دیونایزر

توضیحات

دیونایزر چیست؟ این دستگاه شباهت بسیار زیادی به آب شیرین کن صنعتی دارد که البته دیونایزر دقت بسیاربالاتری دارد و مهمترین وظیفه آن تولید­ آب مقطر با درجه خلوص بسیار بالا می باشد.

منظور از آب خالص دیونایزر ، آب خالص تر از آب مقطر، آب بدون یون و یا آب با هدایت الکتریکی 1 میکروزیمنس (Ultra-Pure Water) می باشد که این پروسه با استفاده از رزین های مبادله یونی ممکن می شود.

حداکثرمیزان خلوص آب از نظر هدایت الکتریکی EC تا ۰٫۰۵۶ میکرو زیمنس می‌تواند برسد.

شرکت هستاران طب از شرکت های پیشگام در زمینه تولید دستگاه های آزمایشگاهی میباشد

که دستگاه دیونایزر آزمایشگاهی را نیز در لیست محصولات خود دارا می باشد

که در ادامه به معرفی این دستگاه ساخت شرکت هستاران طب می پردازیم.

دیونایزر آزمایشگاهی

مشخصات فنی دستگاه دیونایزر آزمایشگاهی ساخت شرکت هستاران طب:

1- بدنه دستگاه از جنس فولاد با رنگ الکترواستاتیک کوره ای مقاوم در برابرپوسیدگی و خوردگی

2- مجهز به سیستم کنترل low pressure , High pressure که در صورت قطع آب ورودی و پر شدن مخزن انجام عملیات را متوقف می کند.

3- عملکرد دستگاه بر اساس اسموز معکوس و تبادل یونی میکرو فیلتراسیون

4- تولید آب دیونیزه با مقاومت الکتریکی µΩ18.2

5- دارای EC meter جهت نمایش خلوص آب خروجی با دقت 0.01 میکروزیمس

6- درجه خلوص آب خروجی دیونایزر کمتر از 0.1 میکروزیمنس

7- سیستم شست و شوی اتوماتیک که تمام فیلتر ها را به مدت 30ثانیه شست و شو می دهد .

8- سیستم حذف یون های موجود در آب

9- سیستم حذف کلر آب

10- قابلیت اتصال به آب شهری

11- مصرف برق کمتر از 10 وات در ساعت

12- دارای مخزن ذخیره آب دیونیزه با استانداردهای مربوطه (optional)

دیونایزرهای آزمایشگاهی هستاران طب دستگاهی است

که می‌تواند با تصفیه آب تا بالاترین خلوص ممکن، آب فوق خالص مورد نیاز آزمایشگاه‌های طبی

و تحقیقاتی را برای مصارف عمومی و نیز کاربردهای حساس تامین کند.

آب فوق خالص دیونایزرهای آزمایشگاهی هستاران طب در موارد زیر به کار می‌آید:

کاربردهای عمومی نظیر شستشوی ظروف آزمایشگاهی

استفاده به عنوان حلال در تولید محصول

انجام آزمایش‌های HPLC

تحقیق و توسعه در صنایع نیمه هادی

تزریق

استفاده به عنوان منبع تامین آب اتوکلاو

و …

تولید آب فوق خالص با دستگاه دیونایزر صنعتی شرکت هستاران طب

فرآیند تولید آب فوق خالص در دیونایزر شرکت هستاران طب از مراحل گوناگونی تشکیل شده

که در آن آب پس از طی یک چرخه از فرآیند، تمام محتویات خود را از دست داده

و تنها چیزی که باقی می‌ماند آب فوق خالص یا همان H2O است.

حذف ذرات جامد نامحلول در آب

ابتدا به کمک فیلترهای رسوب گیر الیافی، ذرات جامد نامحلول با ابعاد حداقل 1 µm از آب جدا می‌شوند.

حذف ترکیبات آلی فرار، فلزات سنگین، کلر و سایر گازها

از طریق فیلترهای کربن فعال و گرانول، ترکیبات الی فرار، فلزات سنگین، کلر و سایر گازهای محلول در آب از آن جدا می‌شوند.

خارج نمودن نمک‌ها و یون‌ها

با عبور آب از درون فیلترهای غشای اسمز معکوس (RO)، یون‌های تک ظرفیتی

و چند ظرفیتی نظیر انواع نمک‌ها و نیز ذرات جامد نامحلول تا ابعاد 0.0001 µm نیز از آب حذف می‌شوند.

تصفیه آب برای گندزدایی و از بین بردن میکروارگانیسم‌ها

در مراحل تصفیه نهایی، آب از درون محفظه تابش اشعه فرابنفش (UV) عبور داده می‌شود

تا میکروارگانیسم‌های موجود در آن نظیر باکتری‌ها و ویروس‌ها از بین بروند.

جابجایی یون‌های باقی‌مانده با مولکول‌های آب

آب در مراحل بعدی از درون بسترهای رزینی، آنیونی، کاتیونی و میکس بد عبور می‌کند

تا اندک مقدار یون‌های باقی‌مانده (در حدود %1) نیز توسط فرآیند تبادل یونی (IE) جای خود را به یون‌های +H و –OH بدهند.

تصفیه نهایی آب و تولید آب فوق خالص

در انتها آب تصفیه شده از یک غشای اولترافیلتراسیون (UF) عبور کرده تا اندوتوکسین‌ها، RNA، DNA و

لاشه باکتری‌ها و ویروس‌ها هم از آن جدا شده و آب فوق خالص با مقاومت الکتریکی 18.2 mΩ

که بالاترین خلوص ممکن برای آب است، به‌دست آید.

دیونایزر ها دارای خصوصیات زیر می باشند:

دیونایزر براساس برداشتن یونهای معدنی موجود در آب عمل می کند،

این کار با استفاده از رزین های جذب و تعویض یونی صورت می گردد.

سیستم های دیونیزه کننده نیاز به منبع انرژی نداشته و ارزان و ساده هستند.

در سیستم دیونیزاسیون آزمایشگاهی معمولا یک رزین تبادل کاتیونی و به دنبال آن یک رزین تبادل آنیونی،

یک فیلتر ذغالی برای حذف مواد آلی و یک صافی برای حذف مواد معلق بکار می رود.

در بعضی از سیستم ها برای افزایش طول عمر رزین قبل از ورود آب شهری به رزین،

یک فیلتر از جنس پشم شیشه قرار داده اند.

در مسیر خروجی دستگاه نیز یک کنداکتومتر جهت بررسی میزان هدایت الکتریکی قرار داده می شود.

دیونایزر (Deionizer) یا یون‌زدای آب، دستگاهی است که برای حذف یون‌های محلول از آب به کار می‌رود.

این دستگاه با استفاده از رزین‌های تبادل یونی، یون‌های مثبت (کاتیون‌ها) و یون‌های منفی (آنیون‌ها) را از آب جدا می‌کند و در نتیجه آبی بسیار خالص تولید می‌کند.

اجزای اصلی دیونایزر

رزین‌های کاتیونی: این رزین‌ها یون‌های مثبت مانند کلسیم (Ca²⁺)، منیزیم (Mg²⁺)، سدیم (Na⁺)، و پتاسیم (K⁺) را جذب می‌کنند و به جای آن‌ها یون‌های هیدروژن (H⁺) آزاد می‌کنند.

رزین‌های آنیونی: این رزین‌ها یون‌های منفی مانند کلرید (Cl⁻)، سولفات (SO₄²⁻)، نیترات (NO₃⁻) و کربنات (CO₃²⁻) را جذب کرده و یون‌های هیدروکسیل (OH⁻) آزاد می‌کنند.

سیستم احیا (Regeneration): پس از مدتی، ظرفیت رزین‌ها برای جذب یون‌ها اشباع می‌شود.

در این مرحله، رزین‌ها با استفاده از محلول‌های خاص (مانند اسید برای رزین کاتیونی و باز برای رزین آنیونی) احیا می‌شوند.

کاربردهای دیونایزر

آزمایشگاه‌ها: تولید آب فوق خالص برای استفاده در آزمایش‌های حساس.

صنایع دارویی: تهیه آب مقطر برای تولید داروها.

صنایع الکترونیک: تولید آب خالص برای شستشوی قطعات الکترونیکی.

بویلرها: جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ‌های بخار.

صنایع شیمیایی: تهیه آب خالص برای فرایندهای شیمیایی.

مزایای استفاده از دیونایزر

تولید آب با خلوص بسیار بالا.

حذف کامل یون‌های معدنی.

مناسب برای کاربردهای حساس که به آب عاری از یون نیاز دارند.

محدودیت‌ها

نیاز به احیای دوره‌ای رزین‌ها.

هزینه‌های مرتبط با نگهداری و مواد احیاکننده.

حذف نکردن مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها؛ برای این منظور ممکن است از فیلترهای مکمل استفاده شود.

دیونایزرها به صورت سیستم‌های دستی، نیمه‌اتوماتیک یا کاملاً اتوماتیک در دسترس هستند و بسته به نیاز کاربر می‌توانند تنظیم شوند.

انواع دیونایزرها

دیونایزرها بر اساس طراحی و کاربردشان به چند نوع تقسیم می‌شوند:

دیونایزرهای بستر مختلط (Mixed Bed):

در این نوع، رزین‌های کاتیونی و آنیونی به صورت مخلوط در یک ستون قرار دارند.

این سیستم قادر به تولید آب با خلوص بسیار بالا (حتی تا حد آب فوق خالص) است و اغلب در مراحل نهایی تصفیه آب استفاده می‌شود.

دیونایزرهای بستر جداگانه (Separate Bed):

در این نوع، رزین‌های کاتیونی و آنیونی در دو ستون جداگانه قرار می‌گیرند. ابتدا آب از ستون کاتیونی عبور کرده و کاتیون‌ها حذف می‌شوند، سپس به ستون آنیونی هدایت شده تا آنیون‌ها نیز حذف شوند.

این نوع معمولاً برای کاربردهایی که خلوص کمتری مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

دیونایزرهای اتوماتیک:

این سیستم‌ها مجهز به کنترل‌های پیشرفته‌ای هستند که عملیات احیا و شستشو را به صورت خودکار انجام می‌دهند و نیاز به دخالت کاربر را به حداقل می‌رسانند.

دیونایزرهای قابل حمل:

این دستگاه‌ها کوچک و قابل حمل هستند و معمولاً برای آزمایشگاه‌های کوچک یا کاربردهای موقت استفاده می‌شوند.

نکات مهم در استفاده از دیونایزر

کنترل کیفیت آب ورودی:

آب ورودی به دیونایزر باید تا حد ممکن عاری از ذرات معلق و مواد آلی باشد. استفاده از پیش‌تصفیه‌هایی مانند فیلترهای کربنی یا اسمز معکوس (RO) می‌تواند طول عمر رزین‌ها را افزایش دهد.

نگهداری و احیا:

رزین‌های تبادل یونی پس از مدتی اشباع می‌شوند و نیاز به احیا دارند. استفاده از محلول‌های مناسب (مانند اسید سولفوریک برای رزین کاتیونی و سود سوزآور برای رزین آنیونی) ضروری است.

اندازه‌گیری خلوص آب:

خلوص آب خروجی از دیونایزر معمولاً با استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری هدایت الکتریکی (EC) یا مقاومت الکتریکی (TDS) بررسی می‌شود. کاهش کیفیت آب نشان‌دهنده اشباع شدن رزین‌ها است.

جلوگیری از رشد باکتری‌ها:

برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها در رزین‌ها، سیستم باید به طور مرتب شستشو داده شود. در برخی موارد، از محلول‌های ضدعفونی‌کننده نیز استفاده می‌شود.

مزایا و معایب دیونایزرها

مزایا:

تولید آب با خلوص بسیار بالا.

قابلیت تطبیق با نیازهای مختلف صنعتی و آزمایشگاهی.

عمر طولانی رزین‌ها در صورت نگهداری صحیح.

معایب:

هزینه‌های بالای مواد احیاکننده.

عدم توانایی در حذف مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها.

نیاز به نظارت و نگهداری مداوم.

مقایسه دیونایزر با سیستم اسمز معکوس (RO)

اسمز معکوس (RO):

این سیستم با استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا، مواد معدنی، آلی و ذرات معلق را از آب حذف می‌کند.

اسمز معکوس در حذف مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها بهتر عمل می‌کند اما نمی‌تواند به خلوص بالای دیونایزر برسد.

دیونایزر:

در حذف یون‌های محلول مؤثرتر است و می‌تواند آب با خلوص بسیار بالا تولید کند. اما در حذف مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها محدودیت دارد و اغلب به عنوان مکمل اسمز معکوس استفاده می‌شود.

کاربرد دیونایزر در صنایع مختلف

دیونایزرها به دلیل توانایی تولید آب خالص، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردها اشاره می‌شود:

صنایع داروسازی:

آب دیونیزه در تولید داروها، محلول‌های تزریقی و سایر محصولات دارویی استفاده می‌شود. کیفیت و خلوص آب در این صنعت بسیار حیاتی است.

آزمایشگاه‌ها:

در آزمایشگاه‌های شیمیایی، بیولوژیکی و پزشکی، آب دیونیزه برای تهیه محلول‌های دقیق، شستشوی ابزار و تجهیزات حساس مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع الکترونیک:

در تولید قطعات الکترونیکی مانند نیمه‌هادی‌ها، چیپ‌ها و صفحات مدار، آب دیونیزه برای شستشوی دقیق و جلوگیری از آلودگی استفاده می‌شود.

صنایع غذایی و نوشیدنی:

در تولید محصولات غذایی و نوشیدنی، از آب دیونیزه برای حذف یون‌ها و جلوگیری از تغییر طعم، رنگ و کیفیت محصول استفاده می‌شود.

بویلرها و سیستم‌های بخار:

استفاده از آب دیونیزه در بویلرها از ایجاد رسوب و خوردگی در تجهیزات جلوگیری می‌کند و کارایی سیستم‌های بخار را افزایش می‌دهد.

صنایع شیمیایی:

در فرایندهای شیمیایی که به آب خالص نیاز دارند، مانند تولید مواد شیمیایی حساس یا واکنش‌های خاص، آب دیونیزه استفاده می‌شود.

سیستم‌های خنک‌کننده:

در برخی از صنایع، آب دیونیزه به عنوان خنک‌کننده در دستگاه‌های حساس به کار می‌رود، زیرا عدم وجود یون‌ها مانع از تشکیل رسوب و خرابی تجهیزات می‌شود.

چگونه بهترین دیونایزر آزمایشگاهی را انتخاب کنیم؟

انتخاب دیونایزر مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص شما دارد. در ادامه عوامل کلیدی که باید در نظر بگیرید آورده شده است:

سطح خلوص مورد نیاز:

میزان خلوص آب مورد نیاز در کاربرد شما تعیین می‌کند که از دیونایزر بستر مختلط یا جداگانه استفاده کنید.

حجم آب مورد نیاز:

بسته به مقدار آبی که روزانه نیاز دارید، می‌توانید دیونایزرهای کوچک، متوسط یا بزرگ انتخاب کنید.

کیفیت آب ورودی:

اگر آب ورودی حاوی مقادیر زیادی ذرات معلق، مواد آلی یا مواد معدنی باشد، استفاده از پیش‌تصفیه مانند فیلتر کربنی یا سیستم اسمز معکوس ضروری است.

هزینه‌های نگهداری:

هزینه‌های مربوط به مواد احیاکننده، نیروی کار و تعمیرات را در نظر بگیرید. سیستم‌های اتوماتیک ممکن است هزینه بیشتری داشته باشند اما نگهداری آسان‌تری دارند.

فضا و تجهیزات موجود:

فضای فیزیکی موجود برای نصب دستگاه و تجهیزات جانبی نیز در انتخاب سیستم تأثیرگذار است.

پیشنهادهایی برای بهینه‌سازی عملکرد دیونایزر

پیش‌تصفیه مناسب:

استفاده از فیلترهای اولیه مانند فیلترهای کربنی، فیلترهای شنی یا سیستم‌های اسمز معکوس می‌تواند کیفیت آب ورودی را بهبود داده و عمر رزین‌ها را افزایش دهد.

مانیتورینگ مداوم:

نصب دستگاه‌های اندازه‌گیری هدایت الکتریکی (EC) و مقاومت آب می‌تواند کیفیت آب خروجی را در هر لحظه بررسی کند.

برنامه‌ریزی احیا:

زمان‌بندی منظم برای احیای رزین‌ها باعث حفظ کارایی دستگاه و جلوگیری از کاهش کیفیت آب می‌شود.

جلوگیری از رشد میکروبی:

شستشوی دوره‌ای سیستم و استفاده از مواد ضدعفونی‌کننده برای جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها ضروری است.

سخن پایانی

دیونایزرها ابزارهای بسیار کارآمدی برای تولید آب خالص هستند که در بسیاری از صنایع حیاتی محسوب می‌شوند.

برای بهره‌وری بیشتر از این سیستم‌ها، نگهداری منظم و استفاده از تجهیزات جانبی مانند پیش‌تصفیه‌ها و سیستم‌های مانیتورینگ پیشنهاد می‌شود.