Titaniumanode til frugt- og grøntsagssterilisator
Anvendelsen af titaniumanoder inden for frugtdesinfektion giver en ny og effektiv måde at løse disse problemer på. Titaniumanoder har mange fremragende egenskaber, der giver dem unikke fordele inden for frugtdesinfektion og giver en mere effektiv, sikker og mere miljøvenlig desinfektion af frugt og grøntsager.
- Iridium-belagt titaniumanode
- Platinbelagt titanium anode
- Rutheniumbelagt titaniumanode
- Blandet oxidbelagt titaniumanode
- Titanium elektrolysecelle
- Palladiumbelagt titaniumanode
- Kulstof-titanium komposit anode
- Metal-metaloxid kompositanode
Titaniumanode-anvendelse i frugt- og grøntsagssterilisator
Som en ny type frugtdesinfektionsteknologi har titaniumanode vist et stort anvendelsespotentiale inden for frugtdesinfektion med sine mange fordele, såsom høj effektiv desinfektion, sikkerhed og miljøbeskyttelse, økonomisk energibesparelse og stærk anvendelighed. Fødevaresikkerhed er af afgørende betydning. Frugt er dog ekstremt modtagelig for kontaminering af mikroorganismer og pesticidrester under vækst, plukning, transport og opbevaring. Traditionelle frugtdesinfektionsmetoder har mange begrænsninger. For eksempel kan kemiske desinfektionsmidler efterlade skadelige kemikalier på frugtens overflade, hvilket påvirker frugtens kvalitet og sikkerhed. Simpel vandvaskning er vanskelig at fjerne genstridige forurenende stoffer fuldstændigt.
Titaniumanodetype til sterilisator
I henhold til de forskellige overfladekatalytiske belægninger kan titananoder opdeles i klor-udviklende titananoder, ilt-udviklende titananoder og titananoder med både klor- og ilt-udviklende funktioner.
Klor-udviklende titaniumanode
Belægningen består hovedsageligt af rutheniumoxid, som har et lavt klorudviklende overpotentiale i elektrolytten, effektivt producerer klorgas og derefter genererer hypochlorsyrling til desinfektion. Dens egenskaber er velegnede til tilfælde, hvor en stor mængde hypochlorsyrling skal produceres til desinfektion.
Iltudviklende titaniumanode
Belægningen indeholder hovedsageligt iridiumoxid osv. I elektrolytter uden kloridioner eller med lave kloridionkoncentrationer er iltudviklingsoverpotentialet lavt, og den primære iltudviklingsreaktion producerer hydroxylradikaler. Dens fordel er, at den har en betydelig effekt på fjernelse af organiske forurenende stoffer og pesticidrester.
Klor- og iltudviklende anoder
Titananoden har evnen til at udvikle klor og ilt. Under forskellige elektrolytforhold kan den producere passende mængder klor og ilt samt tilsvarende stærke oxiderende stoffer efter behov. Den har stærk tilpasningsevne og kan opfylde behovene i forskellige frugtdesinfektionsscenarier.
En ruthenium-iridium-belagt titananode har høj katalytisk aktivitet til både klor- og iltudviklingsreaktioner. Den producerer hurtigt en stor mængde klor og ilt ved lav spænding og genererer derefter hypochlorsyre og hydroxylradikaler. Den er egnet til desinfektion af frugter som citrusfrugter med stærk surhed og persimmon med høj alkalinitet. Ulempen er, at prisen er høj.
Iridium-tantalbelagte titananoder udviser fremragende katalytisk ydeevne i iltudviklingsreaktioner og producerer effektivt hydroxylradikaler. Den har åbenlyse fordele ved at fjerne organiske forurenende stoffer og pesticidrester på overfladen af frugter. Sammenlignet med traditionelle grafitanoder reduceres dens energiforbrug med 20% - 30%. Ulemper: Dens produktionsomkostninger er høje.
Den platinbelagte titananode reducerer elektrodens modstand og forbedrer strømeffektiviteten, hvorved elektrolysereaktionen accelereres. Effektiviteten er 15% – 20%. Dens overpotentiale for hydrogenudvikling er lavt, hvilket reducerer produktionen af hydrogen og undgår interferens fra hydrogen i desinfektionsprocessen. Det forbedrer også anodens effektive udnyttelsesgrad.
Hvordan fungerer titaniumanode i sterilisator?
Titananode, fuldt navn titanbaseret metaloxidbelagt elektrode (MMO). Den er baseret på titanium, og et lag metaloxidbelægning med specifikke funktioner er belagt på overfladen. Titanium har god mekanisk styrke og korrosionsbestandighed og giver en stabil støttestruktur til belægningen. Metaloxidbelægningen på overfladen giver titananoden god ledningsevne, elektrokatalytisk ydeevne og kemisk stabilitet. Belægningen indeholder normalt ædelmetaloxider, såsom ruthenium (Ru), iridium (Ir), platin (Pt) osv. Disse ædelmetaloxider har lav resistivitet og høj elektrokatalytisk aktivitet, hvilket effektivt reducerer overpotentialet i elektrodereaktionen og forbedrer elektrolyseeffektiviteten. For eksempel, i den ruthenium-iridium-belagte titananode, gør den synergistiske effekt af ruthenium- og iridiumoxider, at anoden udviser fremragende ydeevne i både klorudviklings- og iltudviklingsreaktioner.
Inden for frugtdesinfektion opnår titananoder hovedsageligt desinfektion ved at elektrolysere vand for at producere stærke oxiderende stoffer. Når titananoden er forbundet med strømforsyningens positive elektrode, som anoden i den elektrolysecelle, producerer vandelektrolyse under påvirkning af det elektriske felt en række reaktioner. På anodens overflade oxideres vandmolekyler, og der forekommer en iltudviklingsreaktion eller klorudviklingsreaktion (afhængigt af om elektrolytten indeholder kloridioner).
- Iltudviklingsreaktion
I en elektrolyt uden kloridioner finder den primære iltudviklingsreaktion sted: 2H2O – 4e^- = O2↑ + 4H^+). Ilt undslipper i form af bobler og danner samtidig hydroxylradikaler (・OH) med stærke oxiderende egenskaber nær anoden. Hydroxylradikaler er meget aktive oxidanter med et oxidationspotentiale på op til 2.8 V, som hurtigt kan oxidere og nedbryde organiske forurenende stoffer, pesticidrester og mikroorganismer på overfladen af frugter. For eksempel kan hydroxylradikaler bryde kemiske bindinger såsom PO-bindinger og PS-bindinger i organofosforpesticidmolekyler og nedbryde dem til harmløse små molekyler.
- Klorudviklingsreaktion
Når elektrolytten indeholder kloridioner (Cl^-), forekommer en klorudviklingsreaktion: 2Cl^- – 2e^- = Cl_2↑. Klor (Cl₂) opløses delvist i vand og reagerer med vand: Cl_2 + H_2O = HClO + HCl, hvorved der dannes hypoklorsyrling (HClO). Hypochlorsyrling er en svagt sur, stærk oxidant med gode bakteriedræbende og desinficerende egenskaber. Den kan trænge ind i cellevægge hos mikroorganismer, ødelægge enzymsystemet og det genetiske materiale i deres celler og dermed dræbe mikroorganismer. Derudover kan hypoklorsyrling også reagere med nogle organiske forurenende stoffer på overfladen af frugter for at nedbryde og fjerne dem.
Fordele ved Titanium Anoder
Titananoder producerer hurtigt en stor mængde stærkt oxiderende stoffer såsom hypochlorsyre og hydroxylradikaler. De ødelægger hurtigt cellestrukturen, proteinet og nukleinsyren i mikroorganismer, hvilket gør dem inaktive, hvorved der opnås højeffektiv sterilisering og desinfektion. Undersøgelser har vist, at de stærkt oxiderende stoffer, der produceres ved elektrolyse af vand ved hjælp af titanoder, kan forkorte drabstiden for almindelige bakterier såsom Escherichia coli og Staphylococcus aureus til 1-2 minutter, hvilket er meget hurtigere end traditionelle desinfektionsmetoder.
- Omfattende fjernelse af forurenende stoffer
Dræber ikke kun effektivt mikroorganismer som bakterier, skimmelsvampe og gærsvampe, men nedbryder og fjerner også forurenende stoffer som pesticidrester, hormoner, tungmetaller osv. på overfladen af frugter.
- Sikkerhed og miljøbeskyttelse
Desinfektion med titananoder er et stærkt oxiderende stof, der produceres ved elektrolyse af vand. Det nedbrydes gradvist under desinfektion uden at efterlade skadelige rester.
- Stærk anvendelighed
Baseret på den automatiske styring af titaniumanoder i desinfektionsmaskinen kan der findes egnede desinfektionsopløsninger til sure, alkaliske frugter og frugter, der let beskadiges.
Anvendelsessager
Anvendelsen af titaniumanoder i sterilisatorer har vist et stort potentiale og fordele, hvilket har bragt nye ændringer og udviklingsmuligheder inden for steriliseringsområdet. Dernæst vil vi bruge faktiske cases til at undersøge den specifikke anvendelse af titaniumanoder i forskellige typer sterilisatorer, de faktiske effekter og de økonomiske og sociale fordele, de medfører, i dybden.
Stor frugtfabrik
Tidligere blev klorholdige desinfektionsmidler brugt til at desinficere æbler. Ikke alene var der et problem med klorrester, som påvirkede kvaliteten og smagen af æblejuice, men desinfektionseffekten var ustabil, og mikroorganismerne oversteg ofte standarden. Efter introduktionen af det elektrolytiske vanddesinfektionssystem baseret på ruthenium-iridium-belagt titaniumanode blev desinfektionseffektiviteten betydeligt forbedret. Systemet elektrolyserer en vandig opløsning indeholdende en vis koncentration af natriumchlorid for at producere hypochlorsyre til desinficering af æbler. Desinfektionsprocessen tager kun 3-5 minutter at øge drabsraten for mikroorganismer som Escherichia coli og skimmelsvamp på overfladen af æbler til mere end 99.9% og fjerner effektivt 60%-70% af pesticidresterne på overfladen af æbler.
Engrosmarked for frugt og grøntsager
For at sikre frugternes sikkerhed og hygiejne blev der introduceret en desinfektionsmaskine baseret på iridium-tantal-belagte titaniumanoder. Desinfektionseffekten er betydelig for frugter, der let kontamineres, såsom jordbær og blåbær. Efter test blev pesticidresterne på overfladen af de desinficerede jordbær reduceret med mere end 85%, og antallet af mikroorganismer blev reduceret med mere end 90%. Da denne desinfektionsmetode desuden har ringe indflydelse på frugternes kvalitet, er frugternes holdbarhed også blevet forlænget i et vist omfang, hvilket er blevet godt modtaget af både handlende og forbrugere.
Hjemmeansøgning
Der findes mange desinfektionsmaskiner til frugt og grøntsager i husholdningen på markedet, der er baseret på titaniumanodeteknologi. Tag et bestemt mærke af desinfektionsmaskiner til frugt og grøntsager som et eksempel. De bruger en titaniumanode med både klor- og iltudviklingsfunktioner. Læg blot frugten i desinfektionsmaskinens vandtank, tilsæt en passende mængde vand og en lille mængde salt (for at forbedre ledningsevnen). Desinfektionsmaskinen producerer hypoklorsyre og hydroxylfrie radikaler gennem elektrolyse og fuldfører desinfektionen af frugter inden for 10-15 minutter. Ifølge tests nåede den mikrobielle drabsrate for frugter, der er desinficeret af denne desinfektionsmaskine, mere end 95%, og den kan effektivt fjerne pesticidrester på overfladen af frugter.
Forskellige typer titaniumanoder, såsom ruthenium-iridium-belagte titaniumanoder, iridium-tantal-belagte titaniumanoder, platinbelagte titaniumanoder osv., har hver især unikke ydeevneegenskaber og er velegnede til forskellige scenarier for frugtdesinfektion. Fra store frugtfabrikker til hjemmeapplikationer, fra engrosmarkeder for frugt og grøntsager til frugtplantning, har titaniumanodeteknologi haft succesfulde anvendelsesscenarier og opnået gode resultater. Anvendelsen af titaniumanoder inden for frugtdesinfektion står dog også over for nogle udfordringer, såsom høje omkostninger og andre problemer. Med den kontinuerlige udvikling inden for videnskab og teknologi forventes titaniumanodeteknologi at opnå nye gennembrud og udviklinger inden for omkostningsreduktion, intelligent præcision, koordineret anvendelse med andre teknologier og udvidet anvendelsesområde i fremtiden.