Electro-Sonication είναι ο συνδυασμός των επιπτώσεων της ηλεκτρικής ενέργειας με τις επιπτώσεις της υπερήχησης. Hielscher Υπερήχων ανέπτυξε μια νέα και κομψή μέθοδο για να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε sonotrode ως ηλεκτρόδιο. Αυτό βάζει τη δύναμη του υπερήχου απευθείας στη διεπαφή μεταξύ υπερήχων ηλεκτρόδιο και υγρό. Εκεί μπορεί να προωθήσει την ηλεκτρόλυση, να βελτιώσει τη μαζική μεταφορά, και να σπάσει τα στρώματα ή τις καταθέσεις ορίου. Hielscher παρέχει εξοπλισμό ποιότητας παραγωγής για ηλεκτρο-υπερήχηση διεργασίες σε παρτίδα και inline διεργασίες σε οποιαδήποτε κλίμακα. Μπορείτε να συνδυάσετε ηλεκτρο-υπερήχηση με mano-υπερήχηση (πίεση) και θερμο-υπερήχηση (θερμοκρασία).

Εφαρμογές ηλεκτροδίων υπερήχων

Η εφαρμογή των υπερήχων στα ηλεκτρόδια είναι μια νέα τεχνολογία με οφέλη σε πολλές διαφορετικές διεργασίες στην ηλεκτρόλυση, γαλβανισμό, ηλεκτρο-καθαρισμό, παραγωγή υδρογόνου και ηλεκτροπήξη, σύνθεση σωματιδίων ή άλλες ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Hielscher Υπερήχων έχει υπερήχων ηλεκτρόδια άμεσα διαθέσιμα για έρευνα και ανάπτυξη σε κλίμακα εργαστηρίου ή πιλοτική κλίμακα ηλεκτρόλυσης. Αφού δοκιμαστεί και βελτιστοποιηθεί ηλεκτρολυτική διαδικασία σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε Hielscher Υπερήχων εξοπλισμό υπερήχων μέγεθος παραγωγής για να κλιμακώσετε τα αποτελέσματα της διαδικασίας σας σε βιομηχανικά επίπεδα παραγωγής. Παρακάτω, θα βρείτε προτάσεις και συστάσεις για τη χρήση των υπερήχων ηλεκτρόδια.

Sono-Ηλεκτρόλυση (Υπερήχων Ηλεκτρόλυση)

Η ηλεκτρόλυση είναι η ανταλλαγή ατόμων και ιόντων με την αφαίρεση ή την προσθήκη ηλεκτρονίων που προκύπτουν από την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Τα προϊόντα της ηλεκτρόλυσης μπορεί να έχουν διαφορετική φυσική κατάσταση από τον ηλεκτρολύτη. Η ηλεκτρόλυση μπορεί να παράγει στερεά, όπως ιζήματα ή στερεά στρώματα σε οποιοδήποτε από τα ηλεκτρόδια. Εναλλακτικά, η ηλεκτρόλυση μπορεί να παράγει αέρια, όπως υδρογόνο, χλώριο ή οξυγόνο. Υπερήχων διέγερση ενός ηλεκτροδίου μπορεί να σπάσει στερεά εναποθέσεις από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Υπερήχων εξαέρωση παράγει γρήγορα μεγαλύτερες φυσαλίδες αερίου από διαλυμένα αέρια των μικρο-φυσαλίδων. Αυτό οδηγεί σε ταχύτερο διαχωρισμό των αερίων προϊόντων από τον ηλεκτρολύτη.

Υπερήχων UIP2000hdT (2000 Watt, 20kHz) ως Κάθοδος ή / και Ανόδων σε ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο

Υπερηχητικά ενισχυμένη μάζα-μεταφορά στην επιφάνεια ηλεκτροδίων

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας της ηλεκτρόλυσης, τα προϊόντα συσσωρεύονται κοντά στα ηλεκτρόδια ή στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Υπερήχων διέγερση είναι ένα πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για την αύξηση της μαζικής μεταφοράς σε οριακά στρώματα. Αυτή η επίδραση φέρνει φρέσκο ηλεκτρολύτη σε επαφή με την επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Η δημιουργία κοιλότητας που ρέει μεταφέρει προϊόντα της ηλεκτρόλυσης, όπως αέρια ή στερεά μακριά από την επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Συνεπώς, αποφεύγεται ο ανασταλτικός σχηματισμός των απομονωμένων στρωμάτων.

Επιδράσεις των υπερήχων στο δυναμικό αποσύνθεσης

Υπερήχων διέγερση της ανόδου, της καθόδου, ή και τα δύο ηλεκτρόδια, μπορεί να επηρεάσει το δυναμικό αποσύνθεσης ή τάση αποσύνθεσης. Η δημιουργία κοιλότητας από μόνη της είναι γνωστό ότι σπάει μόρια, παράγει ελεύθερες ρίζες ή όζον. Ο συνδυασμός της σπηλαίωσης με ηλεκτρόλυση σε μια υπερηχητικά ενισχυμένη ηλεκτρόλυση μπορεί να επηρεάσει την ελάχιστη απαιτούμενη τάση μεταξύ ανόδου και καθόδου ενός ηλεκτρολυτικού κυττάρου για την ηλεκτρόλυση να συμβεί. Οι μηχανικές και sonochemical επιδράσεις της δημιουργίας κοιλότητας μπορεί να βελτιώσει την ενεργειακή απόδοση ηλεκτρόλυσης, πάρα πολύ.

Υπερηχογράφημα στην Ηλεκτροαναφλεξή και Ηλεκτρονοφορώντας

Κατά τη διαδικασία της ηλεκτροανάδωσης, στερεές καταθέσεις μετάλλων, όπως ο χαλκός μπορεί να μετατραπεί σε εναιώρημα των στερεών σωματιδίων στον ηλεκτρολύτη. Στην ηλεκτρονοθήγυρση, που ονομάζεται επίσης ηλεκτροέκρηξη, η ηλεκτροδύλια των μετάλλων από τα μεταλλεύματα τους μπορεί να μετατραπεί σε στερεό ίζημα. Τα κοινά ηλεκτροβοιάν μέταλλα είναι μόλυβδος, χαλκός, χρυσός, ασήμι, ψευδάργυρος, αλουμίνιο, χρώμιο, κοβάλτιο, μαγγάνιο, και τα μέταλλα σπάνιας γης και αλκαλίων. Ultrasonication είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για την έκπλυση των μεταλλευμάτων, πάρα πολύ.

Sono-Ηλεκτρολυτικός Καθαρισμός Υγρών

Καθαρίστε ένα υγρό, π.χ. ένα υδατικό διάλυμα όπως λύματα, λάσπη ή παρόμοια, οδηγώντας το διάλυμα μέσα από το ηλεκτρικό πεδίο των δύο ηλεκτροδίων! Η ηλεκτρόλυση μπορεί να απολυμάνει ή να καθαρίσει τα υδατικά διαλύματα. Η τροφοδοσία διαλύματος NaCI μαζί με νερό μέσω ηλεκτροδίων ή μέσω ηλεκτροδίων, παράγει Cl2 ή CIO2, τα οποία μπορούν να οξειδώνουν τις προσμείξεις και να απολυμαίνονται το νερό ή τα υδατικά διαλύματα. Εάν το νερό περιέχει επαρκή φυσικά χλωρίδια, δεν υπάρχει ανάγκη για την προσθήκη.
Υπερήχων δονήσεις του ηλεκτροδίου μπορεί να πάρει το οριακό στρώμα μεταξύ του ηλεκτροδίου και το νερό όσο το δυνατόν λεπτότερο. Αυτό μπορεί να βελτιώσει τη μαζική μεταφορά από πολλές τάξεις μεγέθους. Η υπερηχητική δόνηση και η δημιουργία κοιλότητας μειώνουν το σχηματισμό μικροσκοπικών φυσαλίδων λόγω πόλωσης, σημαντικά. Η χρήση ηλεκτροδίων υπερήχων για ηλεκτρόλυση βελτιώνει σημαντικά τη διαδικασία ηλεκτρολυτικού καθαρισμού.

Sono-Ηλεκτροπήξη (Υπερήχων Ηλεκτροπήξη)

Η ηλεκτροπήξη είναι μια μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων για την απομάκρυνση των προσμείξεων, όπως γαλακτωματοποιημένο πετρέλαιο, ολικός πετρελαϊκός υδρογονάνθρακες, πυρίμαχα οργανικά, αιωρούμενα στερεά και βαρέα μέταλλα. Επίσης, τα ραδιενεργά ιόντα μπορούν να αφαιρεθούν από για τον καθαρισμό νερού. Η προσθήκη της ηλεκτροπήξης υπερήχων, επίσης γνωστή ως sono-ηλεκτροπήξη, έχει θετική επίδραση στη χημική ζήτηση οξυγόνου ή την αποτελεσματικότητα αφαίρεσης θολότητας. Οι συνδυασμένες διαδικασίες επεξεργασίας ηλεκτροπήξης έχουν δείξει πολύ βελτιωμένες επιδόσεις στην απομάκρυνση των ρύπων από τα βιομηχανικά λύματα. Η ενσωμάτωση ενός βήματος παραγωγής ελεύθερων ριζών, όπως η υπερηχητική δημιουργία κοιλότητας με ηλεκτροπήξη δείχνει συνέργεια και βελτιώσεις στη συνολική διαδικασία καθαρισμού. Ο σκοπός της χρήσης αυτών των υπερηχητικών-ηλεκτρολυτικών υβριδικών συστημάτων είναι να αυξηθεί η συνολική αποδοτικότητα της θεραπείας και να εξαλειφθούν τα μειονεκτήματα των συμβατικών διαδικασιών επεξεργασίας. Υβριδικά υπερήχων-ηλεκτροπηκτή αντιδραστήρες έχει αποδειχθεί ότι αδρανοποιούν Escherichia coli στο νερό.

Υπερήχων UIP2000hdT (2000 Watt, 20kHz) ως Sono-Κάθοδος ή / και Sono-Anode σε μια δεξαμενή

Sono-ηλεκτρολυτική in-situ παραγωγή αντιδραστηρίων ή αντιδρώντων

Πολλές χημικές διεργασίες, όπως ετερογενείς αντιδράσεις ή κατάλυση επωφελούνται από υπερηχητική διέγερση και υπερηχητική σπηλαίωση. Η ηχοχημική επίδραση μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα αντίδρασης ή να βελτιώσει τις αποδόσεις μετατροπής.
Υπερήχων ταραγμένη ηλεκτρόδια προσθέσετε ένα νέο ισχυρό εργαλείο για χημικές αντιδράσεις. Τώρα μπορείτε να συνδυάσετε τα οφέλη της sonochemistry με ηλεκτρόλυση. Παράγετε υδρογόνο, ιόντα υδροξειδίου, υποχλωριώδες και πολλά άλλα ιόντα ή ουδέτερα υλικά ακριβώς στον τομέα της υπερηχητικής σπηλαίωσης. Τα προϊόντα της ηλεκτρόλυσης μπορούν να λειτουργήσουν ως αντιδραστήρια ή ως αντιδρώντας στη χημική αντίδραση.

Συνδυασμός υπερήχων με παλμικό ηλεκτρικό πεδίο

Ο συνδυασμός παλμικού ηλεκτρικού πεδίου (PEF) και υπερήχων (ΗΠΑ) έχει θετικές επιδράσεις για την εκχύλιση φυσικοχημικών, βιοδραστικών ενώσεων και της χημικής δομής των εκχυλισμάτων. Στην εκχύλιση των αμυγδάλων, η συνδυασμένη θεραπεία (PEF–US) έχει παραγάγει τα υψηλότερα επίπεδα συνολικών φαινολικών, συνολικών φλαβονοειδών, συμπυκνώνουμε τανίνες, περιεκτικότητα σε ανθοκυανίνη και αντιοξειδωτική δράση. Μείωσε τη δύναμη και τη δραστηριότητα χηλοποίησης μετάλλων.
Ο υπέρηχος (ΗΠΑ) και ο παλόμενος ηλεκτρικός τομέας (PEF) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενισχύουν την αποδοτικότητα διαδικασίας και τα ποσοστά παραγωγής στις διαδικασίες ζύμωσης με τη βελτίωση της μαζικής μεταφοράς και της διαπερατότητας κυττάρων.
Ο συνδυασμός παλμικού ηλεκτρικού πεδίου και υπέρηχος θεραπεία έχει αντίκτυπο στην κινητική ξήρανσης του αέρα και την ποιότητα των αποξηραμένων λαχανικών, όπως τα καρότα. Ο χρόνος ξήρανσης μπορεί να μειωθεί κατά 20 έως 40%, διατηρώντας παράλληλα τις ιδιότητες ενυδάτωσης.

Sono-ηλεκτροχημεία / Υπερήχων Ηλεκτροχημεία

Προσθέστε υπερηχητικά ενισχυμένη ηλεκτρόλυση για να παράγουν αντιδρώντα ή να καταναλώνουν προϊόντα χημικών αντιδράσεων, προκειμένου να κινηθεί η τελική ισορροπία της χημικής αντίδρασης ή να αλλάξει η οδός χημικής αντίδρασης.

Προτεινόμενη οργάνωση των υπερηχητικών ηλεκτροδίων

Ο καινοτόμος σχεδιασμός για υπερήχους τύπου καθετήρα μετατρέπει ένα τυπικό υπερηχητικό sonotrode σε ένα υπερηχητικά δονούμενο ηλεκτρόδιο. Αυτό καθιστά τον υπέρηχο για ηλεκτρόδια πιο προσιτό, ευκολότερο στην ενσωμάτωση και εύκολα κλιμακωτό στα επίπεδα παραγωγής. Άλλα σχέδια ταρακούνησαν τον ηλεκτρολύτη μεταξύ δύο μη ταραγμένου ηλεκτροδίων, μόνο. Τα μοτίβα σκίασης και διάδοσης κυμάτων υπερήχων παράγουν κατώτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με την άμεση διέγερση των ηλεκτροδίων. Μπορείτε να προσθέσετε κραδασμούς υπερήχων σε άνοδο ή κάθοδο, αντίστοιχα. Φυσικά, μπορείτε να αλλάξετε την τάση και την πολικότητα των ηλεκτροδίων ανά πάσα στιγμή. Hielscher υπερήχων ηλεκτρόδια είναι εύκολο να μετασκευάσει σε υπάρχουσες ρυθμίσεις.

Σφραγισμένοι sono-ηλεκτρολυτικοί και ηλεκτροχημικοί αντιδραστήρες

Διατίθεται στεγανή στεγανή στεγανή μεταξύ υπερήχων sonotrode (ηλεκτρόδιο) και δοχείου αντιδραστήρα. Ως εκ τούτου, μπορείτε να χειριστείτε το ηλεκτρολυτικό κύτταρο σε άλλο βαθμό εκτός από την πίεση του περιβάλλοντος. Ο συνδυασμός του υπερήχου με την πίεση ονομάζεται mano-υπερήχηση. Αυτό μπορεί να παρουσιάζει ενδιαφέρον εάν η ηλεκτρόλυση παράγει αέρια, όταν εργάζεστε σε υψηλότερες θερμοκρασίες ή όταν εργάζεστε με πτητικά υγρά συστατικά. Ένας ερμητικά σφραγισμένος ηλεκτροχημικός αντιδραστήρας μπορεί να λειτουργήσει σε πιέσεις πάνω ή κάτω από την πίεση του περιβάλλοντος. Η σφραγίδα μεταξύ του υπερήχου ηλεκτροδίου και του αντιδραστήρα μπορεί να γίνει ηλεκτρικά αγώγιμη ή μονωτική. Το τελευταίο επιτρέπει τη λειτουργία των τοιχωμάτων του αντιδραστήρα ως δεύτερο ηλεκτρόδιο. Φυσικά, ο αντιδραστήρας μπορεί να έχει θύρες εισόδου και εξόδου για να λειτουργήσει ως αντιδραστήρας κυττάρων ροής για συνεχείς διεργασίες. Hielscher Ultrasonics προσφέρει μια ποικιλία τυποποιημένων αντιδραστήρων και σακακιού κύτταρα ροής. Εναλλακτικά, μπορείτε να επιλέξετε από μια σειρά προσαρμογέων για να χωρέσει Hielscher sonotrodes στον ηλεκτροχημικό αντιδραστήρα σας.

Ομόκεντρο ς διάταξη στον αντιδραστήρα σωλήνων

Εάν το υπερηχητικά ταραγμένο ηλεκτρόδιο είναι κοντά σε ένα δεύτερο μη ταραγμένο ηλεκτρόδιο ή κοντά σε ένα τοίχωμα αντιδραστήρα, τα υπερηχητικά κύματα διαδίδονται μέσω του υγρού και τα κύματα υπερήχων θα λειτουργήσει και στις άλλες επιφάνειες. Ένα υπερηχητικά ταραγμένο ηλεκτρόδιο που είναι ομόκεντρη προσανατολισμένη σε ένα σωλήνα ή σε έναν αντιδραστήρα μπορεί να κρατήσει τους εσωτερικούς τοίχους απαλλαγμένους από λερωτικά ή από συσσωρευμένα στερεά.

θερμοκρασία

Όταν χρησιμοποιείτε το πρότυπο Hielscher sonotrodes ως ηλεκτρόδια, η θερμοκρασία ηλεκτρολυτών μπορεί να είναι μεταξύ 0 και 80 βαθμό Κελσίου. Sonotrodes για άλλες θερμοκρασίες ηλεκτρολυτών στην περιοχή από -273 βαθμό Κελσίου έως 500 βαθμούς Κελσίου είναι διαθέσιμα κατόπιν αιτήματος. Ο συνδυασμός του υπερήχου με τη θερμοκρασία ονομάζεται θερμο-υπερήχηση.

ιξώδες

Εάν το ιξώδες του ηλεκτρολύτη αναστέλλει τη μεταφορά μάζας, η ανάμειξη υπερήχων κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης θα μπορούσε να είναι ευεργετική καθώς βελτιώνει τη μεταφορά του υλικού από και προς τα ηλεκτρόδια.

Sono-Ηλεκτρόλυση με παλλόμενο ρεύμα

Παλλόμενο ρεύμα για την υπερηχητικά ταραγμένη ηλεκτρόδια οδηγεί σε προϊόντα διαφορετικά από το συνεχές ρεύμα (DC). Για παράδειγμα, το παλλόμενο ρεύμα μπορεί να αυξήσει την αναλογία του όζοντος προς το οξυγόνο που παράγεται στην άνοδο στην ηλεκτρόλυση ενός υδατικού όξινου διαλύματος, π.χ. αραιωμένο θειικό οξύ. Παλμική ηλεκτρόλυση της αιθανόλης παράγει μια αλδεΰδη αντί κυρίως ένα οξύ.

Εξοπλισμός για ηλεκτρο-υπερήχηση

Hielscher Υπέρηχοι ανέπτυξε μια ειδική sonoelectrochemical αναβάθμιση για τους βιομηχανικούς μορφοτροπείς. Ο αναβαθμισμένος μετατροπέας λειτουργεί με σχεδόν όλους τους τύπους sonotrodes Hielscher.

Ηλεκτρόδια υπερήχων (Sonotrodes)

Τα sonotrodes απομονώνονται ηλεκτρικά από τη γεννήτρια υπερήχων. Ως εκ τούτου, μπορείτε να συνδέσετε το υπερηχητικό sonotrode σε μια ηλεκτρική τάση, έτσι ώστε το sonotrode μπορεί να λειτουργήσει ως ηλεκτρόδιο. Το τυπικό κενό ηλεκτρικής απομόνωσης μεταξύ των sonotrodes και της επαφής εδάφους είναι 2,5 mm. Ως εκ τούτου, θα μπορούσατε να εφαρμόσετε μέχρι 2500 βολτ στο sonotrode. Τα τυποποιημένα sonotrodes είναι στερεά και κατασκευασμένα από τιτάνιο. Ως εκ τούτου, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας περιορισμός στο ρεύμα ηλεκτροδίων. Το τιτάνιο παρουσιάζει μια καλή αντίσταση διάβρωσης σε πολλούς αλκαλικούς ή όξινους ηλεκτρολύτες. Είναι δυνατά εναλλακτικά υλικά sonotrode, όπως αλουμίνιο (Al), χάλυβας (Fe), ανοξείδωτος χάλυβας, νικέλιο-χρώμιο-μολυβδαίνιο ή νιόβιο. Η Hielscher προσφέρει οικονομικά αποδοτικές ηχομόνες ανόδου θυσιών, π.χ. κατασκευασμένες από αλουμίνιο ή χάλυβα.

Υπερηχητική γεννήτρια, παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Η γεννήτρια υπερήχων δεν χρειάζεται καμία τροποποίηση και χρησιμοποιεί μια τυπική ηλεκτρική πρίζα με έδαφος. Το κέρατο μορφοτροπέα και όλες οι εξωτερικές επιφάνειες του μετατροπέα και της γεννήτριας συνδέονται με το έδαφος της πρίζας, φυσικά. Το sonotrode και ένα ενισχυτικό στοιχείο είναι τα μόνα μέρη που συνδέονται με την τάση ηλεκτροδίων. Αυτό διευκολύνει το σχεδιασμό της εγκατάστασης. Μπορείτε να συνδέσετε το sonotrode σε συνεχές ρεύμα (DC), παλλόμενο συνεχές ρεύμα ή εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Τα ηλεκτρόδια υπερήχων μπορούν να λειτουργήσουν ως ανόδους ή καθόδους, αντίστοιχα.

Εξοπλισμός παραγωγής για διεργασίες ηλεκτρο-υπερήχησης

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε συσκευή υπερήχων Hielscher, όπως UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT ή UIP4000hdT για να ζευτρέψετε μέχρι 4000 watt της υπερηχητικής δύναμης σε οποιοδήποτε τυποποιημένο sonotrode ή cascstrode. Υπερήχων ένταση της επιφάνειας στην επιφάνεια sonotrode μπορεί να είναι μεταξύ 1 watt έως 100 Watt watt ανά τετραγωνικό εκατοστό. Διατίθενται διαφορετικές γεωμετρίες sonotrode με πλάτη από 1 micron έως 150 micron (κορυφή-κορυφή). Η υπερηχητική συχνότητα των 20kHz είναι πολύ αποτελεσματική στην παραγωγή της δημιουργίας κοιλότητας και ακουστική ροή στον ηλεκτρολύτη. Hielscher συσκευές υπερήχων μπορεί να λειτουργήσει 24 ώρες την ημέρα, επτά ημέρες την εβδομάδα. Μπορείτε να λειτουργείτε συνεχώς σε πλήρη ισχύ εξόδου ή παλμικού, π.χ. για περιοδικό καθαρισμό των ηλεκτροδίων. Hielscher Υπερήχων μπορεί να παρέχει υπερήχων ηλεκτρόδια με έως και 16 κιλοβάτ υπερήχων δύναμη (μηχανική διέγερση) ανά ενιαίο ηλεκτρόδιο. Δεν υπάρχει σχεδόν κανένα όριο στην ηλεκτρική ενέργεια που μπορείτε να συνδέσετε με τα ηλεκτρόδια.

Και κάτι ακόμα: Sono-Ηλεκτροστατικός Ψεκασμός

Hielscher Υπερήχων κάνει τον εξοπλισμό για τον ψεκασμό, νεφελοποίηση, ψεκασμό ή αεροζόλ των υγρών. Ο υπερηχητικός ψεκασμός sonotrode μπορεί να δώσει την υγρή ομίχλη ή αερολύματα μια θετική δαπάνη. Αυτό συνδυάζει τον υπερηχητικό ψεκασμό με την ηλεκτροστατική τεχνολογία ψεκασμού, π.χ. για τις διαδικασίες επιστρώματος.