السونات الكهربائية – الأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية

Electro-Sonication هو مزيج من آثار الكهرباء مع آثار صوتنة. Hielscher الموجات فوق الصوتية وضعت طريقة جديدة وأنيقة لاستخدام أي سونوترود كما قطب كهربائي. هذا يضع قوة الموجات فوق الصوتية مباشرة في الواجهة بين القطب بالموجات فوق الصوتية والسائل. هناك يمكن أن يعزز التحليل الكهربائي ، ويحسن نقل الكتلة ، ويكسر الطبقات الحدودية أو الرواسب. Hielscher لوازم إنتاج الصف معدات لعمليات صوتنة الكهربائية في الدفعات والعمليات المضمنة على أي نطاق. يمكنك الجمع بين صوتنة الكهربائية مع صوتنة مانو (الضغط) وصوتنة الحرارية (درجة الحرارة).

تطبيقات القطب بالموجات فوق الصوتية

تطبيق الموجات فوق الصوتية على الأقطاب الكهربائية هو تقنية جديدة مع فوائد للعديد من العمليات المختلفة في التحليل الكهربائي ، الجلفنة ، التنقية الكهربائية ، توليد الهيدروجين والتخثر الكهربائي ، تخليق الجسيمات أو غيرها من التفاعلات الكهروكيميائية. Hielscher Ultrasonics لديها أقطاب كهربائية بالموجات فوق الصوتية متاحة بسهولة للبحث والتطوير على نطاق المختبر أو التحليل الكهربائي على نطاق تجريبي. بعد اختبار وتحسين عملية التحليل الكهربائي الخاص بك، يمكنك استخدام Hielscher الموجات فوق الصوتية حجم إنتاج معدات الموجات فوق الصوتية لتوسيع نطاق نتائج العملية الخاصة بك إلى مستويات الإنتاج الصناعي. أدناه ، ستجد اقتراحات وتوصيات لاستخدام الأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية.

سونو التحليل الكهربائي (التحليل الكهربائي بالموجات فوق الصوتية)

التحليل الكهربائي هو تبادل الذرات والأيونات عن طريق إزالة أو إضافة الإلكترونات الناتجة عن تطبيق تيار كهربائي. يمكن أن يكون لنواتج التحليل الكهربائي حالة فيزيائية مختلفة عن المنحل بالكهرباء. يمكن أن ينتج التحليل الكهربي مواد صلبة، مثل الرواسب أو الطبقات الصلبة على أي من القطبين. بدلا من ذلك ، يمكن أن ينتج التحليل الكهربائي غازات ، مثل الهيدروجين أو الكلور أو الأكسجين. يمكن أن يؤدي التحريض بالموجات فوق الصوتية للقطب الكهربائي إلى كسر الرواسب الصلبة من سطح القطب. ينتج التفريغ بالموجات فوق الصوتية بسرعة فقاعات غاز أكبر من الغازات الذائبة للفقاعات الدقيقة. هذا يؤدي إلى فصل أسرع للمنتجات الغازية من المنحل بالكهرباء.

UIP2000hdT بالموجات فوق الصوتية (2000 واط ، 20 كيلو هرتز) ككاثود و / أو أنود في خلية التحليل الكهربائي

نقل الكتلة المحسن بالموجات فوق الصوتية على سطح القطب

أثناء عملية التحليل الكهربائي ، تتراكم المنتجات بالقرب من الأقطاب الكهربائية أو على سطح القطب. التحريض بالموجات فوق الصوتية هو أداة فعالة للغاية لزيادة نقل الكتلة في الطبقات الحدودية. هذا التأثير يجلب المنحل بالكهرباء الطازج في اتصال مع سطح القطب. ينقل التدفق التجويفي منتجات التحليل الكهربائي ، مثل الغازات أو المواد الصلبة بعيدا عن سطح القطب. وبالتالي يتم منع التكوين المثبط للطبقات العازلة.

آثار الموجات فوق الصوتية على إمكانات التحلل

قد يؤثر التحريض بالموجات فوق الصوتية للأنود أو الكاثود أو كلا القطبين على إمكانات التحلل أو جهد التحلل. من المعروف أن التجويف وحده يكسر الجزيئات وينتج الجذور الحرة أو الأوزون. قد يؤثر الجمع بين التجويف والتحليل الكهربائي في التحليل الكهربائي المعزز بالموجات فوق الصوتية على الحد الأدنى من الجهد المطلوب بين الأنود والكاثود لخلية التحليل الكهربائي حتى يحدث التحليل الكهربائي. قد تؤدي التأثيرات الميكانيكية والكيميائية للتجويف إلى تحسين كفاءة طاقة التحليل الكهربائي أيضا.

الموجات فوق الصوتية في التكرير الكهربائي والكهربائي

في عملية التكرير الكهربائي ، يمكن تحويل الرواسب الصلبة للمعادن ، مثل النحاس ، إلى تعليق للجزيئات الصلبة في المنحل بالكهرباء. في الاستخلاص الكهربائي ، ويسمى أيضا الاستخراج الكهربائي ، يمكن تحويل الترسيب الكهربائي للمعادن من خاماتها إلى راسب صلب. المعادن الشائعة للإلكتروون هي الرصاص والنحاس والذهب والفضة والزنك والألمنيوم والكروم والكوبالت والمنغنيز والمعادن الأرضية والقلوية النادرة. الموجات فوق الصوتية هي وسيلة فعالة لترشيح الخامات أيضا.

تنقية سونو كهربائيا للسوائل

تنقية السائل ، على سبيل المثال المحاليل المائية مثل مياه الصرف الصحي أو الحمأة أو ما شابه ذلك ، عن طريق قيادة المحلول عبر المجال الكهربائي لقطب كهربائي! يمكن للتحليل الكهربائي تطهير أو تنقية المحاليل المائية. إن تغذية محلول NaCI مع الماء من خلال أقطاب كهربائية أو عبر أقطاب كهربائية ، يولد Cl2 أو CIO2 ، والذي يمكنه أكسدة الشوائب وتطهير الماء أو المحاليل المائية. إذا كان الماء يحتوي على كلوريد طبيعي كاف ، فلا داعي للإضافة.
يمكن للاهتزازات فوق الصوتية للقطب أن تجعل الطبقة الحدودية بين القطب والماء رقيقة قدر الإمكان. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين النقل الجماعي بعدة أوامر من حيث الحجم. يقلل الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية والتجويف من تكوين الفقاعات المجهرية بسبب الاستقطاب بشكل كبير. استخدام الأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية للتحليل الكهربائي يحسن عملية تنقية التحليل الكهربائي إلى حد كبير.

سونو التخثير الكهربائي (التخثير الكهربائي بالموجات فوق الصوتية)

التخثير الكهربائي هو طريقة لمعالجة مياه الصرف الصحي لإزالة الملوثات ، مثل الزيت المستحلب ، والهيدروكربونات البترولية الكلية ، والمواد العضوية المقاومة للحرارة ، والمواد الصلبة العالقة ، والمعادن الثقيلة. أيضا ، يمكن إزالة الأيونات المشعة من لتنقية المياه. إضافة التخثير الكهربائي بالموجات فوق الصوتية ، المعروف أيضا باسم التخثير الكهربائي سونو ، له تأثير إيجابي على الطلب على الأكسجين الكيميائي أو كفاءة إزالة التعكر. أظهرت عمليات المعالجة المشتركة للتخثير الكهربائي أداء معززا بشكل كبير في إزالة الملوثات من مياه الصرف الصناعي. يظهر دمج خطوة إنتاج الجذور الحرة ، مثل التجويف بالموجات فوق الصوتية مع التخثير الكهربائي ، التآزر والتحسينات في عملية التنظيف الشاملة. الغرض من استخدام هذه الأنظمة الهجينة بالموجات فوق الصوتية والكهربائية هو زيادة كفاءة المعالجة الإجمالية والقضاء على عيوب عمليات المعالجة التقليدية. وقد ثبت أن مفاعلات التخثير الكهربائي بالموجات فوق الصوتية الهجينة تعطل الإشريكية القولونية في الماء.

UIP2000hdT بالموجات فوق الصوتية (2000 واط ، 20 كيلو هرتز) مثل سونو كاثود و / أو سونو أنود في خزان

توليد سونو كهربائيا في الموقع من الكواشف أو المواد المتفاعلة

تستفيد العديد من العمليات الكيميائية ، مثل التفاعلات غير المتجانسة أو الحفز من التحريض بالموجات فوق الصوتية والتجويف بالموجات فوق الصوتية. يمكن أن يؤدي التأثير الكيميائي إلى زيادة سرعة التفاعل أو تحسين عوائد التحويل.
تضيف الأقطاب الكهربائية المهيجة بالموجات فوق الصوتية أداة قوية جديدة للتفاعلات الكيميائية. الآن يمكنك الجمع بين فوائد الكيمياء الصوتية مع التحليل الكهربائي. إنتاج أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد وهيبوكلوريت والعديد من الأيونات الأخرى أو المواد المحايدة مباشرة في مجال التجويف بالموجات فوق الصوتية. يمكن أن تعمل نواتج التحليل الكهربي كواشف أو متفاعلات للتفاعل الكيميائي.

مزيج من الموجات فوق الصوتية مع المجال الكهربائي النبضي

إن الجمع بين المجال الكهربائي النبضي (PEF) والموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) له آثار إيجابية لاستخراج المركبات الفيزيائية والكيميائية النشطة بيولوجيا والتركيب الكيميائي للمستخلصات. في استخراج اللوز ، أنتج العلاج المشترك (PEF - US) أعلى مستويات من إجمالي الفينولات ، وإجمالي الفلافونويد ، والعفص المكثف ، ومحتويات الأنثوسيانين ونشاط مضادات الأكسدة. قلل من نشاط الطاقة والمعدن المخلب.
يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) والمجال الكهربائي النبضي (PEF) لتعزيز كفاءة العملية ومعدلات الإنتاج في عمليات التخمير من خلال تحسين نقل الكتلة ونفاذية الخلية.
إن الجمع بين المجال الكهربائي النبضي والعلاج بالموجات فوق الصوتية له تأثير على حركية تجفيف الهواء وجودة الخضروات المجففة ، مثل الجزر. يمكن تقليل وقت التجفيف بنسبة 20 إلى 40٪ ، مع الحفاظ على خصائص الإماهة.

سونو الكيمياء الكهربائية / الكيمياء الكهربائية بالموجات فوق الصوتية

إضافة التحليل الكهربائي المعزز بالموجات فوق الصوتية لإنتاج المواد المتفاعلة أو لاستهلاك منتجات التفاعلات الكيميائية من أجل تحريك التوازن النهائي للتفاعل الكيميائي أو لتغيير مسار التفاعل الكيميائي.

الإعداد المقترح للأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية

التصميم المبتكر للموجات فوق الصوتية من نوع التحقيق يحول سونوترود بالموجات فوق الصوتية القياسية إلى قطب كهربائي تهتز بالموجات فوق الصوتية. هذا يجعل الموجات فوق الصوتية للأقطاب الكهربائية أكثر سهولة وأسهل في الدمج وقابلة للتطوير بسهولة لمستويات الإنتاج. أثارت تصميمات أخرى المنحل بالكهرباء بين قطبين كهربائيين غير مهتاجين فقط. تنتج أنماط التظليل وانتشار الموجات فوق الصوتية نتائج رديئة عند مقارنتها بالتحريض المباشر للقطب الكهربائي. يمكنك إضافة اهتزاز الموجات فوق الصوتية إلى الأنودات أو الكاثودات ، على التوالي. بالطبع ، يمكنك تغيير الجهد وقطبية الأقطاب الكهربائية في أي وقت. Hielscher الموجات فوق الصوتية الأقطاب الكهربائية من السهل التعديل التحديثي للإعدادات القائمة.

خلية سونو إلكتروليتية مختومة والمفاعلات الكهروكيميائية

يتوفر ختم محكم الضغط بين سونوترود بالموجات فوق الصوتية (قطب كهربائي) ووعاء مفاعل. لذلك ، يمكنك تشغيل الخلية الإلكتروليتية في غير الضغط المحيط. مزيج من الموجات فوق الصوتية مع الضغط يسمى mano-sonication. قد يكون هذا مفيدا إذا كان التحليل الكهربائي ينتج غازات ، أو عند العمل في درجات حرارة أعلى ، أو عند العمل مع مكونات سائلة متطايرة. يمكن أن يعمل المفاعل الكهروكيميائي المغلق بإحكام عند ضغوط أعلى أو أقل من الضغط المحيط. يمكن جعل الختم بين القطب بالموجات فوق الصوتية والمفاعل موصلا للكهرباء أو عازلا. هذا الأخير يسمح بتشغيل جدران المفاعل كقطب كهربائي ثان. بالطبع ، يمكن أن يحتوي المفاعل على منافذ مدخل ومخرج ليكون بمثابة مفاعل خلية تدفق للعمليات المستمرة. Hielscher الموجات فوق الصوتية يقدم مجموعة متنوعة من المفاعلات الموحدة وخلايا التدفق المغلفة. بدلا من ذلك, يمكنك الاختيار من بين مجموعة من المحولات لتناسب sonotrodes Hielscher إلى مفاعل الكهروكيميائية الخاص بك.

الترتيب المركز في مفاعل الأنابيب

إذا كان القطب الكهربائي المهتاج بالموجات فوق الصوتية بالقرب من قطب كهربائي ثان غير مهتاج أو بالقرب من جدار المفاعل ، فإن الموجات فوق الصوتية تنتشر عبر السائل وستعمل الموجات فوق الصوتية على الأسطح الأخرى أيضا. يمكن للقطب الكهربائي المهيج بالموجات فوق الصوتية والذي يتم توجيهه بشكل مركزي في أنبوب أو في مفاعل أن يحافظ على الجدران الداخلية خالية من التلوث أو من المواد الصلبة المتراكمة.

درجة الحرارة

عند استخدام sonotrodes Hielscher القياسية كأقطاب كهربائية ، يمكن أن تكون درجة حرارة المنحل بالكهرباء بين 0 و 80 درجة مئوية. Sonotrodes لدرجات حرارة المنحل بالكهرباء الأخرى في النطاق من -273 درجة مئوية إلى 500 درجة مئوية متوفرة عند الطلب. مزيج من الموجات فوق الصوتية مع درجة الحرارة يسمى صوتنة الحرارية.

لزوجة

إذا كانت لزوجة المنحل بالكهرباء تمنع نقل الكتلة ، فقد يكون خلط التحريض بالموجات فوق الصوتية أثناء التحليل الكهربائي مفيدا لأنه يحسن نقل المادة من وإلى الأقطاب الكهربائية.

سونو التحليل الكهربائي مع التيار النابض

ينتج عن التيار النابض على الأقطاب الكهربائية المهيجة بالموجات فوق الصوتية منتجات مختلفة عن التيار المباشر (DC). على سبيل المثال ، يمكن أن يزيد التيار النابض من نسبة الأوزون إلى الأكسجين المنتج عند الأنود في التحليل الكهربائي لمحلول حمضي مائي ، على سبيل المثال حمض الكبريتيك المخفف. ينتج التحليل الكهربي للتيار النبضي للإيثانول ألدهيدا بدلا من حمض في المقام الأول.

معدات للصوتنة الكهربائية

Hielscher الفوق صوتيات وضعت ترقية سونوكهروكيميائية خاصة لمحولات الطاقة الصناعية. يعمل محول الطاقة الذي تمت ترقيته مع جميع أنواع سونوتروديس Hielscher تقريبا.

أقطاب كهربائية بالموجات فوق الصوتية (سونوتروديس)

يتم عزل sonotrodes كهربائيا من مولد الموجات فوق الصوتية. لذلك ، يمكنك توصيل sonotrode بالموجات فوق الصوتية إلى الجهد الكهربائي ، بحيث يمكن أن يكون sonotrode بمثابة قطب كهربائي. فجوة العزل الكهربائي القياسية بين sonotrodes والتلامس الأرضي هي 2.5 ملم. لذلك يمكنك تطبيق ما يصل إلى 2500 فولت على سونوترودي. سونوتروديس القياسية صلبة ومصنوعة من التيتانيوم. لذلك ، لا يوجد أي قيود تقريبا على تيار القطب. يظهر التيتانيوم مقاومة جيدة للتآكل للعديد من الشوارد القلوية أو الحمضية. مواد سونوترود بديلة ، مثل الألومنيوم (Al) ، الفولاذ (Fe) ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، النيكل والكروم والموليبدينوم ، أو النيوبيوم ممكنة. تقدم Hielscher sonotrodes الأنود القرباني فعالة من حيث التكلفة، على سبيل المثال مصنوعة من الألومنيوم أو الصلب.

مولد بالموجات فوق الصوتية ، امدادات الطاقة

لا يحتاج مولد الموجات فوق الصوتية إلى أي تعديل ويستخدم مأخذ كهربائي قياسي مع الأرض. يتم توصيل بوق محول الطاقة وجميع الأسطح الخارجية لمحول الطاقة والمولد بأرض مأخذ الطاقة ، بالطبع. سونوترودي وعنصر تستعد هي الأجزاء الوحيدة المتصلة بجهد القطب. هذا يسهل تصميم الإعداد. يمكنك توصيل sonotrode بالتيار المباشر (DC) أو التيار المباشر النابض أو التيار المتردد (AC). يمكن تشغيل الأقطاب الكهربائية بالموجات فوق الصوتية كأنودات أو كاثودات ، على التوالي.

معدات الإنتاج لعمليات السونيك الكهربائي

يمكنك استخدام أي جهاز الموجات فوق الصوتية Hielscher، مثل UIP500hdT، UIP1000hdT، UIP1500hdT، UIP2000hdT أو UIP4000hdT لإقران ما يصل إلى 4000 واط من الطاقة بالموجات فوق الصوتية إلى أي سونوترود القياسية أو كاسكاترود. يمكن أن تتراوح كثافة السطح بالموجات فوق الصوتية على سطح sonotrode بين 1 واط إلى 100 واط لكل سنتيمتر مربع. تتوفر أشكال هندسية مختلفة من سونوترود بسعة من 1 ميكرون إلى 150 ميكرون (ذروة الذروة). التردد فوق الصوتي البالغ 20 كيلو هرتز فعال جدا في توليد التجويف والتدفق الصوتي في المنحل بالكهرباء. أجهزة الموجات فوق الصوتية Hielscher يمكن أن تعمل 24 ساعة في اليوم، سبعة أيام في الأسبوع. يمكنك العمل بشكل مستمر عند خرج الطاقة الكامل أو النبض ، على سبيل المثال للتنظيف الدوري للأقطاب الكهربائية. Hielscher الفوق صوتيات يمكن تزويد أقطاب بالموجات فوق الصوتية مع ما يصل إلى 16 كيلووات الطاقة بالموجات فوق الصوتية (التحريض الميكانيكي) لكل قطب كهربائي واحد. لا يوجد حد تقريبا للطاقة الكهربائية التي يمكنك توصيلها بالأقطاب الكهربائية.

شيء آخر: الرش الكهروستاتيكي سونو

Hielscher الفوق صوتيات يجعل معدات لرش، البخاخات، التفتيت أو aerosolyization من السوائل. الرش بالموجات فوق الصوتية sonotrode يمكن أن تعطي الضباب السائل أو الهباء الجوي شحنة موجبة. هذا يجمع بين الرش بالموجات فوق الصوتية وتكنولوجيا الرش الكهروستاتيكي ، على سبيل المثال لعمليات الطلاء.