Ánodo de titanio MMO para alimentos

A medida que los estándares de seguridad alimentaria continúan aumentando, los tratamientos tradicionales basados ​​en productos químicos están cada vez más expuestos a deficiencias (riesgos de residuos químicos, emisiones de contaminantes ambientales y altos costos), lo que obliga a la industria a buscar soluciones técnicas más ecológicas y precisas. Ánodos de titanio MMO Los ánodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio, con sus ventajas de alta resistencia a la corrosión, alta eficiencia de corriente y larga vida útil, se están incorporando gradualmente a la industria alimentaria. Ofrecen una solución electroquímica integral para todo, desde la degradación de residuos de pesticidas en frutas y verduras, desinfectando el agua de producción, previniendo la corrosión y desincrustando equipos.

Principio de funcionamiento de los ánodos de titanio MMO

La principal aplicación de los ánodos de titanio MMO en el procesamiento de alimentos reside en sus propiedades catalíticas electroquímicas. Al regular las reacciones superficiales de los electrodos, los ánodos de titanio MMO cumplen funciones como la desinfección y la esterilización, la degradación de residuos de pesticidas, la eliminación de incrustaciones y la prevención de la corrosión. Su principio industrial se resume en un mecanismo de tres pasos: «electrocatálisis – regulación de la reacción – obtención del efecto». Bajo la acción de un campo eléctrico de CC, se produce la evolución de oxígeno y cloro, así como reacciones secundarias, en la superficie del ánodo de titanio MMO, generando sustancias activas con fuertes propiedades oxidantes, que cumplen funciones como la desinfección y la eliminación de incrustaciones.

Desinfección y esterilización

Cuando el sistema de tratamiento contiene iones de cloruro (como agua de enjuague con una pequeña cantidad de sal agregada), ánodo recubierto de rutenio Experimenta preferentemente la reacción de evolución de cloro: 2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻. El cloro gaseoso generado reacciona rápidamente con el agua para formar ácido hipocloroso (Cl₂ + H₂O → HClO + H⁺ + Cl⁻). El ácido hipocloroso tiene fuertes propiedades oxidantes y puede dañar las membranas celulares microbianas y los sistemas enzimáticos, matando bacterias, virus y hongos. En un sistema sin cloro, ánodo recubierto de iridio Domina la reacción de evolución del oxígeno: 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻. Esta reacción produce especies reactivas de oxígeno como radicales hidroxilo (・OH) y ozono (O₃). Estas especies pueden oxidar y descomponer residuos de pesticidas como organofosforados y organoclorados, convirtiéndolos en CO₂ y H₂O inofensivos.

Descalcificación con agua circulante

El agua de refrigeración circulante (como los sistemas de refrigeración de equipos y los sistemas de circulación de agua de lavado) es propensa a formar incrustaciones como carbonato de calcio y sulfato de magnesio. Los ánodos de titanio MMO logran la eliminación de incrustaciones mediante control electroquímico. Bajo la acción de un campo eléctrico, los cationes formadores de incrustaciones como Ca₂⁺ y Mg₂⁺ migran hacia el cátodo, mientras que los aniones como CO₃²⁻ y SO₄²⁻ migran hacia el ánodo. Esto permite que el Ca₂⁺ se combine con OH⁻ en la región del cátodo, formando flóculos sueltos de Ca(OH)₂ en lugar de una capa densa de incrustaciones. Al mismo tiempo, el H⁺ generado en el ánodo disuelve el CaCO₃ ya formado (CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O). Las especies reactivas de oxígeno también alteran la estructura reticular de la capa de sarro, transformándola de calcita a aragonito, una fase que el agua elimina fácilmente.

Protección catódica

Los tanques, tuberías y otros equipos de acero inoxidable utilizados en el procesamiento de alimentos son susceptibles a fallas por corrosión debido a las soluciones electrolíticas. Los ánodos de titanio MMO utilizan protección catódica para retardar la corrosión. La superficie del ánodo cataliza la oxidación del electrolito, liberando electrones. Estos electrones fluyen a través del conductor hacia el metal protegido, acumulándose en su superficie e inhibiendo la reacción de oxidación del metal (es decir, la corrosión) resultante de la pérdida de electrones. La estructura reticular flexible del ánodo MMO garantiza una distribución uniforme de la corriente, evitando los puntos ciegos asociados con los ánodos tradicionales.

Ventajas del Wstitanium

Los ánodos de titanio MMO de grado alimentario de Wstitanium ofrecen importantes ventajas en cuanto a cumplimiento normativo, estabilidad de rendimiento e idoneidad para aplicaciones. Su principal competitividad se refleja en las siguientes cinco áreas clave:

(I) Cumplimiento de la normativa de calidad alimentaria

Wstitanium cumple estrictamente con las normas de seguridad para materiales en contacto con alimentos. El sustrato de titanio es de grado médico, conforme a la norma ASTM B338 Grado 1/2, con un contenido de impurezas controlado por debajo del 0.1 %. El recubrimiento utiliza óxidos de metales preciosos de grado alimentario, con una pureza del 99.99 % para elementos como el rutenio y el iridio. El espesor del recubrimiento se controla con precisión entre 5 y 15 μm mediante inspección por rayos X, lo que garantiza la actividad catalítica y evita su desprendimiento. Todos los productos han superado la certificación de seguridad para contacto con alimentos de la FDA y las pruebas de liberación de metales pesados ​​de SGS. Tras hervir en una solución de ácido acético al 4 % durante 24 horas, la liberación de metales pesados ​​es inferior a 0.001 mg/L, lo que cumple plenamente con los requisitos del Reglamento (UE) n.º 10/2011.

(II) Tecnología de recubrimiento

Wstitanium utiliza una tecnología patentada de recubrimiento en gradiente, mediante un método sol-gel para crear una estructura de "capa interna rica en TiO₂ y capa externa rica en óxido de metal noble" sobre el sustrato de titanio. La capa interna forma un enlace químico con el sustrato de titanio, lo que mejora la adhesión del recubrimiento en un 40 % y evita su descamación durante la electrólisis. La capa superficial optimiza la distribución de los sitios catalíticos activos, aumentando la eficiencia de desprendimiento de cloro en un 30 % en comparación con los recubrimientos tradicionales y reduciendo el sobrepotencial de desprendimiento de oxígeno a 1.3 V. Todos los lotes de productos superan las pruebas de vida acelerada NACE TM 0108-2008. A una densidad de corriente de 100 mA/cm², común en el procesamiento de alimentos, los ánodos de rutenio tienen una vida útil de 5 a 10 años, mientras que los de iridio superan los 10 años.

(III) Personalización

Wstitanium ha establecido un sistema personalizado que abarca todos los escenarios de procesamiento de alimentos, lo que permite un diseño preciso del producto según el volumen de procesamiento, la composición del medio, la estructura del equipo y otros parámetros. Para aplicaciones de lavado de frutas y verduras, desarrollamos un ánodo de malla de gran superficie con una densidad de malla un 50 % superior a la de los productos estándar, lo que garantiza una distribución uniforme de las sustancias activas. Para la desinfección de tuberías, ofrecemos ánodos tubulares conectados en cascada, personalizables en diámetros de 19 mm a 32 mm y longitudes de 500 mm a 1500 mm. Además, la fórmula del recubrimiento se puede ajustar con flexibilidad en función de la concentración de iones de cloruro del medio. Cuando la concentración de iones de cloruro es inferior a 300 mg/L, se utiliza un recubrimiento de iridio-tántalo para optimizar la evolución del oxígeno; cuando la concentración de iones de cloruro es superior a 1000 mg/L, se utiliza un recubrimiento de rutenio-iridio para mejorar la eficiencia de la evolución del cloro, garantizando un rendimiento óptimo del tratamiento y un consumo energético equilibrado en diversas condiciones de funcionamiento.

(IV) Ventaja de costos

Gracias a la tecnología de recubrimiento de bajo sobrepotencial y a un diseño estructural preciso, el ánodo de Wstitanium mejora significativamente la eficiencia energética. Con la misma capacidad de procesamiento, su voltaje de celda es entre 0.5 y 1.0 V inferior al de los ánodos convencionales, manteniendo una eficiencia de corriente superior al 95 %. Por ejemplo, al tratar 100 m³ de agua de producción, los ánodos de Wstitanium consumen 250 kWh de electricidad, mientras que los ánodos de grafito tradicionales requieren 380 kWh, lo que supone un ahorro anual de 470 000 kWh y 376 000 yuanes en la factura eléctrica. Además, su peso es solo una quinta parte del de los ánodos de plomo, lo que reduce la carga del equipo y los costes de instalación en un 20 %.

(V) Control de calidad

Wstitanium ha establecido un sistema de calidad de tres niveles: “Inspección de Materias Primas – Control de Procesos – Pruebas de Producto Terminado”. Se realiza un análisis espectroscópico para verificar la pureza de las materias primas antes del almacenamiento. Se utiliza el monitoreo de espesor en línea durante la preparación del recubrimiento. Los productos terminados se someten a pruebas de rendimiento electroquímico, resistencia a la corrosión y lixiviables para garantizar un 100% de aprobación en cada lote.

Los ánodos de titanio MMO están impulsando la transición del procesamiento químico a la limpieza electroquímica en el procesamiento de alimentos. Mediante una diversa combinación de componentes de recubrimiento y formas de producto, logran una adaptación precisa en aplicaciones clave como la desinfección y esterilización, la degradación de residuos de pesticidas, la protección contra la corrosión de equipos y la desincrustación con agua circulante, lo que proporciona una sólida protección contra la inocuidad alimentaria.

Técnicamente, el valor de los ánodos de titanio MMO reside en el efecto sinérgico entre el sustrato de titanio y el recubrimiento de óxido de metal precioso. El sustrato de titanio proporciona resistencia a la corrosión y soporte estructural, mientras que el recubrimiento de MMO proporciona alta actividad catalítica e insolubilidad. Genera sustancias activas mediante reacciones electroquímicas, como el desprendimiento de oxígeno y cloro, logrando su función prevista sin aditivos químicos.