電気超音波処理 – 超音波電極

電気超音波処理は、超音波処理の効果と電気の効果の組み合わせです。ヒールシャー超音波は、電極として任意のソトロードを使用する新しいエレガントな方法を開発しました。これは超音波電極と液体の間の界面に直接超音波の力を置く。そこでは、電気分解を促進し、物質移動を改善し、境界層または堆積物を破ることができます。ヒールシャーは、バッチおよびインラインプロセスで任意のスケールで電気超音波処理プロセスのための生産グレードの機器を供給します。電気超音波処理とマノ超音波処理(圧力)と熱超音波処理(温度)を組み合わせることができます。

超音波電極用途

電極への超音波の適用は、電気分解、亜鉛めっき、電気精製、水素生成および電気凝固、粒子合成または他の電気化学反応における多くの異なるプロセスに利点を持つ新しい技術です。ヒールシャー超音波は、実験室規模またはパイロットスケール電気分解で研究開発のために容易に利用可能な超音波電極を有する。電解プロセスをテストして最適化した後、ヒールシャー超音波製造サイズの超音波装置を使用して、プロセス結果を工業生産レベルにスケールアップすることができます。以下では、超音波電極の使用のための提案と推奨事項を見つける。

ソノ電解(超音波電気分解)

電気分解とは、電流の印加に起因する電子の除去または添加による原子とイオンの交換である。電解の製品は電解質とは異なる物理的状態を有することができる。電解は、電極のどちらかに沈殿物や固体層などの固体を生成することができます。あるいは、電気分解は水素、塩素、酸素などのガスを生成することができます。電極の超音波攪拌は、電極表面から固体堆積物を破ることができる。超音波脱ガスは、マイクロバブルの溶存ガスからより大きな気泡を迅速に生成します。これは、電解質からの気体製品のより速い分離につながります。

電解セル内のカソードおよび/またはアノードとしての超音波UIP2000hdT(2000ワット、20kHz)

電極表面で超音波強化質量移動

電気分解の過程で、製品は電極の近くまたは電極表面に蓄積する。超音波攪拌は、境界層での質量移動を増加させる非常に効果的なツールです。この効果は、電極表面に接触する新鮮な電解質をもたらします。キャビテーションストリーミングは、電極表面からガスや固体などの電気分解の製品を輸送します。したがって、単離層の形成を阻害することは防止される。

分解電位に及ぼす超音波の影響

アノードの超音波攪拌は、カソード、または両方の電極の、分解電位または分解電圧に影響を与える可能性がある。キャビテーション単独では分子を破壊し、フリーラジカルまたはオゾンを産生することが知られている。超音波強化電解における電解とキャビテーションの組み合わせは、電解が起こるために電解セルの陽極と陰極との間の最小必要電圧に影響を与える可能性があります。キャビテーションの機械的およびソノ化学的効果は、電気分解エネルギー効率も改善する可能性があります。

電気精錬と電解の超音波

電気精錬の過程において、銅などの金属の固体堆積物は、電解質中の固体粒子の懸濁液に変えることができる。電気抽出とも呼ばれる電解化では、それらの鉄鉱石からの金属の電着は固体沈殿物に変えることができる。一般的な電気原金属は鉛、銅、金、銀、亜鉛、アルミニウム、クロム、コバルト、マンガン、希土類およびアルカリ金属である。 超音波は、あまりにも、鉄鉱石の浸出のための効果的な手段です。

液体のソノ電解精製

廃水、汚泥などの水溶液を、2つの電極の電界を通して溶液を導くことによって、液体を浄化!電解は水溶液を消毒または浄化することができます。NaCI溶液を電極または電極を介して水と一緒に供給すると、Cl2またはCIO2が生成され、不純物を酸化し、水または水溶液を消毒することができます。水に十分な天然塩化物が含まれている場合、添加する必要はありません。
電極の超音波振動は、電極と水の境界層をできるだけ薄くすることができる。これにより、大量移送が多大に向上します。超音波振動およびキャビテーションは、偏光による微小気泡の形成を大幅に減少させます。電解のための超音波電極の使用は、電解精製プロセスを大幅に改善します。

ソノ-エレクトロ凝固(超音波電気凝固)

電気凝固は、乳化油、全石油炭化水素、耐火性有機物、懸濁固体、重金属などの汚染物質を除去するための排水処理方法です。また、放射性イオンは、浄水のために除去することができる。超音波電気凝固の添加は、また、ソノ電気凝固として知られている、化学的酸素需要または濁度除去効率にプラスの効果を有する。電気凝固複合処理プロセスは、産業排水からの汚染物質の除去において大幅に強化された性能を示しています。電気凝固と超音波キャビテーションのようなフリーラジカル生産工程の統合は、全体的な洗浄プロセスにおける相乗効果と改善を示す。これらの超音波電解ハイブリッドシステムを採用する目的は、全体的な治療効率を高め、従来の処理プロセスの欠点を排除することです。ハイブリッド超音波-電気凝固反応器は、水中で大腸菌を不活性化することが実証されている。

タンク内のソノ・カソードおよび/またはソノアノードとして超音波UIP2000hdT(2000ワット、20kHz)

試薬または反応物のソノ電解イン・シンジ

異種反応や触媒のような多くの化学プロセスは、超音波攪拌および超音波キャビテーションの恩恵を受ける。ソノ化学の影響は、反応速度を増加させるか、または変換収率を向上させることができます.
超音波攪拌電極は、化学反応に新しい強力なツールを追加します。これで、ソノケミストリーの利点と電気分解を組み合わせることができます。超音波キャビテーション分野で水素、水酸化イオン、次亜塩素酸塩および他の多くのイオンまたは中性材料を製造する。電解の生成物は、試薬として、または化学反応に反応物として作用することができます。

超音波とパルス電場の組み合わせ

パルス電界(PEF)と超音波(US)の組み合わせは、物理化学的、生理活性化合物および抽出物の化学構造の抽出にプラスの効果を有する。アーモンドの抽出では、複合処理(PEF-US)は、総フェノール、総フラボノイド、凝縮タンニン、アントシアニンの内容物および抗酸化活性の最高レベルを生成しています。それは力および金属キレート活性を減らした。
超音波(US)およびパルス電界(PEF)は、大量移送および細胞透過性を向上させることにより、発酵プロセスにおけるプロセス効率と生産率を高めることを採用することができる。
パルス電界と超音波治療の組み合わせは、空気乾燥運動薬やニンジンなどの乾燥野菜の品質に影響を与えます。乾燥時間は、水分補給特性を維持しながら、20〜40%減少させることができます。

ソノ電気化学 / 超音波電気化学

反応物を生成したり、化学反応の最終的な平衡を移動したり、化学反応経路を変更するために化学反応の産物を消費するために超音波強化電気分解を追加します。

超音波電極の推奨設定

プローブ型超音波用の革新的なアイソレータ設計は、標準的な超音波ソノトロードを超音波振動電極に変えます。これにより、電極の超音波がよりアクセスしやすく、統合しやすく、生産レベルまで容易にスケーリングできます。他の設計は、2つの非攪拌電極間の電解質を攪拌した。シャドーイングと超音波の伝播パターンは、直接電極攪拌と比較すると劣った結果を生み出します。陽極や陰極に超音波振動を追加することができます。もちろん、電極の電圧や極性はいつでも変更できます。ヒールシャー超音波電極は、既存のセットアップに改造するのは簡単です。

密閉式ソノ電解細胞および電気化学反応器

超音波ソトロード(電極)と原子炉容器の間の圧力密封止が利用可能である。そのため、周囲圧以外で電解槽を操作することができます。超音波と圧力の組み合わせは、マノ超音波処理と呼ばれます。これは、電気分解がガスを生成する場合、より高い温度で作業するとき、または揮発性液体成分を使用する場合に興味深いことがあります。密閉された電気化学反応器は、周囲圧の上または下の圧力で作動できる。超音波電極と反応器との間のシールは、導電性または絶縁性を作ることができる。後者は第2の電極として原子炉の壁を作動させる。もちろん、原子炉は、連続プロセスのためのフローセルリアクタとして機能する入口および出口ポートを有することができる。ヒールシャー超音波は、標準化された反応器やジャケットフローセルの様々なを提供しています。あるいは、あなたの電気化学反応器にヒールシャーソトロードを合わせるためにアダプターの範囲から選ぶことができます。

パイプ炉における同心円状配置

超音波攪拌電極が第2の非攪拌電極の近くまたは原子炉の壁の近くにある場合、超音波は液体を通って伝播し、超音波は他の表面でも同様に動作します。パイプまたは原子炉で同心円方向に向いている超音波攪拌電極は、内壁を汚れや蓄積された固体から解放することができます。

温度

標準的なヒールシャーソトロードを電極として使用する場合、電解質温度は摂氏0〜80度の間にすることができます。-273°Cから500°Cまでの範囲の他の電解質温度のためのソトロードは、要求に応じて利用可能です。温度と超音波の組み合わせは、熱超音波処理と呼ばれています。

粘度

電解質の粘度が物質移動を阻害する場合、電気分解中の超音波攪拌混合は、電極との間の材料の移動を改善するので有益であり得る。

脈動電流を用いるソノ電解

超音波攪拌電極上の脈動電流は、直流(DC)とは異なる製品をもたらします。例えば、パルス電流は、例えば希硫酸水溶液の電解でアノードで生成される酸素に対するオゾンの比率を増加させることができる。エタノールのパルス電流電解は、主に酸ではなくアルデヒドを生成する。

電気超音波処理用機器

ヒールシャー超音波は、特別な電気アイソレータを開発しました。このアイソレータは、標準的なUIPトランスデューサーからほぼすべてのタイプのヒールシャーソノトロードに機械的振動を組み込む。

超音波電極(ソトロード)

ソトロードは、超音波発生器およびトランスデューサから電気的に分離される。したがって、ソトロードが電極として機能できるように、超音波ソトロードを電気電圧に接続することができます。ソノトロードとトランスデューサホーンの間の標準的な電気絶縁ギャップは2.5mmである。したがって、ソトロードに2500ボルトを適用することができます。標準的なソトロードは固体であり、チタニウムから成っている。そのため、電極電流にはほとんど制限がない。チタンは、多くのアルカリ性または酸性電解質に対して良好な耐食性を示す。アルミニウム(Al)、鋼(Fe)、ステンレス鋼、ニッケルクロムモリブデン、ニオブなどの代替ソノトロード材料が可能です。ヒールシャーは、例えばアルミニウムまたは鋼鉄製の費用対効果の高い犠牲アノードソノトロードを提供しています。

超音波発電機, 電源

超音波発生器は、任意の変更を必要とせず、それは地面と標準的な電気コンセントを使用しています。トランスデューサホーンとトランスデューサと発電機のすべての外面は、もちろん、電源コンセントの地面に接続されています。ソトロードとブレース要素は、電極電圧に接続されている唯一の部分です。これにより、セットアップの設計が容易になります。ソトロードを直流(DC)に接続し、直流または交流(交流)をパルスすることができます。超音波電極は、それぞれ陽極または陰極として操作することができます。

電気超音波処理プロセスの生産装置

UIP500hdT、UIP1000hdT、UIP1500hdT、UIP2000hdTまたはUIP4000hdTなどのヒールシャー超音波装置を使用して、最大4000ワットの超音波電力を任意の標準ソトロードまたはカスカロードに結合することができます。ソトロード表面の超音波表面強度は、平方センチメートルあたり1ワット〜100ワットワットの間であることができます。1ミクロンから150ミクロン(ピークピーク)までの振幅を持つ異なるソトロード幾何学が利用可能です。20kHzの超音波周波数は、電解質中のキャビテーションと音響ストリーミングの生成に非常に効果的です。ヒールシャー超音波装置は、1日24時間、週7日動作することができます。電極の定期的なクリーニングのために、フルパワー出力または脈動物で連続的に動作することができます。ヒールシャー超音波は、単一の電極あたり最大16キロワットの超音波パワー(機械的攪拌)と超音波電極を供給することができます。電極に接続できる電力にはほとんど制限がありません。

もう一つ:ソノ静電噴霧

ヒールシャー超音波は、液体の噴霧、噴霧、霧化またはエアロライジングのための機器を作ります。超音波噴霧ソトロードは、液体霧やエアロゾルに正の電荷を与えることができます。これは、例えば、コーティングプロセスのための静電噴霧技術と超音波噴霧を兼ね備えています。