煎炸废油作为餐厨废油的重要组成部分，主要由甘油酯组成，可以与短链醇反应制备甘油及脂肪酸酯，后者为生物柴油的主要组成部分，因此利用其作为原料制备生物柴油具有一定的经济价值。将超声引入煎炸废油制备生物柴油过程可克服传统方法反应时间长、转化率不理想的缺点，而关于生物柴油制备的声化学反应器的研究较少。本文选用脱色处理后的煎炸废油为原料，KOH作为催化剂，利用气相色谱校正面积归一法对生成物进行分析测试，计算生物柴油产率。实验首先通过无催化剂实验确定超声强化作用源于空化引起的物理变化，之后研究了反应时间、反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量、超声波功率、超声场位置等因素对酯交换反应的影响。酯交换反应具有典型可逆反应特点，且通过综合考量体系活性与空化强度得到最佳温度为45℃，醇油比6:1~9:1较优，催化剂浓度0.5wt%~2wt%范围较优，结合声场强度及其均匀性得到最佳功率为100W，当反应物相界面处于声场驻波位置附近时，可有效促进酯交换反应的进行。通过单因素试验确定影响较大的三个因素（醇油比、催化剂浓度和超声场位置）及其优化范围，结合DesignExpert软件响应面分析法，设计并完成响应面设计及实验，对生物柴油转化率进行拟合并得到各因素优化组合。结合声化学反应器设计准则及生物柴油酯交换的反应条件，设计并制造了可提供单一声场及二维、三维混合声场的声化学反应器。利用羟基自由基捕捉法中的紫外可见光光度法，对新型声化学反应器的多种声场进行研究，研究表明亚甲基蓝溶液吸光度与超声时间成线性关系，声场强度具有三维声场＞二维声场＞一维声场的特点，混合声场空化远大于各个声源引起的超声空化强度的代数和，提高声场均匀性可有效提高生化学产额，为声化学反应器的设计提供了理论支撑。本文利用新型声化学反应器考察煎炸废油酯交换制备生物柴油反应，实验条件选取优化组合，实验运行5min后转化率可达90.47%，转化率在40min内基本可保持稳定，说明此声化学反应器具有一定生产能力，可稳定高效的用于煎炸废油制备生物柴油的生产中。