アノードシステムとは、電気泳動浴において陽極(アノード)として機能する一連の装置を指し、主に次の3つのタイプで構成されています。 アノードセル, アノードフレーム, および ベアアノード。
構成:アノードプレート/ロッド、アノードカバー、循環システム、および電源接続。
主な機能:
- 電気回路を完成させ、電界を提供する。
- 浴液のパラメータを調整する。
- 浴液を汚染から保護する。
アノード面積の計算とアノードタイプの選択:
アノード面積は、電気泳動浴のサイズに直接関係するのではなく、陰極面積(被塗布物)と相関しており、通常、陰極対アノード面積比は4:1から6:1です。
- プレートアノードの場合、単一のアノードプレートの面積は次のように計算されます:S = d × h。
- 管状アノードの場合、単一のアノードセルの側面面積は次のようになります:S_side = π × d × h。
この式と図から、同じスペースを占める場合、管状アノードのアノード面積は、理論的にはプレートアノードのπ倍(約3倍)であることが明らかです。
アノードタイプの選び方
アノードセルは通常、直径1.9インチ(48mm)の316シームレスステンレス鋼管をアノードとして使用し、アノード面積は単位長あたり0.15 m²/mです。直径2.65インチ(67mm)のアニオン交換膜カバーが装備されており、膜面積は単位長あたり0.21 m²/mです。アノードは、平方フィートあたり50アンペアの電流密度に耐えることができ、アノライト流量は1.12 L/min/m(単位アノード面積あたり7.5 L/min/m²に相当)です。アノード面積は、ステンレス鋼管の電極面積(最小面積)に基づいて計算することをお勧めします。利点と欠点は次のとおりです。
利点:
- 均一な電界強度と高電流密度。
- 設置と配置を制御可能で、再配置が容易(アノードセル密度を調整することで、膜の堆積速度と濡れ時間をより良く制御できます)。
- 外管の機械的強度が高く、外部からの損傷に強い。
- 連続生産中のメンテナンスが比較的簡単で、交換が便利。
欠点:
- 初期費用が高く、多額の投資が必要。
- アノード膜には特定の水質要件があります。
適切なアノードシステムは、現場固有の条件に基づいて選択する必要がありますが、ベアアノードの使用は推奨されていません。
アノードシステムの検査とメンテナンス:
- アノード膜の漏れや詰まりの確認:漏れはアノライトを濁らせ、変色させ(浴液の色と一致)、詰まりは膜の透過性を低下させ、電界分布の不均一につながります。
- アノード(ステンレス鋼/プレート)の腐食や錆の検査:重度の腐食はアノライトを暗くし(通常は黄色または赤褐色)、膜厚の大きな変動、スローパワーの低下、およびピンホールなどの欠陥を引き起こします。
- チューブ/フレームの変形または損傷とアノライト循環流量の確認:流量に異常がないことを確認し、すべての回路接続が正常に機能していることを確認します。
- アノードシステム内の細菌増殖の確認:細菌増殖はアノライトに臭いを発生させ、細菌クラスターがシステムに付着する浮遊物を形成し、膜の詰まりと流量の低下につながります。過酸化水素またはKathonを使用して滅菌します(適切な安全対策を講じて)。
- 生産停止中:アノライトを排出し、純水で満たしてアノード膜を濡れた状態に保ち、アノライトが電気泳動浴に漏れ出し、膜が乾燥したり詰まったりするのを防ぎます。
- 毎日のモニタリング:通常の生産中に、アノライトの外観、導電率、およびpHを効果的に監視します。