Anode en titane pour stérilisateur de fruits et légumes
L'utilisation d'anodes en titane dans la désinfection des fruits offre une solution nouvelle et efficace à ces problèmes. Les anodes en titane présentent de nombreuses propriétés exceptionnelles, ce qui leur confère des avantages uniques pour la désinfection des fruits et légumes, offrant une désinfection plus efficace, plus sûre et plus respectueuse de l'environnement.
- Anode en titane revêtue d'iridium
- Anode en titane avec revêtement en platine
- Anode en titane revêtue de ruthénium
- Anode en titane revêtue d'oxyde mixte
- Cellule électrolytique en titane
- Anode en titane revêtue de palladium
- Anode composite carbone-titane
- Anode composite métal-oxyde métallique
Application de l'anode en titane dans les stérilisateurs de fruits et légumes
En tant que nouvelle technologie de désinfection des fruits, l'anode en titane présente un fort potentiel d'application grâce à ses nombreux avantages : haute efficacité de désinfection, sécurité et respect de l'environnement, économies d'énergie et grande applicabilité. La sécurité alimentaire est essentielle. Cependant, les fruits sont extrêmement sensibles à la contamination par les micro-organismes et les résidus de pesticides pendant la croissance, la cueillette, le transport et le stockage. Les méthodes traditionnelles de désinfection des fruits présentent de nombreuses limites. Par exemple, les désinfectants chimiques peuvent laisser des produits chimiques nocifs à la surface des fruits, affectant leur qualité et leur sécurité. Un simple lavage à l'eau est difficile à éliminer complètement les polluants tenaces.
Type d'anode en titane pour stérilisateur
Selon les différents revêtements catalytiques de surface, les anodes en titane peuvent être divisées en anodes en titane dégageant du chlore, en anodes en titane dégageant de l'oxygène et en anodes en titane avec des fonctions de dégagement de chlore et d'oxygène.
Anode en titane dégageant du chlore
Le revêtement est principalement composé d'oxyde de ruthénium, qui présente une faible surtension de dégagement de chlore dans l'électrolyte, produit efficacement du chlore gazeux, puis de l'acide hypochloreux pour la désinfection. Ses caractéristiques sont adaptées aux situations où une grande quantité d'acide hypochloreux doit être produite pour la désinfection.
Anode en titane à dégagement d'oxygène
Le revêtement contient principalement de l'oxyde d'iridium, etc. Dans les électrolytes sans ions chlorure ou à faible concentration en ions chlorure, la surtension de dégagement d'oxygène est faible, et la principale réaction de dégagement d'oxygène produit des radicaux hydroxyles. Son avantage réside dans son effet significatif sur l'élimination des polluants organiques et des résidus de pesticides.
Anodes dégageant du chlore et de l'oxygène
L'anode en titane permet le dégagement de chlore et d'oxygène. Dans différentes conditions électrolytiques, elle peut produire des quantités appropriées de chlore et d'oxygène, ainsi que les substances oxydantes fortes correspondantes selon les besoins. Fortement adaptable, elle répond aux besoins de divers scénarios de désinfection des fruits.
L'anode en titane revêtue de ruthénium-iridium présente une forte activité catalytique pour les réactions de dégagement de chlore et d'oxygène. Elle produit rapidement de grandes quantités de chlore et d'oxygène à basse tension, puis génère de l'acide hypochloreux et des radicaux hydroxyles. Elle convient à la désinfection des fruits tels que les agrumes à forte acidité et les kakis à forte alcalinité. Son inconvénient est son coût élevé.
L'anode en titane revêtue d'iridium-tantale présente d'excellentes performances catalytiques lors de la réaction de dégagement d'oxygène et produit efficacement des radicaux hydroxyles. Elle présente des avantages évidents pour éliminer les polluants organiques et les résidus de pesticides à la surface des fruits. Comparée aux anodes en graphite traditionnelles, sa consommation d'énergie est réduite de 20 à 30 %. Inconvénients : son coût de fabrication est élevé.
L'anode en titane plaqué platine réduit la résistance de l'électrode et améliore le rendement du courant, accélérant ainsi la réaction d'électrolyse. Le rendement est de 15 à 20 %. Sa faible surtension de dégagement d'hydrogène réduit la production d'hydrogène et évite son interférence avec le processus de désinfection. Elle améliore également le taux d'utilisation efficace de l'anode.
Comment fonctionne l'anode en titane dans le stérilisateur ?
Anode en titane, nom complet électrode revêtue d'oxyde métallique à base de titane (MMO). Elle est à base de titane et recouverte d'une couche d'oxyde métallique aux fonctions spécifiques. Le titane présente une bonne résistance mécanique et à la corrosion, et constitue un support stable pour le revêtement. Ce revêtement confère à l'anode en titane une bonne conductivité, des performances électrocatalytiques et une stabilité chimique optimales. Ce revêtement contient généralement des oxydes de métaux précieux, tels que le ruthénium (Ru), l'iridium (Ir) et le platine (Pt). Ces oxydes présentent une faible résistivité et une activité électrocatalytique élevée, ce qui réduit efficacement la surtension de la réaction d'électrode et améliore l'efficacité de l'électrolyse. Par exemple, dans l'anode en titane revêtue de ruthénium-iridium, l'effet synergique des oxydes de ruthénium et d'iridium permet à l'anode d'excellentes performances dans les réactions de dégagement de chlore et d'oxygène.
Dans le domaine de la désinfection des fruits, les anodes en titane désinfectent principalement par électrolyse de l'eau pour produire des substances fortement oxydantes. Lorsque l'anode en titane est connectée à l'électrode positive de l'alimentation électrique, servant d'anode à la cellule électrolytique, sous l'action du champ électrique, l'électrolyse de l'eau produit une série de réactions. À la surface de l'anode, les molécules d'eau sont oxydées, ce qui entraîne une réaction de dégagement d'oxygène ou de chlore (selon que l'électrolyte contient des ions chlorure).
- Réaction d'évolution de l'oxygène
Dans un électrolyte sans ions chlorure, la principale réaction de dégagement d'oxygène se produit : 2H2O – 4e^- = O2↑ + 4H^+). L'oxygène s'échappe sous forme de bulles et forme simultanément des radicaux hydroxyles (・OH) aux fortes propriétés oxydantes près de l'anode. Les radicaux hydroxyles sont des oxydants très actifs, avec un potentiel d'oxydation allant jusqu'à 2.8 V, capables d'oxyder et de décomposer rapidement les polluants organiques, les résidus de pesticides et les micro-organismes présents à la surface des fruits. Par exemple, les radicaux hydroxyles peuvent rompre des liaisons chimiques telles que les liaisons PO et PS dans les molécules de pesticides organophosphorés, les décomposant en petites molécules inoffensives.
- Réaction d'évolution du chlore
Lorsque l'électrolyte contient des ions chlorure (Cl^-), une réaction de dégagement de chlore se produit : 2Cl^- – 2e^- = Cl_2↑. Le chlore (Cl₂) se dissout partiellement dans l'eau et réagit avec elle : Cl_2 + H_2O = HClO + HCl, générant de l'acide hypochloreux (HClO). L'acide hypochloreux est un oxydant fort et faiblement acide doté de bonnes propriétés bactéricides et désinfectantes. Il peut pénétrer les parois cellulaires des micro-organismes, détruire le système enzymatique et le matériel génétique de leurs cellules, et ainsi tuer les micro-organismes. De plus, l'acide hypochloreux peut également réagir avec certains polluants organiques présents à la surface des fruits pour les décomposer et les éliminer.
Avantages des anodes en titane
Les anodes en titane produisent rapidement une grande quantité de substances oxydantes puissantes, telles que l'acide hypochloreux et les radicaux hydroxyles. Elles détruisent rapidement la structure cellulaire, les protéines et l'acide nucléique des micro-organismes, les rendant inactifs, permettant ainsi une stérilisation et une désinfection hautement efficaces. Des études ont montré que les substances oxydantes puissantes produites par l'électrolyse de l'eau à l'aide d'anodes en titane peuvent réduire le temps de destruction des bactéries courantes telles qu'Escherichia coli et Staphylococcus aureus à 1 à 2 minutes, ce qui est bien plus rapide que les méthodes de désinfection traditionnelles.
- Élimination complète des polluants
Non seulement il tue efficacement les micro-organismes tels que les bactéries, les moisissures et les levures, mais il décompose et élimine également les polluants tels que les résidus de pesticides, les hormones, les métaux lourds, etc. à la surface des fruits.
- Sécurité et protection de l'environnement
La désinfection des anodes en titane est une substance fortement oxydante produite par électrolyse de l'eau. Elle se décompose progressivement pendant la désinfection sans laisser de résidus nocifs.
- Applicabilité forte
Sur la base du contrôle automatique des anodes en titane dans la machine de désinfection, des solutions de désinfection appropriées peuvent être trouvées pour les fruits acides, alcalins et les fruits facilement endommagés.
Cas d'application
L'utilisation d'anodes en titane dans les stérilisateurs présente un potentiel et des avantages considérables, ouvrant la voie à de nouvelles perspectives de développement dans le domaine de la stérilisation. Nous explorerons ensuite, à partir de cas concrets, l'application spécifique des anodes en titane dans différents types de stérilisateurs, leurs effets réels et leurs avantages économiques et sociaux.
Grande usine de fruits
Par le passé, des désinfectants contenant du chlore étaient utilisés pour désinfecter les pommes. Non seulement les résidus de chlore posaient problème, ce qui altérait la qualité et le goût du jus de pomme, mais l'effet désinfectant était instable et les micro-organismes dépassaient souvent les normes. L'introduction du système de désinfection électrolytique de l'eau, basé sur une anode en titane revêtue de ruthénium-iridium, a considérablement amélioré l'efficacité de la désinfection. Le système électrolyse une solution aqueuse contenant une certaine concentration de chlorure de sodium pour produire de l'acide hypochloreux afin de désinfecter les pommes. Le processus de désinfection ne prend que 3 à 5 minutes pour augmenter le taux d'élimination des micro-organismes tels qu'Escherichia coli et les moisissures à plus de 99.9 %, et élimine efficacement 60 à 70 % des résidus de pesticides à la surface des pommes.
Marché de gros de fruits et légumes
Afin de garantir la sécurité et l'hygiène des fruits, une machine de désinfection utilisant des anodes en titane revêtues d'iridium-tantale a été introduite. L'effet désinfectant est significatif pour les fruits facilement contaminés, comme les fraises et les myrtilles. Après des tests, les résidus de pesticides à la surface des fraises désinfectées ont été réduits de plus de 85 % et le nombre de micro-organismes de plus de 90 %. De plus, cette méthode de désinfection ayant peu d'impact sur la qualité des fruits, leur durée de conservation a été prolongée dans une certaine mesure, ce qui a été bien accueilli par les commerçants et les consommateurs.
Application à la maison
Il existe sur le marché de nombreux appareils de désinfection des fruits et légumes domestiques utilisant la technologie des anodes en titane. Prenons l'exemple d'une marque d'appareil de désinfection des fruits et légumes domestiques. Elle utilise une anode en titane avec des fonctions de dégagement de chlore et d'oxygène. Il suffit de placer les fruits dans le réservoir d'eau de l'appareil, d'ajouter une quantité d'eau appropriée et une petite quantité de sel (pour améliorer la conductivité). L'appareil produit de l'acide hypochloreux et des radicaux libres hydroxyles par électrolyse et désinfecte les fruits en 10 à 15 minutes. Selon les tests, le taux de destruction microbienne des fruits désinfectés par cet appareil atteint plus de 95 % et élimine efficacement les résidus de pesticides à leur surface.
Différents types d'anodes en titane, tels que les anodes en titane revêtues de ruthénium-iridium, d'iridium-tantale ou de platine, présentent chacun des caractéristiques de performance uniques et conviennent à différents scénarios de désinfection des fruits. Des grandes usines fruitières aux applications domestiques, des marchés de gros de fruits et légumes aux plantations fruitières, la technologie des anodes en titane a connu des succès et obtenu d'excellents résultats. Cependant, son application à la désinfection des fruits se heurte également à des défis, tels que son coût élevé. Grâce aux progrès constants de la science et de la technologie, la technologie des anodes en titane devrait connaître de nouvelles avancées en matière de réduction des coûts, de précision intelligente, d'application coordonnée avec d'autres technologies et d'élargissement de son champ d'application.
