Sähkösankaatio – Ultraäänielektrodit

Sähkösanekaatio on sähkön vaikutusten ja sonikaatiovaikutusten yhdistelmä. Hielscher Ultrasonics kehitti uuden ja tyylikkään menetelmän käyttää mitä tahansa sonotrodia elektrodina. Tämä asettaa ultraäänen voiman suoraan ultraäänielektrodin ja nesteen väliseen rajapintaan. Siellä se voi edistää elektrolyysiä, parantaa massansiirtoa ja rikkoa rajakerroksia tai kerrostumaa. Hielscher toimittaa tuotantoluokan laitteita sähkösynekointiprosesseihin erä- ja inline-prosesseissa missä tahansa mittakaavassa. Voit yhdistää sähkösonikoinnin mano-sonikaatioon (paine) ja lämpösonikaatioon (lämpötila).

Ultraäänielektrodisovellukset

Ultraäänien soveltaminen elektrodeihin on uusi tekniikka, jolla on etuja monissa eri prosesseissa elektrolyysissä, galvanaatiossa, sähköpuhdistuksessa, vedyn teollisuudessa ja sähkökoagulaatiossa, hiukkassynteesissä tai muissa sähkökemiallisissa reaktioissa. Hielscher Ultrasonicsissa on ultraäänielektrodeja, jotka ovat helposti saatavilla tutkimukseen ja kehitykseen laboratorioasteikolla tai pilottiasteikolla elektrolyysi. Kun olet testannut ja optimoinut elektrolyyttisen prosessisi, voit käyttää Hielscher Ultrasonics -tuotannon kokoisia ultraäänilaitteita prosessitulosten skaalaamiseen teolliselle tuotantotasolle. Alta löydät ehdotuksia ja suosituksia ultraäänielektrodien käytöstä.

Sono-elektrolyysi (ultraäänielektrolyysi)

Elektrolyysi on atomien ja ionien vaihto poistamalla tai lisäämällä elektroneja, jotka johtuvat sähkövirran käytöstä. Elektrolyysin tuotteilla voi olla erilainen fyysinen tila kuin elektrolyytillä. Elektrolyysi voi tuottaa kiintoaintoja, kuten saostujia tai kiinteitä kerroksia jompaankumpaan elektrodiin. Vaihtoehtoisesti elektrolyysi voi tuottaa kaasuja, kuten vetyä, klooria tai happea. Elektrodin ultraääniagitaatio voi rikkoa kiinteitä esiintymiä elektrodin pinnasta. Ultraäänikaasunpoisto tuottaa nopeasti suurempia kaasukuplia mikrokuplien liuennemista kaasuista. Tämä johtaa kaasumaisten tuotteiden nopeampaan erottamiseen elektrolyytistä.

Ultraäänellä tehostettu massansiirto elektrodipinnalla

Elektrolyysiprosessin aikana tuotteet kerääntyvät elektrodien lähelle tai elektrodin pinnalle. Ultraääniagitaatio on erittäin tehokas työkalu massansiirron lisäämiseksi rajakerroksissa. Tämä vaikutus tuo tuoreen elektrolyytin kosketuksiin elektrodin pinnan kanssa. Kavitaatioaalto kuljettaa elektrolyysin tuotteet, kuten kaasut tai kiintoainteet, pois elektrodin pinnalta. Eristämiskerrosten estävä muodostuminen on näin ollen estetty.

Ultraäänien vaikutukset hajoamispotentiaaliin

Anodin, katodin tai molempien elektrodien ultraääniagitaatio voi vaikuttaa hajoamispotentiaaliin tai hajoamisjännitteeseen. Pelkästään kavitaatiolla tiedetään rikkovan molekyylejä, tuottavan vapaita radikaaleja tai otsonia. Kavitaatioyhdistelmä elektrolyysin kanssa ultraäänellä parannetussa elektrolyysissä voi vaikuttaa elektrolyysin anodin ja katodin väliseen vähimmäisjännitteeseen elektrolyysiä varten. Kavitaatioon mekaaniset ja sonokemialliset vaikutukset voivat parantaa myös elektrolyysin energiatehokkuutta.

Ultraääni sähkörefiningissä ja sähkömoottorissa

Sähkörefinaatioprosessissa metallien kiinteät esiintymät, kuten kupari, voidaan muuttaa elektrolyytin kiinteiden hiukkasten suspensioksi. Sähköverensingissä, jota kutsutaan myös elektroektraktiksi, metallien elektrodipositio niiden ormeista voidaan muuttaa kiinteäksi saostumaksi. Yleisiä elektrowoninmetalleja ovat lyijy, kupari, kulta, hopea, sinkki, alumiini, kromi, koboltti, mangaani sekä harvinaiset maa- ja alkalimetallit. Ultrasonication on tehokas keino myös orien huuhtoutumiseen.

Nesteiden sonoelektrolyyttinen puhdistus

Puhdista neste, esimerkiksi vesiliuokset, kuten jätevesi, liete tai vastaava, johtamalla liuos kahden elektrodin sähkökentän läpi! Elektrolyysi voi desinfioida tai puhdistaa vesiliuokset. NaCI-liuoksen syöttäminen yhdessä veden kanssa elektrodien tai elektrodien kautta tuottaa Cl2: ta tai CIO2: ta, joka voi hapettaa epäpuhtauksia ja desinfioida veden tai vesiliuokset. Jos vesi sisältää riittävästi luonnollisia kloriideja, lisäystä ei tarvita.
Elektrodin ultraäänivärähtelyt voivat saada elektrodin ja veden välisen rajakerroksen mahdollisimman ohueksi. Tämä voi parantaa massansiirtoa monilla suuruusluokalla. Ultraäänivärähtely ja kavitaatio vähentävät polarisaatiosta johtuvaa mikroskooppisten kuplien muodostumista merkittävästi. Ultraäänielektrodien käyttö elektrolyysiin parantaa elektrolyyttistä puhdistusprosessia huomattavasti.

Sonoelektrokoagulaatio (ultraäänielektrokoagulaatio)

Sähkökoagulaatio on jätevedenkäsittelymenetelmä epäpuhtaustuotteiden, kuten emulgoituneen öljyn, maaöljyhiilivetyjen, tulenkestävyys orgaanisten aineiden, riippujen kiinteiden aineiden ja raskasmetallien, poistamiseksi. Myös radioaktiiviset ionit voidaan poistaa vedenpuhdistusta varten. Ultrasonication-elektrokoagulaation, joka tunnetaan myös nimellä sono-elektrokoagulaatio, lisääminen vaikuttaa myönteisesti kemialliseen hapenkulutukseen tai sameuden poistotehokkuuteen. Sähkökoagulaation yhdistetyt käsittelyprosessit ovat osoittaneet huomattavasti parempaa suoritusta epäpuhtauksien poistamisessa teollisuuden jätevedestä. Vapaan radikaalin tuotantovaiheen, kuten ultraäänikavitaatio sähkökoagulaation kanssa, integrointi osoittaa synergiaa ja parannuksia yleiseen puhdistusprosessiin. Näiden ultraäänielektrolyyttisten hybridijärjestelmien tarkoituksena on lisätä yleistä hoitotehokkuutta ja poistaa tavanomaisten käsittelyprosessien haitat. Hybridi-ultraääni-elektrokoagulaatioreaktorien on osoitettu inaktivoivan Escherichia coli -bakteerin vedessä.

Sono-elektrolyyttinen in situ reagenssien tai realysaattorien sukupolvi

Monet kemialliset prosessit, kuten heterogeeniset reaktiot tai katalyysi, hyötyvät ultraääniagitaatiosta ja ultraäänikavitaatiosta. Sonokemiallinen vaikutus voi lisätä reaktionopeutta tai parantaa muuntotuottoja.
Ultraäänellä kiihtyneet elektrodit lisäävät uuden tehokkaan työkalun kemiallisiin reaktioihin. Nyt voit yhdistää sonokemian edut elektrolyysiin. Tuottaa vetyä, hydroksidioneja, hypokloriittia ja monia muita ioneja tai neutraaleja materiaaleja aivan ultraäänikavitaatiokentässä. Elektrolyysin tuotteet voivat toimia reagenssina tai kemiallisen reaktion realysaattena.

Ultraäänen ja pulssisähkökentän yhdistelmä

Pulssisähkökentän (PEF) ja ultraäänen (US) yhdistelmällä on myönteisiä vaikutuksia fysikaalis-kemiallisten, bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen ja uutteiden kemialliseen rakenteeseen. Manteleiden uuttamisen aikana yhdistetty käsittely (PEF–US) on tuottanut korkeimmat fenolien kokonaismäärän, flavonoidien kokonaismäärän, kondensoituneiden tanniinien, antosyaanipitoisuuden ja antioksidanttiaktiivisuuden. Se vähensi tehoa ja metallin kelaustoimintaa.
Ultraäänikenttää (US) ja pulssisähkökenttää (PEF) voidaan käyttää prosessin tehokkuuden ja tuotantonopeuden parantamiseen käymisprosesseissa parantamalla massansiirtoa ja solujen läpäisevyyttä.
Pulssisähkökentän ja ultraäänikäsittelyn yhdistelmällä on vaikutusta ilmankuivauskinetiikkaan ja kuivattujen vihannesten, kuten porkkanoiden, laatuun. Kuivausaikaa voidaan lyhentää 20-40%, säilyttäen samalla rehydraatio-ominaisuudet.

Sono-Electrochemistry / Ultraääni sähkökemia

Lisätään ultraäänellä tehostettu elektrolyysi realyyttien tuottamiseksi tai kemiallisten reaktioiden tuotteiden kuluttamiseksi kemiallisen reaktion lopullisen tasapainon liikuttamiseksi tai kemiallisen reaktioreitin muuttamiseksi.

Ultraäänielektrodien ehdotettu asennus

Anturityyppisten ultraäänipuolustajien innovatiivinen isolaattorisuunnittelu muuttaa tavallisen ultraäänisonotrodin ultraäänellä värähteleväksi elektrodiksi. Tämä tekee elektrodien ultraäänen helpommin lähestyttäväksi, helpommin integroitavaksi ja helposti skaalattavaksi tuotantotasolle. Muut mallit sekoistivat elektrolyyttiä vain kahden kiihtymättömän elektrodin välillä. Varjostus- ja ultraääniaaltojen etenemismallit tuottavat huonompia tuloksia verrattuna suoraan elektrodin kiihtymykseen. Voit lisätä ultraäänivärähtelyä anodeihin tai katodeihin. Voit tietysti muuttaa elektrodien jännitettä ja napaisuutta milloin tahansa. Hielscher Ultrasonics -elektrodit on helppo jälkiasentaa olemassa oleviin asetuksiin.

Suljetut sonoelektrolyyttiset kenno- ja sähkökemialliset reaktorit

Ultraäänisonotrodin (elektrodi) ja reaktoriastian välillä on saatavilla painetiivis tiiviste. Siksi voit käyttää elektrolyyttistä kennoa muulla kuin ympäristön paineella. Ultraäänen ja paineen yhdistelmää kutsutaan mano-sonikaatioksi. Tämä voi olla kiinnostavaa, jos elektrolyysi tuottaa kaasuja, kun sitä työskennellään korkeassa lämpötilassa tai kun sitä työstetaan haihtuvien nestemäisten komponenttien kanssa. Tiiviisti suljettu sähkökemiallinen reaktori voi toimia paineessa, joka on ympäristön paineen ylä- tai alapuolella. Ultraäänielektrodin ja reaktorin välinen tiiviste voidaan tehdä sähköä johtavaksi tai eristäväksi. Jälkimmäinen mahdollistaa reaktoriseinien käyttämisen toisena elektrodina. Reaktorissa voi tietenkin olla tulo- ja poistoaukot, jotka toimivat virtauskennoreaktorina jatkuville prosesseille. Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia standardoituja reaktoreita ja takoituneita virtauskennoja. Vaihtoehtoisesti voit valita eri sovittimista, jotka sopivat Hielscher-sonotrodeille sähkökemialliselle reaktorillesi.

Putkireaktorin ytimekäs järjestely

Jos ultraäänellä kiihtynyt elektrodi on lähellä toista kiihtymätöntä elektrodia tai lähellä reaktoriseinää, ultraääniaallot lisääntyvät nesteen läpi ja ultraääniaallot toimivat myös muilla pinnoilla. Ultraäänellä kiihtynyt elektrodi, joka on konsentraalisesti suunnattu putkeen tai reaktoriin, voi pitää sisäseinät vapaina likaantumisesta tai kertyneistä kiinteistä aineista.

Lämpötila

Käytettäessä tavallisia Hielscher-sonotrodeja elektrodeina elektrolyytin lämpötila voi olla 0–80 celsiusastetta. Sonotrodeja muihin elektrolyyttilämpötiloihin , jotka vaihtelevat -273 asteesta 500 asteeseen, on saatavana pyynnöstä. Ultraäänen ja lämpötilan yhdistelmää kutsutaan lämpö-sonikaatioksi.

viskositeetti

Jos elektrolyytin viskositeetti estää massansiirron, ultraääniagitaatiosekoitukset elektrolyysin aikana voivat olla hyödyllisiä, koska se parantaa materiaalin siirtoa elektrodeihin ja elektrodeista.

Sono-elektrolyysi sykkivällä virran kanssa

Ultraäänellä kiihtyvän elektrodin sykkivä virta johtaa tuotteisiin, jotka poikkeavat tasavirtaan (DC). Esimerkiksi sykkivä virta voi lisätä otsonin suhdetta anodissa tuotettuun happiin vesipitoisen happaman liuoksen elektrolyysissä, esimerkiksi laimennetussa rikkihapossa. Etanolin pulssivirtaelektrolyysi tuottaa aldehydiä ensisijaisesti hapon sijaan.

Sähkösankaatiolaitteet

Hielscher Ultrasonics kehitti erityisen sähköisen eristajan. Tämä eristäjä parittelee mekaanisia värähtelyjä tavallisesta UIP-anturista lähes kaikenlaisiin Hielscher-sonotrodeihin.

Ultraäänielektrodit (Sonotrodit)

Sonotrodit on eristetty sähköisesti ultraäänigeneraattorista ja anturista. Siksi voit liittää ultraäänisonotrodin sähköjännitteeseen, jotta sonotrodi voi toimia elektrodina. Vakiosähköinen eristysrako sonotrodejen ja anturin sarven välillä on 2,5 mm. Siksi voit levittää jopa 2500 volttia sonotrodiin. Tavalliset sonotrodit ovat kiinteitä ja valmistettu titaanista. Siksi elektrodivirtaa ei ole juurikaan rajoitus. Titaanilla on hyvä korroosionkestävyys monille emäksisille tai happamille elektrolyytille. Vaihtoehtoiset sonotrodimateriaalit, kuten alumiini (Al), teräs (Fe), ruostumaton teräs, nikkelikromimolybdeeni tai niobium, ovat mahdollisia. Hielscher tarjoaa kustannustehokkaita uhrianodisnotrodeja, esimerkiksi alumiinista tai teräksestä valmistettuja.

Ultraäänigeneraattori, virtalähde

Ultraäänigeneraattori ei tarvitse muutoksia ja se käyttää tavallista pistorasiaa, jossa on maa. Anturin torvi ja kaikki anturin ja generaattorin ulkopinnat on tietenkin kytketty pistorasian maahan. Sonotrodi ja tukielementti ovat ainoat elektrodijännitteeseen kytketyt osat. Tämä helpottaa asennuksen suunnittelua. Voit liittää sonotrodin tasavirtaan (DC), sykkivään tasavirtaan tai vaihtovirtaan (AC). Ultraäänielektrodeja voidaan käyttää anodeina tai katodeina.

Sähkösynekaatioprosessien tuotantolaitteet

Voit käyttää mitä tahansa Hielscherin ultraäänilaitetta, kuten UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT tai UIP4000hdT, jopa 4000 watin ultraäänitehon pariksi mihin tahansa tavalliseen sonotrodiin tai kaskatrodiin. Ultraäänipinnan voimakkuus sonotrodin pinnalla voi olla välillä 1 watti - 100 wattia wattia neliösenttimetriä kohti. Saatavilla on erilaisia sonotrodegeometriaa, joiden amplitudit ovat 1 mikronista 150 mikroniin (huippuhuippu). 20kHz: n ultraäänitaajuus on erittäin tehokas elektrolyytin kavitaatio- ja akustisen suoratoiston sukupolvessa. Hielscherin ultraäänilaitteet voivat toimia 24 tuntia vuorokaudessa seitsemänä päivänä viikossa. Voit käyttää jatkuvasti täydellä teholla tai sykähtää, esimerkiksi elektrodien määräaikaispuhdistus. Hielscher Ultrasonics voi toimittaa ultraäänielektrodeja jopa 16 kilowattia ultraääniteholla (mekaaninen kiihtymys) yhtä elektrodia kohti. Elektrodeihin kytkettävällä sähköteholla ei ole juuri mitään rajaa.

Vielä yksi asia: Sono-Sähköstaattinen ruiskutus

Hielscher Ultrasonics valmistaa laitteita nesteiden ruiskuttamiseen, sumutteluun, sumutteluun tai aerosolysointiin. Ultraääniruiskutus sonotrode voi antaa nestemäisen sumun tai aerosolit positiivisen latauksen. Tämä yhdistää ultraääniruiskutuksen sähköstaattiseen ruiskutustekniikkaan, esimerkiksi pinnoitusprosesseihin.