Der UPR nutzt einerseits das Phänomen der Kavitation, welches sowohl mechanisch (durch die eingesetzte Mischereinheit OptimiXer), als auch physikalisch-akustisch (durch die spezifische Behandlung einer Flüssigkeit mit Ultraschall) hervorgerufen wird. Andererseits macht sich der UPR die Effektivität eines AOP zu nutzen. Ein AOP ist ein Oxidationsprozess der es über sehr schnelle und effektive Oxidations- und Reduktionsprozesse ermöglicht, Schadstoffe abzubauen.

Ultraschall benötigt immer ein Medium, in welchem er sich fortpflanzen kann. Die sehr schnell schwingenden Teilchen eines Mediums enthalten bei höheren Frequenzen sehr große Mengen mechanischer Energie. Je höher die Frequenz, um so höher ist die Energiedichte. Das erzeugte Schallfeld komprimiert und dehnt die Flüssigkeit im Rhythmus der erzeugten Frequenz, was zu extremen Druckwechselbelastungen führt. Das Wasser, welches solchen Belastungen ausgesetzt ist, zerreißt in der Verdünnungsphase und bildet kleine Dampfblasen (Kavitationsblasen), mit einem Durchmesser von bis wenigen Mikrometern.

Diese Kavitationsblasen brechen schnell wieder zusammen und erzeugen dadurch weitere Druckwellen. Im Inneren der Blasen entsteht ein Vakuum mit extremem Unterdruck. In der anschließenden Druckphase implodieren die Kavitationsblasen – diese Eigenschaften tragen zu der hervorragenden Reinigungsleistung des UPR bei.

Man nimmt an, dass bei der Kavitation lokale Drücke von bis zu 10.000 bar und Temperaturen über 12.000 Kelvin auftreten, wobei keine nennenswerte Erwärmung der Flüssigkeit zu verzeichnen ist, da diese Bedingungen im Bereich der Atome und Moleküle stattfinden und somit in Nanosekunden ablaufen.

Dies kann in Flüssigkeiten zu sonochemischen Reaktionen führen, welche zu einer Umwandlung chemischer Verbindungen führen.

Der UPR arbeitet hierbei mit einem Ultraschallspektrum, das je nach Medium von 400 kHz bis 1,3 MHz reicht. Die verwendete Frequenz muss auf das jeweilige Medium abgestimmt werden, da die Viskosität der Flüssigkeit einen Einfluss auf die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls verzeichnet. Ferner ist die Art der Belastung ebenfalls ein sehr wichtiger Faktor für die Entscheidung welche Frequenz zum Einsatz kommt.

Die Abbildung zeigt eine Elektronenrasteraufnahme einer Kavitationsblase.

Eine grafische Illustration des Kavitationseffekt können Sie sich als animierte GIF-Datei herunterladen.