Anoda tytanowa do sterylizatora owoców i warzyw

Zastosowanie anod tytanowych w dziedzinie dezynfekcji owoców zapewnia nowy i skuteczny sposób rozwiązania tych problemów. Anody tytanowe mają wiele doskonałych właściwości, które sprawiają, że wykazują wyjątkowe zalety w dezynfekcji owoców, zapewniając bardziej wydajną, bezpieczniejszą i bardziej przyjazną dla środowiska dezynfekcję owoców i warzyw.

Zastosowanie anody tytanowej w sterylizatorze do warzyw owocowych

Jako nowy rodzaj technologii dezynfekcji owoców, anoda tytanowa wykazała duży potencjał zastosowania w dziedzinie dezynfekcji owoców dzięki licznym zaletom, takim jak wysoka skuteczność dezynfekcji, bezpieczeństwo i ochrona środowiska, ekonomiczna oszczędność energii i silna przydatność. Bezpieczeństwo żywności ma kluczowe znaczenie. Jednak owoce są niezwykle podatne na zanieczyszczenie mikroorganizmami i pozostałościami pestycydów podczas wzrostu, zbioru, transportu i przechowywania. Tradycyjne metody dezynfekcji owoców mają wiele ograniczeń. Na przykład chemiczne środki dezynfekujące mogą pozostawiać szkodliwe substancje chemiczne na powierzchni owoców, wpływając na ich jakość i bezpieczeństwo. Proste mycie wodą jest trudne do całkowitego usunięcia uporczywych zanieczyszczeń.

Typ anody tytanowej do sterylizatora

Ze względu na różne powłoki katalityczne powierzchni anody tytanowe można podzielić na anody tytanowe wydzielające chlor, anody tytanowe wydzielające tlen oraz anody tytanowe z funkcją wydzielania zarówno chloru, jak i tlenu.

Anoda tytanowa wydzielająca chlor

Powłoka składa się głównie z tlenku rutenu, który ma niski potencjał wydzielania chloru w elektrolicie, wydajnie wytwarza gaz chlorowy, a następnie generuje kwas podchlorawy do dezynfekcji. Jego właściwości są odpowiednie w sytuacjach, w których do dezynfekcji trzeba wytworzyć dużą ilość kwasu podchlorawego.

Anoda tytanowa wydzielająca tlen

Powłoka zawiera głównie tlenek irydu itp. W elektrolitach bez jonów chlorkowych lub o niskim stężeniu jonów chlorkowych, nadpotencjał wydzielania tlenu jest niski, a główna reakcja wydzielania tlenu wytwarza rodniki hydroksylowe. Jej zaletą jest to, że ma znaczący wpływ na usuwanie zanieczyszczeń organicznych i pozostałości pestycydów.

Anody wydzielające chlor i tlen

Anoda tytanowa ma wydajność wydzielania chloru i tlenu. W różnych warunkach elektrolitycznych może wytwarzać odpowiednie ilości chloru i tlenu, a także odpowiednie silne substancje utleniające w razie potrzeby. Ma dużą zdolność adaptacji i może sprostać potrzebom różnych scenariuszy dezynfekcji owoców.

Anoda rutenowo-irydowo-tytanowa

Anoda tytanowa pokryta rutenem i irydem ma wysoką aktywność katalityczną zarówno dla reakcji wydzielania chloru, jak i tlenu. Szybko wytwarza dużą ilość chloru i tlenu przy niskim napięciu, a następnie generuje kwas podchlorawy i rodniki hydroksylowe. Nadaje się do dezynfekcji owoców, takich jak cytrusy o silnej kwasowości i persymona o wysokiej zasadowości. Wadą jest wysoki koszt.

Anoda irydowo-tantalowo-tytanowa

Anoda tytanowa pokryta irydem i tantalem wykazuje doskonałe właściwości katalityczne w reakcji wydzielania tlenu i wydajnie wytwarza rodniki hydroksylowe. Ma oczywiste zalety w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych i pozostałości pestycydów z powierzchni owoców. W porównaniu z tradycyjnymi anodami grafitowymi, jej zużycie energii jest zmniejszone o 20% – 30%. Wady: Jej koszt produkcji jest wysoki.

Anoda platynowo-tytanowa

Platynowana anoda tytanowa zmniejsza rezystancję elektrody i poprawia wydajność prądową, przyspieszając w ten sposób reakcję elektrolizy. Wydajność wynosi 15% – 20%. Nadpotencjał wydzielania wodoru jest niski, co zmniejsza produkcję wodoru i zapobiega zakłóceniom wodoru w procesie dezynfekcji. Poprawia również efektywny współczynnik wykorzystania anody.

Jak działa anoda tytanowa w sterylizatorze?

Anoda tytanowa, pełna nazwa: elektroda pokryta tlenkiem metalu na bazie tytanu (MMO). Jest on oparty na tytanie, a na jego powierzchni znajduje się warstwa powłoki z tlenku metalu o określonych funkcjach. Tytan ma dobrą wytrzymałość mechaniczną i odporność na korozję oraz zapewnia stabilną strukturę nośną dla powłoki. Powłoka z tlenku metalu na powierzchni zapewnia anodzie tytanowej dobrą przewodność, wydajność elektrokatalityczną i stabilność chemiczną. Powłoka zwykle zawiera tlenki metali szlachetnych, takie jak ruten (Ru), iryd (Ir), platyna (Pt) itp. Te tlenki metali szlachetnych mają niską rezystywność i wysoką aktywność elektrokatalityczną, co skutecznie zmniejsza nadpotencjał reakcji elektrody i poprawia wydajność elektrolizy. Na przykład w anodzie tytanowej pokrytej rutenem i irydem synergistyczny efekt tlenków rutenu i irydu sprawia, że anoda wykazuje doskonałą wydajność zarówno w reakcjach wydzielania chloru, jak i wydzielania tlenu.

W dziedzinie dezynfekcji owoców anody tytanowe osiągają dezynfekcję głównie poprzez elektrolizę wody w celu wytworzenia silnych substancji utleniających. Gdy anoda tytanowa jest podłączona do elektrody dodatniej zasilacza, jako anoda ogniwa elektrolitycznego, pod wpływem pola elektrycznego elektroliza wody wytwarza szereg reakcji. Na powierzchni anody cząsteczki wody są utleniane i zachodzi reakcja wydzielania tlenu lub reakcja wydzielania chloru (w zależności od tego, czy elektrolit zawiera jony chlorkowe).

W elektrolicie bez jonów chlorkowych zachodzi główna reakcja wydzielania tlenu: 2H2O – 4e^- = O2↑ + 4H^+). Tlen ucieka w postaci pęcherzyków, a jednocześnie tworzy rodniki hydroksylowe (・OH) o silnych właściwościach utleniających w pobliżu anody. Rodniki hydroksylowe są bardzo aktywnymi utleniaczami o potencjale utleniania do 2.8 V, które mogą szybko utleniać i rozkładać zanieczyszczenia organiczne, pozostałości pestycydów i mikroorganizmy na powierzchni owoców. Na przykład rodniki hydroksylowe mogą rozrywać wiązania chemiczne, takie jak wiązania PO i wiązania PS w cząsteczkach pestycydów fosforoorganicznych, rozkładając je na nieszkodliwe małe cząsteczki.

Gdy elektrolit zawiera jony chlorkowe (Cl^-), zachodzi reakcja wydzielania chloru: 2Cl^- – 2e^- = Cl_2↑ . Chlor (Cl₂) częściowo rozpuszcza się w wodzie i reaguje z wodą: Cl_2 + H_2O = HClO + HCl , wytwarzając kwas podchlorawy (HClO). Kwas podchlorawy jest słabo kwaśnym, silnym utleniaczem o dobrych właściwościach bakteriobójczych i dezynfekujących. Może przenikać przez ściany komórkowe mikroorganizmów, niszczyć układ enzymatyczny i materiał genetyczny w ich komórkach, a tym samym osiągać cel zabijania mikroorganizmów. Ponadto kwas podchlorawy może również reagować z niektórymi zanieczyszczeniami organicznymi na powierzchni owoców, powodując ich rozkład i usuwanie.

Zalety anod tytanowych

Anody tytanowe szybko wytwarzają dużą ilość silnych substancji utleniających, takich jak kwas podchlorawy i rodniki hydroksylowe. Szybko niszczą strukturę komórkową, białko i kwas nukleinowy mikroorganizmów, czyniąc je nieaktywnymi, osiągając w ten sposób wysoką wydajność sterylizacji i dezynfekcji. Badania wykazały, że silne substancje utleniające wytwarzane przez elektrolizę wody przy użyciu anod tytanowych mogą skrócić czas zabijania powszechnych bakterii, takich jak Escherichia coli i Staphylococcus aureus, do 1-2 minut, co jest znacznie szybsze niż tradycyjne metody dezynfekcji.

Nie tylko skutecznie zabija mikroorganizmy takie jak bakterie, pleśń i drożdże, ale także rozkłada i usuwa zanieczyszczenia takie jak pozostałości pestycydów, hormony, metale ciężkie itp. znajdujące się na powierzchni owoców.

Dezynfekcja anodą tytanową to silna substancja utleniająca wytwarzana przez elektrolizę wody. Będzie się ona stopniowo rozkładać podczas dezynfekcji, nie pozostawiając żadnych szkodliwych pozostałości.

Bazując na automatycznej kontroli anod tytanowych w urządzeniu dezynfekującym, możliwe jest dobranie odpowiednich roztworów dezynfekujących do owoców kwaśnych, zasadowych i owoców łatwo ulegających uszkodzeniu.

Przypadki aplikacji

Zastosowanie anod tytanowych w sterylizatorach wykazało duży potencjał i zalety, przynosząc nowe zmiany i możliwości rozwoju w dziedzinie sterylizacji. Następnie wykorzystamy rzeczywiste przypadki, aby dogłębnie zbadać konkretne zastosowanie anod tytanowych w różnych typach sterylizatorów, rzeczywiste efekty oraz korzyści ekonomiczne i społeczne, jakie przynoszą.

Duża fabryka owoców

W przeszłości do dezynfekcji jabłek stosowano środki dezynfekujące zawierające chlor. Nie tylko występował problem pozostałości chloru, które wpływały na jakość i smak soku jabłkowego, ale efekt dezynfekcji był niestabilny, a mikroorganizmy często przekraczały normę. Po wprowadzeniu elektrolitycznego systemu dezynfekcji wody opartego na anodzie tytanowej pokrytej rutenem i irydem, wydajność dezynfekcji znacznie wzrosła. System elektrolizuje wodny roztwór zawierający określone stężenie chlorku sodu w celu wytworzenia kwasu podchlorawego do dezynfekcji jabłek. Proces dezynfekcji trwa tylko 3-5 minut, aby zwiększyć wskaźnik zabijania mikroorganizmów, takich jak Escherichia coli i pleśń na powierzchni jabłek do ponad 99.9% i skutecznie usuwa 60%-70% pozostałości pestycydów z powierzchni jabłek.

Rynek hurtowy owoców i warzyw

Aby zapewnić bezpieczeństwo i higienę owoców, wprowadzono maszynę dezynfekującą opartą na anodach tytanowych pokrytych irydem i tantalem. Efekt dezynfekcji jest znaczący w przypadku owoców, które łatwo ulegają zanieczyszczeniu, takich jak truskawki i borówki. Po przeprowadzeniu testów pozostałości pestycydów na powierzchni zdezynfekowanych truskawek zostały zredukowane o ponad 85%, a liczba mikroorganizmów została zredukowana o ponad 90%. Ponadto, ponieważ ta metoda dezynfekcji ma niewielki wpływ na jakość owoców, okres przydatności do spożycia owoców został również w pewnym stopniu wydłużony, co zostało dobrze przyjęte przez sprzedawców i konsumentów.

Aplikacja domowa

Na rynku dostępnych jest wiele domowych urządzeń do dezynfekcji owoców i warzyw opartych na technologii anody tytanowej. Weźmy na przykład pewną markę domowych urządzeń do dezynfekcji owoców i warzyw. Wykorzystuje ona anodę tytanową z funkcjami wydzielania chloru i tlenu. Wystarczy umieścić owoce w zbiorniku na wodę urządzenia do dezynfekcji, dodać odpowiednią ilość wody i niewielką ilość soli (w celu zwiększenia przewodności). Urządzenie do dezynfekcji wytwarza kwas podchlorawy i wolne rodniki hydroksylowe poprzez elektrolizę i kończy dezynfekcję owoców w ciągu 10-15 minut. Zgodnie z testami, wskaźnik zabijania drobnoustrojów w owocach dezynfekowanych przez to urządzenie do dezynfekcji osiągnął ponad 95% i może skutecznie usuwać pozostałości pestycydów z powierzchni owoców.

Różne rodzaje anod tytanowych, takie jak anody tytanowe pokryte rutenem i irydem, anody tytanowe pokryte irydem i tantalem, anody tytanowe pokryte platyną itp., mają unikalne właściwości użytkowe i nadają się do różnych scenariuszy dezynfekcji owoców. Od dużych fabryk owoców po zastosowania domowe, od hurtowych rynków owoców i warzyw po sadzenie owoców, technologia anod tytanowych miała udane przypadki zastosowań i osiągnęła dobre wyniki. Jednak zastosowanie anod tytanowych w dziedzinie dezynfekcji owoców również wiąże się z pewnymi wyzwaniami, takimi jak wysokie koszty i inne problemy. Wraz z ciągłym postępem nauki i technologii oczekuje się, że technologia anod tytanowych osiągnie nowe przełomy i osiągnięcia w zakresie redukcji kosztów, inteligentnej precyzji, skoordynowanego zastosowania z innymi technologiami i rozszerzonego zakresu zastosowań w przyszłości.

Anoda tytanowa do sterylizatora owoców i warzyw

Zastosowanie anody tytanowej w sterylizatorze do warzyw owocowych