетска густина ултразвучног звучног поља у поређењу са густином енергије на којој се кавитацијски балон сруши, густина енергије се увећава за тридесет пута пута, што узрокује огромну концентрацију енергије; сонохемијски феномен и сонолуминисценца изазвана екстремном високом температуром и високим притиском кавитационих мехурића, представља јединствени облик размене енергије и материјала у сонохимирији. Због тога ултразвучна хемијска екстракција, производња биодизела, органска синтеза, третман микроорганизама, деградација токсичних органских загађујућих материја, брзина и принос хемијске реакције, каталитичка ефикасност катализатора, биоразградиви третман, ултразвучно анти-обрастање, биолошко брушење ћелија, дисперзија и кохезија, хармонијска хемијска реакција има све већу улогу.

1. Хемијске реакције побољшане ултразвуком.

   Ултразвук побољшава хемијске реакције. Главна сила долази од улоге ултразвучне кавитације. Колапс кавитационог језгра производи локалну високу температуру, висок притисак и снажне ударне таласе и микро-млате, пружајући ново и веома специјално физичко и хемијско окружење за хемијске реакције које су тешке или немогуће постићи у нормалним условима.

2. Ултразвучна каталитичка реакција

   Као ново истраживачко поље, ултразвучна каталитичка реакција привукла је све интензивнији интерес индустријских радника. Улога ултразвука у каталитичким реакцијама је углавном:
   

   (1) Висока температура и висок притисак су повољни за пуцање реактаната у слободне радикале и двовалентни угљеник, стварајући активније реактивне врсте;

   (2) ударни таласи и микро-млазници имају ефекте десорпције и чишћења на чврсте површине (као што су катализатори) и могу уклонити површинске реакције или интермедијере и слојеве пасивације на површини катализатора;

   (3) Ударни таласи могу оштетити структуру реактанта

   (4) систем реакције дисперзије;

   (5) Ултразвучна кавитацијска ерозија површине метала, ударни талас доводи до деформације металне решетке и стварања унутрашњег подручја напрезања, повећавајући хемијску реактивност метала;

   6) промовисати растварач у чврсти ентеријер, што резултира такозваном реакцијом инклузије;

   (7) ради побољшања дисперзије катализатора, у припреми катализатора, најчешће коришћена ултразвучна, ултразвучна зрачења могу повећати површину катализатора како би активна компонента учинила јединственом дисперзијом, побољшаном каталитичком активношћу.

3. Ултразвучна примена високе снаге у производњи биодизела

   Кључ за производњу биодизла је реакција каталитичке трансестерификације глицерида масних киселина са нижим алкохолом као што је метанол, док ултразвук има значајну улогу у побољшању реакције трансестерификације, нарочито за хетерогени систем реакције, може значајно побољшати мјешање (емулзификација). Ефекат и промовисање интермолекуларне контактне реакције, тако да се реакција која је првобитно захтевала при условима високог притиска (високог притиска) може бити довршена на собној температури (или близу собне температуре) и скратити време реакције. Ултразвук се користи не само за процес трансестерификације већ и за одвајање реакционе смеше. Истраживачи на државном универзитету Миссиссиппи у Сједињеним Државама користе ултразвучну прераду за производњу биодизела. Принос биодизела премашио је 99% у року од 5 минута, док су конвенционални серијски реакторски системи потребни више од 1 сата.