Elektro-ultrahelitöötlus on elektri ja ultrahelitöötluse mõju kombinatsioon. Hielscher Ultrasonics arendas välja uue ja elegantse meetodi, et kasutada mis tahes sonotrode elektroodina. See asetab ultraheli võimsuse otse ultraheli elektroodi ja vedeliku vahelisele liidesele. Seal see võib edendada elektrolüüsi, parandada massiülekannet ja murda piiri kihid või hoiused. Hielscher varustab tootmisklassi seadmeid elektroultrahelitöötlusprotsessideks partiides ja inline protsessides mis tahes skaalal. Võite kombineerida elektroultrahelitöötlust manoultrahelitöötlusega (rõhk) ja termoultrahelitöötlusega (temperatuur).

Ultraheli elektroodirakendused

Ultraheli kasutamine elektroodides on uudne tehnoloogia, mis toob kasu paljudele erinevatele protsessidele elektrolüüsis, galvaanimises, elektropuhastuses, vesiniku tootmises ja elektrokoagulatsioonis, osakeste sünteesis või muudes elektrokeemilistes reaktsioonides. Hielscher Ultrasonics on ultraheli elektroodid kergesti kättesaadavad teadus-ja arendustegevuse lab skaalal või pilootskaala elektrolüüs. Pärast seda, kui olete testinud ja optimeerinud oma elektrolüütilise protsessi, saate kasutada Hielscher Ultrasonics tootmise suurus ultraheli seadmed, et suurendada oma protsessi tulemusi tööstusliku tootmise taset. Allpool leiate soovitusi ja soovitusi ultraheli elektroodide kasutamiseks.

Sono-Electrolysis (Ultraheli elektrolüüs)

Elektrolüüs on aatomite ja ioonide vahetus elektrivoolu rakendamisest tulenevate elektronide eemaldamise või lisamise teel. Elektrolüüsi tooted võivad olla elektrolüüdist erineva füüsilise olekuga. Elektrolüüs võib toota tahkeid aineid, näiteks sademeid või tahkeid kihte kas elektroodidel. Teise elektrolüüsi võib toodada gaase, nagu vesinik, kloor või hapnik. Elektroodi ultraheli agitatsioon võib murda elektroodi pinnalt tahkeid ladestusi. Ultraheli degaseerimine toodab kiiresti suuremaid gaasimulle mikromullide lahustunud gaasidest. See toob kaasa gaasiliste toodete kiirema eraldamise elektrolüüdist.

Ultraheli UIP2000hdT (2000 vatti, 20kHz) elektronsõlme ja/või anoodina elektrolüütilises kambris

Ultraheli täiustatud massülekanne elektroodi pinnal

Elektrolüüsi käigus kogunevad tooted elektroodide või elektroodipinnale. Ultraheli agitatsioon on väga tõhus vahend massiülekande suurendamiseks piirikihtides. See efekt toob elektroodipinnale kokkupuutel värske elektrolüüdi. Kavitatsiooniline voogesitus transpordib elektrolüüsi tooteid, näiteks gaase või tahkeid tahkeid aineid elektroodipinnalt eemal. Seetõttu välditakse isoleerivate kihtide inhibeerivat moodustumist.

Ultraheli mõju lagunemispotentsiaalile

Katoodi või mõlema elektroodi anoodi ultraheli agitatsioon võib mõjutada lagunemispotentsiaali või lagunemispinget. Kavitatsioon üksi on teada, et murda molekulid, toota vabu radikaale või osooni. Ultraheli tõhustatud elektrolüüsi kavitatsiooni ja elektrolüüsi kombinatsioon võib mõjutada elektrolüüsi ks elektrolüüsi ks vajaliku elektrolüüsi jaoks elektrolüütilise raku anoodi ja katoodi vahelist minimaalset nõutavat pinget. Kavitatsiooni mehaaniline ja sonokeemiline mõju võib parandada ka elektrolüüsi energiatõhusust.

Ultraheli elektrorafineerimise ja elektrovõitnud

Elektrorefiinimise käigus võib metallide tahked ladestused, nagu vask, muutuda elektrolüüdis tahkete osakeste suspensiooniks. Elektrovõidetis, mida nimetatakse ka elektroekstraheerimiseks, saab metallide elektroopositsiooni nende maakidest muuta tahkeks sademiks. Tavalised elektrowonmetallid on plii, vask, kuld, hõbe, tsink, alumiinium, kroom, koobalt, mangaan ning haruldaste muldmetallide ja leelismetallid. Ultraheli on tõhus vahend maagide leostumiseks.

Vedelike sono-elektrolüütiline puhastamine

Puhastage vedelik, nt vesilahused, nagu reovesi, muda vms, viies lahuse läbi kahe elektroodi elektrivälja! Elektrolüüs võib vesilahuseid desinfitseerida või puhastada. NaCI lahuse söötmine koos veega elektroodide või elektroodide kaudu tekitab Cl2 või CIO2, mis võib oksüdeerida lisandeid ja desinfitseerida vett või vesilahuseid. Kui vesi sisaldab piisavalt looduslikke kloriide, ei ole vaja lisada.
Elektroodi ultraheli vibratsioon võib saada elektroodi ja vee vahelise piirikihi võimalikult õhukeseks. See võib parandada massiülekannet paljude suurusjärkude võrra. Ultraheli vibratsioon ja kavitatsioon vähendab oluliselt mikroskoopiliste mullide moodustumist polarisatsiooni tõttu. Ultraheli elektroodide kasutamine elektrolüüsiks parandab elektrolüütilist puhastusprotsessi märgatavalt.

Sono-elektrokoagulatsioon (ultraheli elektrokoagulatsioon)

Elektrokoagulatsioon on reovee puhastusmeetod saasteainete, näiteks emulgeeritud õli, nafta süsivesinike, tulekindlate orgaaniliste ainete, hõljuvainete ja raskmetallide eemaldamiseks. Samuti saab vee puhastamiseks eemaldada radioaktiivseid ioonid. Ultraheli elektrokoagulatsiooni, tuntud ka kui sono-elektrokoagulatsioon, lisamine avaldab positiivset mõju keemilise hapnikutarbele või hägususe eemaldamise tõhususele. Elektrokoagulatsiooni kombineeritud töötlemise protsessid on näidanud oluliselt suuremat tulemuslikkust saasteainete eemaldamisel tööstuslikust reoveest. Vabade radikaalide tootmise etapi integreerimine, näiteks ultraheli kavitatsioon elektrokoagulatsiooniga näitab sünergiat ja üldise puhastusprotsessi paranemist. Nende ultraheli elektrolüütiliste hübriidsüsteemide kasutamise eesmärk on suurendada üldist ravi efektiivsust ja kõrvaldada tavapäraste raviprotsesside puudused. On tõestatud, et hübriidsed ultraheli-elektrokoagulatsiooni reaktorid inaktiveerivad Escherichia coli vees.

Ultraheli UIP2000hdT (2000 vatti, 20kHz) sono-katoodina ja/või Sono-anoodipaagis

Reaktiivide või reaktorite sono-elektrolüütiline in situ genereerimine

Paljud keemilised protsessid, nagu heterogeensed reaktsioonid või katalüüs, saavad kasu ultraheli agitatsioonist ja ultraheli kavitatsioonist. Sono-keemiline mõju võib suurendada reaktsiooni kiirust või parandada muundamise saagikust.
Ultraheli ärritunud elektroodid lisada uus võimas vahend keemiliste reaktsioonide. Nüüd saate kombineerida sonokeemia eeliseid elektrolüüsiga. Toota vesinikku, hüdroksiidiioonid, hüpokloriti ja palju muid ioonid või neutraalsed materjalid otse ultraheli kavitatsiooni välja. Elektrolüüsi saadused võivad toimida reaktiividena või keemilise reaktsiooni reageerijatena.

Ultraheli kombineerimine impulsselektriväljaga

Impulsselektrivälja (PEF) ja ultraheli (USA) kombinatsioonil on positiivne mõju füüsikalis-keemiliste, bioaktiivsete ühendite ja ekstraktide keemilise struktuuri ekstraheerimisele. Mandlite ekstraheerimisel on kombineeritud ravi (PEF–US) tootnud kõrgeimat fenoolide, flavonoidide, kondensatsioonitanniinide, antotsüaniini sisu ja antioksüdandi aktiivsust. See vähendas võimu ja metalli kelaatimist.
Ultraheli (USA) ja impulss elektrivälja (PEF) saab kasutada suurendada protsessi tõhusust ja tootmise määrad käärimisprotsessid, parandades massiülekannet ja rakkude läbilaskvust.
Impulsselektrivälja ja ultraheliravi kombinatsioon mõjutab õhu kuivamise kineetikat ja kuivatatud köögiviljade, näiteks porgandite kvaliteeti. Kuivamisaega saab vähendada 20-40%, säilitades samal ajal rehüdratsiooni omadused.

Sono-elektrokeemia / ultraheli elektrokeemia

Lisage ultraheliga täiustatud elektrolüüs, et toota reaktse või tarbida keemiliste reaktsioonide tooteid, et liikuda keemilise reaktsiooni lõpliku tasakaalu või muuta keemilise reaktsiooni rada.

Ultraheli elektroodide soovitatav seadistamine

Sondi tüüpi ultrasonikaatorite uuenduslik disain muudab standardse ultraheli sonotrode ultraheli vibreerivaks elektroodiks. See muudab elektroodide ultraheli kättesaadavamaks, kergemini integreeritavaks ja tootmistasemetele kergesti mastaabitavaks. Teised konstruktsioonid ärritasid elektrolüüti ainult kahe mitte-ergastamata elektroodi vahel. Varjude ja ultraheli lainete paljunemise mustrid annavad halvemaid tulemusi võrreldes otsese elektroodide agitatsiooniga. Võite lisada ultraheli vibratsiooni vastavalt anoodile või katoodile. Loomulikult saate elektroodide pinget ja polaarsust igal ajal muuta. Hielscher Ultrasonics elektroodid on olemasolevate seadistuste jaoks kergesti moderniseeritavad.

Suletud Sono-elektrolüütilised raku- ja elektrokeemilised reaktorid

Saadaval on survekindel tihend ultraheli sonotrode (elektrood) ja reaktorianuma vahel. Seetõttu saate elektrolüütilist kambrit kasutada ümbritseva standaturõhust välja arvatud. Ultraheli kombinatsiooni rõhuga nimetatakse mano-ultrahelitöötluseks. See võib olla huvipakkuv, kui elektrolüüs tekitab heitgaase, töötades kõrgematel temperatuuridel või töötades lenduvate vedelate komponentidega. Tihedalt suletud elektrokeemiline reaktor võib töötada ümbritseva õhu rõhust kõrgemal või madalamal rõhul. Ultraheli elektroodi ja reaktori vahelist tihendit saab teha elektrit juhtivaks või isoleerimiseks. Viimane võimaldab reaktoriseina teise elektroodina kasutada. Loomulikult võib reaktoril olla sisse- ja väljalaskeavad, mis toimivad pideva protsessi vooluraku reaktorina. Hielscher Ultrasonics pakub erinevaid standardiseeritud reaktoreid ja jakkvoolurakke. Teise võimalusena saate valida erinevate adapterite sobitada Hielscher sonotrodes oma elektrokeemiline reaktor.

Kontsentriline paigutus torureaktoris

Kui ultraheliga ärritunud elektrood on teise mitteagitated elektroodi lähedal või reaktori seina lähedal, levivad ultraheli lained läbi vedeliku ja ultraheli lained töötavad ka teistel pindadel. Ultraheli ärritunud elektrood, mis on kontsentriline toru või reaktoris, võib hoida siseseinad vabad ebameeldivatest või kogunenud tahketest ainetest.

temperatuur

Kui kasutatakse standardseid Hielscher sonotrodes elektroodidena, võib elektrolüütide temperatuur olla vahemikus 0–80 kraadi Celsiuse järgi. Sonotrodes teiste elektrolüütide temperatuuri vahemikus -273 kraadi Celsiuse järgi 500 kraadi Celsiuse järgi on saadaval taotluse korral. Ultraheli ja temperatuuri kombinatsiooni nimetatakse termoultrahelitöötluseks.

viskoossus

Kui elektrolüüdi viskoossus pärsib massi ülekannet, võib ultraheli agitatsiooni segamine elektrolüüsi ajal olla kasulik, kuna see parandab materjali ülekannet elektroodidesse ja sealt tagasi.

Sono-Electrolysis pulseeriva vooluga

Ultraheli agiteerelektroodide pulseeriv vool põhjustab tooteid, mis erinevad alalisvoolust (DC). Näiteks võib pulseeriv vool suurendada osooni ja hapniku suhet, mis tekib anoodil happelise vesilahuse elektrolüüsis, nt lahjendatud väävelhape. Etanooli impulssvool elektrolüüs toodab aldehüüdi, mitte peamiselt hapet.

Elektroultrahelitöötlusseadmed

Hielscher Ultrasonics töötas välja spetsiaalse sonoelektrokeemilise uuenduse tööstuslikele anduritele. Uuendatud andur töötab peaaegu igat tüüpi Hielscheri sonotroodidega.

Ultraheli elektroodid (Sonotrodes)

Sonotroodid on ultraheli generaatorist elektriliselt eraldatud. Seetõttu saate ultraheli sonotroodi ühendada elektripingega, nii et sonotrode võib toimida elektroodina. Standardne elektriline isolatsioonivahe sonotroodide ja maapinna kokkupuute vahel on 2,5 mm. Seetõttu võite sonotrode peale kanda kuni 2500 volti. Standardsed sonotroodid on tahked ja valmistatud titaanist. Seetõttu ei ole elektroodi voolu peaaegu mingit piirangut. Titaan näitab head korrosioonikindlust paljude leeliseliste või happeliste elektrolüütide suhtes. Võimalikud on alternatiivsed sonotrode materjalid, nagu alumiinium (Al), teras (Fe), roostevaba teras, nikkel-kroommolübdeen või nioobium. Hielscher pakub kulutõhusaid ohvrianotroode, nt alumiiniumist või terasest.

Ultraheli generaator, toide

Ultraheli generaator ei vaja muudatusi ja kasutab standardset pistikupesa maaga. Anduri sarv ja kõik anduri ja generaatori välispinnad on loomulikult ühendatud pistikupesa maapinnaga. Sonotrode ja karastav element on ainsad osad, mis on ühendatud elektroodipingega. See hõlbustab seadistuse kujundamist. Sonotrode saab ühendada alalisvooluga (DC), pulseerides alalisvoolu või vahelduvvoolu (AC). Ultraheli elektroodid saab kasutada vastavalt anoodide või katoodidena.

Tootmisseadmed elektro-ultrahelitöötlus protsessid

Võite kasutada mis tahes Hielscherultraheli seadet, nagu UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT või UIP4000hdT kuni 4000 vatti ultraheli võimsust mis tahes standardse sonotrode või cascatrode. Ultraheli pinna intensiivsus sonotrode pinnal võib olla vahemikus 1 vatti kuni 100 vatti vatti ruutsentimeetri kohta. Saadaval on erinevad sonotrode geomeetriaamplituudiga 1 mikronist kuni 150 mikroninini (piigi tipp). 20kHz ultraheli sagedus on väga tõhus kavitatsiooni ja akustilise voogesituse genereerimisel elektrolüüdis. Hielscheri ultraheli seadmed võivad töötada 24 tundi päevas, seitse päeva nädalas. Elektroodide perioodiliseks puhastamiseks saate töötada pidevalt täisvõimsusel või pulsaadil. Hielscher Ultrasonics võib tarnida ultraheli elektroode kuni 16 kilovatti ultraheli võimsusega (mehaaniline agitatsioon) ühe elektroodi kohta. Elektroodide abil saab ühendada elektrit peaaegu üldse piiratud.

Veel üks asi: Sono-Electrostatic Pihustamine

Hielscher Ultrasonics teeb seadmed vedelike pihustamiseks, nebuliseerimiseks, pihustamiseks või aeroobseks. Ultraheli pihustamine sonotrode võib anda vedeliku udu või aerosoolid positiivne laeng. See ühendab ultraheli pihustamise elektrostaatilise pihustamise tehnoloogiaga, nt katmise protsesside jaoks.