Cấu tạo máy ion kiềm công nghiệp về cơ bản gồm hai hệ thống chính: hệ thống bộ lọc đa cấp (lọc nước đầu vào đạt chuẩn) và buồng điện phân (chứa các tấm điện cực). Bộ lọc làm nhiệm vụ loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, trong khi buồng điện phân sử dụng các tấm điện cực Titanium phủ Platinum để tách nước thành dạng ion kiềm (giàu H₂) và ion axit, phục vụ các mục đích sản xuất và kinh doanh.
Máy ion kiềm công nghiệp là một khoản đầu tư quan trọng, đòi hỏi hiệu suất cao và độ bền bỉ. Để đạt được điều đó, mọi chi tiết cấu tạo đều phải được tối ưu hóa. Hoạt động của máy dựa trên hai hệ thống cốt lõi: bộ lọc xử lý nước đầu vào và buồng điện phân chứa tấm điện cực để tách ion. Hiểu rõ về cấu tạo của hai thành phần này là chìa khóa để lựa chọn và vận hành thiết bị hiệu quả.
Bộ Lọc: Hệ Thống Lọc Đa Cấp
Bộ lọc là tuyến phòng thủ đầu tiên, được lắp đặt ngay phía trước buồng điện phân. Nhiệm vụ tối quan trọng của nó là xử lý nước nguồn (nước máy, nước giếng) để loại bỏ tạp chất, hóa chất, vi khuẩn, nhưng vẫn phải giữ lại các khoáng chất tự nhiên. Nước sau lọc phải đạt tiêu chuẩn nước uống trực tiếp trước khi vào buồng điện phân. Một hệ thống lọc công nghiệp hoàn chỉnh thường bao gồm 4-7 tầng lọc chuyên dụng.
Chi tiết các tầng lọc
Mỗi tầng lọc trong máy ion kiềm công nghiệp đảm nhận một vai trò riêng biệt:
- Tầng 1: Lõi PP Thô (5 Micron): Thường là lõi Polypropylene, có kích thước khe lọc 5 micron. Tầng này giúp loại bỏ hiệu quả các tạp chất vật lý kích thước lớn như bùn, đất, rỉ sét, và các cặn lơ lửng.
- Tầng 2: Than Hoạt Tính Dạng Hạt (GAC): Lõi lọc này chứa than hoạt tính dạng hạt, có diện tích bề mặt lớn, chuyên hấp phụ clo dư (chất tẩy rửa phổ biến trong nước máy), các hóa chất hữu cơ, và các hợp chất gây mùi hôi, tanh khó chịu.
- Tầng 3: Than Hoạt Tính Dạng Nén (CTO): Tăng cường khả năng của tầng 2, than hoạt tính được nén chặt giúp lọc tinh hơn, loại bỏ triệt để mùi, màu sắc lạ, và các chất tẩy rửa độc hại còn sót lại.
- Tầng 4: Lọc Trầm Tích (Sediment): Một lõi PP khác với khe lọc nhỏ hơn (ví dụ 1 micron) để loại bỏ các hạt nhỏ, mịn còn sót lại sau các tầng lọc thô.
- Tầng 5: Màng UF (Ultra Filtration): Đây là một trong những tầng lọc quan trọng nhất. Màng siêu lọc UF với kích thước khe lọc siêu nhỏ (khoảng 0.01 – 0.1 micron) có khả năng loại bỏ 99% đến 99.9% vi khuẩn và virus khỏi nước. Điểm ưu việt của màng UF so với màng RO là nó giữ lại hoàn toàn các khoáng chất tự nhiên có lợi (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺), vốn là yếu tố bắt buộc cho quá trình điện phân.
- Tầng 6: Lọc Nano: Một số máy cao cấp trang bị thêm màng lọc Nano (kích thước khe lọc 0.001 micron) để xử lý các nguồn nước phức tạp, loại bỏ kim loại nặng, các chất hữu cơ phức tạp mà vẫn bảo toàn khoáng chất.
- Tầng 7: Carbon Cuối (Post-filter): Thường là lõi than hoạt tính T33, được lắp sau cùng để cân bằng lại độ pH, ổn định vị của nước và tăng tính ngọt tự nhiên trước khi nước vào buồng điện phân.
Vật liệu vỏ bộ lọc
Do hoạt động trong môi trường công nghiệp, tiếp xúc liên tục với nước và có thể cả hóa chất, vỏ của các cột lọc thường được làm từ inox 304 (thép không gỉ) hoặc thép phủ sơn tĩnh điện chất lượng cao. Những vật liệu này đảm bảo khả năng chống ăn mòn, chịu áp lực tốt và an toàn vệ sinh, không làm tái nhiễm bẩn nguồn nước.
Tấm Điện Cực: Bộ Phận “Trái Tim” Của Máy
Nếu bộ lọc là lá chắn, thì tấm điện cực chính là “trái tim” quyết định hiệu suất và chất lượng nước đầu ra. Đây là bộ phận đắt giá và quan trọng nhất trong cấu tạo máy ion kiềm công nghiệp, chiếm tới hơn 75% công năng của máy, trực tiếp thực hiện quá trình điện phân.
Vật Liệu Chính: Titanium Phủ Platinum
Việc lựa chọn vật liệu cho tấm điện cực là cực kỳ khắt khe để đảm bảo 3 yếu tố: An toàn (không thôi nhiễm kim loại), Bền bỉ (chống ăn mòn) và Hiệu suất (dẫn điện, xúc tác tốt).
- Lớp lõi: Titanium (Ti) Titanium y tế nguyên chất được chọn làm lõi vì đặc tính vượt trội:
- Bền chắc và nhẹ: Chịu được áp lực nước và nhiệt độ cao.
- Không bị ăn mòn: Trơ trong môi trường axit và kiềm mạnh, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho nước uống.
- Dẫn điện tốt: Hoạt động ổn định ngay cả ở mật độ dòng điện cao (lên đến 6kA/m²).
- Lớp xúc tác: Platinum (Pt) phủ bên ngoài Platinum (Bạch kim) là một kim loại quý, được sử dụng để phủ bên ngoài lõi Titanium. Nó đóng vai trò là chất xúc tác, giúp:
- Tăng tốc độ và hiệu suất phân tách phân tử nước.
- Giảm áp lực điện cần thiết (giảm điện năng tiêu thụ) mà vẫn tạo ra nồng độ Hydrogen cao.
- Ngăn chặn việc bám cặn khoáng chất lên bề mặt điện cực.
Bề mặt của tấm điện cực thường được thiết kế dạng xốp hoặc sóng (mesh/slotted) thay vì mặt phẳng, nhằm mục đích tăng tối đa diện tích tiếp xúc với nước, giúp quá trình điện phân diễn ra mạnh mẽ hơn.
Cấu Trúc Buồng Điện Phân
Buồng điện phân là nơi chứa các tấm điện cực, được thiết kế thành một khối vững chắc:
- Tấm điện cực: Một máy công nghiệp có thể chứa từ 5 đến 14 tấm (hoặc nhiều hơn tùy công suất), bao gồm các tấm cực âm (-) và cực dương (+) đặt xen kẽ nhau.
- Màng bán thấm (Diaphragm): Nằm giữa các tấm điện cực, có nhiệm vụ ngăn cách buồng nước kiềm (tập trung ở cực âm) và buồng nước axit (tập trung ở cực dương), nhưng vẫn cho phép các ion khoáng nhất định đi qua.
- Tuổi thọ: Nhờ sử dụng vật liệu cao cấp, tấm điện cực Titanium phủ Platinum có tuổi thọ trung bình rất cao, lên đến 18,000 giờ hoạt động liên tục nếu được bảo dưỡng và sử dụng đúng cách.
Nguyên Lý Hoạt Động: Quá Trình Điện Phân
Sau khi nước đạt chuẩn được đưa vào buồng điện phân, một dòng điện một chiều (DC) sẽ chạy qua các tấm điện cực. Tại đây, quá trình điện phân nước (H₂O) diễn ra:
Tại Cực Dương (+) (Anode)
Cực dương sẽ hút các ion mang điện tích âm (như Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻) và diễn ra quá trình oxy hóa:
- Phương trình: H₂O → H⁺ + OH⁻
- Và: 4OH⁻ → 4OH + 4e⁻ → 2H₂O + O₂
Kết quả là tại cực dương, máy tạo ra nước ion axit (pH từ 2.5 đến 6.0), có nồng độ ion H⁺ và khí Oxy (O₂) cao. Loại nước này thường dùng để khử khuẩn, vệ sinh.
Tại Cực Âm (-) (Cathode)
Cực âm sẽ hút các ion mang điện tích dương (như Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) và diễn ra quá trình khử:
- Phương trình: H₂O → H⁺ + OH⁻
- Và: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂
Kết quả là tại cực âm, máy tạo ra nước ion kiềm (pH từ 8.0 đến 11.5), giàu ion OH⁻ và đặc biệt là các phân tử Hydrogen (H₂). Khí H₂ là chất chống oxy hóa cực mạnh, là yếu tố “vàng” tạo nên giá trị của nước ion kiềm.
Vai trò của khoáng chất
Quá trình điện phân chỉ xảy ra khi nước có chứa khoáng chất (ion). Các ion khoáng tự nhiên trong nước (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺) sau khi bị hút về cực âm sẽ kết hợp với các ion OH⁻ (tính kiềm) tạo thành các khoáng chất dạng kiềm như Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, NaOH, KOH. Đây chính là những yếu tố tạo nên tính kiềm tự nhiên (không phải hóa chất) và có lợi cho cơ thể.
Ảnh Hưởng Của Số Lượng Tấm Điện Cực
Số lượng tấm điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của máy, đặc biệt là với dòng máy công nghiệp:
- Năng suất xử lý nước: Số tấm điện cực càng nhiều, tổng diện tích tiếp xúc càng lớn, cho phép máy xử lý (điện phân) được lưu lượng nước càng cao trong cùng một đơn vị thời gian (tính bằng lít/giờ).
- Chất lượng nước: Số tấm điện cực càng nhiều, quá trình phân tích nước diễn ra càng mạnh mẽ. Điều này giúp nồng độ phân tử Hydrogen (H₂) hòa tan tạo ra càng nhiều, giúp nước ion kiềm đầu ra giàu hydro và có khả năng chống oxy hóa mạnh hơn (chỉ số ORP âm sâu hơn).
Các Thành Phần Phụ Trợ Quan Trọng
Bên cạnh bộ lọc và buồng điện phân, cấu tạo máy ion kiềm công nghiệp còn bao gồm các bộ phận hỗ trợ thông minh:
Bộ Vi Điều Khiển
Đây là “bộ não” của máy, thường là một màn hình LCD hoặc bảng điều khiển cảm ứng, cho phép người vận hành:
- Giám sát độ pH, chỉ số ORP, và lưu lượng nước theo thời gian thực.
- Kích hoạt chế độ tự động làm sạch điện cực (DARC – Double Automatic Reverse Cleaning), đảo chiều điện cực để chống bám cặn.
- Nhận thông báo khi đến hạn thay lõi lọc.
- Cảnh báo các sự cố vận hành (áp lực nước yếu, rò rỉ…).
Vỏ Máy
Tương tự vỏ bộ lọc, toàn bộ khung và vỏ máy thường được làm từ inox 304 hoặc thép phủ sơn tĩnh điện để đảm bảo độ bền, chống ăn mòn trong môi trường sản xuất, dễ dàng vệ sinh và đạt chuẩn an toàn.
Hệ Thống Vòi Nước
Máy công nghiệp thường có các vòi ra nước riêng biệt, cho phép người dùng lấy đồng thời nước ion kiềm (để uống, nấu nướng, sản xuất) và nước ion axit (để vệ sinh, khử trùng) một cách thuận tiện.
Thông Số Kỹ Thuật Điển Hình
Tùy theo nhu cầu, máy ion kiềm công nghiệp có nhiều mức công suất khác nhau:
Máy Công Suất 500 Lít/Giờ
- Điện áp: 220V/50Hz – 1500W
- Số lượng điện cực: 14 tấm điện cực Titanium-Platinum
- Khối lượng: Khoảng 60kg
- Tuổi thọ điện cực: Thường được bảo hành 1 đổi 1 trong 1-2 năm đầu.
Máy Công Suất 1000 Lít/Giờ
- Điện áp: 380V-50Hz / 3000W (sử dụng điện 3 pha)
- Lưu lượng đầu vào: Yêu cầu >34 lít/phút
- Chỉ số ORP: Có thể đạt -300 đến -450mV (với điều kiện TDS nước đầu vào >200ppm)
Điều Kiện Hoạt Động Tối Ưu
Để máy ion kiềm công nghiệp hoạt động bền bỉ và cho ra chất lượng nước tốt nhất, cần đảm bảo các điều kiện sau:
- Nước đầu vào: Bắt buộc phải có khoáng chất. Chỉ số TDS (Tổng chất rắn hòa tan) phải > 50ppm. (Nước tinh khiết RO sẽ không thể điện phân được).
- Áp lực nước: Phải duy trì ổn định theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
- Nhiệt độ: Vận hành trong môi trường nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng trực tiếp hoặc nơi quá nóng/ẩm.
- Bảo dưỡng: Quan trọng nhất là thay lõi lọc đúng hạn. Lõi lọc bẩn không chỉ làm giảm chất lượng nước mà còn khiến cặn bẩn đi vào buồng điện phân, làm giảm tuổi thọ của tấm điện cực.
Giải Pháp Máy Ion Kiềm Công Nghiệp MycoGroup
Việc hiểu rõ cấu tạo máy ion kiềm công nghiệp giúp các doanh nghiệp lựa chọn được sản phẩm phù hợp nhất. Tại MycoGroup, chúng tôi không chỉ cung cấp các dòng máy ion kiềm công nghiệp với công suất đa dạng (từ 500L/h đến hàng nghìn L/h), mà còn cam kết về chất lượng linh kiện cốt lõi.
Các sản phẩm của chúng tôi đều sử dụng hệ thống lọc đa cấp tiên tiến kết hợp màng UF và tấm điện cực Titanium phủ Platinum nguyên chất, đảm bảo nước đầu ra giàu Hydro, độ pH ổn định và an toàn tuyệt đối.
MycoGroup cung cấp dịch vụ khảo sát, lắp đặt và bảo trì máy ion kiềm công nghiệp toàn quốc, với các trung tâm kỹ thuật đặt tại Hà Nội, TPHCM, và Khánh Hòa, đảm bảo hỗ trợ khách hàng nhanh chóng và chuyên nghiệp.
Để được tư vấn giải pháp máy ion kiềm công nghiệp phù hợp với quy mô nhà xưởng, nhà hàng, hoặc cơ sở sản xuất của bạn, hãy liên hệ MycoGroup ngay hôm nay!
[ĐĂNG KÝ TƯ VẤN & NHẬN BÁO GIÁ]
Những câu hỏi thường gặp
1. Nước đầu vào không có khoáng (nước RO) có điện phân được không? Không. Quá trình điện phân dựa trên việc tách các ion khoáng (Ca²⁺, Mg²⁺…) trong nước. Nếu nước đầu vào là nước tinh khiết (TDS < 50ppm), máy sẽ không thể điện phân hoặc hiệu suất rất thấp. Đó là lý do hệ thống lọc phải dùng màng UF (giữ khoáng) thay vì RO (lọc hết khoáng).
2. Tuổi thọ của tấm điện cực là bao lâu? Tuổi thọ thiết kế của tấm điện cực Titanium phủ Platinum chất lượng cao có thể lên đến 18,000 giờ hoạt động. Tuy nhiên, con số thực tế phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào, tần suất sử dụng và việc tuân thủ lịch bảo trì, thay lõi lọc.
3. Tại sao phải dùng Titanium phủ Platinum mà không phải vật liệu khác? Titanium là vật liệu siêu bền, chống ăn mòn tuyệt đối trong cả môi trường axit và kiềm mạnh, đảm bảo an toàn cho nước uống. Platinum (bạch kim) là chất xúc tác điện phân hiệu quả nhất, giúp tăng cường hiệu suất tạo nước Hydrogen mà không cần dùng nhiều năng lượng. Đây là sự kết hợp “vàng” cho hiệu suất và độ bền.
