اکسیژن ساز خانگی

اگر در خانه نشسته‌اید و به جنگلی پر از هوای خوب فکر میکنید، اگر امکان رفتن و تجربه چنین سفر و تجربه‌ای را در حال حاضر ندارید شاید یک دستگاه اکسیژن ساز بتواند به کمک شما بیاید. تنوع و کاربرد این دستگاه بسیار متنوع است. از دستگاههای تولید اکسیژن بزرگ که در محیطهای صنعتی به کار میرود تا ورژنهای بیمارستانی و البته خانگی. در این مقاله سعی میکنیم شما را با معایب و مزایای دستگاه اکسیژن ساز خانگی آشنا کنیم و دیدی کلی راجع به این دستگاه جذاب که تجربه متفاوتی از زندگی در خانه را به شما میدهد، بدهیم.

معرفی دستگاه اکسیژن ساز

دستگاه اکسیژن ساز همان‌طور که از اسمش پیداست، اکسیژن موجود در یک محیط را تغلیظ کرده و افزایش می‌دهد. نوع صنعتی این دستگاه برای تامین اکسیژن مورد نیاز ازن ژنراتور، محیط‌های بیمارستانی، استخرهای پرورش ماهی و … کاربرد دارد؛ و از نوع خانگی آن برای تامین اکسیژن بیماران تنفسی استفاده می‌شود. امروزه این دستگاه‌ها در مدل‌های مختلف با ظرفیت اکسیژن‌دهی متفاوت موجود می‌باشند. در کنار دستگاه‌های «ازن ژنراتور» و دستگاه‌های «تهویه مطبوع»، استفاده از «اکسیژن ساز»ها برای تولید و تغلیظ اکسیژن بسیار رایج شده است.

در حالی‌ که میزان معمول اکسیژن در هوای پیرامون ما حدود 21% است، برخی از بیماران به دریافت 100% اکسیژن نیاز دارند. همین امر باعث شد تا دستگاه‌هایی با قابلیت تولید اکسیژن با خلوص کامل، وارد بازار شوند. علاوه بر کاربرد در پزشکی، در حوزه صنعت نیز از دستگاه تولید اکسیژن رای تهیه ورودی اولیه دستگاه «ازن ساز» استفاده شد. این دستگاه با بالا‌بردن درصد خلوص اکسیژن ورودی، کارایی و راندمان دستگاه مولد ازن را افزایش می‌دهد.

طرز کار دستگاه مولد اکسیژن

شیوه‌ی عملکرد «اکسیژن ساز»ها، بسیار شبیه به دستگاه‌های «تهویه مطبوع» است. این دستگاه‌ها از هوای موجود در محیط استفاده می‌کنند و با اعمال تغییراتی در آن، هوای تازه را به محیط بازمی‌گردانند. دستگاه «اکسیژن ساز» برای تغلیظ‌کردن هوای محیط، از سیلندرهای زئولیت‌ استفاده می‌کند. این ماده معدنی (زئولیت) که عمدتاً از آلومینوسیلیکات تشکیل شده به عنوان جاذب سطحی کاربرد دارد.

این دستگاه با کمپرس‌کردن هوای داخل اتاق (متشکل از 78 درصد نیتروژن، 1 درصد آرگون و 21 درصد اکسیژن)، نیتروژن آن را از بین می‌برد و میزان اکسیژن آن را تا درجه خلوص 97%، افزایش می‌دهد. گاز اکسیژن تولیدشده از سیلندرهای زئولیت خارج شده و در مخزن اکسیژن دستگاه ذخیره می‌گردد. بخشی از اکسیژن تولیدشده وارد لیوان مرطوب‌کننده شده و درنهایت توسط بیمار تنفس می‌شود و یا در محیط پخش می‌گردد. «اکسیژن ساز» با اتصال به یک منبع برق و یا باتری‌های قابل‌ شارژ کار می‌کند.

بخشهای مختلف دستگاه تولید اکسیژن

مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده دستگاه «اکسیژن ساز» شامل موارد زیر است:

فیلترها: دستگاه‌های «اکسیژن ساز» دارای سه فیلتر هستند. این فیلترها برای جذب آلودگی‌ها، گرد و غبار و باکتری‌های موجود در محیط کاربرد دارند. نکته حائز اهمیت در مورد این فیلترها، توجه به نظافت و شست‌وشوی آن‌هاست تا دستگاه، اکسیژنی پاک تولید نماید.

کمپرسور هوا: هوای محیط پس از عبور از فیلترها به کمپرسور هوا وارد شده و فشرده می‌گردد.

دریچه متحرک: این دریچه درواقع رابط میان کمپرسور هوا و سیلندرهای زئولیت دستگاه می‌باشد.

سیلندرهای زئولیت: سیلندرهای زئولیت با جذب گاز نیتروژن و انتقال آن از یک ستون به ستون دیگر، گاز اکسیژن را افزایش می‌دهد و در حقیقت عمل اصلی تغلیظ اکسیژن را رقم می‌زند.

مخزن اکسیژن: پس از فرآیند جذب نیتروژن، اکسیژن‌های تولیدشده در مخزن اکسیژن ذخیره می‌گردند.

فلومتر: فلومتر با مقیاسی براساس لیتر بر دقیقه، میزان اکسیژن خروجی از دستگاه را تنظیم می‌نماید. برای تنظیم میزان اکسیژن، فلومتر در بخش خارجی دستگاه قرار گرفته است.

لیوان مرطوب کننده: برای تامین رطوبت اکسیژن تولید شده در بخش خروجی دستگاه از مخزن مرطوب کننده استفاده شده است.

انواع دستگاه‌های اکسیژن ساز

دستگاه‎های کاربردی «اکسیژن ساز»، عمدتا در دو نوع ثابت و متحرک (پرتابل) موجود هستند. علاوه بر این، «اکسیژن ساز»ها را می‌توان براساس حجم مخزن آن‌ها به انواع مختلفی تقسیم کرد. رایج‌ترین حجم موجود از این دستگاه‌ها در بازار 5، 8 و 10 لیتری می‌باشد. جدا از این موارد، «اکسیژن ساز»ها از نظر کارکرد به دو دسته ممتد (continuous) – که اکسیژن را به طور مداوم و بدون توقف تولید می‌کند- و «اکسیژن ساز» پالسی (impulse) – که اکسیژن را در بازه‌های زمانی کوتاه تولید می‌کند- تقسیم می‌شوند. اما مهم‌ترین دسته‌بندی «اکسیژن ساز»ها، براساس موارد استفاده آن‌ها صورت می‌گیرد. براین‌اساس، این دستگاه‌ها به سه نوع صنعتی، بیمارستانی و خانگی تقسیم می‌گردند.

دستگاه اکسیژن ساز صنعتی

نوع صنعتی دستگاه «اکسیژن ساز» در صنایع شیشه، فولاد، و کاغذ‌سازی کاربرد دارد. علاوه بر این، در مراکز آموزشی و پژوهشی، و آزمایشگاه‌ها نیز از این دستگاه استفاده می‌گردد. دستگاه «اکسیژن ساز» صنعتی در تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه آب استخرها، و حوضچه‌های پرورش ماهی نیز پرکاربرد است. یکی دیگر از کاربردهای بسیار مهم این دستگاه، در زمینه‌ی تولید ازن است؛ به این شکل که از «اکسیژن ساز»ها برای افزایش درصد خلوص اکسیژنِ هوای ورودی به ازن ساز استفاده می‌شود.

«اکسیژن ساز»های صنعتی، با پمپی مخصوص هوای محیط را به درون دستگاه کشیده، اکسیژن موجود در آن را جدا می‌کنند و از این طریق اکسیژن خالص تولید می‌نمایند. این دستگاه‌ها نسبت به «تهویه مطبوع»های قدیمی، بهتر عمل می‌کنند و مقرون‌به‌صرفه هستند. «اکسیژن ساز»های صنعتی که تا 94% اکسیژن خالص تولید می‌نمایند، برای محیط‌ زیست ضرری ندارند و هیچ‌گونه آلودگی‌ای تولید نمی‌کنند. علاوه بر این، این دستگاه‌ها از نظر خطر نشتی و آتش‌سوزی، بسیار ایمن هستند.

اکسیژن ساز بیمارستانی

دستگاه «اکسیژن ساز» بیمارستانی، یکی از مهم‌ترین تجهیزات بیمارستان‌ها، درمانگاه‌ها و کلینیک‌ها به‌شمار می‌آید. این دستگاه نسبت به کپسول اکسیژن کارایی بهتری داشته، کم‌صداست و به شارژ مجدد نیازی ندارد. دستگاه «اکسیژن ساز» بیمارستانی دارای قابلیت تنظیم فشار اکسیژن بوده و دارای چراغ هشدار برای افت اکسیژن خالص است. این دستگاه همچنین درزمان قطع برق هشدار می‌دهد. استفاده از این دستگاه در موارد زیر بسیار رایج است:

• تنظیم گردش خون و جلوگیری از بالا‌رفتن فشار خون در سالمندان
• کمک به درمان بیمارانی با مشکلات قلبی، عروقی و ریوی
• افزایش خون‌رسانی به بافت‌ها و اندام‌های مختلف بدن
• کمک به رشد جنین در دوران بارداری مادران
• کمک به حفظ زیبایی و سلامت پوست

دستگاه اکسیژن ساز خانگی

دستگاه اکسیژن ساز خانگی عمدتا برای بیماران دارای مشکل تنفسی و ریوی کاربرد دارد. این دستگاه هوای موجود در محیط خانه را به اکسیژن خالص تبدیل می‌نماید. اکسیژنی که این دستگاه تولید می‌کند برای ریه ضرری ندارد و با بافت آن سازگار است.  نوع خانگی این دستگاه، 80 درصد از نیتروژن موجود در محیط را به 94 درصد اکسیژن خالص تبدیل می‌کند.

اکسیژن سازهای خانگی معمولا از نوع ثابت هستند، اما با استفاده از یک باتری قابل‌ شارژ می‌توان آن‌ها را به نوع قابل‌ حمل نیز تبدیل کرد. این دستگاه برای بیماران دارای تنگی نفس و آسم، کسانی که دارای مشکلات حاد تنفسی هستند و افرادی که به انسداد ریه دچار شده‌اند، مفید است. علاوه بر این، استفاده از اکسیژن ساز ها برای بیماران با مشکلات قلبی و سالمندانی که نیاز به استنشاق هوای پاک و تازه دارند، بسیار توصیه می‌شود.

تاثیر استفاده از اکسیژن ساز بر بدن انسان

اکسیژنی که از طریق دستگاه «اکسیژن ساز» تولید می‌شود، فشاری تا 3 برابر بیشتر نسبت به فشار اتمسفر دارد. در نتیجه در این روش میزان اکسیژن استنشاقی توسط فرد تا 15برابر افزایش می‌یابد. این میزان اکسیژنِ مازاد از طریق ریه در پلاسمای خون حل می‌شود و به بخش‌های مختلف بدن می‌رسد. تاثیر اکسیژن بر بخش‌ها و بافت‌های مختلف بدن متفاوت است. اما به طور کلی می‌توان گفت مهم‌ترین تاثیر آن در تسریع بهبود و بازسازی بافت‌های بدن است و از این طریق می‌تواند جان بسیاری را نجات دهد.

چه کسانی می توانند از اکسیژن درمانی خانگی بهره مند شوند؟

اکسیژن درمانی خانگی می تواند برای افرادی که اکسیژن کافی در خون خود ندارند مفید باشد. می تواند در شرایطی مانند:

• بیماری انسداد مزمن ریه (COPD)
• فیبروز ریوی
• نارسایی قلبی
• آسم شدید طولانی مدت
• فشار خون ریوی
• فیبروز سیستیک
• مشکلات تنفسی ناشی از ترکیبی از چاقی و داشتن یک بیماری زمینه ای

برای بررسی میزان اکسیژن خون، ممکن است یک آزمایش خون انجام دهید و یک حسگر اکسیژن به انگشت یا لاله گوش شما متصل شود (تست پالس اکسیمتری).

همچنین ممکن است از شما خواسته شود که در دستگاهی تنفس کنید که عملکرد ریه های شما را بررسی می کند. این آزمایش اسپیرومتری نام دارد.

3 نوع دستگاه وجود دارد که می توان از آنها برای تامین اکسیژن به شما استفاده کرد:

• یک متمرکز کننده اکسیژن (اکسیژن ساز)

اگر در بیشتر روز (از جمله زمانی که در خواب هستید) نیاز به اکسیژن دارید، یک دستگاه متمرکز کننده اکسیژن توصیه می شود. این دستگاه تقریباً به اندازه یک چاپگر خانگی است و به یک پریز برق متصل می شود.

• سیلندرهای بزرگ اکسیژن

در صورتی که فقط برای مدت کوتاهی به اکسیژن نیاز داشته باشید – به عنوان مثال، اگر نیاز به تسکین دوره های ناگهانی تنگی نفس دارید، احتمالاً سیلندرهای اکسیژن تجویز می شوند.

• سیلندرهای قابل حمل

ممکن است بتوان از یک سیلندر اکسیژن کوچک و قابل حمل در خارج از خانه استفاده کرد. این اکسیژن قابل حمل یا اکسیژن سرپایی نامیده می شود.

اکثر سیلندرهای اکسیژن قابل حمل حدود 2 کیلوگرم وزن دارند و به اندازه کافی کوچک هستند تا در یک کوله پشتی کوچک یا چرخ دستی خرید قرار بگیرند. این سیلندر اندازه ای کمتر از 2 ساعت اکسیژن دارد.

نحوه عملکرد اکسیژن ساز

نحوه عملکرد یک اکسیژن ساز نسبتاً ساده است. دستگاه هوا را به داخل می کشد و آن هوا از طریق یک کمپرسور حرکت می کند. یک کمپرسور در داخل دستگاه، هوا را از طریق سیستم فیلترهای شیمیایی که به عنوان غربال مولکولی شناخته می شود، تحت فشار قرار می دهد. این فیلتر شیمیایی از دانه های سیلیکات به نام زئولیت تشکیل شده است. زئولیت نیتروژن را از “هوا” که اکسیژن را متمرکز می کند، غربال می کند.

هوای فشرده وارد سیستم فیلتر بستر غربالی می شود که دارای دو شاخک است. هنگامی که هوای فشرده به اولین بستر غربال می رود، نیتروژن حذف می شود در حالی که اکسیژن وارد مخزن می شود. هنگامی که بستر اول با نیتروژن پر می شود، هوای فشرده به بستر غربال دوم منتقل می شود.

مقداری اکسیژن و نیتروژن اضافی از اولین بستر غربال به جو فرستاده می شود. هنگامی که بستر غربال دوم با نیتروژن پر می شود، این فرآیند به عقب برمی گردد. این جریان مداوم اکسیژن متمرکز را به مخزن تضمین می کند. اکسیژن از مخزن محصول خارج می شود و از لوله‌های پلاستیکی عبور می کند تا به کانول یا ماسک بینی برسد که به بیمار کمک می کند تا اکسیژن را به طور موثر جذب کند.

بخشی از اکسیژن تولید شده به کاربر تحویل داده می شود. بخشی دوباره به غربال ها برگشت داده می شود تا سیستم از نیتروژن انباشته شده پاک شود و آن را برای چرخه بعدی آماده کند. از طریق این فرآیند، سیستم قادر به تولید اکسیژن درجه پزشکی تا 96 درصد به طور مداوم است.

نمودار زیر یک نسخه ساده از فرآیند را نشان می دهد:

• هوای محیط (هوای اتاق) که از یک سری فیلترها عبور می کند توسط یک کمپرسور به داخل دستگاه کشیده می شود.
• این هوا در اولین بستر غربال مولکولی فشرده شده و تمام نیتروژن جذب می شود. بسترهای غربال مولکولی متخلخل هستند و بنابراین دارای سطح وسیعی هستند که به همین دلیل مقدار زیادی نیتروژن را جذب می کنند.
• حالا چون هوا فقط نیتروژن و اکسیژن را به عنوان اجزای اصلی دارد. گاز اولیه ای که باقی می ماند اکسیژن است. این اکسیژن تا 95 درصد غلظت دارد و از طریق سیستم اکسیژن رسانی مانند کانول بینی، ماسک اکسیژن و … آماده عرضه به بیمار می باشد.
• کمپرسور به فشرده سازی هوا در اولین بستر غربال مولکولی ادامه می دهد تا زمانی که توسط نیتروژن اشباع (پر) شود. بستر غربال معمولاً در فشار 20 psi اشباع می شود.
• درست قبل از اینکه بستر غربال مولکولی 1 اشباع شود، سوپاپ سوئیچ وارد عمل شده و خروجی کمپرسور هوا بلافاصله به بستر غربال دوم تغییر می کند، یعنی کمپرسور شروع به فشرده سازی هوا به غربال مولکولی دوم می کند.
• در حالی که این بستر الک توسط نیتروژن اشباع می شود، نیتروژنی که در بستر الک 1 به دام افتاده بود به بیرون تخلیه می شود. نیتروژن کمی که پس از تخلیه در بستر الک باقی می ماند، با تخلیه مجدد اکسیژن از بستر غربال دیگر خارج می شود.
• سوپاپ سوئیچ دوباره خروجی کمپرسور هوا را به محض اینکه بستر غربال دوم به حالت اشباع نزدیک شد، به بستر الک اول برمی گرداند.
• این فرآیند برای اطمینان از جریان مداوم اکسیژن تکرار می شود.
• این فرآیند تعویض بسترهای غربال به عنوان جذب نوسان فشار (PSA) شناخته می شود.
• سپس خروجی اکسیژن با استفاده از یک فلومتر کنترل می شود که در آن جریان می تواند به صورت دستی بر حسب لیتر در دقیقه (LPM) تنظیم شود.
• اکسیژن از طریق یک خروجی جریان می یابد که در آن یک سیستم اکسیژن رسانی مانند کانول بینی یا ماسک معمولاً از طریق مرطوب کننده متصل می شود.

نحوه استفاده از یک اکسیژن ساز

اگر هنوز نمی دانید چگونه از یک اکسیژن ساز استفاده کنید، ممکن است فکر کنید که این کار دشوار است. با این حال، این روند بسیار ساده است که هر کسی می تواند آن را انجام دهد. فقط باید دستگاه را به درستی راه اندازی کنید، آن را روشن کنید و قبل از گذاشتن ماسک یا کانول بینی خود، آن را به میزان جریان تجویز شده تنظیم کنید.

فقط چند نکته وجود دارد که باید در نظر داشت. به یاد داشته باشید به:

• ژنراتور اکسیژن را یک یا دو فوت دورتر از مبلمان قرار دهید
• دستگاه را 15 تا 20 دقیقه قبل از استفاده از آن روشن کنید تا بتواند غلظت دقیق هوا را پخش کند.
• قبل از شروع درمان، هرگونه پیچ خوردگی یا خمیدگی لوله را صاف کنید.
• اگر می خواهید سطح اکسیژن پایینی داشته باشید، می توانید از ماسک استفاده کنید. برای سطوح بالا، کانولای بینی را وارد کنید.

اکسیژن ساز برای دستگاه های ازن ژنراتور

ازن که به عنوان ماده شیمیایی سبز شناخته می شود از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. از هوا و اکسیژن سنگین تر است و کمی محلول در آب است. این یک اکسیدان قوی است و آن را برای استریلیزاسیون، کلون زدایی، اکسیداسیون، و بو زدایی عالی می کند. علاوه بر این، هیچ گونه باقیمانده یا آلودگی ثانویه ایجاد نمی کند، زیرا آلاینده آن اکسیژن است.

هوا حاوی 21 درصد اکسیژن و 78 درصد نیتروژن است. سیستم های غلظت اکسیژن، اکسیژن را از هوای فشرده از طریق فرآیندی به نام جذب نوسان فشار (PSA) جدا می کند. این فرآیند از غربال های مولکولی استفاده می کند که نیتروژن را از هوا در فشار بالا جذب می کند و نیتروژن را در فشار پایین آزاد می کند. به طور معمول، این سیستم ها از دو مخزن پر از جاذب استفاده می کنند. همانطور که هوای فشرده از طریق یک مخزن جریان می یابد، نیتروژن جذب می شود. اکسیژن از طریق سیستم به مولد ازن می رسد. هنگامی که مخزن شروع به اشباع شدن با نیتروژن می کند، جریان به مخزن دیگر تغییر می کند. در آن نقطه فشار داخل مخزن اول کاهش می یابد و نیتروژن جذب شده آزاد می شود. با اکسیژن از مخزن دیگر پاک می شود. این فرآیند زمانی تکرار می شود که مخزن دوم با نیتروژن اشباع شود. نتیجه یک جریان ثابت گاز با محتوای اکسیژن 90-95٪ است. الک مولکولی عمر طولانی دارد و نسبتاً ارزان است.

همانند سیستم های خشک کردن هوا، اکسیژن سازها دارای یک بخش متحرک کلیدی است، یعنی شیری که بین دو مخزن سوئیچ می کند. نگهداری سالانه شیر توصیه می شود.

هوای فشرده با کیفیت خوب در psi 90-100 برای جذب نیتروژن مورد نیاز است. جریان هوای فشرده به خروجی اکسیژن بر اساس حجم (هوای SCFH در psi 90-100/اکسیژن SCFH 20-60 psi) تقریباً 10-20:1 است. این بدان معناست که در حالی که انرژی در ژنراتور ازن با کارکردن بر روی اکسیژن به جای هوا کاهش می‌یابد، این امر با نیاز بیشتر به هوای فشرده کاهش می‌یابد. برای سیستم‌های کوچک‌تر که در آنها غلظت بالاتر ازن مورد نیاز است، اکسیژن سازها احتمالاً قابلیت اطمینان و اقتصادی بهتری نسبت به سیستم‌های اکسیژن مایع (LOX) دارند. با افزایش اندازه سیستم، سیستم های LOX مقرون به صرفه تر می شوند.

نکاتی برای نگهداری از اکسیژن ساز خانگی

برای افزایش طول عمر دستگاه‌های اکسیژن ساز خانگی بهتر است آن‌ها را از وسایلی که پرز و یا گرد و غبار زیاد تولید می‌کنند، دور نگه دارید. فاصله این دستگاه باید با شوفاژ، شومینه و بخاری حفظ شود. از نگهداری دستگاه در محیط‌های باز اجتناب کنید. دستگاه را در معرض تابش مستقیم نور خورشید قرار ندهید. برای افزایش کارایی دستگاه، پس از هر 7 الی 8 ساعت استفاده از آن، نیم ساعت دستگاه را خاموش کنید. لیوان مرطوب‌کننده «اکسیژن ساز» را هر هفته تعویض کنید و فیلترها را هفته‌ای یک‌بار شست‌وشو دهید.