Elektro-sonifikim – Elektroda tejzanor

Elektro-sonifikimi është kombinimi i efekteve të energjisë elektrike me efektet e sonifikimit. Hielscher Ultrasonics zhvilloi një metodë të re dhe elegante për të përdorur çdo sonotrode si elektrodë. Kjo e vendos fuqinë e ultrazërit drejtpërdrejt në ndërfaqen midis elektrodës tejzanor dhe lëngut. Aty mund të nxisë elektrolizën, të përmirësojë transferimin e masës dhe të thyejë shtresat ose depozitat kufitare. Hielscher furnizon pajisje të shkallës së prodhimit për proceset e elektro-sonifikimit në procese grumbulluese dhe inline në çdo shkallë. Ju mund të kombinoni elektro-sonifikim me mano-sonifikim (presion) dhe termo-sonifikim (temperaturë).

Zbatimet e elektrodave tejzanor

Zbatimi i ultrasonikës në elektroda është një teknologji e re me përfitime për shumë procese të ndryshme në elektrolizë, galvanizim, elektro-pastrim, gjenerim hidrogjeni dhe elektro-koagulim, sintezë grimcash ose reaksione të tjera elektro-kimike. Hielscher Ultrasonics ka elektroda tejzanor lehtësisht të disponueshme për kërkime dhe zhvillime në shkallë laboratorike ose elektrolizë në shkallë pilot. Pasi të keni testuar dhe optimizuar procesin tuaj elektrolitik, mund të përdorni pajisje ultratinguj me madhësi të prodhimit Hielscher Ultrasonics për të rritur rezultatet e procesit tuaj në nivelet e prodhimit industrial. Më poshtë, do të gjeni sugjerime dhe rekomandime për përdorimin e elektrodave tejzanor.

Sono-Elektroliza (Elektroliza tejzanor)

Elektroliza është shkëmbimi i atomeve dhe joneve me heqjen ose shtimin e elektroneve që rezultojnë nga aplikimi i një rryme elektrike. Produktet e elektrolizës mund të kenë një gjendje të ndryshme fizike nga elektroliti. Elektroliza mund të prodhojë trupa të ngurtë, siç janë precipitatet ose shtresat e ngurta në secilën prej elektrodave. Përndryshe, elektroliza mund të prodhojë gazra, të tilla si hidrogjen, klor ose oksigjen. Nxitja tejzanor e një elektrode mund të thyejë depozitat e ngurta nga sipërfaqja e elektrodës. Degazimi tejzanor prodhon shpejt flluska më të mëdha gazi nga gazrat e tretur të mikro-flluskave. Kjo çon në një ndarje më të shpejtë të produkteve të gazta nga elektroliti.

Ultrasonik UIP2000hdT (2000 vat, 20 kHz) si katodë dhe / ose anodë në një qelizë elektrolitike

Transferimi i Masës në Rritje Ultrasonike në Sipërfaqen e Elektrodës

Gjatë procesit të elektrolizës, produktet grumbullohen pranë elektrodave ose në sipërfaqen e elektrodës. Nxitja tejzanor është një mjet shumë efektiv për të rritur transferimin e masës në shtresat kufitare. Ky efekt sjell elektrolit të freskët në kontakt me sipërfaqen e elektrodës. Rryma kavitacionale transporton produkte të elektrolizës, të tilla si gazra ose trupa të ngurtë larg sipërfaqes së elektrodës. Ndalohet formimi frenues i shtresave izoluese.

Efektet e ultrasonikës në potencialin e dekompozimit

Nxitja tejzanor e anodës, e katodës, ose të dy elektrodave, mund të ndikojë në potencialin e zbërthimit ose tensionin e zbërthimit. Vetëm kavitacioni dihet se thyen molekulat, prodhon radikale të lira ose ozon. Kombinimi i kavitacionit me elektrolizë në një elektrolizë të zgjeruar në mënyrë ultrasonike mund të ndikojë në tensionin minimal të kërkuar midis anodës dhe katodës së një qelize elektrolitike që të ndodhë elektroliza. Efektet mekanike dhe sonokimike të kavitacionit mund të përmirësojnë edhe efikasitetin e energjisë së elektrolizës.

Ultratinguj në Elektrorefinimin dhe Elektrofinimin

Në procesin e elektrofinimit, depozitat e ngurta të metaleve, të tilla si bakri mund të shndërrohen në një pezullim të grimcave të ngurta në elektrolit. Në elektroinzimin, i quajtur edhe elektroekstraktim, elektrodepozicionimi i metaleve nga xehet e tyre mund të shndërrohet në precipitat të ngurtë. Metalet e zakonshme të elektrovonit janë plumbi, bakri, ari, argjendi, zinku, alumini, kromi, kobalti, mangani dhe metalet e tokës së rrallë dhe alkali. Ultrasonication është një mjet efektiv për shpëlarjen e mineraleve, gjithashtu.

Pastrimi Sono-Elektrolitik i Lëngjeve

Pastroni një lëng, p.sh. një tretësirë ujore si ujërat e zeza, llumrat ose të ngjashme, duke e çuar tretësirën përmes fushës elektrike të dy elektrodave! Elektroliza mund të dezinfektojë ose pastrojë solucionet ujore. Ushqyerja e një tretësire NaCI së bashku me ujin përmes elektrodave ose përmes elektrodave, gjeneron Cl2 ose CIO2, të cilat mund të oksidojnë papastërtitë dhe të dezinfektojnë ujin ose solucionet ujore. Nëse uji përmban klorure natyrore të mjaftueshme, nuk ka nevojë për shtim.
Dridhjet tejzanor të elektrodës mund të marrin shtresën kufitare midis elektrodës dhe ujit sa më të hollë që të jetë e mundur. Kjo mund të përmirësojë transferimin e masës nga shumë rende të madhësisë. Vibrimi tejzanor dhe kavitacioni zvogëlojnë dukshëm formimin e flluskave mikroskopike për shkak të polarizimit. Përdorimi i elektrodave tejzanor për elektrolizë përmirëson ndjeshëm procesin e pastrimit elektrolitik.

Sono-Elektrokoagulimi (Elektrokoagulimi tejzanor)

Elektrokoagulimi është një metodë e trajtimit të ujërave të ndotura për heqjen e ndotësve, të tilla si vaji i emulsifikuar, hidrokarburet totale të naftës, organikët zjarrdurues, lëndët e ngurta të pezulluara dhe metalet e rënda. Gjithashtu, jonet radioaktive mund të hiqen nga për pastrimin e ujit. Shtimi i electrocoagulation ultrasonication, i njohur gjithashtu si sono-electrocoagulation, ka një efekt pozitiv në kërkesën kimike të oksigjenit ose efikasitetin e heqjes së turbullirës. Proceset e kombinuara të trajtimit të elektrokoagulimit kanë treguar performanca të përmirësuara shumë në largimin e ndotësve nga ujërat e zeza industriale. Integrimi i një hapi të prodhimit të radikalëve të lirë, siç është kavitimi tejzanor me elektrokoagulimin tregon sinergji dhe përmirësime në procesin e përgjithshëm të pastrimit. Qëllimi i përdorimit të këtyre sistemeve hibride ultrasonike-elektrolitike është të rrisë efikasitetin e përgjithshëm të trajtimit dhe të eleminojë disavantazhet e proceseve të trajtimit konvencional. Reaktorët hibridë me elektrokoagulim ultrasonik janë demonstruar për të inaktivuar Escherichia coli në ujë.

Tejzanor UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) si Sono-katodë dhe / ose Sono-Anode në një rezervuar

Gjenerimi Sono-Elektrolitik në Situatë i Reagjentëve ose Reaktantëve

Shumë procese kimike, të tilla si reaksione heterogjene ose katalizë përfitojnë nga agjitacioni tejzanor dhe kavitimi tejzanor. Ndikimi sono-kimik mund të rrisë shpejtësinë e reagimit ose të përmirësojë rendimentet e konvertimit.
Elektrodat e trazuara ultrasonikisht shtojnë një mjet të ri të fuqishëm në reaksionet kimike. Tani mund të kombinoni përfitimet e sonokimisë me elektrolizën. Prodhoni hidrogjen, jone hidroksid, hipoklorit dhe shumë jone të tjera ose materiale neutrale pikërisht në fushën e kavitimit tejzanor. Produktet e elektrolizës mund të veprojnë si reagjentë ose si reagues ndaj reaksionit kimik.

Kombinimi i ultrazërit me fushën elektrike të pulsuar

Kombinimi i fushës elektrike pulsuese (PEF) dhe ultrazërit (SH.B.A.) ka efekte pozitive për nxjerrjen e përbërjeve fiziko-kimike, bioaktive dhe strukturën kimike të ekstrakteve. Në nxjerrjen e bajameve, trajtimi i kombinuar (PEF – SH.B.A.) ka prodhuar nivelet më të larta të fenolikës totale, flavonoideve totale, taninave të kondensuara, përmbajtjes së antocianinës dhe veprimtarisë antioksiduese. Ai zvogëloi fuqinë dhe aktivitetin e kelimit të metalit.
Ultratingulli (SH.B.A.) dhe fusha elektrike impulsive (PEF) mund të përdoren të rrisin efikasitetin e procesit dhe shkallët e prodhimit në proceset e fermentimit duke përmirësuar transferimin e masës dhe përshkueshmërinë e qelizave.
Kombinimi i fushës elektrike pulsuese dhe trajtimit me ultratinguj ka një ndikim në kinetikën e tharjes së ajrit dhe cilësinë e perimeve të thata, të tilla si karota. Koha e tharjes mund të zvogëlohet me 20 deri në 40%, duke ruajtur vetitë e rehidrimit.

Sono-Elektrokimi / Elektrokimi Ultrasonike

Shtoni elektrolizë të zgjeruar në mënyrë ultrasonike për të prodhuar reaksione ose për të konsumuar produkte të reaksioneve kimike në mënyrë që të lëvizni ekuilibrin përfundimtar të reaksionit kimik ose të ndryshoni rrugën e reagimit kimik.

Instalimi i sugjeruar i elektrodave tejzanor

Dizajni inovativ për tejzanorët e tipit sondë shndërron një sonotrodë ultrasonike standarde në një elektrodë ultrasonike vibruese. Kjo e bën ultrazërit për elektrodat më të arritshme, më të lehta për tu integruar dhe lehtësisht të shkallëzueshme deri në nivelet e prodhimit. Projektime të tjera trazuan elektrolitin vetëm midis dy elektrodave jo të trazuara. Modelet e hijesimit dhe përhapjes së valëve ultratinguj prodhojnë rezultate inferiore kur krahasohen me agjitacionin e drejtpërdrejtë të elektrodave. Mund të shtoni dridhje ultratinguj përkatësisht në anode ose katode. Sigurisht, ju mund të ndryshoni tensionin dhe polarizimin e elektrodave në çdo kohë. Elektrodat Hielscher Ultrasonics janë të lehta për tu rikonstruktuar në instalimet ekzistuese.

Reaktorët e mbyllur të qelizave Sono-Elektrolitike dhe Elektrokimike

Alshtë në dispozicion një vulë e shtrënguar nën presion midis sonotrodes tejzanor (elektrodës) dhe një ene reaktori. Prandaj, ju mund ta përdorni qelizën elektrolitike përveç presionit të ambientit. Kombinimi i ultrazërit me presion quhet mano-sonifikim. Kjo mund të jetë me interes nëse elektroliza prodhon gazra, kur punoni në temperatura më të larta, ose kur punoni me përbërës të lëngshëm të paqëndrueshëm. Një reaktor elektrokimik i mbyllur fort mund të funksionojë në presione mbi ose nën presionin e ambientit. Vula midis elektrodës tejzanor dhe reaktorit mund të bëhet elektrike përçuese ose izoluese. Kjo e fundit lejon që të funksionojnë muret e reaktorit si një elektrodë e dytë. Natyrisht, reaktori mund të ketë porta hyrëse dhe dalëse për të vepruar si një reaktor i qelizave rrjedhëse për procese të vazhdueshme. Hielscher Ultrasonics ofron një larmi reaktorësh të standardizuar dhe qelizash rrjedhëse të veshura me xhaketa. Përndryshe, ju mund të zgjidhni nga një sërë adaptorësh për t'iu përshtatur sonotrodes Hielscher në reaktorin tuaj elektrokimik.

Rregullimi koncentrik në reaktorin e tubave

Nëse elektroda e trazuar në mënyrë ultrasonike është afër një elektrode të dytë jo të trazuar ose afër një muri të reaktorit, valët tejzanor përhapen përmes lëngut dhe valët e ultrazërit do të punojnë edhe në sipërfaqet e tjera. Një elektrodë e trazuar në mënyrë ultrasonike që është e orientuar në mënyrë koncentrike në një tub ose në një reaktor mund të mbajë muret e brendshme të pastra nga ndotja ose nga trupat e ngurtë të akumuluar.

temperaturë

Kur përdorni sonotroda standarde të Hielscher si elektroda, temperatura e elektrolitit mund të jetë ndërmjet 0 dhe 80 gradë Celsius. Sonotroda për temperatura të tjera të elektroliteve në intervalin nga -273 gradë Celsius në 500 gradë Celsius janë në dispozicion sipas kërkesës. Kombinimi i ultrazërit me temperaturën quhet termo-sonifikim.

viskozitet

Nëse viskoziteti i elektrolitit pengon transferimin e masës, përzierja me agjitacion tejzanor gjatë elektrolizës mund të jetë e dobishme pasi përmirëson transferimin e materialit në dhe nga elektrodat.

Sono-Elektroliza me Rrymë Pulsuese

Rryma pulsuese në elektrodat e trazuara ultrasonikisht rezulton në produkte të ndryshme nga rryma e drejtpërdrejtë (DC). Për shembull, rryma pulsuese mund të rrisë raportin e ozonit me oksigjenin e prodhuar në anodë në elektrolizën e një tretësire ujore acid, p.sh. acidin sulfurik të holluar. Elektroliza aktuale e pulsuar e etanolit prodhon një aldehid në vend të kryesisht një acidi.

Pajisjet për Elektro-sonifikim

Hielscher Ultrasonics zhvilloi një azhurnim të veçantë sonoelektrokimik për prodhuesit industrialë. Bartësi i azhurnuar punon me pothuajse të gjitha llojet e sonotrodes Hielscher.

Elektroda tejzanor (Sonotrodes)

Sonotrodes janë të izoluara në mënyrë elektrike nga gjeneratori tejzanor. Prandaj, mund të lidhni sonotrodën tejzanor me një tension elektrik, në mënyrë që sonotroda të mund të veprojë si një elektrodë. Hendeku standard i izolimit elektrik midis sonotrodes dhe kontaktit me tokën është 2.5 mm. Prandaj mund të aplikoni deri në 2500 volt në sonotrode. Sonotroda standarde janë të forta dhe të prodhuara nga Titanium. Prandaj, pothuajse nuk ka asnjë kufizim të rrymës së elektrodës. Titani tregon një rezistencë të mirë ndaj korrozionit ndaj shumë elektroliteve alkaline ose acide. Materialet alternative sonotrode, të tilla si alumini (Al), çeliku (Fe), çelik inox, nikel-krom-molibden, ose niobium janë të mundshme. Hielscher ofron sonotroda anode kurbane me kosto efektive, p.sh. të bëra prej alumini ose çeliku.

Gjenerator tejzanor, furnizim me energji elektrike

Gjeneratori tejzanor nuk ka nevojë për ndonjë modifikim dhe përdor një prizë elektrike standarde me tokë. Sigurisht, briri i këmbyesit dhe të gjitha sipërfaqet e jashtme të bartësit dhe gjeneratorit janë të lidhura me tokën e daljes së energjisë. Sonotroda dhe një element mbajtës janë pjesët e vetme të lidhura me tensionin e elektrodës. Kjo lehtëson modelimin e konfigurimit. Ju mund ta lidhni sonotrodën me rrymën e drejtpërdrejtë (DC), rrymën e drejtpërdrejtë pulsuese ose rrymën alternative (AC). Elektrodat tejzanor mund të operohen përkatësisht si anoda ose katoda.

Pajisjet e Prodhimit për Proceset Elektro-Sonication

Ju mund të përdorni çdo pajisje Hielscher tejzanor, të tilla si UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT ose UIP4000hdT për të bashkuar deri në 4000 watt fuqi tejzanor në çdo sonotrode standarde ose kaskatrodë. Intensiteti i sipërfaqes tejzanor në sipërfaqen e sonotrodës mund të jetë midis 1 vat deri 100 vat vat për centimetër katror. Gjeometri të ndryshme sonotrode me amplituda nga 1 mikron në 150 mikron (pik-pik) janë në dispozicion. Frekuenca tejzanor e 20kHz është shumë efektive në gjenerimin e kavitacionit dhe transmetimit akustik në elektrolit. Pajisjet tejzanor të Hielscher mund të funksionojnë 24 orë në ditë, shtatë ditë në javë. Ju mund të funksiononi vazhdimisht me dalje të plotë të energjisë ose pulsim, p.sh. për pastrimin periodik të elektrodave. Hielscher Ultrasonics mund të furnizojë elektroda tejzanor me fuqi tejzanor deri në 16 kilovat (agjitacion mekanik) për një elektrodë të vetme. Pothuajse nuk ka kufizim të energjisë elektrike që mund të lidhni me elektrodat.

Edhe një gjë: Spërkatja Sono-Elektrostatike

Hielscher Ultrasonics bën pajisje për spërkatjen, nebulizimin, atomizimin ose aerosolizimin e lëngjeve. Sonotroda me spërkatje tejzanor mund t'i japë mjegullës së lëngshme ose aerosoleve një ngarkesë pozitive. Kjo kombinon spërkatjen tejzanor me teknologjinë e spërkatjes elektrostatike, p.sh. për proceset e veshjes.