Anolit ve katolit: diyaframlı hücrenin iki çıktısı
Diyaframlı elektroliz hücresi anot ve katot bölmelerini birbirinden ayırır; bu sayede tuz, su ve elektrikten iki ayrı çözelti elde edilir. Anotta oluşan anolit, dezenfeksiyonda kullanılan hipokloröz asit ağırlıklı bir oksidan çözeltidir. Katotta oluşan katolit ise sahada alkali temizlik, CIP veya pH düzeltme için kullanılabilen bir sodyum hidroksit (kostik) çözeltisidir. Her ikisi de ihtiyaç duyulan yerde, tehlikeli kimyasal taşımadan üretilir.
Seyreltik tuz çözeltisinin elektrolizinde her iki elektrotta da bir ürün oluşur. Tek bölmeli bir hücrede bu ürünler karışarak tek bir çözelti haline gelir. Diyaframlı hücre ise onları ayrı tutar ve böylece tek bir prosesten iki kullanılabilir çıktı elde edilir.
Tek hücre, iki bölme
Diyaframlı hücrede anot ve katot ayrı bölmelerde bulunur. Aradaki diyafram iyonların geçişine izin verir, ancak iki çözeltinin karışmasını engeller. Hücreye tuzlu su beslenir, elektrik uygulanır ve hücreden iki akış çıkar: anot tarafından anolit, katot tarafından katolit.
Anotta: dezenfeksiyon çözeltisi
Klorür iyonları anotta yükseltgenir ve suyla tepkimeye girerek hipokloröz asit (HOCl) oluşturur. Bu anolit ana üründür: su hatlarının, yüzeylerin ve proseslerin dezenfeksiyonunda kullanılan, hipokloröz asit ağırlıklı bir oksidan çözelti.
Ayrımın burada neden önemli olduğu pH’a bağlıdır. Klorun ne kadarının etkin hipokloröz asit formunda bulunduğunu, ayrışma sabiti pKa ≈ 7,5 olan bir denge belirler.1 pH yükseldikçe klor daha zayıf olan hipoklorit iyonuna kayar. Katotta oluşan hidroksit diyaframın öbür tarafında kaldığı için anolit, hipokloröz asidin baskın olduğu aralıkta kalır.
Katotta: sodyum hidroksit
Katotta su, hidrojen gazı ve hidroksit iyonlarına indirgenir. Anot tarafından geçen sodyum iyonları bu hidroksitle birleşerek sodyum hidroksit (NaOH), yani kostik oluşturur. Hidrojen gazı, sistem tasarımının bir parçası olarak tahliye edilir.
Katolit, bertaraf edilmesi gereken bir yan ürün değildir. Kostik, birçok tesisin zaten satın aldığı, taşıdığı ve depoladığı bir kimyasaldır.
Katolit nerede kullanılır?
- Alkali temizlik ve CIP: Kostik yağ, protein ve organik kirleri uzaklaştırır. Tipik bir temizlik döngüsünde önce alkali adım gelir, ardından dezenfeksiyon yapılır; böylece tek bir hücre her iki adımı da besler.
- pH düzeltme: Bir proses devresinde pH’ın yükseltilmesi gerektiğinde ayar için katolit kullanılabilir.
- Dezenfeksiyon öncesi ön temizlik: Organik kir taşıyan yüzey ve ekipmanlarda alkali yıkama, ardından gelen hipokloröz asidin kir tarafından tüketilmek yerine temiz bir yüzeye etki etmesini sağlar.
Katolitin kullanılıp kullanılmayacağı ve nerede kullanılacağı, tesisin temizlik ve proses ihtiyaçlarına göre her saha için ayrıca belirlenir.
İşletme açısından anlamı
Her iki çözeltinin yerinde üretilmesi, tedarik zincirinden bir değil iki tehlikeli kimyasalı çıkarır. Elektrolizle aktive edilmiş suyun endüstriyel kullanımına ilişkin literatür, yöntemin tek kimyasal girdisinin tuz olduğunu, üretimin kullanım noktasında yapılabildiğini ve geleneksel sistemlere kıyasla maliyet ve çevre açısından avantaj sunduğunu kaydeder.2
AquaSky sistemi bu prensip üzerine kuruludur: dezenfeksiyon için hipokloröz asit ağırlıklı anolit ve sahada kullanım için kostik içeren katolit üreten diyaframlı bir hücre. Skytech Water sistemi tesise göre boyutlandırır; tasarımını, kurulumunu, devreye alınmasını ve servisini sahada üstlenir.