دیونایزر

دیونایزر دستگاهی است که آب دارای یون را یونیزه نموده و آبی فاقد یون در اختیار ما قرار می دهد. آب لوله کشی معمولی مملو از یون های مشتق شده از محیط طبیعی، لوله ها و سایر منابع است. معمولاً اینها ممکن است شامل سدیم ((Na)، کلسیم (Ca)، آهن (Fe) و مس (Cu)) میباشند. فرآیند یونیزاسیون این یون های معدنی را حذف می کند و یک جنبه مهم از تصفیه آب برای کاربردهای مختلف است.

آب دیونیزه شده توسط دیونایزر مشابه آب مقطر نیست، اگر چه هر دو شکل آب تصفیه شده هستند. در حالی که فرآیند یونیزاسیون با حذف یون های معدنی، آب با خلوص بالا تولید می کند، هیچ مولکول آلی بدون بار را به طور قابل توجهی حذف نمی کند. در حالی که فرآیند تقطیر آب را به جوش می‌آورد و سپس بخار را متراکم می‌کند که هم آلاینده‌های جامد، معدنی و هم آلاینده‌های آلی را حذف میکند

انواع دیونایزر

دیونایزرها در یک دسته بندی کلی به سه دسته آزمایشگاهی و صنعتی و خانگی تقسیم بندی می شوند. در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت.

دیونایزر آزمایشگاهی

آب با خلوص شناخته شده اغلب در کاربردهای شیمی و آزمایشگاهی مورد نیاز است. تنها زمانی می توان نتایج دقیق آزمایش را به دست آورد که خلوص آب مورد استفاده در آزمایش ها به طور قابل اعتماد شناخته شده باشد. برای تمیز کردن تجهیزات آزمایشگاهی و استریل کردن نیز به آب خالص نیاز است.

سطوح خلوص آب از نوع I تا نوع IV طبقه بندی می شوند که در آن نوع I به عنوان “فوق خالص” تعریف می شود.

 Electrical resistivity and electrical conductivity  (مقاومت الکتریکی و هدایت الکتریکی):

این کیفیت وابسته به دما سطحی را که آب از الکتریسیته سرپیچی می کند را کمیت می کند. هر چه آب مقاومت بیشتری داشته باشد، خلوص آن بیشتر است. مقاومت بیشتر نشان دهنده سطح پایین تر مواد یونی است.

pH:

pH اندازه‌گیری اسیدیته یا قلیائیت آب در مقیاس 1 تا 14 است. آب فوق‌العاده خالص دارای pH خنثی 7.0 است، اما برای آب نوع I، II و III مورد نیاز نیست، زیرا این درجه‌ها آب را ندارند. یون های لازم برای اندازه گیری موثر مقاومت و pH همبستگی دارند، بنابراین می توان از مقاومت برای شناسایی pH آب استفاده کرد.

کل ترکیب آلی (TOC) بر حسب قسمت در میلیون (ppm):

جامدات محلول شامل هرگونه مواد معدنی، نمک، فلز، کاتیون یا آنیون محلول در آب است. جای تعجب نیست که هر چه TOC در آب کمتر باشد، خالص تر در نظر گرفته می شود. در دمای اتاق، ASTM  میزان TOC زیر را برای آب خالص تعریف می کند:

• Type I: <50 ppm
• Type II: <50 ppm
• Type III: <200 ppm

برای مقایسه، آب شیرین ممکن است تا 1000 ppm TOC داشته باشد و آب دریا ممکن است 30000-40000 ppm TOC داشته باشد.

خلوص آب با استفاده از ویژگی های مختلفی از جمله موارد زیر درجه بندی می شود:

• مقاومت
• رسانایی
• TOC (کل ترکیبات آلی) برای آب نوع

دیونایزرهای صنعتی

صنایع مختلف از آب خالص و دیونایزر استفاده گسترده ای می کنند. آنها شامل فرآوری شیمیایی، پتروشیمی، داروسازی، نیرو، صنایع غذایی و آشامیدنی همراه با میکرو الکترونیک است.

دیونایزر در کاربردهای کولینگ (خنک کننده)

آب لوله کشی معمولی حاوی سطوح مختلفی از آلاینده های محلول از جمله مواد معدنی است. اینها به هدایت الکتریکی آب کمک می کنند که آن را برای بسیاری از کاربردهای خنک کننده نامناسب می کند. این مواد معدنی محلول نیز در ایجاد رسوب، خوردگی و فرسایش نقش دارند. بنابراین آب دیونیزه در این کاربردها ترجیح داده می شود زیرا سطح هدایت الکتریکی بسیار پایین تری دارد و منجر به ایجاد رسوب ناخواسته نمی شود.

طراحی سیستم های خنک کننده به منظور به حداقل رساندن یا جلوگیری از هرگونه خرابی نیازمند توجه ویژه است. چنین سیستم هایی نیاز به کنترل دقیق و نظارت مستمر بر هدایت آب خنک کننده دیونیزه شده برای اطمینان از حفظ دمای مورد نیاز دارند.

دیونایزر در تغذیه دیگ بخار

آب تغذیه بویلر آبی است که به داخل درام بخار دیگ پمپ می شود و در آنجا به بخار تبدیل می شود. اگر این آب حاوی مواد معدنی محلول قابل توجهی باشد، در مخزن بخار رسوب ایجاد می شود.

کیفیت آب تغذیه دیگ بخار به وضوح مهم است زیرا بر عملکرد دیگ بخار، تشکیل رسوب و خوردگی اثر می گذارد. معمولاً از آب تولید از دیونایزر استفاده می شود زیرا به کاهش این مشکلات و افزایش عمر دیگ کمک می کند.

دیونایزر در اطفاء حریق

هدایت الکتریکی کم آب دیونیزه شده، استفاده از آن را در کاربردهای اطفاء حریق برای تجهیزات الکتریکی ایمن تر می کند.

دیونایزر در آکواریوم ها

آب لوله کشی معمولی برای اکثر آکواریوم ها ایده آل نیست زیرا ناخالصی ها باعث رشد جلبک ها می شود. آب تولید شده از دیونایزرها، اغلب به دلیل خلوص آن ترجیح داده می شود که به بهبود سلامت کلی آبزیان کمک می کند.

دیونایزر در صنعت خودرو و کارواش

دیونایزر معولا برای تهیه آب در سیستم‌های خنک‌کننده موتور استفاده می‌شود، زیرا سطح کم مواد معدنی به این معنی است که حداقل رسوب ایجاد می‌شود و در نتیجه عمر سیستم را طولانی‌تر می‌کند. همچنین اغلب برای شارژ باتری های سرب اسید استفاده می شود. همچنین برای شستشو سطح قبل از پایان رنگ، برای بهبود چسبندگی و بهبود سطح کار استفاده می شود.

دیونایزرهای خانگی

• رطوبت ساز: آیا متوجه پوسته سفیدی روی دستگاه مرطوب کننده خود شده اید؟ عملکرد آن را با آب تولید شده از دیونایزر ، به خوبی حفظ کنید، که باعث تجمع مواد معدنی نمی شود. مرطوب کننده ها می توانند مشکلات سینوسی یا آلرژی را بهبود بخشند، از چوب های  موجود در خانه شما محافظت میکنند و از خشکی پوست جلوگیری کنند.
• لوازم خانگی: اگر می خواهید وسایلی مانند دستگاه قهوه ساز یا اتو بخار خود را از گرفتگی مواد معدنی اضافی (آب سخت) دور نگه دارید، DI عالی است و عملکرد آنها را به خوبی حفظ می کند.
• آکواریوم خانگی: ایده آل برای مخزن ماهی شما و مقرون به صرفه تر از دستگاه تقطیر است.
• پاک کننده ها و رژیم های غذایی خاص: حمایت از بدن خود از طریق یک رژیم غذایی خاص یا پاکسازی. برخی از پزشکان DI را برای افرادی که دارای مسمومیت فلزات سنگین هستند توصیه می کنند.
• محصولات بهداشتی: مانند شامپو، نرم کننده یا مرطوب کننده ها.
• فرمولاسیون دقیق: برای مثال در صنعت عطر سازی.
• مراقبت از خودرو: از DI برای مایع شیشه جلو، تمیز کردن موتور و رادیاتور یا رقیق کردن ضد یخ غلیظ استفاده کنید. به این ترتیب می دانید که هیچ نمک معدنی به موتور شما نمی رسد.
• تمیز کردن: به عنوان یک شوینده برای تمیز کردن سطوح، پیشخوان ها و غیره.

مکانیزم عملکرد دیونایزر

فرآیند دیونیزه کردن آب، همه یون‌های باردار، چه مثبت (کاتیون‌ها) و چه منفی (آنیون‌ها) را با یون‌های هیدروژن و هیدروکسل که ترکیب می‌شوند و H₂O  خالص را تشکیل می‌دهند، مبادله می‌کند. بسته به کیفیت منبع آب و سطح خلوص آب مورد نیاز، از تکنیک ها و فناوری های مختلفی استفاده می شود.

• الکترودیونیزه کردن (Electrodeionisation)

الکترودیونیزه کردن (EDI) شامل استفاده از برق است. در این فرآیند از غشاهای تبادل یونی و رزین های دیونیزه کننده استفاده می شود.

آب بین آند مثبت و کاتد منفی عبور داده می شود. غشاهای انتخابی یونی ویژه برای جداسازی یون های دارای بار مثبت که به سمت کاتد با بار منفی جذب می شوند و یون های دارای بار منفی که به سمت آند مثبت جذب می شوند، استفاده می شود. دیونیزاسیون خازنی (CDI) شکلی از EDI است.

برخی از سیستم‌های EDI به عنوان سیستم‌های الکترودیونیزاسیون پیوسته (CEDI) شناخته می‌شوند، زیرا جریان الکتریکی مسئول بازسازی مداوم جرم رزین مورد نیاز است.

• دیونیزاسیون با اسمز معکوس

دیونیزاسیون اغلب پس از عبور آب از طریق سیستم اسمز معکوس (RO) استفاده می شود. اسمز معکوس می تواند تا حدود 99.9 درصد از آلاینده ها را حذف کند. این باعث می شود که تنها کوچکترین ذرات از طریق غشاهای دیونیزاسیون و رزین فیلتر شوند. این فرآیند منجر به آب با خلوص بالا می شود.

• ساخت DI Water در خانه

سیستم های یون زدایی برای مصارف خانگی به راحتی در دسترس هستند. برخی برای کاربردهای خاص مانند تمیز کردن (مانند اتومبیل) یا برای آکواریوم طراحی شده اند. ساده‌ترین این سیستم‌ها معمولاً از دو محفظه پر از رزین‌های باردار مثبت و منفی استفاده می‌کنند که مسئول فرآیند یونیزاسیون هستند. آب خروجی حاوی سطوح بسیار کمتری از مواد معدنی محلول است که در غیر این صورت می تواند باعث ایجاد لکه های قابل توجه هنگام تمیز کردن خودرو شود.

آیا نوشیدن آب تولید شده توسط دیونایزر بی خطر است؟

مردم اغلب می پرسند که آیا نوشیدن آب تولید شده از دیونایزر بی خطر است؟ در حالی که آب دیونیزه سمی نیست، دلایلی وجود دارد که چرا شما باید همیشه مقدار کمی آب DI مصرف کنید و هرگز نباید از آب DI به عنوان شکل اصلی آب آشامیدنی خود استفاده کنید.

آب لوله کشی معمولی حاوی بسیاری از مواد معدنی است که در واقع برای سلامتی ما مفید هستند. فرآیند یونیزاسیون بسیاری از اینها مانند کلسیم و منیزیم را که از مواد معدنی مطلوب در رژیم غذایی ما هستند حذف می کند و اگر از آب DI برای پخت و پز استفاده کنید، به طور طبیعی باعث از بین رفتن مواد معدنی در غذای پخته می شود که خوب نیست.

تفاوت آب دیونیزه و آب مقطر

اگر چه آب تولید شده در دستگاهای تقطیر و دیونایزر کاربردهای مشابهی دارند، اما آنها به طور بسیار متفاوتی ساخته می شوند. در ادامه به بیان تفاوتهای آنها خواهیم پرداخت.

• تقطیر: آب گرم می شود و بخار حاصل گرفته شده و دوباره به آب مقطر تبدیل می شود.
• دیونیزاسیون: آب تازه خالص (گاها) ابتدا فرآیند اسمز معکوس را طی می کند. سپس از محیط دیونیزه کننده عبور می کند تا همه یون ها را حذف کند.

آب غیر معدنی یا دیونیزه شده برای بسیاری از واکنش های آزمایشگاهی، شستشوی تجهیزات آزمایشگاهی، کاربردهای پردازش صنعتی و موارد دیگر استفاده می شود. این آب از یون ها، مواد معدنی، باکتری ها و سایر مواد آلی که ممکن است وجود داشته باشد، تصفیه شده است.

هر یک از این آلودگی ها می تواند واکنش های شیمیایی را تغییر دهد، باعث ایجاد پوسته پوسته شدن و خوردگی برای سیستم های لوله کشی شود و تعدادی از مشکلات منحصر به فرد را برای کاربردهای خاص ایجاد کند. هنگامی که مواد معدنی زدایی و دیونیزه شد، آب همچنان می‌تواند به سیستم‌های لوله‌کشی آسیب برساند، اگر مواد اشتباه مشخص شود، زیرا آب خالص واکنش‌پذیرتر می‌شود.

ضمن پیشنهاد به شما جهت مطالعه صفحه دستگاه آب مقطرگیری در مورد موارد استفاده، کیفیت و سیستم های لوله کشی ترجیحی آب تصفیه شده برای حفظ جریان خود از آلودگی ها و عملکرد طولانی مدت سیستم لوله کشی خود اطلاعات کسب کنید.