یکشنبه ۱۴ اردیبهشت ۰۴ ۱۲:۱۶ ۴ بازديد
دیونایزر یا رزین تبادل یونی، دستگاهی است که با استفاده از فرآیند تبادل یونی، یون های معدنی و نمک های موجود در آب را حذف می کند تا آب خالص (آب دیونیزه یا آب بدون یون) تولید شود. این دستگاه معمولاً از دو ستون کاتیونی و آنیونی تشکیل شده که یون های مثبت (مانند کلسیم، منیزیم) و یون های منفی (مانند کلرید، سولفات) را جذب می کنند.
دیونایزر یک سیستم تصفیه آب پیشرفته است که با استفاده از رزین های تبادل یونی، تمامی املاح و نمک های محلول در آب را حذف می کند. این دستگاه در صنایعی که به آب فوق خالص نیاز دارند، ضروری است و در سه نوع تک بستره، دو بستره و پیوسته طراحی می شود. برخلاف روش هایی مانند اسمز معکوس یا تقطیر، دیونایزر قادر است آب با خلوص بسیار بالا (هدایت الکتریکی نزدیک به صفر) تولید کند و به همین دلیل در صنایع حساس مانند الکترونیک و داروسازی کاربرد گسترده ای دارد.
اگر به دنبال آب کاملاً خالص بدون یون های مزاحم هستید، دیونایزر بهترین گزینه است!
انواع دیونایزرها
دیونایزرها در سه نوع اصلی طراحی می شوند:
دیونایزر تک بستره
در این سیستم، رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مخلوط در یک ستون قرار می گیرند.
آب پس از عبور از این بستر، کاملاً خالص می شود.
کیفیت آب خروجی بسیار بالا است (هدایت الکتریکی کمتر از 0.1 µS/cm).
بیشتر در صنایع نیمه هادی و آزمایشگاه های حساس استفاده می شود.
دیونایزر دو بستره
شامل دو ستون مجزا (یکی کاتیونی و دیگری آنیونی) است.
آب ابتدا از ستون کاتیونی و سپس از ستون آنیونی عبور می کند.
بازدهی خوبی دارد اما خلوص آب به اندازه Mixed Bed نیست.
در صنایع داروسازی و تولید مواد شیمیایی کاربرد دارد.
سیستم دیونایزر پیوسته
از فرآیند الکترودیالیز برای حذف یون ها استفاده می کند.
نیاز به احیای شیمیایی رزین ندارد و به صورت مداوم کار می کند.
در صنایع بزرگ با مصرف آب زیاد مانند نیروگاه ها استفاده می شود
کاربردهای دیونایزر
از دیونایزر در صنایع و مصارف مختلفی استفاده می شود که برخی از مهم ترین آن ها عبارتند از:
الف) صنایع داروسازی و پزشکی
تولید آب فوق خالص (آب WFI) برای تزریقات و داروها.
استفاده در دیالیز کلیه و دستگاه های پزشکی.
ب) صنایع الکترونیک و نیمه هادی ها
شست وشوی قطعات الکترونیکی و تولید تراشه های حساس.
جلوگیری از ایجاد رسوب در مدارهای الکترونیکی.
ج) صنایع غذایی و آشامیدنی
تولید آب خالص برای نوشیدنی ها و فرآوری مواد غذایی.
جلوگیری از تغییر طعم و رنگ محصولات.
د) صنایع خودروسازی و رنگ سازی
استفاده در سیستم های آب کاری و رنگ پاشی برای جلوگیری از ناخالصی.
ه) آزمایشگاه ها و تحقیقات علمی
تأمین آب خالص برای آزمایش های شیمیایی و بیولوژیکی.
مزایای استفاده از دیونایزر
حذف کامل یون های معدنی از آب بدون نیاز به حرارت یا تقطیر.
هزینه بهره برداری پایین در مقایسه با روش های دیگر مانند اسمز معکوس (RO).
سرعت بالای تصفیه و امکان تولید آب خالص در حجم زیاد.
عدم تولید پساب شور برخلاف سیستم های RO که نیاز به دفع آب شور دارند.
قابلیت احیای رزین با استفاده از اسید و باز، که باعث افزایش عمر دستگاه می شود.
نحوه ساخت و اجزای تشکیل دهنده دیونایزر
یک دیونایزر معمولاً از بخش های زیر تشکیل شده است:
الف) ستون های تبادل یونی
ستون کاتیونی: حاوی رزین سولفونیک اسید که یون های مثبت (Ca²⁺, Mg²⁺) را جذب می کند.
ستون آنیونی: حاوی رزین آمونیوم چهارتایی که یون های منفی (Cl⁻, SO₄²⁻) را حذف می کند.
ب) مخزن آب خام
آب ورودی قبل از ورود به دیونایزر باید از فیلترهای اولیه عبور کند تا ذرات معلق حذف شوند.
ج) سیستم احیای رزین
رزین پس از اشباع شدن با یون ها، نیاز به شست وشو با اسید (برای رزین کاتیونی) و باز (برای رزین آنیونی) دارد.
د) کنترل کننده های کیفیت آب
سنسورهای هدایت سنج (TDS متر) برای سنجش خلوص آب خروجی.
تفاوت دیونایزر با سایر روش های تصفیه آب
اسمز معکوس (RO):
RO با استفاده از غشای نیمه تراوا، نمک ها و ناخالصی ها را جدا می کند اما به اندازه دیونایزر مؤثر نیست.
دیونایزر می تواند یون های باقیمانده از RO را نیز حذف کند.
تقطیر (Distillation):
آب با جوشاندن و چگالش تصفیه می شود اما انرژی زیادی مصرف می کند.
دیونایزر سریع تر و کم هزینه تر است.
فیلترهای کربنی:
فقط مواد آلی و کلر را حذف می کنند ولی روی یون های معدنی تأثیری ندارند.
عوامل مؤثر در قیمت دیونایزر
قیمت دیونایزر به عوامل زیر میتواند بستگی داشته باشد:
الف) ظرفیت و دبی آب تصفیه شده
دیونایزرهای صنعتی با ظرفیت بالا قیمت بیشتری دارند.
ب) جنس رزین و بدنه دستگاه
رزین های باکیفیت (مانند Purolite یا Dowex) گران تر هستند.
بدنه استیل ضدزنگ نسبت به پلی اتیلن قیمت بالاتری دارد.
ج) سیستم کنترل هوشمند
دیونایزرهای مجهز به PLC و نمایشگر دیجیتال هزینه بیشتری دارند.
تفاوت دستگاه دیونایزر با آب مقطرگیری: بررسی جامع و مقایسه دقیق
در صنایع و آزمایشگاه هایی که به آب بسیار خالص نیاز است، دو روش اصلی برای تولید آب بدون ناخالصی وجود دارد: دیونایزر و دستگاه آب مقطرگیری. هر دو روش می توانند آب تصفیه شده تولید کنند، اما اصول کار، کیفیت آب خروجی و کاربردهای آن ها متفاوت است. در این مطلب، به صورت جامع به تفاوت های اساسی بین دیونایزر و آب مقطرگیری می پردازیم.
تعریف دستگاه دیونایزر و آب مقطرگیری
دیونایزر
دستگاهی است که با استفاده از رزین های تبادل یونی، یون های معدنی و نمک های موجود در آب را حذف می کند.
آب خروجی از دیونایزر، آب دیونیزه نام دارد که عاری از یون های محلول است.
این روش نیازی به حرارت ندارد و بر اساس فرآیند شیمیایی تبادل یونی کار می کند.
دستگاه آب مقطرگیری
دستگاهی است که آب را می جوشاند و بخار حاصل را تقطیر می کند تا ناخالصی های غیرفرار جدا شوند.
آب خروجی از این دستگاه، آب مقطر نام دارد که عاری از بسیاری از ناخالصی های معدنی و آلی است.
این روش یک فرآیند فیزیکی مبتنی بر تبخیر و چگالش است.
تفاوت در کیفیت آب خروجی
الف) آب دیونیزه (خروجی دیونایزر)
یون های معدنی مانند Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Cl⁻ را کاملاً حذف می کند.
مواد آلی، باکتری ها و ویروس ها را حذف نمی کند (مگر از فیلترهای اضافی مانند UV استفاده شود).
هدایت الکتریکی بسیار پایین (کمتر از 1 µS/cm) دارد.
pH نزدیک به خنثی (7) دارد، مگر اینکه گازهای محلول مانند CO₂ وجود داشته باشد.
ب) آب مقطر (خروجی دستگاه تقطیر)
اکثر یون های معدنی را حذف می کند (اما برخی یون های فرار مانند آمونیاک ممکن است باقی بمانند).
برخی مواد آلی غیرفرار و باکتری ها را نیز حذف می کند (به دلیل فرآیند جوشاندن).
هدایت الکتریکی پایین (معمولاً بین 1-5 µS/cm) دارد.
pH ممکن است کمی اسیدی باشد (به دلیل حل شدن CO₂ از هوا در آب خالص).
تفاوت در کاربردها
کاربردهای دیونایزر
صنایع الکترونیک و نیمه هادیها (شست وشوی ویفرهای سیلیکونی).
آزمایشگاه های شیمیایی (تهیه محلول های استاندارد).
سیستم های خنک کننده و دیگ های بخار (جلوگیری از رسوب).
تکمیل فرآیند اسمز معکوس (RO) برای تولید آب فوق خالص.
کاربردهای آب مقطرگیری
داروسازی و تولید داروهای تزریقی (آب WFI - Water for Injection).
آزمایشگاه های بیولوژیکی و میکروبیولوژی (کشت سلول و محیط های آزمایشگاهی).
تهیه محلول های پزشکی مانند سرم ها.
باتری های اسیدی و سیستم های سرمایشی.
مزایا و معایب هر روش
مزایای دیونایزر
سرعت بالای تولید آب خالص (جریان پیوسته).
هزینه عملیاتی پایین (عدم نیاز به انرژی گرمایی).
قابلیت احیای رزین (کاهش هزینه های تعویض).
حذف انتخابی یون ها بدون تغییر در ساختار آب.
معایب دیونایزر
عدم حذف مواد آلی و میکروارگانیسم ها.
نیاز به تعویض دوره ای رزین (در صورت اشباع شدن).
حساسیت به کلر و مواد اکسیدکننده که به رزین آسیب می زنند.
مزایای آب مقطرگیری
حذف طیف وسیع تری از ناخالصی ها (یون ها، مواد آلی غیرفرار و برخی باکتری ها).
عدم نیاز به مواد شیمیایی مانند رزین.
آب تولیدی با خلوص بالا برای مصارف حساس پزشکی.
معایب آب مقطرگیری
مصرف انرژی بسیار بالا (به دلیل فرآیند جوشاندن).
سرعت تولید پایین (نسبت به دیونایزر).
هزینه بالای تعمیر و نگهداری (به دلیل اجزای گرمایشی).
کدام روش بهتر است؟
اگر هدف حذف یون های معدنی با کمترین هزینه است → دیونایزر گزینه بهتری است.
اگر نیاز به آب عاری از مواد آلی و میکروبی است → آب مقطرگیری مناسب تر است.
در برخی موارد، ترکیب هر دو روش (تقطیر + دیونایزر) برای تولید آب فوق خالص استفاده می شود.
در نهایت، انتخاب بین دیونایزر و آب مقطرگیری به نیاز کاربر، بودجه و نوع ناخالصی های موجود در آب بستگی دارد. برای مصارف عمومی آزمایشگاهی، دیونایزر مقرون به صرفه تر است، اما در صنایع داروسازی و پزشکی، آب مقطرگیری ترجیح داده می شود.
نحوه نصب و راه اندازی دیونایزر
مراحل نصب:
انتخاب محل نصب: دستگاه باید در محیط خشک و بدون لرزش نصب شود.
اتصال لوله های ورودی و خروجی: لوله کشی باید بدون نشتی انجام شود.
شست وشوی اولیه رزین: قبل از استفاده، رزین باید با آب خالص شست وشو داده شود.
تنظیم شیرهای کنترل: دبی آب باید متناسب با ظرفیت دستگاه تنظیم شود.
تست کیفیت آب: پس از راه اندازی، آب خروجی باید از نظر TDS بررسی شود.
نگهداری و سرویس دوره ای:
بررسی دوره ای رزین و احیای آن با اسید و باز.
تعویض فیلترهای پیش تصفیه هر 6 ماه یکبار.
کالیبره کردن سنسورهای اندازه گیری کیفیت آب.
دیونایزرها نقش حیاتی در تولید آب خالص برای صنایع مختلف دارند. با توجه به مزایای آن ها مانند هزینه پایین، سرعت تصفیه بالا و قابلیت احیای رزین، این دستگاه ها گزینه ای ایده آل برای صنایع حساس به ناخالصی های آب هستند. انتخاب دیونایزر مناسب به عوامل مختلفی مانند ظرفیت، جنس رزین و سیستم کنترل بستگی دارد. همچنین نصب و نگهداری صحیح دستگاه، عمر مفید آن را افزایش می دهد. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد دستگاه دیونایزر با شماره 02188722027 و موبایل 09126147685 با کارشناسان شرکت ناب زیست تماس بگیرید.
- ۰ ۰
- ۰ نظر