Titananode für Obst- und Gemüsesterilisator
Der Einsatz von Titananoden in der Obstdesinfektion bietet eine neue und effektive Lösung für diese Probleme. Titananoden verfügen über viele hervorragende Eigenschaften, die ihnen einzigartige Vorteile bei der Obstdesinfektion verleihen und eine effizientere, sicherere und umweltfreundlichere Desinfektion von Obst und Gemüse ermöglichen.
- Iridiumbeschichtete Titananode
- Platinbeschichtete Titananode
- Rutheniumbeschichtete Titananode
- Mischoxidbeschichtete Titananode
- Titan-Elektrolysezelle
- Palladiumbeschichtete Titananode
- Kohlenstoff-Titan-Verbundanode
- Metall-Metalloxid-Verbundanode
Anwendung von Titananoden in Obst- und Gemüsesterilisatoren
Als neuartige Technologie zur Obstdesinfektion bietet die Titananode großes Anwendungspotenzial und bietet zahlreiche Vorteile wie hohe Desinfektionseffizienz, Sicherheit und Umweltschutz, wirtschaftliche Energieeinsparung und hohe Anwendbarkeit. Lebensmittelsicherheit ist von entscheidender Bedeutung. Allerdings sind Früchte während des Wachstums, der Ernte, des Transports und der Lagerung extrem anfällig für Verunreinigungen durch Mikroorganismen und Pestizidrückstände. Herkömmliche Methoden der Obstdesinfektion weisen viele Einschränkungen auf. Beispielsweise können chemische Desinfektionsmittel schädliche Chemikalien auf der Obstoberfläche hinterlassen, die die Qualität und Sicherheit der Früchte beeinträchtigen. Hartnäckige Verunreinigungen lassen sich durch einfaches Waschen mit Wasser nur schwer vollständig entfernen.
Titananodentyp für Sterilisator
Entsprechend der unterschiedlichen katalytischen Oberflächenbeschichtungen können Titananoden in Chlor entwickelnde Titananoden, Sauerstoff entwickelnde Titananoden und Titananoden mit sowohl Chlor- als auch Sauerstoff entwickelnden Funktionen unterteilt werden.
Chlorentwickelnde Titananode
Die Beschichtung besteht hauptsächlich aus Rutheniumoxid, das im Elektrolyten eine geringe Chlorentwicklungsüberspannung aufweist, effizient Chlorgas produziert und anschließend hypochlorige Säure zur Desinfektion erzeugt. Seine Eigenschaften eignen sich für Situationen, in denen große Mengen hypochloriger Säure zur Desinfektion produziert werden müssen.
Sauerstoffentwickelnde Titananode
Die Beschichtung enthält hauptsächlich Iridiumoxid usw. In Elektrolyten ohne Chloridionen oder mit geringer Chloridionenkonzentration ist die Sauerstoffentwicklungsüberspannung gering, und die Hauptreaktion der Sauerstoffentwicklung erzeugt Hydroxylradikale. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie einen erheblichen Einfluss auf die Entfernung organischer Schadstoffe und Pestizidrückstände hat.
Chlor- und Sauerstoff entwickelnde Anoden
Die Titananode ermöglicht die Freisetzung von Chlor und Sauerstoff. Unter verschiedenen Elektrolytbedingungen kann sie bei Bedarf entsprechende Mengen an Chlor und Sauerstoff sowie entsprechende stark oxidierende Substanzen produzieren. Sie ist sehr anpassungsfähig und erfüllt die Anforderungen verschiedener Obstdesinfektionsszenarien.
Die Ruthenium-Iridium-beschichtete Titananode weist eine hohe katalytische Aktivität sowohl für Chlor- als auch für Sauerstoffentwicklungsreaktionen auf. Sie produziert bei niedriger Spannung schnell große Mengen Chlor und Sauerstoff und erzeugt anschließend hypochlorige Säure und Hydroxylradikale. Sie eignet sich zur Desinfektion von Früchten wie Zitrusfrüchten mit starkem Säuregehalt und Kakis mit hoher Alkalität. Der Nachteil sind die hohen Kosten.
Die Iridium-Tantal-beschichtete Titananode zeigt eine hervorragende katalytische Leistung bei der Sauerstoffentwicklung und produziert effizient Hydroxylradikale. Sie bietet klare Vorteile bei der Entfernung organischer Schadstoffe und Pestizidrückstände auf der Obstoberfläche. Im Vergleich zu herkömmlichen Graphitanoden reduziert sich ihr Energieverbrauch um 20–30 %. Nachteile: Die Herstellungskosten sind hoch.
Die platinierte Titananode reduziert den Elektrodenwiderstand und verbessert die Stromausbeute, wodurch die Elektrolysereaktion beschleunigt wird. Der Wirkungsgrad liegt bei 15–20 %. Die geringe Wasserstoffentwicklungsüberspannung reduziert die Wasserstoffproduktion und verhindert die Einmischung von Wasserstoff in den Desinfektionsprozess. Zudem verbessert sie die effektive Auslastung der Anode.
Wie funktioniert eine Titananode im Sterilisator?
Titananode, vollständiger Name: Titanbasierte, metalloxidbeschichtete Elektrode (MMO). Es basiert auf Titan, und seine Oberfläche ist mit einer Schicht aus Metalloxiden mit spezifischen Funktionen beschichtet. Titan weist eine gute mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und bietet eine stabile Trägerstruktur für die Beschichtung. Die Metalloxidbeschichtung auf der Oberfläche verleiht der Titananode eine gute Leitfähigkeit, elektrokatalytische Leistung und chemische Stabilität. Die Beschichtung enthält üblicherweise Edelmetalloxide wie Ruthenium (Ru), Iridium (Ir), Platin (Pt) usw. Diese Edelmetalloxide haben einen niedrigen spezifischen Widerstand und eine hohe elektrokatalytische Aktivität, wodurch das Überpotential der Elektrodenreaktion wirksam reduziert und die Elektrolyseeffizienz verbessert wird. Beispielsweise führt bei einer mit Ruthenium-Iridium beschichteten Titananode der synergistische Effekt von Ruthenium- und Iridiumoxiden dazu, dass die Anode sowohl bei der Chlor- als auch bei der Sauerstoffentwicklung eine hervorragende Leistung zeigt.
In der Obstdesinfektion werden Titananoden hauptsächlich durch Elektrolyse von Wasser zur Herstellung stark oxidierender Substanzen eingesetzt. Wird die Titananode als Anode der Elektrolysezelle an die positive Elektrode der Stromversorgung angeschlossen, löst die Wasserelektrolyse unter Einwirkung des elektrischen Feldes eine Reihe von Reaktionen aus. An der Oberfläche der Anode werden Wassermoleküle oxidiert, und es kommt zu einer Sauerstoff- oder Chlorbildung (je nachdem, ob der Elektrolyt Chloridionen enthält).
- Sauerstoffentwicklungsreaktion
In einem Elektrolyten ohne Chloridionen findet die Hauptreaktion der Sauerstoffentwicklung statt: 2H2O – 4e^- = O2↑ + 4H^+). Sauerstoff entweicht in Form von Blasen und bildet gleichzeitig stark oxidierende Hydroxylradikale (・OH) in der Nähe der Anode. Hydroxylradikale sind hochaktive Oxidationsmittel mit einem Oxidationspotential von bis zu 2.8 V, die organische Schadstoffe, Pestizidrückstände und Mikroorganismen auf der Oberfläche von Früchten schnell oxidieren und zersetzen können. Beispielsweise können Hydroxylradikale chemische Bindungen wie PO- und PS-Bindungen in Organophosphor-Pestizidmolekülen aufbrechen und diese in harmlose kleine Moleküle zerlegen.
- Chlorentwicklungsreaktion
Wenn der Elektrolyt Chloridionen (Cl^-) enthält, findet eine Chlorentwicklungsreaktion statt: 2Cl^- – 2e^- = Cl_2↑. Chlor (Cl₂) löst sich teilweise in Wasser und reagiert mit Wasser: Cl_2 + H_2O = HClO + HCl, wodurch Hypochlorige Säure (HClO) entsteht. Hypochlorige Säure ist ein schwach saures, starkes Oxidationsmittel mit guten bakteriziden und desinfizierenden Eigenschaften. Sie kann in die Zellwände von Mikroorganismen eindringen, das Enzymsystem und das genetische Material in ihren Zellen zerstören und so Mikroorganismen abtöten. Darüber hinaus kann Hypochlorige Säure auch mit einigen organischen Schadstoffen auf der Oberfläche von Früchten reagieren und diese zersetzen und entfernen.
Vorteile von Titananoden
Titananoden produzieren schnell große Mengen stark oxidierender Substanzen wie Hypochlorsäure und Hydroxylradikale. Sie zerstören rasch die Zellstruktur, Proteine und Nukleinsäuren von Mikroorganismen und machen sie inaktiv. Dadurch wird eine hocheffiziente Sterilisation und Desinfektion erreicht. Studien haben gezeigt, dass die durch die Wasserelektrolyse mit Titananoden erzeugten stark oxidierenden Substanzen die Abtötungszeit gängiger Bakterien wie Escherichia coli und Staphylococcus aureus auf 1–2 Minuten verkürzen können, was deutlich schneller ist als herkömmliche Desinfektionsmethoden.
- Umfassende Schadstoffentfernung
Tötet nicht nur Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmel und Hefen effektiv ab, sondern zersetzt und entfernt auch Schadstoffe wie Pestizidrückstände, Hormone, Schwermetalle usw. auf der Oberfläche von Früchten.
- Sicherheit und Umweltschutz
Bei der Desinfektion mit Titananode handelt es sich um eine stark oxidierende Substanz, die durch Elektrolyse von Wasser entsteht. Sie zersetzt sich während der Desinfektion allmählich, ohne schädliche Rückstände zu hinterlassen.
- Starke Anwendbarkeit
Basierend auf der automatischen Steuerung der Titananoden in der Desinfektionsmaschine können geeignete Desinfektionslösungen für saure, alkalische und leicht verderbliche Früchte gefunden werden.
Anwendungsfälle
Der Einsatz von Titananoden in Sterilisatoren bietet großes Potenzial und viele Vorteile und bringt neue Veränderungen und Entwicklungsmöglichkeiten in den Bereich der Sterilisation. Im Folgenden werden wir anhand konkreter Fälle die spezifische Anwendung von Titananoden in verschiedenen Sterilisatortypen, die tatsächlichen Auswirkungen sowie die damit verbundenen wirtschaftlichen und sozialen Vorteile eingehend untersuchen.
Große Obstfabrik
Früher wurden chlorhaltige Desinfektionsmittel zur Desinfektion von Äpfeln verwendet. Chlorrückstände beeinträchtigten nicht nur die Qualität und den Geschmack des Apfelsafts, sondern führten auch zu instabilen Desinfektionseffekten, und die Mikroorganismenkonzentration überschritt häufig den Standardwert. Mit der Einführung eines elektrolytischen Wasserdesinfektionssystems auf Basis einer Ruthenium-Iridium-beschichteten Titananode konnte die Desinfektionseffizienz deutlich verbessert werden. Das System elektrolysiert eine wässrige Lösung mit einer bestimmten Natriumchloridkonzentration zu hypochloriger Säure zur Desinfektion von Äpfeln. Der Desinfektionsprozess dauert nur 3–5 Minuten und erhöht die Abtötungsrate von Mikroorganismen wie Escherichia coli und Schimmel auf der Apfeloberfläche auf über 99.9 %. 60–70 % der Pestizidrückstände werden effektiv entfernt.
Obst- und Gemüsegroßmarkt
Um die Sicherheit und Hygiene von Obst zu gewährleisten, wurde eine Desinfektionsmaschine auf Basis von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden eingeführt. Die Desinfektionswirkung ist besonders bei leicht kontaminierten Früchten wie Erdbeeren und Heidelbeeren signifikant. Tests zeigten, dass die Pestizidrückstände auf der Oberfläche der desinfizierten Erdbeeren um mehr als 85 % und die Anzahl der Mikroorganismen um mehr als 90 % reduziert wurden. Da diese Desinfektionsmethode die Qualität der Früchte kaum beeinträchtigt, verlängert sich auch deren Haltbarkeit, was bei Händlern und Verbrauchern gut ankommt.
Home Bewerbung
Auf dem Markt gibt es zahlreiche Haushaltsdesinfektionsgeräte für Obst und Gemüse mit Titananodentechnologie. Ein Beispiel hierfür ist ein bestimmtes Modell. Es verwendet eine Titananode mit Chlor- und Sauerstoffentwicklungsfunktion. Legen Sie das Obst einfach in den Wassertank des Desinfektionsgeräts, geben Sie die entsprechende Menge Wasser und etwas Salz hinzu (zur Verbesserung der Leitfähigkeit). Das Desinfektionsgerät erzeugt durch Elektrolyse Hypochlorsäure und Hydroxylradikale und desinfiziert das Obst innerhalb von 10–15 Minuten. Tests zufolge liegt die mikrobielle Abtötungsrate des mit diesem Gerät desinfizierten Obstes bei über 95 %, und es entfernt effektiv Pestizidrückstände auf der Obstoberfläche.
Verschiedene Arten von Titananoden, wie beispielsweise Ruthenium-Iridium-beschichtete Titananoden, Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden oder platinierte Titananoden, verfügen jeweils über einzigartige Leistungsmerkmale und eignen sich für unterschiedliche Obstdesinfektionsszenarien. Von großen Obstfabriken bis hin zu Anwendungen im privaten Bereich, vom Obst- und Gemüsegroßmarkt bis zum Obstanbau – die Titananodentechnologie hat sich bewährt und gute Ergebnisse erzielt. Der Einsatz von Titananoden in der Obstdesinfektion ist jedoch auch mit Herausforderungen wie hohen Kosten und anderen Problemen verbunden. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie werden in der Titananodentechnologie in Zukunft neue Durchbrüche und Entwicklungen in den Bereichen Kostensenkung, intelligente Präzision, koordinierte Anwendung mit anderen Technologien und erweiterte Anwendungsbereiche erwartet.
