Elektro-Sonication – Elektroda tejzanor

Electro-Sonication është kombinimi i efekteve të energjisë elektrike me efektet e sonication. Hielscher Ultrasonics zhvilloi një metodë të re dhe elegante për të përdorur çdo sonotrode si elektrodë. Kjo e vendos fuqinë e ultrazërit direkt në ndërfaqen midis elektrodës tejzanor dhe lëngut. Atje 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 elektro-sonike në proceset e grumbullit dhe të linjës në çdo shkallë. Ju mund të kombinoni elektro-sonikimin me mano-sonikimin (presion) dhe termo-sonikimin (temperaturën).

Aplikacionet e elektrodës tejzanor

Aplikimi i ultrasonikëve në elektroda është një teknologji e re me përfitime në shumë procese të ndryshme në elektrolizë, galvanizim, elektro-pastrim, gjenerim hidrogjeni dhe elektrokoagulim, sintezë grimcash ose reaksione të tjera elektro-kimike. Hielscher Ultrasonics ka elektroda tejzanor të gatshme për kërkime dhe zhvillim 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 shkallëzuar 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 me ultratinguj)

Elektroliza është shkëmbimi i atomeve dhe joneve me heqjen ose shtimin e elektroneve që rrjedhin nga aplikimi i një rryme elektrike. Produktet e elektrolizës mund të kenë një gjendje fizike të ndryshme nga elektroliti. Elektroliza mund të prodhojë lëndë të ngurta, të tilla si precipitate ose shtresa të ngurta në secilën prej elektrodave. Përndryshe, elektroliza mund të prodhojë gazra, si hidrogjeni, klori ose oksigjeni. Agjitacioni tejzanor i një elektrode mund të thyejë depozitat e ngurta nga sipërfaqja e elektrodës. Degazimi tejzanor shpejt prodhon flluska më të mëdha gazi nga gazrat e tretur të mikroflluskave. Kjo çon në një ndarje më të shpejtë të produkteve të gazta nga elektroliti.

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

Transferimi masiv i përmirësuar në mënyrë tejzanor në sipërfaqen e elektrodës

Gjatë procesit të elektrolizës, produktet grumbullohen pranë elektrodave ose në sipërfaqen e elektrodës. Agjitacioni tejzanor është një mjet shumë efektiv për të rritur transferimin e masës në shtresat kufitare. Ky efekt sjell elektrolitin e freskët në kontakt me sipërfaqen e elektrodës. Rrjedha kavitacionale transporton produktet e elektrolizës, të tilla si gazrat ose lëndët e ngurta larg sipërfaqes së elektrodës. Prandaj parandalohet formimi frenues i shtresave izoluese.

Efektet e ultrazërit në potencialin e dekompozimit

Agjitacioni tejzanor i anodës, i katodës ose i të dyja elektrodave, mund të ndikojë në potencialin e dekompozimit ose tensionin e dekompozimit. Dihet se vetëm kavitacioni thyen molekulat, prodhon radikale të lira ose ozon. Kombinimi i kavitacionit me elektrolizën në një elektrolizë të zgjeruar me ultratinguj mund të ndikojë në tensionin minimal të kërkuar midis anodës dhe katodës së një qelize elektrolitike për të kryer elektrolizën. Efektet mekanike dhe sonokimike të kavitacionit mund të përmirësojnë gjithashtu efikasitetin e energjisë së elektrolizës.

Ultratinguj në Elektrorafinim dhe Elektrofinim

Në procesin e elektrorafinimit, depozitat e ngurta të metaleve, si bakri, mund të shndërrohen në një pezullim të grimcave të ngurta në elektrolit. Në elektro-fitimin, i quajtur edhe elektronxjerrja, elektrodepozicioni i metaleve nga xeherorët e tyre mund të shndërrohet në precipitat të ngurtë. Metalet e zakonshme me elektronikë janë plumbi, bakri, ari, argjendi, zinku, alumini, kromi, kobalti, mangani dhe metalet e rralla dhe alkali.
Ultratingulli është gjithashtu një mjet efektiv për shpëlarjen e xeheve.

Pastrimi Sono-Elektrolitik i Lëngjeve

Pastroni një lëng, p.sh. një tretësirë ujore si ujërat e zeza, llum ose të ngjashme, duke e çuar tretësirën përmes fushës elektrike të dy elektrodave! Elektroliza mund të dezinfektojë ose pastrojë tretësirat ujore. Ushqimi i një solucioni NaCI së bashku me ujin përmes elektrodave ose nëpër elektroda, gjeneron Cl2 ose CIO2, të cilat mund të oksidojnë papastërtitë dhe të dezinfektojnë ujin ose tretësirat ujore. Nëse uji përmban mjaftueshëm kloride natyrale, nuk ka nevojë për shtim.
Dridhjet tejzanor të elektrodës mund ta bëjnë shtresën kufitare midis elektrodës dhe ujit sa më të hollë që të jetë e mundur. Kjo mund të përmirësojë transferimin e masës me shumë shkallë të madhësisë. Dridhja dhe kavitacioni tejzanor reduktojnë ndjeshëm formimin e flluskave mikroskopike për shkak të polarizimit. Përdorimi i elektrodave tejzanor për elektrolizë përmirëson ndjeshëm procesin e pastrimit elektrolitik.

Sono-Elektrokoagulim (Elektrokoagulim me ultratinguj)

Elektrkoagulimi është një metodë e trajtimit të ujërave të zeza për heqjen e ndotësve, si vaji i emulsifikuar, hidrokarburet totale të naftës, organet zjarrduruese, lëndët e ngurta të pezulluara dhe metalet e rënda. Gjithashtu, jonet radioaktive mund të hiqen për pastrimin e ujit. Shtimi i elektrokoagulimit me ultratinguj, i njohur gjithashtu si sono-elektrokoagulim, ka një efekt pozitiv në kërkesën kimike për oksigjen ose efikasitetin e heqjes së turbullirës. Proceset e kombinuara të trajtimit me elektrokoagulim kanë treguar performancë të përmirësuar në masë të madhe në largimin e ndotësve nga ujërat e zeza industriale. Integrimi i një hapi të prodhimit të radikalëve të lirë, siç është kavitacioni me ultratinguj me elektrokoagulimin, tregon sinergji dhe përmirësime në procesin e përgjithshëm të pastrimit. Qëllimi i përdorimit të këtyre sistemeve hibride ultrasonike-elektrolitike është rritja e efikasitetit të përgjithshëm të trajtimit dhe eliminimi i disavantazheve të proceseve të trajtimit konvencional. Reaktorët hibridë ultrasonikë-elektrokoagulues janë demonstruar se çaktivizojnë Escherichia coli në ujë.

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

Gjenerimi Sono-Elektrolitik In-Situ i Reagentëve ose Reaktantëve

Shumë procese kimike, të tilla si reaksionet heterogjene ose kataliza, përfitojnë nga trazimi tejzanor dhe kavitacioni tejzanor. Ndikimi sono-kimik mund të rrisë shpejtësinë e reagimit ose të përmirësojë rendimentet e konvertimit.
Elektrodat e trazuara me ultratinguj 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 tjerë ose materiale neutrale pikërisht në fushën e kavitacionit 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 (SHBA) ka efekte pozitive për nxjerrjen e komponimeve fiziko-kimike, bioaktive dhe strukturën kimike të ekstrakteve. Në ekstraktimin e bajameve, trajtimi i kombinuar (PEF-US) ka prodhuar nivelet më të larta të fenoleve totale, flavonoideve totale, taninave të kondensuara, përmbajtjes së antocianit dhe aktivitetit antioksidues. Ai reduktoi fuqinë dhe aktivitetin e kelimit të metaleve.
Ultratingulli (SHBA) dhe fusha elektrike pulsuese (PEF) mund të përdoren për të rritur 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 karotat. Koha e tharjes mund të reduktohet me 20 deri në 40%, duke ruajtur vetitë e rihidrimit.

Sono-Elektrokimi / Ultrasonike Electrochemistry

Shtoni elektrolizë të përmirësuar në mënyrë tejzanor për të prodhuar reaktantë ose për të konsumuar produkte të reaksioneve kimike në mënyrë që të lëvizni ekuilibrin përfundimtar të reaksionit kimik ose të ndryshoni rrugën e reaksionit kimik.

Konfigurimi i sugjeruar i elektrodave tejzanor

Dizajni inovativ për ultrasonikët e tipit sondë e kthen një sonotrode standarde tejzanor në një elektrodë vibruese me ultratinguj. Kjo e bën ultratingullin për elektroda më të aksesueshme, më të lehtë për t'u integruar dhe lehtësisht të shkallëzuar në nivelet e prodhimit. Modele të tjera e trazuan elektrolitin vetëm midis dy elektrodave jo të trazuara. Modelet e hijes dhe përhapjes së valëve me ultratinguj prodhojnë rezultate inferiore kur krahasohen me trazimin e drejtpërdrejtë të elektrodës. Ju mund të shtoni dridhje me ultratinguj në anoda ose katoda, përkatësisht. Sigurisht, ju mund të ndryshoni tensionin dhe polaritetin e elektrodave në çdo kohë. Elektrodat Hielscher Ultrasonics janë të lehta për t'u përshtatur në instalimet ekzistuese.

Reaktorë me qeliza sono-elektrolitike dhe reaktorë elektrokimikë të mbyllur

Ekziston një vulë e ngushtë ndaj presionit midis sonotrodës tejzanor (elektrodë) dhe një enë reaktori. Prandaj, mund ta përdorni qelizën elektrolitike në presion të ndryshëm nga ambienti. Kombinimi i ultrazërit me presionin quhet mano-sonikë. 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 avullueshëm. 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 elektrikisht përçues ose izolues. Kjo e fundit ju lejon të përdorni muret e reaktorit si një elektrodë e dytë. Sigurisht, reaktori mund të ketë porte hyrëse dhe dalëse për të vepruar si një reaktor i qelizave rrjedhëse për procese të vazhdueshme. Hielscher Ultrasonics ofron një shumëllojshmëri reaktorësh të standardizuar dhe qeliza rrjedhëse të veshur me xhaketë. Përndryshe, ju mund të zgjidhni nga një sërë përshtatësish për t'i përshtatur Hielscher sonotrodes në reaktorin tuaj elektrokimik.

Marrëveshja koncentrike në reaktorin e tubave

Nëse elektroda e trazuar me ultratinguj është afër një elektrode të dytë jo të trazuar ose pranë një muri reaktor, valët ultrasonike përhapen nëpër lëng dhe valët ultratinguj do të funksionojnë edhe në sipërfaqet e tjera. Një elektrodë e trazuar me ultratinguj që është e orientuar në mënyrë koncentrike në një tub ose në një reaktor mund t'i mbajë muret e brendshme pa ndotje ose nga trupat e ngurtë të grumbulluar.

temperatura

Kur përdorni sonotrode standarde Hielscher si elektroda, temperatura e elektrolitit mund të jetë midis 0 dhe 80 gradë Celsius. Sonotrodes për temperatura të tjera të elektrolitit në rangun nga -273 gradë Celsius deri në 500 gradë Celsius janë në dispozicion sipas kërkesës. Kombinimi i ultrazërit me temperaturën quhet termo-sonikë.

viskozitetit

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

Sono-Elektroliza me rrymë pulsuese

Rryma pulsuese në elektrodat e trazuara me ultratinguj rezulton në produkte të ndryshme nga rryma direkte (DC). Për shembull, rryma pulsuese mund të rrisë raportin e ozonit me oksigjenin e prodhuar në anodë në elektrolizën e një solucioni acidik ujor, p.sh. acidi sulfurik i holluar. Elektroliza e rrymës pulsuese e etanolit prodhon një aldehid në vend të kryesisht një acidi.

Pajisje për Elektro-Sonication

Hielscher Ultrasonics zhvilloi një përmirësim të veçantë sonoelektrokimik për transduktorët industrialë. Transduktori i përmirësuar punon me pothuajse të gjitha llojet e sonotrodes Hielscher.

Elektroda tejzanor (Sonotrodes)

Sonotrodet janë të izoluara elektrikisht nga gjeneratori tejzanor. Prandaj, ju mund të lidhni sonotrode tejzanor me një tension elektrik, në mënyrë që sonotrode të mund të veprojë si një elektrodë. Hendeku standard i izolimit elektrik midis sonotrodes dhe kontaktit të tokës është 2.5 mm. Prandaj mund të aplikoni deri në 2500 volt në sonotrode. Sonotrodet standarde janë të forta dhe të bëra prej titani. Prandaj, nuk ka pothuajse asnjë kufizim për rrymën e elektrodës. Titani tregon një rezistencë të mirë korrozioni ndaj shumë elektroliteve alkaline ose acide. Materialet alternative sonotrode, të tilla si alumini (Al), çeliku (Fe), çelik inox, nikel-krom-molibden, ose niob janë të mundshme. Hielscher ofron sonotrode sakrifikuese anode 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 standarde elektrike me tokëzim. Bori i transduktorit dhe të gjitha sipërfaqet e jashtme të transduktorit dhe gjeneratorit janë të lidhura me tokën e prizës së rrymës, natyrisht. Sonotrode dhe një element mbajtës janë pjesët e vetme të lidhura me tensionin e elektrodës. Kjo lehtëson hartimin e konfigurimit. Ju mund të lidhni sonotrode me rrymë direkte (DC), rrymë direkte pulsuese ose rrymë alternative (AC). Elektrodat tejzanor mund të operohen si anodë ose katodë, përkatësisht.

Pajisjet e prodhimit për proceset e elektro-sonikimit

Ju mund të përdorni çdo pajisje tejzanor Hielscher, si UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT ose UIP4000hdT për të bashkuar deri në 4000 vat fuqi tejzanor me çdo sonotrode ose kaskatrodë standarde. Intensiteti i sipërfaqes tejzanor në sipërfaqen sonotrode mund të jetë nga 1 vat deri në 100 vat për centimetër katror. Gjeometri të ndryshme sonotrode me amplituda nga 1 mikron në 150 mikron (pik-pik) janë në dispozicion. Frekuenca tejzanor prej 20 kHz është shumë efektive në gjenerimin e kavitacionit dhe transmetimit akustik në elektrolit. Pajisjet tejzanor Hielscher mund të funksionojnë 24 orë në ditë, shtatë ditë në javë. Mund të operoni vazhdimisht me fuqi të plotë ose të pulsoni, p.sh. për pastrim periodik të elektrodave. Hielscher Ultrasonics mund të furnizojë elektroda tejzanor me fuqi ultrasonike deri në 16 kilovat (agjitacion mekanik) për elektrodë të vetme. Nuk ka pothuajse asnjë kufi për fuqinë elektrike që mund të lidhni me elektroda.

Edhe një gjë: Spërkatje Sono-Elektrostatike

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

Literatura / Referencat