انواع بخار و کاربردهای آن:
بخار تمیز چیست؟
به چه بخاری بخار خالص گفته می شود؟
آیا کیفیت بخار مورد استفاده برای شما اهمیت دارد؟
در تولید کالاهای خاصی مانند مواد غذایی، لوازم الکترونیکی و محصولات دارویی کیفیت بخار اهمیت ویژه‌ای دارد.
برای این کاربردها بهتر است از نوعی بخار استفاده شود که عاری از هرگونه رسوبات، مواد محلول و هر نوع آلودگی دیگر باشد. هدف در تولید بخار تمیز و خالص این است که تا حد امکان به حالت ایده آل برای آن کاربرد خاص نزدیک شویم.
با توجه به اینکه بخار از جوشاندن آب حاصل می شود این طبیعی است که تصور کنیم بخار حاصل از آب مقطر یا آب تصفیه شده به اندازه کافی تمیز است. اما نتایج واقعی این را نشان نمی دهد.
در حقیقت این یک مسئله ساده نیست، کلیه مراحل تولید بخار تمیز، باید تحت کنترل باشد و در صورتی می توان مطمئن بود که بخار در مقصد کاملا تمیز است که همه مراحل از جمله منبع آب، فرایند تولید و توزیع و حتی مرحله استفاده از بخار، با کیفیت بالا انجام شود.
اگر بخواهیم علاوه بر تمیزی (clean) بخار خالص (pure) تولید نماییم نیازمندی های سخت تری داریم.
عوامل موثر بر کیفیت بخار
سه عامل اصلی وجود دارد که می تواند کیفیت بخار را تحت تاثیر قرار دهند که عبارتند از :
- کیفیت آب ورودی بویلر (تصفیه و سختی گیری)
- تجهیزات تولید بخار
- -لوله کشی و دریچه های توزیع بخار-
آب مورد نظر برای استفاده در دیگ بخار معمولا با انجام سختی گیری به آب نرم تبدیل شده است، که منیزیم و یون های کلسیم محلول در آب را به میزان قابل قبولی کاهش می دهد.
هر گونه آلودگی قابل مشاهده در این مرحله حذف خواهد شد.
با این حال، مقدار کمی از این یون ها همچنان با یون های دیگر که توسط روش استاندارد تصفیه آب هدف قرار نمی گیرند، باقی می مانند.
علاوه بر این، آب تغذیه دیگ بخار می تواند حاوی گازهایی مانند اکسیژن، دی اکسید کربن و حتی آلودگی های کوچک ناشی از پوشش های محافظتی که برای اکثر دیگ های استاندارد و لوله کشی استفاده می شود، باشد.
هنگامی که آب در بویلر به بخار تبدیل می شود و بالا می رود گازهای محلول در آب نیز ممکن است همراه با بخار بالا رفته و جریان پیدا نمایند.
علاوه بر این ممکن است قطرات کوچک آب بویلر که ممکن است حامل انواع یون ها و مواد شیمیایی محلول در آب باشند، بر روی ذرات بخار قرار بگیرند.
در نتیجه اگر این آلاینده ها بوسیله تجهیزات مناسب حذف نشوند به محل مورد استفاده بخار خواهند رسید و ممکن است کیفیت و ایمنی محصول را به خطر بیندازند.
در کاربردهای با حساسیت بالا باید حتما این نکته را در نظر داشته باشید که هر گونه آلودگی ممکن است در آب دیگ بخار وجود داشته باشد و در صورت نیاز حتما اقدامات لازم برای حذف آنها را در نظر داشته باشید.
سطوح مختلف کیفیت بخار
برای بخار سطوح مختلفی از کیفیت وجود دارد و با توجه به کاربرد باید دستگاه تولید کننده بخار به گونه ای طراحی شود تا کیفیت مورد نیاز به دست آید.
در ادامه نمونه های کلی بخار بیان شده اند:
- بخار معمولی یا بخار صنعتی (Plant steam)
- بخار تصفیه شده (Filtered steam)
- بخار تمیز (Clean or process steam)
- بخار خالص (Pure Steam)
بخار معمولی
این نوع بخار برای مصارفی مثل گرمایش که در آن بصورت غیر مستقیم از بخار استفاده می شود کاربرد دارد. مقدار کم ناخالصی در بخار مشکلی در این موارد ایجاد نمی کند.
بخار Plant توسط بویلر تولید و با استفاده از لوله‌های کربن استیل در شبکه توزیع و منتقل می گردد.
در نتیجه بخار Plant پتانسیل انتقال آلودگی را به خاطر عواملی همچون استفاده از مواد شیمیایی ضّد خوردگی، زنگ زدگی داخلی و … پیدا کرده و استفاده از این نوع بخار در برخی پروسه‌هایی تولید مواد غذایی یا دارویی غیر ممکن می شود.
بخار تصفیه شده
این نوع بخار دقیقا قبل از استفاده تصفیه می شود. این سطح کیفیت معمولا در فرآیند تولید مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.
بخار تمیز
برای تهیه این نوع بخار آب ورودی بویلر از هرگونه آلودگی تصفیه می شود. همچنین برای تولید و توزیع بخار تمیز نیز از تجهیزات استیل ضد زنگ و عاری از هرگونه آلودگی استفاده می شود تا فرآیند تولید و توزیع بخار از هرگونه ناخالصی به دور باشد. آب مورد استفاده نیز آبی است که طی فرایند اسمزی تصفیه شده است.
بخار خالص
آبی که در طی این فرایند برای تولید بخار استفاده می شود آبی است که دو بار فرایند تصفیه اسمزی را طی کرده است. بویلر مورد استفاده برای تهیه این چنین بخاری بویلر استیل ضد زنگ است تا هیچ گونه مواد شیمیایی اضافی وارد آب و بخار نشود.
تولید بخار تمیز و خالص
با توجه به نوع استفاده و کاربری از بخار تمیز و خالص، این نوع بخار باید نیازمندی ها و الزاماتی را برآورده نماید. آب مورد استفاده برای هر دو نوع این بخار باید با کیفیت بالا و عملا عاری از هر گونه ناخالصی باشد.
یکی از روش‌های معمول برای حصول چنین نتیجه ای استفاده از روش اسمز معکوس (reverse osmosis) است که از یک غشای نازک نیمه نفوذ پذیر برای حذف آلودگی ها بصورت فیزیکی استفاده می کند.
علاوه بر این برای حصول اطمینان از کیفیت آب، سطوح گرمایی که در تماس با آب قرار می گیرند و تمام دریچه ها / لوله های مورد استفاده در توزیع بخار باید از فولاد ضد زنگ درجه بالا ساخته شود تا آلودگی به حداقل رسانده شده و کیفیت بخار حفظ شود.
در نتیجه، بسیاری از فرآیندهای تولید بخار تمیز / خالص یک مولد بخار فولادی ضد زنگ جداگانه را برای تولید بخار تمیز و خالص استفاده می کنند و بوسیله بخار معمولی به این مولد حرارت می دهند.
تمیزتر از بخار تمیز؟
کیفیت آب را می توان حتی با استفاده از راه حل های اضافی، مانند استفاده از کربن فعال، راه حل UV و یا تصفیه فوق العاده کنترل کرد.
به منظور تولید بخار خالص، که اغلب به عنوان بالاترین سطح کیفیت بخار شناخته می شود، حذف مواد شیمیایی و میکروارگانیسم ها نیز ممکن است ضروری باشد.
بخار خالص معمولا در برنامه های کاربردی دارویی و یا استریلیزاسیون در محل (SIP) استفاده می شود.
کاربرد دیگ بخار در خشکشویی و لاندری
در زیر یک راهنمای کلی ارائه شده است که برخی از نمونه های مختلف سطح کیفیت بخار و موارد استفاده آن را ارائه می‌دهند:
| بخار معمولی | بخار فیلتر شده | بخار تمیز | بخار خالص | |
| -کاربرد بخار- | -گرمایش عمومی- | -صنایع غذایی و نوشیدنی- | -تمیز کردن، رطوبت، صنایع غذایی و نوشیدنی و …- | -حلال تزریق، انتقال خون، استریلیزاسیون (SIP)، داروسازی و غیره- |
| -کیفیت آب ورودی بویلر- | -آب نرم (برخی ناخالصی های جزیی موجود در بویلر)- | -آب نرم (حاوی برخی افزودنی های مجاز )- | -آب RO یا آب خالص- | -آب RO بعلاوه راه حل های اضافی- |
| -جنس تجهیزات تولید و توزیع بخار- | -ابتدا فولاد کربنی و چدن- | -فولاد ضد زنگ- | ||
| -روش های اطمینان از کیفیت بخار- | -نیاز نیست. بخار ممکن است قبل از استفاده از یک جداکننده عبور داده شود- | -قبل از استفاده بخار از یک فیلتر خیلی ظریف عبور داده می شود.- | -آب ورودی با کیفیت بالا – تجهیزات تولید و توزیع آب از جنس فولاد ضد زنگ در این روش بدلیل اینکه کیفیت در تمام طول مسیر حفظ می شود فیلتراسیون لازم نیست- | |
بر حسب اینکه بخار از چه نوعی باشد، ویژگی ها و خواص آن متفاوت خواهد بود. در زیر به برخی از تفاوت ها و ویژگی های انواع بخار اشاره می کنیم.
نیازمندی های شیمیایی:
| -بخار معمولی- | -بخار تمیز- | -بخار خالص- | |
| -مقدار PH- | -N/A- | -۸-۶- | -۷-۶- |
| -مقدار هدایت- | -N/A- | -Max 10 µS/cm- | -۱.۱ µS/cm (20°)- |
| -گازهای غیر قابل چگالش- | -N/A- | -<40 ml/kg- | -<40 ml/kg- |
نیازمندیهای فیزیکی:
| -بخار خالص- | -بخار تمیز- | -بخار معمولی- | |
| -مرتبط با بخار اشباع خشک- | -مرتبط با بخار اشباع خشک- | -مرتبط با بخار اشباع خشک- | -دما و فشار- |
| -<5%- | -<5%- | -<10%- | -رطوبت- |
| -<5- | -<5- | -<10- | -سوپرهیت- |
از چه نوع بخاری باید استفاده کرد؟
کیفیت و نوع بخار عموما بر اساس نوع فرایند استرلیزاسیون انتخاب می شود. بخار خالص برای ضدعفونی کردن ابزار و لوازم برای تزریق شدن به داخل اتوکلاو مورد نیاز است.
اگر چه از بخار معمولی برای روکش دیگ استفاده می شود که در این حالت بخار در تماس مستقیم با محصولات و ابزار نخواهد بود.
استرلیزاسیون با آب سوپرهیت: آبی که درون اتوکلاو چرخش دارد از طریق مبدل حرارتی گرما داده می شود. در این فرایند از بخار معمولی استفاده می شود زیرا در این حالت، تماسی با محصولات وجود ندارد.
برای استرلیزاسیون اتیلن اکساید یا ETO، بخار خالص مورد نیاز است. در این حالت، بخار برای باز کردن اسپورها و کمک به گاز در نابودی مؤثر میکروارگانیسم ها مورد استفاده قرار می گیرد.
مطالب پیشنهادی: کاربرد دیگ بخار در صنعت داروسازی
