इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड सिस्टम

इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड प्रणाली इलेक्ट्रोफोरेसिस लेपन प्रक्रिया का एक अनिवार्य मुख्य घटक है। इसका मुख्य कार्य इलेक्ट्रोफोरेसिस परिपथ में एनोड के रूप में कार्य करना, धारा परिपथ को पूरा करना और इलेक्ट्रोफोरेसिस टैंक घोल के रासायनिक संतुलन को बनाए रखना (विशेष रूप से टैंक घोल में विद्युत-अवक्षेपण अभिक्रिया द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त अम्ल आयनों को उदासीन करना) है।

इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड सिस्टम

कैथोडिक इलेक्ट्रोफोरेसिस लेपन (आजकल का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला रूप):

1. कार्यपूर्व कैथोड है: धनात्मक आवेशित पेंट राल कण विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में कैथोड (कार्यपूर्व) की ओर गति करते हैं और इसकी सतह पर जमा होकर एक पेंट फिल्म बनाते हैं।

2. इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाएँ: कैथोड (वर्कपीस) पर होने वाली प्राथमिक अभिक्रिया जल के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से हाइड्रोजन गैस और हाइड्रॉक्साइड आयनों का उत्पादन करना है।

3. अतिरिक्त अम्ल उत्पादन: लेप में राल के कणों में आमतौर पर कार्बॉक्सिल समूह होते हैं। कैथोड (वर्कपीस) पर निक्षेपण के दौरान, आवेश संतुलन बनाए रखने के लिए, राल के कणों को धनात्मक आवेशित एमीन निष्क्रियकों (जैसे कार्बनिक एमीन) के साथ बंधन करना चाहिए। जब राल वर्कपीस पर निक्षेपित हो जाता है, तो ये एमीन निष्क्रियक (धनात्मक आवेशित धनायन) वापस बाथ घोल में मुक्त हो जाते हैं। ये मुक्त एमीन बाथ घोल में जल के साथ अभिक्रिया करके अमोनियम आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन बनाते हैं, जिससे बाथ घोल के pH में वृद्धि होती है। अधिक महत्वपूर्ण यह है कि निक्षेपण प्रक्रिया के दौरान राल में सहज कार्बॉक्सिलेट आयन (ऋणात्मक आवेशित ऋणायन) बाथ घोल में 'छूट जाते' हैं।

4.संतुलन बनाए रखना: यदि नियंत्रण के बाहर छोड़ दिया जाता है, तो स्नान विलयन में ऋणात्मक आवेशित अम्ल अनायन (जैसे ऐसीटेट अनायन, फॉर्मेट अनायन, आदि) लगातार जमा होते रहेंगे, जिसके परिणामस्वरूप:
चालकता में असामान्य वृद्धि: भेदन क्षमता और लेपन की गुणवत्ता प्रभावित होती है।
pH में असंतुलन: राल कणों की स्थिरता और विलेयता प्रभावित होती है।
लेपन प्रदर्शन में गिरावट: संभावित रूप से छोटे छिद्र, खुरदुरापन और खराब प्रवाह जैसी समस्याएं हो सकती हैं।
स्नान स्थिरता का विनाश: गंभीर मामलों में, इसके कारण राल का अवक्षेपण और अवसादन हो सकता है।

एक विशिष्ट विद्युतक्षेपी एनोड प्रणाली मुख्य रूप से निम्नलिखित घटकों से मिलकर बनी होती है:

1. एनोड:
1.1 सामग्री: आमतौर पर स्टेनलेस स्टील (316L सामान्य है) या टाइटेनियम (अधिक संक्षारण-प्रतिरोधी, लंबे जीवन काल वाला, लेकिन उच्च लागत) जैसी संक्षारण-प्रतिरोधी, अत्यधिक चालक निष्क्रिय सामग्री से बनाया जाता है। टाइटेनियम एनोड को कभी-कभी चालकता और टिकाऊपन को और बढ़ाने के लिए महंगी धातु ऑक्साइड (जैसे इरिडियम-टैंटलम ऑक्साइड) की परत से लेपित किया जाता है।
1.2 आकार: इनमें प्लेट-आकार के एनोड और ट्यूबुलर (या बॉक्स-आकार) वाले एनोड शामिल हैं। ट्यूबुलर/बॉक्स-आकार वाले एनोड का अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि वे आंतरिक रूप से एनोड घोल को समायोजित कर सकते हैं।
1.3 कार्य: बिजली स्रोत के धनात्मक टर्मिनल (+) से सीधे जुड़ा होता है, जो धारा परिपथ का एक हिस्सा है, जहां एनोड की सतह पर ऑक्सीकरण अभिक्रियाएं होती हैं।

2. एनोड सेल/एनोड कक्ष:
2.1 संरचना: यह एनोड के चारों ओर एक कक्ष है, जो आमतौर पर पीवीसी या पीपी जैसी रासायनिक रूप से प्रतिरोधी निरोधक सामग्री से बना होता है। एनोड इस आवरण के भीतर पूरी तरह से सील किया गया होता है।
मुख्य घटक: एनोड कवर का मुख्य घटक आयन-चयनात्मक पारगम्य झिल्ली (Ion-Selective Membrane) है।
2.2 सामग्री: आमतौर पर एक धनायन विनिमय झिल्ली।
2.3 कार्य: यह झिल्ली धनावेशित आयनों (जैसे H⁺ और अमोनियम आयन NH₄⁺) को पार करने देती है, जबकि ऋणावेशित आयनों (जैसे पेंट राल के कण, रंगद्रव्य कण और एसीटेट आयन CH₃COO⁻) तथा बड़े अणुओं को रोकती है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि केवल उदासीनीकरण की आवश्यकता वाले धनायन ही अभिक्रिया में भाग लेने के लिए एनोड कक्ष में प्रवेश करें, जबकि एनोड को पेंट संदूषण से सुरक्षा प्राप्त हो तथा एनोड पर पेंट के जमाव को रोका जा सके।
2.4 आंतरिक तरल: एनोड कवर को एनोलाइट से भरा जाता है (आमतौर पर अत्यधिक निस्पंदन पारजल UF Permeate या विआयनित जल, कभी-कभी चालकता बनाए रखने के लिए थोड़ी मात्रा में अम्ल मिलाया जाता है)। यह बाहरी टैंक विलयन से भौतिक रूप से अलग रखा जाता है।

इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड सिस्टम

1. घटक

इसमें संचरण पंप, पाइप, प्रवाह मीटर, भंडारण टैंक (यदि लागू हो), चालकता मीटर, पीएच मीटर (यदि लागू हो), और ऊष्मा विनिमयक (यदि तापमान नियंत्रण की आवश्यकता हो) शामिल हैं।

2. कार्य

2.1 संचरण
लगातार एनोड आवास में एनोलाइट को पंप करता है, एनोड सतह पर प्रवाहित होता है, और वापस प्रणाली में पुनः संचरित करता है।

2.2 चालकता
विद्युत धारा को एनोलाइट के माध्यम से एनोड तक प्रवाहित होने सुनिश्चित करने के लिए एक चालक माध्यम प्रदान करता है।

2.3 अभिक्रिया उत्पादों का निष्कासन
एनोड कक्ष से एनोड सतह पर उत्पन्न अम्लों और गैसों (मुख्य रूप से ऑक्सीजन) को हटा देता है।

2.4 सांद्रता नियंत्रण
एनोड विलयन की चालकता (अम्ल सांद्रता को दर्शाता है) की निगरानी करता है। जब चालकता बहुत अधिक होती है, तो उच्च-अम्ल विलयन के एक भाग को निकाल दिया जाता है और उचित सांद्रता और चालकता बनाए रखने के लिए ताज़े अत्यधिक निस्पंदन द्रव या विआयनित जल के साथ पुनः भरा जाता है।

3. पावर कनेक्शन

3.1 बसबार या केबल के माध्यम से डीसी पावर सप्लाई के धनात्मक टर्मिनल (+) को प्रत्येक एनोड से जोड़ें।
3.2 सुनिश्चित करें कि सभी विद्युत कनेक्शन सुरक्षित, चालक और उचित ढंग से इंसुलेटेड हों।

4. चालकता / सांद्रता नियंत्रण प्रणाली

4.1 ऑनलाइन चालकता सेंसर का उपयोग करके एनोड समाधान की चालकता की वास्तविक समय में निगरानी।
4.2 स्थिर प्रणाली संचालन बनाए रखने के लिए पूर्वनिर्धारित चालकता सीमा के आधार पर ड्रेनेज और पुनर्भरण को स्वचालित रूप से नियंत्रित करता है।

5. सुरक्षा और सुरक्षा उपकरण

5.1 अर्थिंग सुरक्षा: समग्र प्रणाली की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
5.2 लीकेज सुरक्षा: विद्युत खतरों को रोकता है।
5.3 तरल स्तर नियंत्रण: एनोड कवर के शुष्क दहन को रोकता है और झिल्लियों व एनोड की रक्षा करता है।
5.4 प्रवाह निगरानी एवं अलार्म: सामान्य संचरण सुनिश्चित करता है और समय पर दोष का पता लगाता है।

इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड सिस्टम

इलेक्ट्रोफोरेसिस एनोड प्रणालियों का उपयोग व्यापक रूप से उन उद्योगों में किया जाता है जो कैथोडिक इलेक्ट्रोफोरेसिस कोटिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से निम्न क्षेत्रों में:

1. ऑटोमोटिव उद्योग: घटकों के लिए बॉडीवर्क, चेसिस और प्राइमर।

2. घरेलू उपकरण उद्योग: रेफ्रिजरेटर, वाशिंग मशीन, एयर कंडीशनर और अन्य आवास।

3. हार्डवेयर और निर्माण सामग्री: एल्युमीनियम प्रोफाइल, स्टील के फर्नीचर, दरवाजे और खिड़की के फिटिंग्स, आदि।

4. कृषि और निर्माण मशीनरी