Elektro-sonicija je kombinacija efekata elektriciteta sa efektima sonikacije. Hielscher Ultrasonics je razvio novu i elegantnu metodu za korišćenje bilo koje sonotrode kao elektrode. To stavlja snagu ultrazvuka direktno na interfejs između ultrazvučne elektrode i tečnosti. Tamo može da promoviše elektrolizu, poboljša masovni prenos i razbije granične slojeve ili naslage. Hielscher snabdeva proizvodnu opremu za procese elektro-sonikacije u grupnim i umetnutim procesima u bilo kom obimu. Elektro-sonikaciju možete kombinovati sa mano-sonikacijom (pritiskom) i termo-sonikacijom (temperatura).

Ultrazvučne aplikacije za elektrode

Primena ultrazvuka elektrodama je novel tehnologija sa prednostima mnogih različitih procesa u elektrolizi, galvanizaciji, elektro-pročišćenju, proizvodnji vodonika i elektro-koagulaciji, sintezi čestica ili drugim elektro-hemijskim reakcijama. Hielscher Ultrasonics ima ultrazvučne elektrode koje su dostupne za istraživanje i razvoj na laboratorijskoj skali ili pilot skali elektrolize. Nakon što ste testirali i optimizovali svoj elektrolitički proces, možete koristiti Hielscher Ultrasonics proizvodnu veličinu ultrazvučne opreme da biste smanjili rezultate procesa na nivo industrijske proizvodnje. U nastavku teksta ćete pronaći predloge i preporuke za upotrebu ultrazvučnih elektroda.

Sono-Elektroliza (Ultrazvučna elektroliza)

Elektroliza je razmena atoma i jona uklanjanjem ili dodavanjem elektrona koji su rezultat primene električne struje. Proizvodi elektrolize mogu imati drugačije fizičko stanje od elektrolita. Elektroliza može da proizvede čvrstine, kao što su padavine ili čvrsti slojevi na bilo kom od elektroda. Alternativno, elektroliza može da proizvede gasove, kao što su vodonik, hlor ili kiseonik. Ultrazvučna agitacija elektrode može da razbije čvrste naslage sa elektrodne površine. Ultrazvučno degaziranje brzo proizvodi veće gasne mehuriće od rastvorenih gasova mikro-mehurića. To dovodi do bržeg odvajanja gasovitih proizvoda od elektrolita.

Ultrazvučni UIP2000hdT (2000 vati, 20kHz) kao Cathode i/ili Anode u elektrolitičkoj ćeliji

Ultrasonično unapređeni masovni prenos na elektrodnim površinama

Tokom procesa elektrolize, proizvodi se akumuliraju u blizini elektroda ili na površini elektrode. Ultrazvučna agitacija je veoma efikasno sredstvo za povećanje masovnog prenosa u graničnim slojevima. Ovaj efekat donosi svež elektrolit u kontakt sa elektrodnom površinom. Kavitacioni striming transportuje proizvode elektrolize, kao što su gasovi ili čvrstine daleko od površine elektroda. Inhibitivno formiranje izolovanih slojeva je stoga sprečeno.

Effects of Ultrasonics on the Decomposition Potential

Ultrazvučna agitacija anode, katode, ili obe elektrode, može uticati na raspadnuti potencijal ili napon raspadanja. Samo kavitacija je poznata po tome da razbija molekule, proizvodi slobodne radikale ili ozon. Kombinacija kavitacije sa elektrolizom u ultrasonično poboljšanoj elektrolizi može uticati na minimum potrebnog napona između anode i katode elektrolitičke ćelije da bi došlo do elektrolize. Mehanički i sonohemijski efekti kavitacije takođe mogu poboljšati energetsku efikasnost elektrolize.

Ultrazvuk u Elektroefiningu i Elektroviningu

U procesu elektroefinisanja, čvrste naslage metala, kao što je bakar, mogu se pretvoriti u suspenziju čvrstih čestica u elektrolitu. U elektroviniranju, koje se naziva i elektroekstraction, elektrodepozicija metala iz njihovih ora može se pretvoriti u čvrste padavine. Uobičajeni elektrounski metali su olovo, bakar, zlato, srebro, cink, aluminijum, hrom, kobalt, mangan i retki zemaljski i alkalni metali. Ultrazvučnost je efikasno sredstvo i za iskakanje ora.

Sono-elektrolitičko pročišćavanje tečnosti

Pročistite tečnost, npr. akustivna rešenja poput otpadnih voda, mulja ili slično, vodeći rešenje kroz električno polje dve elektrode! Elektroliza može da dezinfikuje ili pročisti aqueous rastvore. Hranjenje NACI rastvora zajedno sa vodom kroz elektrode ili preko elektroda, generiše CL2 ili CIO2, koji mogu oksidovati nečistoće i dezinfikovati vodu ili aqueous rastvore. Ako voda sadrži dovoljno prirodnih hlorida, nema potrebe za dodatkom.
Ultrazvučne vibracije elektrode mogu da dobiju granični sloj između elektrode i vode što je moguće tankije. To može poboljšati masovni prenos za mnoge porudžbine veličine. Ultrazvučna vibracija i kavitacija smanjuju formiranje mikroskopskih mehurića zbog polarizacije, značajno. Upotreba ultrazvučnih elektroda za elektrolizu znatno poboljšava proces elektrolitičkog prečišćavanja.

Sono-Elektrokoagulacija (Ultrazvučna elektrokoagulacija)

Elektrokoagulacija je metoda prečišćavanja otpadnih voda za uklanjanje zagađivača, kao što su emulzirano ulje, ukupni naftni ugljovodonici, repraktorni organi, suspendovane čvrstine i teški metali. Takođe, radioaktivni joni se mogu ukloniti iz za prečišćavanje vode. Dodatak ultrazvučne elektrokoagulacije, poznate i kao sono-elektrokoagulacija, ima pozitivan efekat na potražnju za hemijskim kiseonikom ili efikasnost uklanjanja turbidnosti. Procesi kombinovanog tretmana elektrokoagulacije pokazali su u velikoj meri poboljšane performanse u uklanjanju zagađivača iz industrijskih otpadnih voda. Integracija slobodnog radikalnog koraka proizvodnje, kao što je ultrazvučna kavitacija elektrokoagulacijom pokazuje sinergiju i poboljšanja u celokupnom procesu čišćenja. Svrha upotrebe ovih ultrazvučno-elektrolitičkih hibridnih sistema je povećanje ukupne efikasnosti tretmana i otklanjanje nedostataka konvencionalnih procesa lečenja. Pokazalo se da hibridni ultrazvučni reaktori neaktiviraju Ešerihiju koli u vodi.

Ultrazvučni UIP2000hdT (2000 vati, 20kHz) kao Sono-Cathode i/ili Sono-Anode u tenku

Sono-Elektrolitička In-Situ generacija reagensa ili reaktivanata

Mnogi hemijski procesi, kao što su heterogene reakcije ili kataliza imaju koristi od ultrazvučne agitacije i ultrazvučne kavitacije. Sono-hemijski uticaj može povećati brzinu reakcije ili poboljšati prinose konverzije.
Ultrazvučno uznemirene elektrode dodaju novo moćno sredstvo hemijskim reakcijama. Sada možete kombinovati prednosti sonohemije sa elektrolizom. Proizvodite vodonik, hidroksid jone, hipohlorat i mnoge druge jone ili neutralne materijale upravo u polju ultrazvučne kavitacije. Proizvodi elektrolize mogu delovati kao reagensi ili kao reakcionali na hemijsku reakciju.

Kombinacija ultrazvuka sa pulsiranim električnim poljem

Kombinacija pulsiranog električnog polja (PEF) i ultrazvuka (SAD) ima pozitivne efekte za vađenje fiziohemijskih, bioaktivnih jedinjenja i hemijske strukture ekstrakata. Prilikom vađenja badema, kombinovani tretman (PEF–US) proizveo je najviše nivoe ukupnih fenolika, ukupnih flavonoida, kondenzova tanina, antocianinog sadržaja i antioksidativne aktivnosti. Smanjio je aktivnost snage i metalnog češanja.
Ultrazvuk (SAD) i pulsirano električno polje (PEF) mogu se koristiti za poboljšanje efikasnosti procesa i stope proizvodnje u procesima fermentacije poboljšanjem masovnog prenosa i prožimanja ćelija.
Kombinacija pulsiranog električnog polja i ultrazvučnog tretmana ima uticaja na kinetiku sušenja vazduha i kvalitet sušenog povrća, kao što je šargarepa. Vreme sušenja može da se smanji za 20 do 40 odsto, uz održavanje svojstava rehidratacije.

Sono-Electrochemistry / Ultrazvučna elektrohemija

Dodajte ultrasonično poboljšanu elektrolizu da biste proizveli reakcionere ili da biste konzumirali proizvode hemijskih reakcija kako bi se premestila konačna ravnoteža hemijske reakcije ili izmenio put hemijske reakcije.

Predloženo podešavanje ultrazvučnih elektroda

Inovativni dizajn za ultrazvučne tipove sonde pretvara standardnu ultrazvučnu sonorodu u ultrasonično vibrirajuću elektrodu. To čini ultrazvuk elektrodama pristupačnijim, lakšim za integrisanje i lako se može podesiti na nivo proizvodnje. Drugi dizajni su uznemirili elektrolit izmeрu dve ne-uznemirene elektrode, samo. Obrasci propagacije senki i ultrazvučnog talasa daju inferiorne rezultate u poređenju sa direktnom agitacijom elektroda. Ultrazvučne vibracije možete dodati anodama ili katodama. Naravno, u svakom trenutku možete da promenite napon i polaritet elektroda. Hielscher Ultrasonics elektrode se lako preraрuje u postojeжa podešavanja.

Zapečaćene sono-elektrolitičke ćelije i elektrohemijski reaktori

Na raspolaganju je i zategnuta foka između ultrazvučnog sonotroda (elektrode) i reaktorskog broda. Zbog toga elektrolitičkom ćelijom možete upravljati osim ambijentalnog pritiska. Kombinacija ultrazvuka sa pritiskom zove se mano-sonicija. Ovo može biti interesantno ako elektroliza proizvodi gasove, kada radi na višim temperaturama ili kada radi sa nestabilnim tečnim komponentama. Čvrsto zatvoreni elektrohemijski reaktor može da radi pod pritiskom iznad ili ispod ambijentalnog pritiska. Pečat između ultrazvučne elektrode i reaktora može biti električno provodljiv ili izolovan. Ovo poslednje omogućava upravljanje zidovima reaktora kao drugom elektrodom. Naravno, reaktor može da ima dovodne i utičnice koje će delovati kao reaktor ćelija toka za neprekidne procese. Hielscher Ultrasonics nudi mnoštvo standardizovanih reaktora i sakaćenih ćelija protoka. Druga mogućnost je da iz opsega adaptera uklopite Hielscher sonotrode u vaš elektrohemijski reaktor.

Koncentrični aranžman u reaktoru cevi

Ako je ultrazvučno agitovana elektroda blizu druge elektrode koja nije uznemirena ili blizu zida reaktora, ultrazvučni talasi se propagiraju kroz tečnost i ultrazvučni talasi će raditi i na drugim površinama. Ultrazvučno uznemirena elektroda koja je koncentrično orijentisana u cevi ili u reaktoru može da spreči unutrašnje zidove da se oslobode fauliranih ili nagomilanih čvrstina.

температура

Kada koristite standardne Hielscher sonotrode kao elektrode, temperatura elektrolita može biti između 0 i 80 stepeni Celzijusa. Sonotrodi za druge temperature elektrolita u rasponu od -273 stepena Celzijusa do 500 stepeni Celzijusa dostupni su na zahtev. Kombinacija ultrazvuka sa temperaturom zove se termo-sonicija.

Viskoznost

Ako viskoznost elektrolita inhibira masovni prenos, ultrazvučno mešanje agitacije tokom elektrolize moglo bi da bude korisno jer poboljšava prenos materijala u elektrode i iz njega.

Sono-Electrolysis with Pulsating Current

Pulsirajuća struja na ultrazvučno agitovanim elektrodama rezultira proizvodima koji se razlikuju od direktne struje (DC). Na primer, pulsirajuća struja može da poveća odnos ozona prema kiseoniku proizvedenom u anodi u elektrolizi akusnog kiselog rastvora, npr. Pulsirana trenutna elektroliza etanola proizvodi aldehyde umesto prvenstveno kiseline.

Oprema za elektro-sonikaciju

Hielscher Ultrasonics je razvio specijalnu sonoelektrohemijsku nadogradnju za industrijske transduktore. Unapređeni transdukter radi sa skoro svim vrstama Hielscher sonotroda.

Ultrazvučne elektrode (Sonotrodes)

Sonotrodi su električno izolovani od ultrazvučnog generatora. Zbog toga ultrazvučnu sonorodu možete povezati sa električnim naponom, tako da sonotrode može da deluje kao elektroda. Standardni električni izolacioni jaz između sonotroda i zemaljski kontakt je 2,5 mm. Zbog toga ste mogli da primenite 2500 volti na sonotrode. Standardni sonotrodi su čvrsti i napravljeni od Titanijuma. Zbog toga gotovo da ne postoji ograničenje za struju elektrode. Titanijum pokazuje dobar otpor korozije na mnoge alkalne ili kisele elektrolite. Mogući su alternativni sonotrodni materijali, kao što su aluminijum (Al), čelik (Fe), nerđajući čelik, nikl-hrom-molibdenum ili niobum. Hielscher nudi isplativo požrtvovane sonotrode, npr.

Ultrazvučni generator, Napajanje

Ultrazvučni generator ne treba nikakvu modifikaciju i koristi standardnu električnu utičnicu sa zemljom. Transdukter rog i sve spoljašnje površine transdukta i generatora su povezani sa zemljom utičnice, naravno. Sonotrode i bracing element su jedini delovi povezani sa naponom elektrode. Ovo olakšava dizajn instalacije. Sonotrode možete povezati sa direktnom strujom (DC), pulsirajućom direktnom strujom ili naizmeničnom strujom (AC). Ultrazvučne elektrode se mogu raditi kao anode ili katode.

Proizvodna oprema za procese elektro-sonikacije

Možete da koristite bilo koji Hielscher ultrazvučni uređaj, kao što su UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP2000hdT ili UIP4000hdT da biste upazili do 4000 vati ultrazvučne snage u bilo koji standardni sonotrod ili kaskarod. Ultrazvučni površinski intenzitet na sonotrode površini može biti između 1 vate i 100 vati po kvadratnom centimetru. Na raspolaganju su različite sonorodne geometrije sa amplitude od 1 mikrona do 150 mikrona (vrhunac- vrhunac). Ultrazvučna frekvencija od 20kHz je veoma efikasna u generaciji kavitacije i akustičnog protoka u elektrolitu. Hielscher ultrazvučni uređaji mogu da rade 24 sata dnevno, sedam dana u nedelji. Neprekidno možete raditi sa punim izlazom energije ili pulsiranjem, npr. za periodično čišćenje elektroda. Hielscher Ultrasonics može da snabdeva ultrazvučnim elektrodama do 16 kilovata ultrazvučne snage (mehanička agitacija) po jednoj elektrodi. Gotovo da ne postoji ograničenje za električnu energiju koju možete povezati sa elektrodama.

Još nešto: Sono-Elektrostatičko prskanje

Hielscher Ultrasonics pravi opremu za prskanje, nebulozu, atomizaciju ili aerosolizu tečnosti. Ultrazvučno prskanje sonotroda može dati tečnoj magli ili aerosolima pozitivan naboj. Ovo kombinuje ultrazvučno prskanje sa tehnologijom elektrostatičkog prskanja, npr.