الکترو سونیک – الکترودهای اولتراسونیک

الکترو سونیک ترکیبی از اثرات الکتریسیته با اثرات فراصوت است. Hielscher اولتراسونیک توسعه یک روش جدید و ظریف برای استفاده از هر sonotrode به عنوان الکترود. این قدرت سونوگرافی را مستقیما در رابط بین الکترود اولتراسونیک و مایع قرار می دهد. در آنجا می تواند الکترولیز را تقویت کند، انتقال جرم را بهبود بخشد و لایه ها یا رسوبات مرزی را بشکند. Hielscher تامین تجهیزات درجه تولید برای فرآیندهای الکترو فراصوت در فرآیندهای دسته ای و درون خطی در هر مقیاس. شما می توانید الکترو فراصوت با مانو فراصوت (فشار) و ترمو فراصوت (دما) ترکیب.

کاربردهای الکترود اولتراسونیک

استفاده از اولتراسونیک به الکترودها یک فناوری جدید با مزایای بسیاری از فرآیندهای مختلف در الکترولیز، گالوانیزه، تصفیه الکتریکی، تولید هیدروژن و انعقاد الکتریکی، سنتز ذرات یا سایر واکنش های الکتروشیمیایی است. Hielscher اولتراسونیک الکترودهای مافوق صوت به راحتی برای تحقیق و توسعه در مقیاس آزمایشگاهی و یا الکترولیز در مقیاس آزمایشگاهی در دسترس است. پس از شما تست و بهینه سازی فرایند الکترولیتی خود را, شما می توانید Hielscher مافوق صوت تولید اندازه تجهیزات سونوگرافی به مقیاس تا نتایج فرایند خود را به سطح تولید صنعتی استفاده. در زیر پیشنهادات و توصیه هایی برای استفاده از الکترودهای اولتراسونیک مشاهده خواهید کرد.

سونو الکترولیز (الکترولیز اولتراسونیک)

الکترولیز تبادل اتم ها و یون ها با حذف یا افزودن الکترون های حاصل از اعمال جریان الکتریکی است. محصولات الکترولیز می توانند حالت فیزیکی متفاوتی نسبت به الکترولیت داشته باشند. الکترولیز می تواند جامدات مانند رسوبات یا لایه های جامد را روی هر یک از الکترودها تولید کند. از طرف دیگر، الکترولیز می تواند گازهایی مانند هیدروژن، کلر یا اکسیژن تولید کند. تحریک اولتراسونیک یک الکترود می تواند رسوبات جامد را از سطح الکترود بشکند. گاززدایی اولتراسونیک به سرعت حباب های گاز بزرگتری را از گازهای محلول میکرو حباب تولید می کند. این منجر به جداسازی سریعتر محصولات گازی از الکترولیت می شود.

اولتراسونیک UIP2000hdT (2000 وات، 20 کیلوهرتز) به عنوان کاتد و / یا آند در یک سلول الکترولیتی

التراسونیک افزایش انتقال جرم در سطح الکترود

در طی فرآیند الکترولیز ، محصولات در نزدیکی الکترودها یا روی سطح الکترود جمع می شوند. تحریک التراسونیک یک ابزار بسیار موثر برای افزایش انتقال جرم در لایه های مرزی است. این اثر الکترولیت تازه را در تماس با سطح الکترود به ارمغان می آورد. جریان حفره ای محصولات الکترولیز مانند گازها یا جامدات را از سطح الکترود دور می کند. بنابراین از تشکیل مهاری لایه های جداکننده جلوگیری می شود.

اثرات اولتراسونیک بر پتانسیل تجزیه

تحریک اولتراسونیک آند، کاتد یا هر دو الکترود، ممکن است بر پتانسیل تجزیه یا ولتاژ تجزیه تأثیر بگذارد. کاویتاسیون به تنهایی شناخته شده است برای شکستن مولکول ها, تولید رادیکال های آزاد یا ازن. ترکیبی از کاویتاسیون با الکترولیز در الکترولیز اولتراسونیک افزایش یافته ممکن است حداقل ولتاژ مورد نیاز بین آند و کاتد سلول الکترولیتی برای الکترولیز را تحت تاثیر قرار. اثرات مکانیکی و سونوشیمیایی حفره ممکن است بهره وری انرژی الکترولیز را نیز بهبود بخشد.

سونوگرافی در الکتروپالایش و الکترووینینگ

در فرآیند پالایش الکتریکی ، رسوبات جامد فلزات مانند مس را می توان به سوسپانسیون ذرات جامد در الکترولیت تبدیل کرد. در الکترووینینگ که به آن استخراج الکتریکی نیز گفته می شود، رسوب الکتریکی فلزات از سنگ معدن آنها را می توان به رسوب جامد تبدیل کرد. فلزات رایج الکتروون عبارتند از: سرب، مس، طلا، نقره، روی، آلومینیوم، کروم، کبالت، منگنز و فلزات کمیاب خاکی و قلیایی. اولتراسونیک یک وسیله موثر برای شستشوی سنگ معدن نیز است.

تصفیه سونو الکترولیتی مایعات

یک مایع، به عنوان مثال یک محلول آبی مانند فاضلاب، لجن یا موارد مشابه، را با هدایت محلول از طریق میدان الکتریکی دو الکترود تصفیه کنید! الکترولیز می تواند محلول های آبی را ضد عفونی یا تصفیه کند. تغذیه محلول NaCI همراه با آب از طریق الکترودها یا از طریق الکترودها ، Cl2 یا CIO2 تولید می کند ، که می تواند ناخالصی ها را اکسید کرده و آب یا محلول های آبی را ضد عفونی کند. اگر آب حاوی کلریدهای طبیعی کافی باشد، نیازی به افزودن آن نیست.
ارتعاشات اولتراسونیک الکترود می تواند لایه مرزی بین الکترود و آب را تا حد امکان نازک کند. این می تواند انتقال جرم را با مرتبه های زیادی بهبود بخشد. ارتعاش و کاویتاسیون اولتراسونیک تشکیل حباب های میکروسکوپی را به دلیل قطبش به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. استفاده از الکترودهای اولتراسونیک برای الکترولیز فرآیند تصفیه الکترولیتی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

Sono-Electrocoagulation (الکتروکوآگولاسیون اولتراسونیک)

انعقاد الکتریکی یک روش تصفیه فاضلاب برای حذف آلاینده هایی مانند روغن امولسیون شده، هیدروکربن های نفتی کل، مواد آلی نسوز، مواد جامد معلق و فلزات سنگین است. همچنین می توان یون های رادیواکتیو را برای تصفیه آب از آن خارج کرد. علاوه بر این از انعقاد الکتریکی فراصوت ، همچنین به عنوان SONO-electrocoagulation شناخته می شود ، دارای اثر مثبت بر تقاضای اکسیژن شیمیایی و یا بهره وری حذف کدورت است. فرآیندهای تصفیه ترکیبی انعقاد الکتریکی عملکرد بسیار بیشتری را در حذف آلاینده ها از فاضلاب صنعتی نشان داده است. ادغام یک مرحله تولید رادیکال های آزاد، مانند کاویتاسیون اولتراسونیک با انعقاد الکتریکی نشان می دهد که هم افزایی و بهبود در فرآیند تمیز کردن کلی است. هدف از به کارگیری این سیستم های هیبریدی اولتراسونیک-الکترولیتی افزایش راندمان کلی درمان و از بین بردن معایب فرآیندهای تصفیه متداول است. نشان داده شده است که راکتورهای هیبریدی اولتراسونیک-الکتروکوآگولاسیون اشریشیا کلی را در آب غیرفعال می کنند.

اولتراسونیک UIP2000hdT (2000 وات، 20 کیلوهرتز) به عنوان سونو کاتد و / یا سونو آند در یک مخزن

تولید در محل سونو الکترولیتی معرف ها یا واکنش دهنده ها

بسیاری از فرآیندهای شیمیایی، مانند واکنش های ناهمگن یا کاتالیز از تحریک اولتراسونیک و حفره اولتراسونیک بهره مند می شوند. تأثیر سونوشیمیایی می تواند سرعت واکنش را افزایش دهد یا بازده تبدیل را بهبود بخشد.
الکترودهای همزده التراسونیک اضافه کردن یک ابزار قدرتمند جدید به واکنش های شیمیایی. اکنون می توانید مزایای سونوشیمی را با الکترولیز ترکیب کنید. تولید هیدروژن، یون های هیدروکسید، هیپوکلریت و بسیاری از یون های دیگر و یا مواد خنثی درست در زمینه حفره اولتراسونیک. محصولات الکترولیز می توانند به عنوان معرف یا واکنش دهنده به واکنش شیمیایی عمل کنند.

ترکیب سونوگرافی با میدان الکتریکی پالسی

ترکیب میدان الکتریکی پالسی (PEF) و اولتراسوند (US) اثرات مثبتی برای استخراج ترکیبات فیزیکوشیمیایی، زیست فعال و ساختار شیمیایی عصاره ها دارد. در استخراج بادام، تیمار ترکیبی (PEF-US) بیشترین میزان فنل کل، فلاونوئیدهای کل، تانن های تغلیظی، آنتوسیانین و فعالیت آنتی اکسیدانی را تولید کرد. قدرت و فعالیت کیلیت کننده فلز را کاهش داد.
سونوگرافی (ایالات متحده) و میدان الکتریکی پالسی (PEF) می توانند با بهبود انتقال جرم و نفوذپذیری سلول، کارایی فرآیند و نرخ تولید را در فرآیندهای تخمیر افزایش دهند.
ترکیب میدان الکتریکی پالسی و درمان اولتراسوند بر سینتیک خشک کردن هوا و کیفیت سبزیجات خشک مانند هویج تأثیر می گذارد. زمان خشک شدن را می توان 20 تا 40 درصد کاهش داد و در عین حال خاصیت آبرسانی را حفظ کرد.

سونو الکتروشیمی / الکتروشیمی التراسونیک

اضافه کردن الکترولیز اولتراسونیک افزایش یافته برای تولید واکنش دهنده ها و یا به مصرف محصولات از واکنش های شیمیایی به منظور حرکت تعادل نهایی واکنش شیمیایی و یا برای تغییر مسیر واکنش شیمیایی.

راه اندازی پیشنهادی الکترودهای اولتراسونیک

طراحی نوآورانه برای پروب نوع ultrasonicators تبدیل sonotrode مافوق صوت استاندارد را به یک الکترود ارتعاشی التراسونیک مافوق صوت. این باعث می شود سونوگرافی برای الکترودها در دسترس تر ، ادغام آسان تر و به راحتی مقیاس پذیر به سطح تولید باشد. طرح های دیگر فقط الکترولیت را بین دو الکترود غیر همزن تحریک می کردند. الگوهای انتشار موج سایه و اولتراسوند در مقایسه با تحریک مستقیم الکترود نتایج پایین تری ایجاد می کنند. می توانید ارتعاش اولتراسوند را به ترتیب به آندها یا کاتدها اضافه کنید. البته می توانید ولتاژ و قطبیت الکترودها را در هر زمان تغییر دهید. الکترودهای مافوق صوت Hielscher آسان به مقاوم سازی به تنظیمات موجود.

مهر و موم شده سلول های صوتی الکترولیتی و راکتورهای الکتروشیمیایی

مهر و موم فشار محکم بین سونوترود اولتراسونیک (الکترود) و یک رگ راکتور در دسترس است. بنابراین، می توانید سلول الکترولیتی را در غیر از فشار محیط کار کنید. ترکیب سونوگرافی با فشار مانوسونیکاسیون نامیده می شود. اگر الکترولیز گاز تولید می کند، هنگام کار در دماهای بالاتر یا هنگام کار با اجزای مایع فرار ، این ممکن است جالب باشد. یک راکتور الکتروشیمیایی محکم مهر و موم شده می تواند در فشارهای بالاتر یا پایین تر از فشار محیط کار کند. مهر و موم بین الکترود اولتراسونیک و راکتور را می توان رسانای الکتریکی یا عایق کرد. دومی اجازه می دهد تا دیواره های راکتور را به عنوان الکترود دوم کار کنید. البته راکتور می تواند دارای درگاه های ورودی و خروجی باشد تا به عنوان یک راکتور سلول جریان برای فرآیندهای پیوسته عمل کند. Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد انواع راکتورهای استاندارد و سلول های جریان ژاکت شده. متناوبا, شما می توانید از طیف وسیعی از آداپتورها را انتخاب کنید تا سونوترودهای Hielscher را به راکتور الکتروشیمیایی خود را مناسب کنید.

آرایش متحدالمرکز در راکتور لوله ای

اگر الکترود همزده اولتراسونیک در نزدیکی الکترود دوم غیر همزده و یا در نزدیکی دیواره راکتور باشد، امواج مافوق صوت از طریق مایع منتشر می شوند و امواج اولتراسوند بر روی سطوح دیگر نیز کار می کنند. یک الکترود همزده اولتراسونیک است که به صورت متحدالمرکز در یک لوله و یا در یک راکتور جهت گیری می تواند دیواره های داخلی عاری از رسوب و یا از مواد جامد انباشته نگه دارید.

دما

هنگام استفاده از سونوترودهای استاندارد Hielscher به عنوان الکترود, دمای الکترولیت می تواند بین 0 و 80 درجه سانتیگراد. سونوترودها برای سایر دماهای الکترولیت در محدوده -273 درجه سانتیگراد تا 500 درجه سانتیگراد در صورت درخواست در دسترس هستند. ترکیبی از سونوگرافی با دما به نام ترموسونیکاسیون است.

ویسکوزیته

اگر ویسکوزیته الکترولیت مانع از انتقال جرم، مخلوط کردن تحریک مافوق صوت در طول الکترولیز می تواند مفید باشد زیرا انتقال مواد به و از الکترودها را بهبود می بخشد.

سونو الکترولیز با جریان ضربان دار

جریان ضربان دار بر روی الکترودهای همزن اولتراسونیک منجر به محصولات متفاوت از جریان مستقیم (DC). به عنوان مثال، جریان ضربان دار می تواند نسبت ازن به اکسیژن تولید شده در آند را در الکترولیز یک محلول اسیدی آبی، به عنوان مثال اسید سولفوریک رقیق افزایش دهد. الکترولیز جریان پالسی اتانول به جای اسید ، آلدهید تولید می کند.

تجهیزات الکترو سونیک

Hielscher Ultrasonics توسعه ارتقاء سونوالکتروشیمیایی ویژه برای مبدل های صنعتی. مبدل ارتقا یافته تقریبا با تمام انواع سونوترودهای Hielscher کار می کند.

الکترودهای اولتراسونیک (Sonotrodes)

sonotrodes به صورت الکتریکی از ژنراتور اولتراسونیک جدا شده است. بنابراین ، شما می توانید سونوترود اولتراسونیک را به ولتاژ الکتریکی متصل کنید ، به طوری که سونوترود می تواند به عنوان یک الکترود عمل کند. شکاف استاندارد جداسازی الکتریکی بین سونوترودها و کنتاکت زمین 2.5 میلی متر است. بنابراین شما می توانید تا 2500 ولت به sonotrode اعمال. سونوترودهای استاندارد جامد و ساخته شده از تیتانیوم هستند. بنابراین، تقریبا هیچ محدودیتی برای جریان الکترود وجود ندارد. تیتانیوم مقاومت خوبی در برابر خوردگی در برابر بسیاری از الکترولیت های قلیایی یا اسیدی نشان می دهد. مواد سونوترود جایگزین، مانند آلومینیوم (Al)، فولاد (Fe)، فولاد ضد زنگ، نیکل-کروم-مولیبدن یا نیوبیم امکان پذیر است. Hielscher sonotrodes آند قربانی مقرون به صرفه را ارائه می دهد، به عنوان مثال ساخته شده از آلومینیوم یا فولاد.

ژنراتور اولتراسونیک، منبع تغذیه

ژنراتور اولتراسونیک نیازی به تغییر ندارد و از یک پریز برق استاندارد با زمین استفاده می کند. البته بوق مبدل و تمام سطوح خارجی مبدل و ژنراتور به زمین پریز برق متصل می شوند. سونوترود و عنصر مهاربندی تنها قطعات متصل به ولتاژ الکترود هستند. این کار طراحی تنظیمات را تسهیل می کند. شما می توانید سونوترود را به جریان مستقیم (DC) ، جریان مستقیم ضربان دار یا جریان متناوب (AC) متصل کنید. الکترودهای اولتراسونیک را می توان به ترتیب به عنوان آند یا کاتد عمل کرد.

تجهیزات تولید فرآیندهای الکترو سونیک

شما می توانید هر دستگاه اولتراسونیک Hielscher استفاده, مانند UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT یا UIP4000hdT به جفت تا 4000 وات از قدرت اولتراسونیک به هر sonotrode استاندارد و یا cascatrode. شدت سطح اولتراسونیک بر روی سطح sonotrode می تواند بین 1 وات به 100 وات وات در هر سانتی متر مربع. هندسه های مختلف سونوترود با دامنه از 1 میکرون تا 150 میکرون (اوج-پیک) در دسترس هستند. فرکانس اولتراسونیک 20 کیلوهرتز در تولید کاویتاسیون و جریان صوتی در الکترولیت بسیار موثر است. دستگاه های اولتراسونیک Hielscher می توانند 24 ساعت در روز، هفت روز هفته کار کنند. شما می توانید به طور مداوم با توان خروجی کامل یا ضربان دار کار کنید، به عنوان مثال برای تمیز کردن دوره ای الکترودها. Hielscher مافوق صوت می تواند الکترودهای اولتراسونیک با حداکثر عرضه 16 کیلووات قدرت اولتراسونیک (تحریک مکانیکی) در هر الکترود. تقریبا هیچ محدودیتی برای برق الکتریکی که می توانید به الکترودها متصل کنید وجود ندارد.

یک چیز دیگر: پاشش سونو الکترواستاتیک

Hielscher Ultrasonics باعث می شود تجهیزات برای پاشش، نبولیز، اتمیزه کردن و یا aerosolyzing مایعات. سونوترود اسپری التراسونیک می تواند مه مایع و یا آئروسل یک بار مثبت بدهد. این ترکیبی از پاشش اولتراسونیک با فناوری پاشش الکترواستاتیک، به عنوان مثال برای فرآیندهای پوشش.