Elektro-Sonikasi adalah kombinasi efek listrik dengan efek sonikasi. Hielscher Ultrasonics mengembangkan metode baru dan elegan untuk menggunakan sonotroda apa pun sebagai elektroda. Ini menempatkan kekuatan ultrasound langsung pada antarmuka antara elektroda ultrasonik dan cairan. Di sana dapat mempromosikan elektrolisis, meningkatkan perpindahan massa, dan memecahkan lapisan batas atau deposito. Hielscher memasok peralatan tingkat produksi untuk proses sonikasi elektro dalam proses batch dan inline pada skala apa pun. Anda dapat menggabungkan elektro-sonikasi dengan mano-sonikasi (tekanan) dan sonikasi termo (suhu).

Aplikasi Elektroda Ultrasonik

Penerapan ultrasonik untuk elektroda adalah teknologi baru dengan manfaat untuk banyak proses yang berbeda dalam elektrolisis, galvanizing, elektro-pemurnian, generasi hidrogen dan elektro-koagulasi, sintesis partikel atau reaksi elektro-kimia lainnya. Hielscher Ultrasonics memiliki elektroda ultrasonik yang tersedia untuk penelitian dan pengembangan pada skala laboratorium atau elektrolisis skala percontohan. Setelah Anda menguji dan mengoptimalkan proses elektrolit Anda, Anda dapat menggunakan peralatan ultrasound ukuran produksi Hielscher Ultrasonics untuk meningkatkan hasil proses Anda ke tingkat produksi industri. Di bawah ini, Anda akan menemukan saran dan rekomendasi untuk penggunaan elektroda ultrasonik.

Sono-Elektrolisis (Elektrolisis Ultrasonik)

Elektrolisis adalah pertukaran atom dan ion dengan penghapusan atau penambahan elektron yang dihasilkan dari penerapan arus listrik. Produk elektrolisis dapat memiliki kondisi fisik yang berbeda dari elektrolit. Elektrolisis dapat menghasilkan padatan, seperti precipitates atau lapisan padat pada salah satu elektroda. Atau, elektrolisis dapat menghasilkan gas, seperti Hidrogen, Klorin atau Oksigen. Agitasi ultrasonik elektroda dapat mematahkan endapan padat dari permukaan elektroda. Ultrasonic degassing dengan cepat menghasilkan gelembung gas yang lebih besar dari gas terlarut mikro-gelembung. Ini menyebabkan pemisahan produk gas yang lebih cepat dari elektrolit.

Ultrasonic UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) sebagai Katoda dan / atau Anoda dalam Sel Elektrolit

Ultrasonically Ditingkatkan Mass-Transfer di Electrode Surface

Selama proses elektrolisis, produk menumpuk di dekat elektroda atau pada permukaan elektroda. Agitasi ultrasonik adalah alat yang sangat efektif untuk meningkatkan perpindahan massa pada lapisan batas. Efek ini membawa elektrolit segar bersentuhan dengan permukaan elektroda. Streaming kavitasi mengangkut produk elektrolisis, seperti gas atau padatan yang jauh dari permukaan elektroda. Oleh karena itu, pembentukan penghambatan lapisan isolasi dicegah.

Efek Ultrasonik pada Potensi Dekomposisi

Agitasi ultrasonik anoda, katoda, atau kedua elektroda, dapat mempengaruhi potensi dekomposisi atau tegangan dekomposisi. Kavitasi saja dikenal untuk memecahkan molekul, menghasilkan radikal bebas atau ozon. Kombinasi kavitasi dengan elektrolisis dalam elektrolisis ultrasonically ditingkatkan dapat mempengaruhi tegangan minimum yang diperlukan antara anoda dan katoda sel elektrolit untuk elektrolisis terjadi. Efek mekanis dan sonochemical kavitasi dapat meningkatkan efisiensi energi elektrolisis juga.

ULTRASOUND dalam Elektrorefining dan Electrowinning

Dalam proses elektrorefining, endapan logam padat, seperti tembaga dapat diubah menjadi suspensi partikel padat dalam elektrolit. Dalam elektrowinning, juga disebut elektroektraksi, elektrodeposisi logam dari ores mereka dapat diubah menjadi endapan padat. Logam elektrowon umum adalah timbal, tembaga, emas, perak, seng, aluminium, kromium, kobalt, mangan, dan logam langka-bumi dan alkali. Ultrasonication adalah cara yang efektif untuk pencucian ores, juga.

Pemurnian Cairan Sono-Elektrolit

Bersihkan cairan, misalnya larutan berdasi seperti air limbah, lumpur atau sejenisnya, dengan memimpin solusi melalui medan listrik dua elektroda! Elektrolisis dapat mendisinfeksi atau memurnikan solusi berdasi. Memberi makan larutan NaCI bersama dengan air melalui elektroda atau melintasi elektroda, menghasilkan Cl2 atau CIO2, yang dapat mengoksidasi kotoran dan mendisinfeksi air atau larutan berdasi. Jika air mengandung klorida alami yang cukup, tidak perlu penambahan.
Getaran ultrasonik elektroda bisa mendapatkan lapisan batas antara elektroda dan air setipis mungkin. Ini dapat meningkatkan perpindahan massa dengan banyak pesanan besarnya. Getaran ultrasonik dan kavitasi mengurangi pembentukan gelembung mikroskopis karena polarisasi, secara signifikan. Penggunaan elektroda ultrasonik untuk elektrolisis meningkatkan proses pemurnian elektrolit secara signifikan.

Sono-Elektrokoagulasi (Elektrokoagulasi Ultrasonik)

Elektrokoagulasi adalah metode pengolahan air limbah untuk menghilangkan kontaminan, seperti minyak emulsi, hidrokarbon minyak bumi total, organik reflektori, padatan yang ditangguhkan, dan logam berat. Juga, ion radioaktif dapat dikeluarkan dari untuk pemurnian air. Penambahan elektrokoagulasi ultrasonikasi, juga dikenal sebagai sono-elektrokoagulasi, memiliki efek positif pada permintaan oksigen kimia atau efisiensi pengangkatan kekerasan. Proses perawatan gabungan elektrokoagulasi telah menunjukkan kinerja yang sangat ditingkatkan dalam menghilangkan polutan dari air limbah industri. Integrasi langkah penghasil radikal bebas, seperti kavitasi ultrasonik dengan elektrokoagulasi menunjukkan sinergi dan peningkatan dalam proses pembersihan keseluruhan. Tujuan menggunakan sistem hibrida ultrasonik-elektrolit ini adalah untuk meningkatkan efisiensi perawatan secara keseluruhan dan menghilangkan kerugian dari proses perawatan konvensional. Reaktor ultrasonik-elektrokoagulasi hibrida telah ditunjukkan untuk menonaktifkan Escherichia dalam air.

Ultrasonic UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) sebagai Sono-Cathode dan / atau Sono-Anode dalam Tank

Sono-Electrolytic In-Situ Generasi Reagen atau Reaktif

Banyak proses kimia, seperti reaksi heterogen atau katalisis mendapat manfaat dari agitasi ultrasonik dan kavitasi ultrasonik. Pengaruh sono-kimia dapat meningkatkan kecepatan reaksi atau meningkatkan hasil konversi.
Elektroda ultrasonically gelisah menambahkan alat kuat baru untuk reaksi kimia. Sekarang Anda dapat menggabungkan manfaat sonokimia dengan elektrolisis. Menghasilkan hidrogen, ion hidroksida, hipoklorit dan banyak ion atau bahan netral lainnya tepat di bidang kavitasi ultrasonik. Produk elektrolisis dapat bertindak sebagai reagen atau sebagai reaktan terhadap reaksi kimia.

Kombinasi ULTRASOUND dengan Medan Listrik Berdenyut

Kombinasi medan listrik berdenyut (PEF) dan ULTRASOUND (AS) memiliki efek positif untuk ekstraksi fisikokimia, senyawa bioaktif dan struktur kimia ekstrak. Dalam ekstraksi almond, pengobatan gabungan (PEF-AS) telah menghasilkan tingkat tertinggi dari total fenolik, total flavonoid, tanin kembu, isi antosianin dan aktivitas antioksidan. Ini mengurangi daya dan aktivitas chelating logam.
Ultrasound (AS) dan lapangan listrik berdenyut (PEF) dapat digunakan meningkatkan efisiensi proses dan tingkat produksi dalam proses fermentasi dengan meningkatkan transfer massal dan permeabilitas sel.
Kombinasi medan listrik berdenyut dan perawatan ultrasound memang berdampak pada kinetik pengeringan udara dan kualitas sayuran kering, seperti wortel. Waktu pengeringan dapat dikurangi 20 hingga 40%, sambil mempertahankan sifat remigrasi.

Sono-Elektrokimia / Elektrokimia Ultrasonik

Tambahkan elektrolisis ultrasonically ditingkatkan untuk menghasilkan reaktif atau untuk mengkonsumsi produk reaksi kimia untuk memindahkan keseimbangan akhir dari reaksi kimia atau untuk mengubah jalur reaksi kimia.

Disarankan Pengaturan Elektroda Ultrasonik

Desain inovatif untuk ultrasonikator tipe probe mengubah sonotrode ultrasonik standar menjadi elektroda ultrasonik bergetar. Ini membuat ultrasound untuk elektroda lebih mudah diakses, lebih mudah diintegrasikan dan mudah diskalakan ke tingkat produksi. Desain lain gelisah elektrolit antara dua elektroda yang tidak gelisah, hanya. Pola perambatan gelombang bayangan dan ultrasound menghasilkan hasil yang lebih rendah jika dibandingkan dengan agitasi elektroda langsung. Anda dapat menambahkan getaran ultrasound ke anoda atau katoda, masing-masing. Tentu saja, Anda dapat mengubah tegangan dan polaritas elektroda kapan saja. Elektroda Hielscher Ultrasonics mudah dipasang kembali ke pengaturan yang ada.

Sel Sono-Elektrolit tertutup dan Reaktor Elektrokimia

Segel ketat tekanan antara sonotroda ultrasonik (elektroda) dan kapal reaktor tersedia. Oleh karena itu, Anda dapat mengoperasikan sel elektrolit selain tekanan sekitar. Kombinasi ultrasound dengan tekanan disebut mano-sonikasi. Ini mungkin menarik jika elektrolisis menghasilkan gas, ketika bekerja pada suhu yang lebih tinggi, atau ketika bekerja dengan komponen cairan yang mudah menguap. Reaktor elektrokimia yang tertutup rapat dapat beroperasi pada tekanan di atas atau di bawah tekanan sekitar. Segel antara elektroda ultrasonik dan reaktor dapat dibuat konduktif atau isolasi listrik. Yang terakhir memungkinkan untuk mengoperasikan dinding reaktor sebagai elektroda kedua. Tentu saja, reaktor dapat memiliki port masuk dan outlet untuk bertindak sebagai reaktor sel aliran untuk proses berkelanjutan. Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai reaktor standar dan sel aliran berjaket. Atau, Anda dapat memilih dari berbagai adaptor agar sesuai dengan sonotrodes Hielscher dengan reaktor elektrokimia Anda.

Pengaturan konsenris dalam reaktor pipa

Jika elektroda ultrasonically gelisah dekat elektroda kedua yang tidak gelisah atau dekat dinding reaktor, gelombang ultrasonik merambat melalui cairan dan gelombang ultrasound akan bekerja pada permukaan lain juga. Elektroda ultrasonically gelisah yang berorientasi konsenris dalam pipa atau di reaktor dapat menjaga dinding interior bebas dari fouling atau dari akumulasi padatan.

Suhu

Ketika menggunakan sonotrodes Hielscher standar sebagai elektroda, suhu elektrolit bisa antara 0 dan 80 derajat Celcius. Sonotrodes untuk suhu elektrolit lainnya dalam kisaran -273 derajat Celcius hingga 500 derajat Celcius tersedia berdasarkan permintaan. Kombinasi ultrasound dengan suhu disebut thermo-sonikasi.

tinggi

Jika viskositas elektrolit menghambat perpindahan massa, pencampuran agitasi ultrasonik selama elektrolisis dapat bermanfaat karena meningkatkan transfer bahan ke dan dari elektroda.

Sono-Elektrolisis dengan Arus Berdenyut

Arus berdenyut pada elektroda ultrasonik agitated menghasilkan produk yang berbeda dari arus langsung (DC). Misalnya, Arus berdenyut dapat meningkatkan rasio ozon terhadap oksigen yang diproduksi pada anoda dalam elektrolisis larutan asam berair, misalnya asam sulfat encer. Elektrolisis etanol saat ini berdenyut menghasilkan aldehida alih-alih terutama asam.

Peralatan untuk Elektro-Sonikasi

Hielscher Ultrasonics mengembangkan peningkatan sonoelectrochemical khusus untuk transduser industri. Transduser yang ditingkatkan bekerja dengan hampir semua jenis sonotrodes Hielscher.

Elektroda Ultrasonik (Sonotrodes)

Sonotrodes terisolasi secara elektrik dari generator ultrasonik. Oleh karena itu, Anda dapat menghubungkan sonotrode ultrasonik ke tegangan listrik, sehingga sonotrode dapat bertindak sebagai elektroda. Kesenjangan isolasi listrik standar antara sonotrodes dan kontak darat adalah 2, 5 mm. Oleh karena itu Anda bisa menerapkan 2500 volt ke sonotrode. Sonotrodes standar padat dan terbuat dari Titanium. Oleh karena itu, hampir tidak ada pembatasan pada arus elektroda. Titanium menunjukkan ketahanan korosi yang baik terhadap banyak elektrolit basa atau asam. Bahan sonotrode alternatif, seperti aluminium (Al), baja (Fe), baja tahan karat, nikel-kromium-molybdenum, atau niobium dimungkinkan. Hielscher menawarkan sonotrodes anoda kurban yang hemat biaya, misalnya terbuat dari aluminium atau baja.

Generator Ultrasonik, Catu Daya

Generator ultrasonik tidak perlu modifikasi dan menggunakan stopkontak listrik standar dengan tanah. Tanduk transduser dan semua permukaan eksterior transduser dan generator terhubung ke tanah stopkontak, tentu saja. Sonotrode dan elemen bracing adalah satu-satunya bagian yang terhubung ke tegangan elektroda. Ini memfasilitasi desain pengaturan. Anda dapat menghubungkan sonotrode ke arus langsung (DC), arus langsung berdenyut atau arus bolak-balik (AC). Elektroda ultrasonik dapat dioperasikan sebagai anoda atau katoda, masing-masing.

Peralatan Produksi untuk Proses Elektro-Sonikasi

Anda dapat menggunakan perangkat ultrasonik Hielscher apa pun, seperti UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT atau UIP4000hdT untuk pasangan hingga 4000 watt kekuatan ultrasonik untuk setiap sonotrode standar atau cascatrode. Intensitas permukaan ultrasonik pada permukaan sonotrode bisa antara 1 watt hingga 100 watt per sentimeter persegi. Geometri sonotrode yang berbeda dengan amplitudo dari 1 mikron hingga 150 mikron (puncak puncak) tersedia. Frekuensi ultrasonik 20kHz sangat efektif dalam generasi kavitasi dan streaming akustik dalam elektrolit. Perangkat ultrasonik Hielscher dapat beroperasi 24 jam per hari, tujuh hari seminggu. Anda dapat beroperasi terus menerus pada output daya penuh atau pulsate, misalnya untuk pembersihan elektroda secara berkala. Hielscher Ultrasonics dapat memasok elektroda ultrasonik dengan daya ultrasonik hingga 16 kilowatt (agitasi mekanis) per elektroda tunggal. Hampir tidak ada batasan untuk daya listrik Anda dapat terhubung ke elektroda.

Satu hal lagi: Penyemprotan Sono-Electrostatic

Hielscher Ultrasonics membuat peralatan untuk penyemprotan, nebulizing, atomisasi atau aerosolyzing cairan. Sonotrode penyemprotan ultrasonik dapat memberikan kabut cair atau aerosol muatan positif. Ini menggabungkan penyemprotan ultrasonik dengan teknologi penyemprotan elektrostatik, misalnya untuk proses pelapisan.