آشنایی با انواع بخار و کاربردهای آنها

انواع بخار مورد استفاده در صنعت و کاربرد هرکدام

بخار آب یکی از مهم‌ترین سیالات مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی و سیستم‌های گرمایشی است. همه بخارها یکسان نیستند و اصطلاحات مختلفی برای توصیف بخار در کاربردها و صنایع گوناگون استفاده می‌شود. شناخت خواص و ویژگی‌های انواع بخار می‌تواند به انتخاب صحیح نوع بخار، جلوگیری از عملکرد نامناسب تجهیزات و افزایش بهره‌وری فرآیندهای گرمایشی کمک کند.

بخار چیست و چگونه تولید می شود؟

بخار را می‌توان از نظر شرایط ترمودینامیکی و همچنین نوع کاربرد به گروه‌های مختلفی تقسیم کرد. برخی از انواع بخار مانند بخار اشباع و بخار سوپرهیت بر اساس وضعیت دما و فشار تعریف می‌شوند، در حالی که اصطلاحاتی مانند بخار فلش، بخار تمیز، بخار خالص و بخار پخت‌وپز بیشتر به نحوه تولید، کیفیت یا نوع کاربرد بخار اشاره دارند. در این مقاله با مهم‌ترین انواع بخار مورد استفاده در صنعت و ویژگی‌ها و کاربردهای هرکدام آشنا می‌شویم.

بخار مفید چیست؟

بخار مفید که گاهی با نام‌هایی مانند بخار زنده یا بخار نباتی نیز شناخته می‌شود، به بخاری گفته می‌شود که در عملیات معمول دیگ بخار و برای مصرف در فرآیندهای صنعتی تولید می‌شود. آب مورد استفاده برای تولید این بخار معمولاً پس از تصفیه و آماده‌سازی مناسب وارد بویلر می‌شود. نوع تصفیه آب می‌تواند بر اساس شرایط سیستم شامل سختی‌گیری، اسمز معکوس یا سایر روش‌های مناسب تصفیه آب باشد.

بخار مفید بخش عمده بخار مورد استفاده در بسیاری از فرآیندهای صنعتی را تشکیل می‌دهد. این بخار می‌تواند برای گرمایش، انتقال حرارت، شست‌وشو و سایر فرآیندهایی که به بخار با خلوص بسیار بالا نیاز ندارند، مورد استفاده قرار گیرد. بخار در اصل آب در فاز گازی است و انرژی آن از دو بخش محسوس و نهان تشکیل می‌شود. مقدار این انرژی به شرایط فشار و دمای بخار بستگی دارد.

در سیستم‌های متداول بویلر، بسته به روش تصفیه آب و برنامه شیمیایی دیگ، ممکن است مواد شیمیایی کنترل خوردگی یا سایر مواد مورد استفاده در تصفیه به شکل کنترل‌شده در سیستم وجود داشته باشند. به همین دلیل بخار معمولی بویلر را نباید بدون بررسی کیفیت و شرایط تولید، معادل بخار خالص یا بخار مورد نیاز برای کاربردهای حساس در نظر گرفت.

 

یک دیگ بخار استاندارد نشان داده شده است.

بخار غیر اشباع (بخار مرطوب)

این رایج ترین شکل بخار است که در واقع توسط اکثر دستگاه ها تجربه می شود. هنگامی که بخار با استفاده از دیگ بخار تولید می شود، معمولاً حاوی رطوبت مولکول های آب غیر تبخیر شده است که به بخار توزیع شده منتقل می شود.

حتی بهترین دیگ‌ها ممکن است بخار حاوی 3 تا 5 درصد رطوبت را تخلیه کنند. همانطور که آب به حالت اشباع نزدیک می شود و شروع به تبخیر می کند، مقداری آب، معمولاً به صورت غبار یا قطرات، در بخار بالا رفته حباب شده و در پایین دست توزیع می شود.

در دمای اشباع بیش از 5 درصد آب وجود دارد. گفته می شود که ترکیبی دو فازی است: بخار حاوی قطرات آب است که تغییر فاز نداده اند.

این یکی از دلایل اصلی استفاده از جداسازی برای خارج کردن میعانات از بخار توزیع شده است. بخار مرطوب زمانی به بخار گفته می‌شود که بخشی از مولکول‌های آب آن انرژی خود (گرمای نهان) را از دست داده و متراکم می‌شوند و قطرات ریز آب را تشکیل می‌دهند.

به عنوان مثال یک کتری آب جوش را در نظر بگیرید. آب ابتدا با استفاده از یک عنصر گرم می شود. همانطور که آب گرمای بیشتری را از عنصر جذب می کند، مولکول های آن بیشتر هم زده می شوند و شروع به جوشیدن می کند. هنگامی که انرژی کافی جذب می شود، بخشی از آب تبخیر می شود که می تواند نشان دهنده افزایش 1600 برابری در حجم مولکولی باشد.

گاهی اوقات می توان غباری را دید که از دهانه کتری بیرون می آید. این مه نمونه ای از این است که چگونه بخار خشک وقتی در اتمسفر سردتر آزاد می شود، مقداری از انرژی خود را با انتقال به هوای محیط از دست می دهد. اگر انرژی کافی از دست برود تا پیوندهای بین مولکولی دوباره تشکیل شوند، قطرات ریز معلق در هوا دیده می شوند. این مخلوط آب در حالت مایع (قطرات ریز) و حالت گازی(بخار) بخار مرطوب نامیده می شود.

بخار غیر اشباع (بخار مرطوب) ممکن است باعث خوردگی در تجهیزات آسیب پذیر مانند پره های توربین، لوله کشی بخار کم فشار و مبدل های حرارتی شود. بخار مرطوب راندمان انتقال حرارت بخار را کاهش می دهد که منجر به یک روش استریلیزاسیون ناکارآمد می شود.

بخار مرطوب با گرم کردن آب تولید می شود که سپس در مرحله اول به بخار تبدیل می شود. اگر حرارت اضافی با فشار تنظیم شده به بخار مرطوب اضافه شود، دما تا زمانی که تمام مایع تبخیر شود ثابت می ماند. تنها در این صورت است که دما از حد اشباع بالاتر می رود و امکان تشکیل بخار غیر اشباع (بخار مرطوب) را فراهم می کند.

کاربرد اصلی این نوع بخار گرمایش می باشد. مقدار آب در بخار غیر اشباع با کیفیت مشخص می شود. برتری بخار به درصد جریان بخار که بخار و آب بر وزن است اشاره دارد. بخاری که 90 درصد آن بخار و 10 درصد آب است به بخار با کیفیت 90 درصد معروف است. بخار مرطوب سخت ترین نوع بخار برای اندازه گیری است.

مشکلاتی که در اثر بخار مرطوب در سیستم بخار ایجاد می شود عبارتند از:

چکش آب هیدرولیک – تجمع میعانات یا رطوبت در خطوط لوله یا وسایل برقی توسط بخار با حرکت سریع حمل می شود.

فرسایش – حضور بیش از حد آب در خطوط بخار باعث افزایش فرسایش می شود.

رسوبات مواد شیمیایی تصفیه آب – انتقال حرارت را با تشکیل رسوب در مبدل های حرارتی تخریب می کند.

آلودگی – آثار آب تصفیه شده در بخار می تواند محصول را آلوده کند.

تخریب توربین ها – قطرات آب به معنای واقعی کلمه پره های یک توربین را از بین می برد.

بسیار مهم است که دیگ بخار، تله بخار و لوله کشی به طور معمول نگهداری شوند تا از مشکل بخار غیر اشباع (بخار مرطوب) ناشی از سیستم توزیع جلوگیری شود. اگر با آب و خاک پر شوند، ممکن است به طور موثر یا اصلاً کار نکنند.

بخار اشباع چیست؟

بخار اشباع شده، که گاهی اوقات به عنوان بخار خشک شناخته می شود، از گرم شدن آب تا نقطه جوش آن حاصل می شود. سپس حرارت بیشتری اضافه می شود تا بخار، بخار شود (حرارت نهان تبخیر). بخار اشباع زمانی اتفاق می افتد که فاز مایع و گاز هر دو در دما و فشار معینی وجود داشته باشند. گرمای اشباع دارای خواصی است که به بخار اشباع نسبت به بخار فوق گرم برتری می دهد.

مزایای بخار اشباع نسبت به بخار سوپرهیت در فرآیندهای گرمایشی

گرمایش سریع و یکنواخت در طول انتقال حرارت.

توانایی کنترل دما از طریق فشار.

ضریب انتقال حرارت بالا

به طور خاص، این ضریب انتقال حرارت بالا به همین دلیل است که مبدل های حرارتی در درجه اول از بخار اشباع شده به جای بخار فوق گرم استفاده می کنند.

برای آشنایی کامل‌تر با ویژگی‌های بخار اشباع، دمای اشباع، فشار، کیفیت بخار و جدول بخار، مقاله بخار اشباع چیست؟ را مطالعه کنید.

بخار سوپرهیت یا فوق گرم چیست؟

بخار سوپرهیت با گرم کردن مداوم بخار اشباع فراتر از نقطه بخار اشباع ایجاد می شود، بنابراین دمای بخار بدون افزایش فشار، افزایش می یابد. بخار سوپرهیت دمای بالاتر و چگالی کمتری نسبت به بخار اشباع با فشار یکسان دارد. بخار سوپرهیت به دلیل توانایی آن در خنک شدن و حفظ همان حالت بدون تولید میعانات، به طرق مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این ویژگی ها بخار سوپرهیت را برای وسایل برقی مانند توربین ها ایده آل می کند.

بخار فوق گرم با گرم کردن مداوم بخار اشباع فراتر از نقطه بخار اشباع ایجاد می شود، بنابراین دمای بخار بدون افزایش فشار افزایش می یابد. یک بخش سوپرهیتر در اینجا نشان داده شده است.

دی سوپرهیت کردن بخار چیست؟

یکی از ویژگی‌های مهم بخار سوپرهیت این است که هنگام کاهش دمای آن، تا زمانی که به شرایط اشباع نرسیده باشد، همچنان در حالت بخار باقی می‌ماند. به همین دلیل در برخی کاربردها احتمال تشکیل میعانات در طول مسیر کاهش پیدا می‌کند.

این ویژگی باعث شده است بخار سوپرهیت در برخی تجهیزات از جمله توربین‌های بخار و کاربردهای تولید انرژی اهمیت زیادی داشته باشد.

در یک توربین بخار، بخار فوق گرم از طریق نازل‌ها جریان می‌یابد و اجزای داخلی را می‌چرخاند، که شفتی را تغذیه می‌کند که می‌تواند برای تولید برق یا تجهیزات پروسه انرژی مورد استفاده قرار گیرد. توجه داشته باشید که فرآیند توربین، فشار بخار را کاهش می دهد و دمای آن را اندکی کاهش می دهد. مزیت استفاده از بخار فوق گرم در این برنامه این است که بخار در سراسر توربین بخار فوق العاده خشک می ماند بدون اینکه میعانات تشکیل شود که می تواند باعث از کار افتادن زودهنگام تجهیزات شود.

از جمله معایب بخار سوپرهیت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

ضریب انتقال حرارت پایین

دمای بخار متغیر با فشار ثابت.

قطعات بخار گران تر به دلیل دماهای بالاتر.

همچنین، تا زمانی که بخار به شرایط اشباع دست پیدا نکند، نمی‌توان مقدار زیادی انرژی نهفته آزاد کرد و استفاده از آن را در بیشتر کاربردها دشوار می‌کند.

بخار فلش چیست؟

بخار فلاش زمانی تولید می شود که میعانات با فشار بالا و دمای بالا به یک سیستم فشار پایین تر تخلیه می شود. شکل زیر یک مثال تخلیه میعانات از طریق یک تله بخار به داخل سیستم میعانات است. میعانات موجود در خط بخار همان فشار و دمای بخار را در فرآیند حفظ می کند. بنابراین، هنگامی که میعانات در معرض فشار کمتری قرار می گیرند، انرژی بیشتری نسبت به فشار کمتری دارند.

انرژی اضافی میعانات با دمای بالاتر به حالت بخار یا بخار فلاش (گرمای نهان تبخیر) باز می گردد. شکل 3. بخار فلاش و میعانات نشان داده شده است که از ایستگاه آزمایش تله بخار تخلیه می شود.

بخار فلاش از نظر انرژی یا کیفیت با بخار آب کاربردی تفاوتی ندارد. نام – بخار فلاش – به سادگی نحوه تشکیل بخار را توضیح می دهد. انرژی تولید شده از بخار فلاش می تواند و باید در فرآیندهای مختلف مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

آیا بخار فلش همان بخار اشباع است؟

بخار فلش از نظر حالت ترمودینامیکی معمولاً در شرایط اشباع قرار می‌گیرد و تفاوت اصلی آن با بخار تولیدشده مستقیم در بویلر، روش تشکیل آن است. اصطلاح «فلش» در واقع به فرآیندی اشاره می‌کند که طی آن کاهش فشار باعث تبدیل بخشی از کندانس به بخار می‌شود.

بخار فلش می‌تواند در صورت طراحی مناسب سیستم، به عنوان یک منبع انرژی قابل استفاده مجدد مورد بهره‌برداری قرار گیرد.

اهمیت بازیابی بخار فلش

استفاده مجدد از بخار فلش می‌تواند باعث کاهش اتلاف انرژی و افزایش راندمان سیستم بخار شود. این موضوع به‌ویژه در سیستم‌هایی که مقدار زیادی کندانس داغ تولید می‌کنند اهمیت دارد. برای آشنایی بیشتر با نحوه تخلیه کندانس و عملکرد تجهیزات مربوط به آن، مقاله تله بخار چیست؟ را مطالعه کنید.

بخار خلاء

همانطور که گفته شد بخار اشباع همیشه در فشار خاص و مشخصی از آب خارج می شود. بخار اشباع تقریبا در دمای 100 درجه سانتیگراد ایجاد می شود. با افزایش فشار، نقطه جوش آب نیز افزایش می یابد در نتیجه دمای اشباع نیز افزایش می یابد. اگر به جای افزایش فشار، آن را کاهش دهیم چه اتفاقی برای دمای بخار اشباع می افتد؟

پاسخ منطقی این است که دمای بخار اشباع کاهش می یابد. این بخار که در فشار کمتر از اتمسفر ( شرایط خلاء ) ایجاد شده است بخار خلاء نامیده می شود.

و یا به عبارتی دیگر:

هنگامی که دستگاه برای گرمایش غیرمستقیم به دمایی مانند 60 درجه سانتیگراد [140 درجه فارنهایت] یا 90 درجه سانتیگراد [194 درجه فارنهایت] نیاز دارند، اغلب گرمایش را با آب گرم در گردش انتخاب می کنند. با این حال، گرمایش در این محدوده های دمایی با بخار نیز امکان پذیر است. اگر فشار بخار به زیر فشار اتمسفر کاهش یابد، می توان دمای آن را به عنوان مثال به 60 درجه سانتیگراد یا 90 درجه سانتیگراد کاهش داد.

سیستم‌های گرمایش بخار خلاء سیستم‌هایی هستند که از بخار زیر فشار اتمسفر به عنوان وسیله گرمایش استفاده می‌کنند. دمای این بخار زیر 100 درجه سانتیگراد است.به عنوان مثال اگر نیاز به به مایع حرارتی بین 30 تا 80 درجه سانتیگراد اعمال شود می توان از آب داغ یا بخار اشباع استفاده کرد.

استفاده از بخار خلاء هزینه بر است زیرا برای ایجاد خلاء به پمپ خلاء نیاز است. از طرف دیگر، در حرارت با آب، دمای آب به تدریج کاسته می شود. در نتیجه به برای حفظ دمای مطلوب به محفظه حرارت بزرگ تری نیاز است.

در حالت بخار خلاء، ضریب انتقال حرارت بالا است و به محفظه حرارت کوچکتری نیاز است. زمانیکه بخار خلاء، مایع را بوسیله حرارت نهفته خود گرم می کند، گرمایش در دمای یکسان اتفاق میوفتد.

ویژگی های بخار خلاء

بخار خلاء به کار و تجهیزات اضافی برای استفاده نیاز دارد، اما وقتی اشباع شود، مزایایی مشابه بخار اشباع بالاتر از فشار اتمسفر دارد. به عبارت دیگر:

گرمایش یکنواخت سریع از طریق انتقال حرارت نهان: بهبود کیفیت و بهره وری محصول

فشار می تواند دما را کنترل کند: دما را می توان به سرعت و با دقت تعیین کرد

ضریب انتقال حرارت بالا: مساحت سطح انتقال حرارت مورد نیاز کوچکتر است که باعث کاهش هزینه اولیه تجهیزات می شود

بخار حتی در دماهای پایین تر، یک وسیله حرارتی عالی است.

تفاوت بین بخار خلاء و گرمایش آب گرم

تمام مزایای ذکر شده در بالا فرض می شود که بخار خلاء اشباع شده است. از آنجایی که بخار اشباع است، دمای فضای پر شده با بخار یکنواخت است و گرما به سرعت توسط گرمای نهان از بخار به محصول منتقل می شود.

گرمایش آب گرم با حرارت محسوس به محصول منتقل می کند و با این کار دمای خود آب گرم کاهش می یابد. این را می توان با اندازه گیری دما در ورودی و خروجی آب گرم مشاهده کرد. برای به حداقل رساندن این اختلاف دما و تامین سریع مقدار گرمای مورد نیاز، نیاز به تامین مقدار زیادی آب گرم است.

بخار پخت و پز

بخار آشپزی بخاری است که مستقیماً به محصولات مرتبط با مواد غذایی تزریق می شود تا سطوح تماس را تمیز یا استریل کند. بخار باید از 3-A Sanitary Standards Inc. (SSI) Accepted Practice 3A-609-03، سیاست های شرکتی و مقررات یا قوانین هر سازمان حاکم دیگر پیروی کند.

بخار آشپزی معمولاً حاوی مواد افزودنی است که از خوردگی در سیستم جلوگیری می کند. بخار فیلتر می شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ خوردگی یا آلودگی دیگری وارد پروسه نمی شود. پس از نصب هر گونه فیلتراسیون لازم، تمام اجزای بخار و لوله ها یا لوله ها باید از جنس فولاد ضد زنگ باشند (شکل 4).

بخار آشپزی فیلتر می شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ خوردگی یا آلاینده دیگری وارد فرآیند نمی شود. هر گونه افزودنی شیمیایی که برای بازدارنده‌های خوردگی به خط بخار تزریق می‌شود باید تمام الزامات قابل اجرا سازمان غذا و دارو و وزارت کشاورزی را برآورده کند.

مزیت بخار آشپزی نسبت به بخار خالص یا بخار تمیز این است که تولید و اجرای پروسه به صرفه تر است. توجه داشته باشید که بخار آشپزی نیاز به نگهداری سالانه یا دوسالانه در سیستم فیلتراسیون دارد.

مزیت بخار پخت‌وپز نسبت به بخار خالص

در کاربردهایی که نیاز به بالاترین سطح خلوص بخار وجود ندارد، بخار پخت‌وپز می‌تواند از نظر اقتصادی گزینه مناسب‌تری نسبت به سیستم‌های بخار خالص باشد.

البته انتخاب نوع بخار باید بر اساس فرآیند، نوع محصول، میزان تماس با محصول و الزامات قانونی و بهداشتی انجام شود. تجهیزات فیلتراسیون نیز مانند سایر تجهیزات فرآیندی نیازمند بازرسی، نگهداری و تعویض دوره‌ای فیلترها هستند.

بخار فیلتر شده چیست؟

بخار فیلتر شده برای کاربردهایی مانند استریل کردن استفاده می شود، جایی که هر گونه آلودگی می تواند بر محصول یا فرآیند نهایی تأثیر منفی بگذارد. بخار آب باید از طریق یک صافی تحویل داده شود و سپس فیلتر شود تا ناخالصی هایی مانند زنگ زدگی، مواد خورنده و میعانات که می توانند در لوله کشی بخار جمع شده و در جریان بخار جمع شوند حذف شود (شکل 5).

فیلتر بخار باید بتواند اندازه ذرات را طبق استانداردهای شرکت یا قوانین و مقررات حاکم بر آن حذف کند. به عنوان مثال، دستگاه های ضدعفونی کننده بیمارستانی باید با استاندارد ANSI/AAMI-ST 8: 2013 مطابقت داشته باشند. پس از فیلتر شدن بخار، تمام اجزای بخار پایین دست و لوله/لوله باید از جنس فولاد ضد زنگ باشد.

در این شکل فیلتراسیون ادغام مکانیکی نشان داده شده است.

مقایسه انواع بخار

نوع بخار	تعریف کوتاه	کاربردهای اصلی
بخار اشباع	بخاری در شرایط اشباع و در دمای متناظر با فشار آن	گرمایش و بسیاری از فرآیندهای صنعتی
بخار سوپرهیت	بخاری با دمای بالاتر از دمای اشباع در یک فشار مشخص	توربین، تولید انرژی و برخی فرآیندهای خاص
بخار فلش	بخاری که در اثر کاهش فشار بخشی از کندانس تشکیل می‌شود	بازیابی انرژی و استفاده مجدد از بخار
بخار مفید یا زنده	بخار تولیدشده در بویلر برای مصرف عمومی صنعتی	سیستم‌های بخار و فرآیندهای صنعتی
بخار پخت‌وپز	بخاری که با محصول غذایی تماس مستقیم دارد	صنایع غذایی
بخار فیلترشده	بخاری که برای حذف ذرات و ناخالصی‌ها فیلتراسیون شده است	استریلیزاسیون و فرآیندهای حساس
بخار تمیز	بخاری با کنترل بیشتر کیفیت و آلودگی‌ها	صنایع دارویی، غذایی و بهداشتی
بخار خالص	بخاری با الزامات کیفی بالاتر و معمولاً بدون افزودنی‌های شیمیایی بویلر	صنایع دارویی و کاربردهای حساس

بخار خالص و بخار تمیز چه تفاوتی دارند؟

در سیستم‌های بخار صنعتی، اصطلاحات بخار تمیز (Clean Steam) و بخار خالص (Pure Steam) گاهی به جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما از نظر فنی و الزامات کاربردی می‌توانند مفاهیم متفاوتی داشته باشند.

تفاوت این دو اصطلاح را باید با توجه به روش تولید بخار، کیفیت آب تغذیه، طراحی مولد بخار، میزان کنترل مواد شیمیایی و الزامات فرآیند بررسی کرد. به طور کلی، هرچه کاربرد حساس‌تر باشد، کنترل کیفیت آب و بخار اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

بخار تمیز چیست؟

بخار تمیز معمولاً برای کاربردهایی استفاده می‌شود که کنترل آلودگی و کیفیت بخار اهمیت زیادی دارد، اما الزامات آن الزاماً با بالاترین سطح الزامات بخار خالص یکسان نیست. کیفیت بخار تمیز می‌تواند بر اساس فرآیند، استانداردهای داخلی مجموعه و الزامات صنعت تعیین شود.

بخار خالص چیست؟

بخار خالص معمولاً با استفاده از آب بسیار تصفیه‌شده و یک مولد بخار مناسب تولید می‌شود و هدف آن، تولید بخاری با سطح بالاتری از کنترل آلودگی و مواد همراه است. در سیستم‌های مربوط به صنایع دارویی و برخی کاربردهای حساس، کیفیت آب ورودی و کیفیت کندانس حاصل از بخار می‌تواند بر اساس پارامترهایی مانند رسانایی، کربن آلی کل (TOC) و اندوتوکسین مورد ارزیابی قرار گیرد.

منبع آب برای سیستم‌های با خلوص بالا، بسته به کاربرد می‌تواند شامل آب تصفیه‌شده (PW)، آب بسیار تصفیه‌شده (HPW) یا آب مناسب برای تزریق (WFI) باشد. تعیین اینکه یک فرآیند به بخار تمیز یا بخار خالص نیاز دارد، باید براساس نوع محصول، تماس بخار با محصول، الزامات فرآیند و استانداردهای مورد استفاده انجام شود.

برای آشنایی بیشتر با این موضوع، مقاله بخار تمیز و خالص چیست؟ را مطالعه کنید.

کاربردهای بخار تمیز و بخار خالص

بخار تمیز و بخار خالص در صنایعی مورد استفاده قرار می‌گیرند که بخار یا میعانات حاصل از آن ممکن است مستقیماً یا به صورت غیرمستقیم بر محصول اثر بگذارد.

از جمله کاربردهای این نوع بخار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع دارویی
• صنایع زیست‌فناوری
• صنایع غذایی و نوشیدنی
• تجهیزات استریل‌سازی
• اتوکلاوها
• تجهیزات پزشکی
• برخی سیستم‌های تهویه و رطوبت‌زنی در محیط‌های کنترل‌شده

در کاربردهای دارویی و بهداشتی، شرایط تولید، ذخیره، توزیع و کنترل بخار اهمیت بسیار زیادی دارد. بسته به نوع فرآیند، بخار مورد استفاده ممکن است با الزامات مختلفی از نظر خلوص شیمیایی، میکروبی و کیفیت میعانات مواجه باشد. همچنین در صنعت مراقبت های بهداشتی استفاده می شود و برای تولید بیشتر محصولات دارویی مورد نیاز است.

بخار تمیز و بخار خالص در صنایع دارویی و بهداشتی در فرآیندهایی استفاده می شود که بخار یا میعانات آن ممکن است با یک محصول دارویی یا پزشکی تماس پیدا کند و باعث آلودگی شود.

بخار حاصل از یک دیگ بخار معمولی – بخار مفید – برای کاربردهای دارویی و پزشکی نامناسب است زیرا حاوی مواد افزودنی دیگ بخار یا سایر مواد نامطلوب مانند زنگ است. بخار خالص اغلب برای تولید محصولات ارگانیک از جمله مواد غذایی استفاده می شود که استفاده از مواد شیمیایی و افزودنی ها را محدود می کند.

استفاده از بخار بخشی ضروری از امکانات فرآیند مدرن بوده و خواهد بود. با درک ویژگی‌ها و کاربردهای انواع بخار، می‌توانید مسائل مربوط به عملیات را به حداقل برسانید، از هزینه‌های نگهداری غیر ضروری جلوگیری کنید و بهره‌وری را به حداکثر برسانید.

تفاوت بخار معمولی، بخار تمیز و بخار خالص

یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای درک تفاوت این انواع بخار، بررسی هدف از تولید آنهاست. بخار معمولی یا مفید برای بیشتر فرآیندهای عمومی صنعتی و گرمایشی تولید می‌شود.

بخار تمیز زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که کنترل آلودگی و کیفیت بخار اهمیت بیشتری پیدا کند. بخار خالص برای کاربردهایی طراحی می‌شود که الزامات کیفی و کنترل آلودگی سخت‌گیرانه‌تری وجود دارد.

بنابراین نمی‌توان گفت یکی از این انواع بخار همیشه بهتر از دیگری است؛ بلکه نوع مناسب بخار باید متناسب با کاربرد و الزامات فرآیند انتخاب شود.

آیا همه صنایع به بخار خالص نیاز دارند؟

خیر. بیشتر فرآیندهای عمومی صنعتی به بخار خالص نیاز ندارند و استفاده از بخار معمولی یا مفید می‌تواند کاملاً مناسب باشد. بخار خالص و تمیز بیشتر در کاربردهایی اهمیت پیدا می‌کنند که احتمال تماس بخار یا کندانس آن با محصول وجود دارد یا آلودگی می‌تواند به کیفیت محصول آسیب برساند.

بنابراین استفاده از سیستم بخار خالص در یک کارخانه عمومی، بدون نیاز واقعی فرآیند، می‌تواند باعث افزایش غیرضروری هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بهره‌برداری و نگهداری شود. انتخاب صحیح نوع بخار باید براساس نیاز واقعی فرآیند انجام شود.

چرا شناخت انواع بخار اهمیت دارد؟

انتخاب نوع نامناسب بخار می‌تواند باعث کاهش راندمان، افزایش مصرف انرژی، ایجاد مشکلات عملیاتی و حتی آسیب به تجهیزات شود. برای مثال، بخار اشباع معمولاً برای انتقال حرارت و مبدل‌های حرارتی گزینه بسیار مناسبی است، در حالی که بخار سوپرهیت می‌تواند برای توربین‌ها و برخی کاربردهای دمای بالا مناسب‌تر باشد.

از طرف دیگر، استفاده از بخار معمولی در فرآیندی که نیاز به بخار تمیز یا خالص دارد می‌تواند باعث آلودگی محصول شود. همچنین در سیستم‌هایی که کندانس داغ تولید می‌شود، نادیده گرفتن بخار فلش می‌تواند به معنی از دست دادن بخشی از انرژی قابل بازیابی باشد. بنابراین شناخت نوع بخار، کیفیت آن و شرایط تولید و مصرف، بخشی مهم از طراحی و بهره‌برداری صحیح سیستم بخار است.

چگونه نوع مناسب بخار را انتخاب کنیم؟

برای انتخاب نوع بخار، ابتدا باید نیاز واقعی فرآیند مشخص شود.

برخی پرسش‌های مهم عبارت‌اند از:

• آیا بخار برای انتقال حرارت استفاده می‌شود؟
• آیا بخار مستقیماً با محصول تماس دارد؟
• آیا فرآیند به دمای بالا نیاز دارد؟
• آیا وجود میعانات در تجهیزات مشکل ایجاد می‌کند؟
• آیا بخار در توربین یا تجهیزات تولید انرژی استفاده می‌شود؟
• آیا کیفیت و خلوص بخار باید تحت استاندارد خاصی کنترل شود؟
• آیا امکان بازیابی کندانس و بخار فلش وجود دارد؟

پاسخ به این پرسش‌ها مشخص می‌کند که بخار اشباع، سوپرهیت، تمیز، خالص یا یکی از انواع دیگر برای فرآیند مناسب‌تر است.

ارتباط انواع بخار با بویلر صنعتی

بویلر قلب بسیاری از سیستم‌های تولید بخار صنعتی است، اما تولید بخار مناسب فقط به خود دیگ بخار محدود نمی‌شود. کیفیت آب تغذیه، فشار کاری، کنترل احتراق، طراحی سطوح انتقال حرارت، جداکننده‌های بخار، خطوط انتقال، تله‌های بخار، تجهیزات کاهش فشار و سایر اجزای سیستم همگی بر شرایط بخار نهایی اثر می‌گذارند.

برای مثال، بویلر می‌تواند بخار اشباع تولید کند و در صورت وجود تجهیزات مناسب، بخار می‌تواند پس از آن وارد مرحله سوپرهیت شود. همچنین در بخش‌های مختلف سیستم، با کاهش فشار کندانس می‌توان بخار فلش تولید کرد و با مدیریت صحیح آن، بخشی از انرژی را بازیابی نمود.

در مجموع بخار یک سیال بسیار مهم در صنایع مختلف است، اما همه بخارها یکسان نیستند و نوع بخار باید متناسب با شرایط و نیاز فرآیند انتخاب شود. بخار اشباع یکی از پرکاربردترین انواع بخار در فرآیندهای گرمایشی و انتقال حرارت است و به دلیل ویژگی‌های مناسب هنگام میعان، در بسیاری از مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بخار سوپرهیت دمایی بالاتر از دمای اشباع دارد و در کاربردهایی مانند توربین بخار و برخی فرآیندهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. بخار فلش در اثر کاهش فشار کندانس داغ تشکیل می‌شود و می‌توان با طراحی مناسب، بخشی از انرژی آن را دوباره در فرآیند استفاده کرد.

بخار پخت‌وپز، بخار فیلترشده، بخار تمیز و بخار خالص نیز برای کاربردهایی استفاده می‌شوند که کیفیت، خلوص یا نوع تماس بخار با محصول اهمیت بیشتری دارد. در نتیجه، انتخاب صحیح بخار نه بر اساس اینکه کدام نوع «بهتر» است، بلکه بر اساس نیاز واقعی فرآیند، فشار و دما، کیفیت مورد نیاز، نوع مصرف‌کننده و الزامات بهداشتی و صنعتی انجام می‌شود.

سوالات متداول درباره انواع بخار

مهم‌ترین انواع بخار مورد استفاده در صنعت کدام‌اند؟

بخار اشباع، بخار سوپرهیت، بخار فلش، بخار مفید، بخار پخت‌وپز، بخار فیلترشده، بخار تمیز و بخار خالص از مهم‌ترین انواع بخار مورد استفاده در صنعت هستند.

تفاوت بخار اشباع و بخار سوپرهیت چیست؟

بخار اشباع در دمای اشباع متناظر با فشار خود قرار دارد، در حالی که بخار سوپرهیت در همان فشار دمایی بالاتر از دمای اشباع دارد.

بخار فلش چگونه تولید می‌شود؟

وقتی کندانس داغ و پرفشار وارد ناحیه‌ای با فشار پایین‌تر می‌شود، بخشی از آن به دلیل افت فشار دوباره تبخیر شده و بخار فلش تولید می‌شود.

آیا بخار معمولی برای صنایع دارویی مناسب است؟

در بسیاری از کاربردهای دارویی حساس، بخار معمولی بویلر به دلیل کیفیت و مواد همراه آن مناسب نیست و باید از بخار تمیز یا خالص متناسب با الزامات فرآیند استفاده شود.

بخار تمیز و بخار خالص یکی هستند؟

این دو اصطلاح همیشه مترادف نیستند. مشخصات و الزامات آنها به روش تولید، کیفیت آب، طراحی سیستم و نوع کاربرد بستگی دارد.

برای گرمایش صنعتی، بخار اشباع بهتر است یا سوپرهیت؟

در بسیاری از کاربردهای انتقال حرارت، بخار اشباع به دلیل رفتار مناسب هنگام میعان و انتقال حرارت مؤثر، انتخاب مناسب‌تری است؛ اما برای برخی کاربردها مانند توربین بخار، سوپرهیت مزیت‌های مهمی دارد.

آیا می‌توان بخار فلش را دوباره استفاده کرد؟

بله. در صورت طراحی مناسب سیستم، بخار فلش تولیدشده از کندانس داغ می‌تواند برای فرآیندهای مناسب یا پیش‌گرمایش مورد استفاده قرار گیرد و بخشی از انرژی سیستم بازیابی شود.

برای دریافت قیمت و خرید دیگ بخار با شماره 09388037440 تماس بگیرید.