در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، صرفاً تولید بخار کافی نیست و کیفیت بخار مورد استفاده نیز اهمیت زیادی دارد. این موضوع بهویژه در صنایعی مانند صنایع غذایی، دارویی، پزشکی و برخی فرآیندهای حساس که بخار یا کندانس آن ممکن است مستقیماً یا غیرمستقیم با محصول یا سطوح تماس پیدا کند، اهمیت بیشتری پیدا میکند.
بخار چیست و چگونه تولید می شود؟
در این کاربردها ممکن است بخار معمولی بویلر مناسب نباشد و لازم باشد از بخار فیلترشده، بخار تمیز (Clean Steam) یا بخار خالص (Pure Steam) استفاده شود. هدف از تولید بخار تمیز و خالص این است که میزان آلودگیها، مواد محلول، ذرات، مواد شیمیایی و سایر ناخالصیهایی که میتوانند بر محصول یا فرآیند اثر بگذارند، تا حد مورد نیاز کنترل شود.
نکته مهم این است که کیفیت بخار فقط به آب ورودی بویلر وابسته نیست. آب مورد استفاده، تجهیزات تولید بخار، روش جداسازی بخار، لولهکشی، تجهیزات توزیع، شرایط نگهداری و حتی محل مصرف همگی میتوانند بر کیفیت نهایی بخار اثر بگذارند.
صنایع دما بخار مشهد طراح و تولید کننده دستگاه بخار تمیز و استریل برای کاربردهای حساس مانند صنایع دارویی و غذایی می باشد. نمونه ای از این محصول به سفارش شرکت تولیدی شیوا دارنده برند شیبابا، در صنایع غذایی ساخته شده است.
برای سفارش محصول با ما تماس بگیرید: 09306333410
بخار تمیز و خالص چیست؟
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.
بخار تمیز و بخار خالص هر دو برای کاربردهایی استفاده میشوند که کنترل کیفیت بخار اهمیت بیشتری نسبت به بخار صنعتی معمولی دارد، اما این دو اصطلاح همیشه دقیقاً مترادف یکدیگر نیستند. به طور کلی، بخار تمیز به بخاری گفته میشود که با استفاده از آب و تجهیزات مناسب و با کنترل بیشتری بر آلودگیها تولید و توزیع شده است.
بخار خالص به بخاری گفته میشود که برای کاربردهای حساستر تولید میشود و الزامات مشخصتری در مورد کیفیت آب، ترکیب شیمیایی، گازهای غیرقابلمیعان، درجه خشکی، سوپرهیت و سایر پارامترهای کیفی دارد.
در کاربردهای دارویی و استریلیزاسیون، کیفیت بخار باید بر اساس استاندارد و نیاز واقعی فرآیند تعیین و سپس با روشهای مناسب پایش و اعتبارسنجی شود. WHO برای بخار خالص مورد استفاده به عنوان عامل استریلیزاسیون مستقیم، کنترل سطح کیفیت بخار و ارزیابی پارامترهایی مانند گازهای غیرقابلمیعان، درجه خشکی و میزان سوپرهیت را مطرح میکند.
USP نیز Pure Steam را بهعنوان بخاری تعریف میکند که بدون ورود آب منبع به جریان بخار تولید شده و ماده افزودنی به آن اضافه نشده باشد؛ میزان خشکی و گازهای غیرقابلمیعان نیز باید متناسب با کاربرد مورد ارزیابی قرار گیرد.
عوامل مؤثر بر کیفیت بخار
سه عامل اصلی که در کیفیت بخار نقش دارند عبارتاند از:
- کیفیت آب ورودی بویلر (تصفیه و سختی گیری)
- تجهیزات تولید و جداسازی بخار
- لولهکشی و تجهیزات توزیع بخار
البته در کاربردهای حساس، تجهیزات مصرفکننده، شرایط ذخیره و روش پایش کیفیت نیز باید مورد توجه قرار گیرند.
۱. کیفیت آب ورودی بویلر
آب مورد استفاده در بویلر معمولاً پیش از ورود به سیستم تحت فرآیندهای تصفیه قرار میگیرد. سختیگیری، اسمز معکوس و سایر روشهای تصفیه، بسته به نوع سیستم، برای کاهش آلایندههای نامطلوب مورد استفاده قرار میگیرند. سختی آب عمدتاً به حضور یونهایی مانند کلسیم و منیزیم مربوط است و کنترل آن برای جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلر اهمیت زیادی دارد.
با این حال، حذف سختی به معنی حذف تمام ناخالصیهای موجود در آب نیست. آب تغذیه میتواند حاوی گازهای محلول مانند اکسیژن و دیاکسیدکربن، یونهای مختلف و سایر مواد محلول باشد. بنابراین نوع تصفیه آب باید بر اساس نیاز فرآیند و کیفیت بخار مورد نظر انتخاب شود.
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.
۲. تجهیزات تولید بخار
در هنگام تولید بخار، ممکن است قطرات بسیار ریز آب بویلر به همراه جریان بخار حرکت کنند. این قطرات میتوانند حاوی مواد محلول و برخی مواد شیمیایی موجود در آب بویلر باشند. به همین دلیل، در سیستمهای حساس، طراحی مناسب بویلر، فضای جداسازی، جداکنندههای بخار و تجهیزات مرتبط با کیفیت بخار اهمیت زیادی دارد. هدف این است که بخار خروجی تا حد امکان از قطرات آب و آلودگیهای همراه آنها جدا شود.
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.
۳. لولهکشی و توزیع بخار
حتی اگر بخار در محل تولید کیفیت مناسبی داشته باشد، شبکه انتقال میتواند باعث کاهش کیفیت آن شود. خوردگی داخلی، ذرات زنگ، شیب نامناسب خطوط، تجمع کندانس، نقاط مرده، طراحی نامناسب تخلیه کندانس و جنس نامناسب تجهیزات میتوانند کیفیت بخار را تحت تأثیر قرار دهند.
در سیستمهای حساس، جنس تجهیزات، طراحی مسیر، امکان تخلیه کندانس و روش نگهداری باید متناسب با سطح کیفیت مورد نیاز انتخاب شود. در برخی سیستمهای بخار تمیز و خالص، استفاده از تجهیزات و لولهکشی مناسب از جنس فولاد زنگنزن بخش مهمی از طراحی است. WHO نیز برای برخی سیستمهای clean steam بر طراحی مناسب شبکه، استفاده از فولاد زنگنزن و امکان تخلیه صحیح تأکید کرده است.
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 یا Plant Steam چیست؟
بخار معمولی یا Plant Steam بخاری است که برای بسیاری از کاربردهای عمومی صنعتی تولید میشود. این نوع بخار برای فرآیندهایی مانند گرمایش غیرمستقیم، کویلها، مبدلهای حرارتی و بسیاری از کاربردهای عمومی مناسب است؛ جایی که تماس مستقیم بخار با محصول وجود ندارد یا فرآیند به سطح بسیار بالایی از خلوص نیاز ندارد.
بخار Plant معمولاً در بویلرهای صنعتی تولید و از طریق شبکههای توزیع به مصرفکنندگان منتقل میشود. مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب و کنترل خوردگی، ذرات ناشی از خوردگی خطوط و قطرات آب بویلر میتوانند در شرایط نامناسب وارد جریان بخار شوند. بنابراین بخار معمولی را نباید بهصورت خودکار برای کاربردهایی که نیاز به تماس مستقیم با محصول دارند مناسب فرض کرد.
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 ضد 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 فیلترشده یا تصفیه شده چیست؟
بخار فیلترشده بخاری است که پیش از مصرف از یک سیستم فیلتراسیون عبور داده میشود تا ذرات و برخی ناخالصیهای موجود در جریان بخار کاهش پیدا کنند. این روش میتواند برای برخی کاربردهای غذایی، نوشیدنی و فرآیندهای حساستر نسبت به بخار معمولی مورد استفاده قرار گیرد.
مزیت این روش آن است که میتوان قبل از نقطه مصرف، آلودگیهای ذرهای موجود در خط بخار را تا حد مشخصی کنترل کرد. البته فیلتر کردن بخار به معنی حذف تمام آلایندههای محلول یا گازی نیست و نوع فیلتر باید بر اساس کیفیت مورد نیاز فرآیند انتخاب شود.
بخار تمیز چیست؟
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 تمیز (Clean Steam) برای کاربردهایی تولید میشود که کیفیت بخار نسبت به بخار معمولی اهمیت بیشتری دارد. در تولید بخار تمیز، تنها استفاده از فیلتر در نقطه مصرف مورد توجه نیست؛ بلکه کیفیت آب، تجهیزات تولید، مسیر انتقال و نحوه توزیع نیز باید در نظر گرفته شود.
در بسیاری از سیستمها برای تولید بخار تمیز از آب با کیفیت بالا، مولد مناسب و شبکه توزیع با طراحی مناسب استفاده میشود. هدف این است که احتمال ورود مواد شیمیایی، ذرات، زنگزدگی و سایر آلودگیها به بخار کاهش پیدا کند.
برای کاربردهای حساس، تعریف دقیق «Clean Steam» باید بر اساس کاربرد و مشخصات پروژه تعیین شود و نمیتوان فقط با عبارت «بخار تمیز» درباره کیفیت نهایی تصمیم گرفت.
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.
بخار خالص (Pure Steam) برای کاربردهایی مورد استفاده قرار میگیرد که به کنترل دقیقتر کیفیت بخار نیاز دارند. طبق تعریف USP، Pure Steam باید به نحوی تولید شود که از ورود آب منبع به جریان بخار جلوگیری شود و ماده افزودنی به آن اضافه نشود؛ همچنین میزان خشکی و گازهای غیرقابلمیعان باید متناسب با کاربرد مورد ارزیابی قرار گیرد.
در سیستمهایی که بخار خالص برای استریلیزاسیون مستقیم استفاده میشود، کیفیت آب تغذیه مولد بخار، طراحی تجهیزات، کیفیت کندانس و پارامترهای فیزیکی بخار اهمیت ویژهای پیدا میکنند. WHO نیز برای چنین کاربردهایی بر استفاده از آب تصفیهشده مناسب و کنترل کیفیت بخار تأکید دارد. بخار خالص در صنایع دارویی، زیستفناوری و برخی فرآیندهای استریلیزاسیون کاربرد دارد.
تفاوت بخار تمیز و بخار خالص
این دو اصطلاح گاهی بهجای یکدیگر استفاده میشوند، اما نباید بدون توجه به کاربرد آنها را کاملاً یکسان دانست.
به طور کلی:
| ویژگی | بخار معمولی | بخار فیلترشده | بخار تمیز | بخار خالص |
|---|---|---|---|---|
| هدف اصلی | کاربرد عمومی | کاهش ذرات و آلودگیهای قابل حذف با فیلتر | کنترل بیشتر کیفیت بخار | تأمین بخار با الزامات کیفی بالاتر |
| کیفیت آب | متناسب با بویلر | متناسب با فرآیند | معمولاً آب با کیفیت بالاتر | آب تصفیهشده متناسب با الزامات کاربرد |
| فیلتراسیون | ممکن است لازم نباشد | بخش اصلی سیستم | بسته به طراحی | بسته به طراحی سیستم |
| تجهیزات توزیع | مناسب شبکه صنعتی | متناسب با کاربرد | کنترلشدهتر | با الزامات کیفی و بهداشتی مشخص |
| کاربرد | گرمایش عمومی | برخی کاربردهای غذایی و فرآیندی | صنایع غذایی، بهداشتی و برخی کاربردهای حساس | دارویی، استریلیزاسیون و کاربردهای حساس |
این جدول فقط یک مقایسه عمومی است و مشخصات نهایی باید بر اساس استاندارد و نیاز فرآیند تعیین شوند.
تولید بخار تمیز و خالص
تولید بخار تمیز یا خالص فقط به یک تجهیز خاص محدود نمیشود؛ بلکه یک زنجیره کامل تولید و توزیع است.
مراحل کلی میتواند شامل موارد زیر باشد:
تصفیه آب → تولید بخار → جداسازی قطرات → توزیع بهداشتی → کنترل و پایش کیفیت → مصرف
تصفیه آب
یکی از روشهای رایج برای کاهش مواد محلول و ناخالصیهای آب، اسمز معکوس (Reverse Osmosis) است. در سیستمهای حساس ممکن است علاوه بر RO، مراحل دیگری نیز برای رسیدن به کیفیت مورد نیاز استفاده شود. نوع تجهیزات تصفیه باید بر اساس کیفیت آب خام و مشخصات مورد نیاز فرآیند انتخاب شود. بنابراین صرفاً «دو مرحلهای بودن RO» را نمیتوان به عنوان یک الزام عمومی برای تمام سیستمهای بخار خالص در نظر گرفت.
مولد بخار
در برخی کاربردهای حساس، استفاده از مولد بخار اختصاصی برای تولید بخار تمیز یا خالص متداول است. در این حالت ممکن است یک مدار بخار معمولی، انرژی لازم برای گرم کردن مدار آب و تولید بخار تمیز را از طریق یک مبدل حرارتی تأمین کند، بهطوری که سیال فرآیند از مدار بخار صنعتی جدا باقی بماند. نوع مولد، جنس سطوح در تماس با آب و بخار و روش تولید باید با الزامات کاربرد هماهنگ باشد.
جنس تجهیزات و لولهها
در سیستمهای حساس، استفاده از مواد و تجهیزات مناسب، بهویژه فولاد زنگنزن با مشخصات متناسب با پروژه، به کاهش خوردگی و آلودگی کمک میکند. طراحی خطوط باید به گونهای باشد که تخلیه کندانس، شیببندی، کاهش نقاط مرده و جلوگیری از باقی ماندن آب در سیستم بهدرستی مدیریت شود.
الزامات کیفی بخار تمیز و خالص
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.
آیا برای تولید بخار خالص همیشه بویلر استیل لازم است؟
خیر؛ این موضوع باید بر اساس طراحی سیستم و کاربرد تعیین شود. آنچه اهمیت دارد این است که سطوح، تجهیزات و مسیرهایی که با آب یا بخار مورد نظر تماس دارند از نظر جنس، خوردگی، تمیزی و الزامات فرآیند مناسب باشند.
در بسیاری از مولدهای بخار خالص، بخشهایی که مستقیماً با سیال فرآیند در تماس هستند از مواد مناسب و مقاوم در برابر خوردگی ساخته میشوند. بنابراین صرفاً «استیل بودن بدنه بویلر» معیار کافی برای تعریف یک سیستم Pure Steam نیست.
کنترل کیفیت بخار تمیز و خالص
کیفیت بخار باید متناسب با کاربرد، قابل اندازهگیری و قابل پایش باشد.
برخی پارامترهای مهم، بسته به نوع کاربرد، عبارتاند از:
- کیفیت آب تغذیه
- مواد محلول
- رسانایی
- کربن آلی کل (TOC)
- گازهای غیرقابلمیعان
- درجه خشکی یا کیفیت بخار
- میزان سوپرهیت
- در کاربردهای حساس، اندوتوکسین و سایر پارامترهای میکروبیولوژیک یا شیمیایی
WHO برای Pure Steam مورد استفاده در استریلیزاسیون مستقیم، ارزیابی پارامترهایی مانند گازهای غیرقابلمیعان، درجه خشکی و سوپرهیت را مطرح میکند و کیفیت کندانس را نیز در ارتباط با الزامات مربوط به آب برای تزریق بررسی میکند.
بنابراین تعیین اعداد دقیق برای هر پارامتر باید بر اساس استاندارد و کاربرد مشخص انجام شود و نمیتوان یک جدول ثابت را برای همه پروژهها عمومی کرد.
چرا کیفیت بخار در فرآیندهای دارویی مهمتر است؟
در صنایع دارویی و زیستفناوری، بخار ممکن است برای استریلیزاسیون تجهیزات، خطوط انتقال، مخازن و سطوح تماس با محصول استفاده شود. در چنین مواردی، مواد شیمیایی، ذرات، روغن، خوردگی یا سایر آلودگیهای موجود در بخار میتوانند مشکلساز باشند.
به همین دلیل در کاربردهای حساس، بخار باید متناسب با فرآیند تولید، کنترل و اعتبارسنجی شود. برای بخاری که به صورت مستقیم برای استریلیزاسیون استفاده میشود، WHO تأکید میکند که بخار نباید حاوی افزودنیهایی در سطحی باشد که باعث آلودگی محصول یا تجهیزات شود.
کاربردهای بخار تمیز و خالص
بخار تمیز و خالص در صنایع مختلفی کاربرد دارند؛ از جمله:
صنایع غذایی
در فرآیندهایی که بخار با محصول یا سطوح تماس با محصول ارتباط مستقیم دارد، کنترل کیفیت بخار اهمیت زیادی پیدا میکند.
صنایع دارویی
بخار با کیفیت بالا میتواند برای استریلیزاسیون تجهیزات، خطوط، مخازن و فرآیندهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
صنایع زیستفناوری
در برخی فرآیندهای حساس، کنترل کیفیت بخار و آب اهمیت ویژهای دارد.
اتوکلاو و استریلیزاسیون
بخار اشباع با کیفیت مناسب یکی از مهمترین عوامل در فرآیند استریلیزاسیون با بخار است. در سیستمهای پزشکی نیز استانداردهای مشخصی برای توسعه، اعتبارسنجی و کنترل فرآیندهای استریلیزاسیون با بخار وجود دارد.
SIP یا Sterilization in Place
در فرآیندهای SIP، بخار برای استریل کردن تجهیزات و سطوح داخلی سیستم بدون جداسازی آنها از مدار مورد استفاده قرار میگیرد. در صنایع دارویی، استفاده از بخار مناسب و اعتبارسنجی فرآیند استریلیزاسیون اهمیت زیادی دارد.
از چه نوع بخاری باید استفاده کرد؟
انتخاب نوع بخار به نوع فرآیند و نحوه تماس بخار با محصول بستگی دارد.
زمانی که بخار تماس مستقیم با محصول ندارد
در بسیاری از کاربردهای گرمایشی، بخار معمولی یا Plant Steam میتواند کافی باشد. برای مثال، اگر بخار در یک مبدل حرارتی فقط وظیفه گرم کردن سیال دیگری را داشته باشد، تماس مستقیم با محصول وجود ندارد و نیاز به بخار خالص ممکن است وجود نداشته باشد.
زمانی که بخار مستقیماً با محصول تماس دارد
در این حالت، کیفیت بخار باید با دقت بیشتری بررسی شود. نوع بخار، کیفیت آب، مواد شیمیایی، فیلتراسیون و الزامات بهداشتی باید متناسب با محصول انتخاب شوند.
در استریلیزاسیون
در کاربردهای استریلیزاسیون، کیفیت بخار و شرایط فیزیکی آن اهمیت زیادی دارد. برای استریلیزاسیون مستقیم، استفاده از بخاری با کیفیت مناسب و بدون افزودنیهای آلاینده ضروری است.
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
آیا بخار معمولی برای صنایع غذایی مناسب است؟
پاسخ به این سؤال به نوع کاربرد بستگی دارد. اگر بخار فقط برای گرمایش غیرمستقیم استفاده شود، بخار معمولی میتواند در بسیاری از فرآیندها مناسب باشد.
اما اگر بخار به صورت مستقیم با ماده غذایی تماس داشته باشد، باید احتمال انتقال مواد شیمیایی، ذرات، روغن، خوردگی و سایر آلودگیها بررسی شود و در صورت نیاز از فیلتراسیون یا بخار با کیفیت بالاتر استفاده شود. بنابراین نمیتوان صرفاً بر اساس عنوان «صنایع غذایی» یک نوع بخار را برای تمام کاربردها مناسب دانست.
تفاوت بخار تمیز، خالص و بخار معمولی در یک نگاه
| نوع بخار | کاربرد اصلی | سطح کنترل کیفیت |
| بخار معمولی | گرمایش و فرآیندهای عمومی | متناسب با نیاز بویلر و شبکه |
| بخار فیلترشده | فرآیندهایی با نیاز به کنترل ذرات | بالاتر از بخار معمولی از نظر ذرات |
| بخار تمیز | کاربردهایی با نیاز بیشتر به کنترل آلودگی | بالا و وابسته به مشخصات فرآیند |
| بخار خالص | کاربردهای دارویی و استریلیزاسیون حساس | بسیار کنترلشده و وابسته به استاندارد |
تمیزتر از بخار تمیز؛ آیا همیشه لازم است؟
در برخی کاربردها ممکن است کنترل کیفیت آب و بخار به مراحل بیشتری نیاز داشته باشد. بسته به کیفیت آب ورودی و مشخصات فرآیند، ممکن است از تجهیزات مختلفی مانند:
- اسمز معکوس
- کربن فعال
- سیستمهای تصفیه تکمیلی
- ضدعفونی یا کنترل میکروبی
- تجهیزات پایش کیفیت آب
استفاده شود.
اما انتخاب این تجهیزات باید بر اساس کیفیت آب ورودی و مشخصات مورد نیاز بخار انجام شود، نه صرفاً با هدف استفاده از تجهیزات بیشتر. در واقع، «خالصتر» بودن همیشه به معنای «مناسبتر» بودن نیست؛ مهم این است که بخار با مشخصات مورد نیاز فرآیند مطابقت داشته باشد.
آیا بخار خالص همان بخار اشباع است؟
خیر. این دو اصطلاح دو ویژگی متفاوت بخار را توصیف میکنند. بخار اشباع به وضعیت ترمودینامیکی بخار مربوط است، در حالی که بخار خالص به کیفیت و میزان کنترل آلایندهها در بخار مربوط میشود.
به همین دلیل یک بخار میتواند از نظر ترمودینامیکی اشباع و از نظر کیفیت، بخار خالص باشد. در کاربردهای استریلیزاسیون مستقیم، وضعیت فیزیکی بخار نیز اهمیت دارد و در کنار خلوص، پارامترهایی مانند درجه خشکی، گازهای غیرقابلمیعان و سوپرهیت باید بررسی شوند.
برای آشنایی با بخار اشباع میتوانید مقاله بخار اشباع چیست؟ را مطالعه کنید.
ارتباط بخار تمیز و خالص با دیگ بخار
در یک سیستم بخار، کیفیت نهایی بخار فقط نتیجه عملکرد دیگ بخار نیست. کیفیت آب تغذیه، تجهیزات تصفیه، طراحی مولد بخار، جداکنندهها، خطوط انتقال، تلههای بخار، تجهیزات تخلیه کندانس و شرایط نگهداری همگی بر کیفیت نهایی تأثیر دارند.
در سیستمهای حساس، ممکن است یک مولد بخار اختصاصی برای تولید بخار تمیز یا خالص در کنار بویلر اصلی مورد استفاده قرار گیرد.
برای آشنایی بیشتر با نقش بویلر در تولید بخار، میتوانید مطلب دیگ بخار صنعتی را مطالعه کنید.
در کل بخار تمیز و بخار خالص برای کاربردهایی طراحی میشوند که کیفیت بخار اهمیت ویژهای دارد. تفاوت این دو با بخار معمولی فقط در نوع آب مصرفی نیست؛ بلکه کل فرآیند تولید، جداسازی، انتقال، توزیع و مصرف بخار باید متناسب با سطح کیفیت مورد نیاز طراحی و کنترل شود.
بخار معمولی برای بسیاری از فرآیندهای عمومی صنعتی مناسب است، اما در کاربردهایی که بخار مستقیماً یا به صورت غیرمستقیم با محصول حساس ارتباط دارد، ممکن است استفاده از بخار فیلترشده، تمیز یا خالص ضرورت پیدا کند.
در صنایع دارویی، زیستفناوری و استریلیزاسیون، کیفیت بخار باید بر اساس کاربرد و استاندارد مرجع مشخص شود و پارامترهایی مانند کیفیت آب، گازهای غیرقابلمیعان، درجه خشکی، سوپرهیت و در موارد لازم کیفیت میعانات مورد پایش قرار گیرد.
بنابراین هنگام انتخاب سیستم تولید بخار تمیز یا خالص، بهتر است به جای تمرکز صرف بر نام تجهیزات، کل زنجیره آب، تولید بخار، توزیع و مصرف بررسی شود.
سوالات متداول درباره بخار تمیز و خالص
بخار تمیز چیست؟
بخار تمیز بخاری است که برای کاربردهایی با نیاز بالاتر به کنترل کیفیت و آلودگی تولید و توزیع میشود. مشخصات دقیق آن به کاربرد و استاندارد مورد استفاده بستگی دارد.
بخار خالص چیست؟
Pure Steam بخاری با الزامات کیفی بالاتر است که برای کاربردهای حساس، بهویژه برخی کاربردهای دارویی و استریلیزاسیون، تولید میشود. USP برای Pure Steam تعریف مشخصی ارائه کرده است.
تفاوت بخار تمیز و بخار خالص چیست؟
این دو اصطلاح همیشه مترادف نیستند. بخار خالص معمولاً تحت الزامات کیفی و کنترلی دقیقتری تولید میشود، اما مشخصات واقعی هر سیستم باید بر اساس کاربرد و استاندارد مورد نظر تعیین شود.
آیا آب RO برای تولید بخار خالص کافی است؟
لزوماً خیر. کیفیت مورد نیاز آب و تعداد و نوع مراحل تصفیه باید بر اساس طراحی مولد بخار، کیفیت آب ورودی و مشخصات بخار مورد نظر تعیین شود.
آیا برای تولید بخار خالص حتماً بویلر استیل لازم است؟
خیر. مهمتر از جنس بدنه صرفاً این است که سطوح و تجهیزات در تماس با آب و بخار از مواد مناسب، مقاوم در برابر خوردگی و متناسب با الزامات کاربرد ساخته شده باشند.
بخار خالص در چه صنایعی استفاده میشود؟
از جمله کاربردهای آن میتوان به صنایع دارویی، زیستفناوری، برخی فرآیندهای غذایی حساس و فرآیندهای استریلیزاسیون اشاره کرد.
آیا بخار خالص همان بخار سوپرهیت است؟
خیر. بخار خالص از نظر کیفیت و خلوص تعریف میشود، در حالی که سوپرهیت بودن به وضعیت دما نسبت به دمای اشباع مربوط است. بنابراین یک بخار خالص میتواند از نظر ترمودینامیکی اشباع یا در شرایط دیگری قرار داشته باشد.
چه زمانی بخار معمولی کافی است؟
در بسیاری از کاربردهای گرمایش غیرمستقیم و فرآیندهای عمومی که تماس مستقیم بخار با محصول وجود ندارد، بخار معمولی میتواند کافی باشد.
مقالات مرتبط
برای تکمیل اطلاعات درباره سیستم بخار و انواع آن، مقالات زیر را نیز مطالعه کنید:
برای دریافت قیمت و خرید دیگ بخار با شماره 09388037440 تماس بگیرید.
