ما هي الآلات المستخدمة في صناعة الماء المقطر؟
الماء المقطريستخدم على نطاق واسع في المختبرات والعلاجات الطبية والإنتاج الصناعي وغيرها من المجالات لأنه نقي وخالٍ من الشوائب. تعتمد عملية صنع الماء المقطر على أجهزة تقطير متخصصة، والتي تسخن الماء وتبخيره إلى بخار ماء، ثم تكثفه إلى ماء سائل نقي، مما يؤدي إلى إزالة الشوائب والمعادن المذابة.
ستلقي هذه المقالة نظرة عميقة على الآلات التي تصنع الماء المقطر ومكوناتها الرئيسية لمساعدتك على فهم عملية التقطير بشكل أفضل.
ما هي المبادئ الأساسية للمياه المقطرة؟
تعتمد عملية إنتاج الماء المقطر على مبدأي تبخر الماء وتكثيفه، فعندما يتم تسخين الماء إلى درجة الغليان، يتحول إلى بخار ماء، وتتخلف الشوائب مثل المعادن الثقيلة والأملاح والكائنات الحية الدقيقة أثناء عملية التبخر. وبعد تبريد بخار الماء، يتكثف مرة أخرى إلى ماء سائل، وهذه المياه النقية هي مياه مقطرة.
بفضل نقائها العالي للغاية، تُستخدم المياه المقطرة على نطاق واسع في المناسبات التي تتطلب مياه عالية الجودة، مثل التجارب المعملية، وإنتاج الأدوية، وإعادة تعبئة بطاريات السيارات.
آلات صنع الماء المقطر - أجهزة تقطير المياه
جهاز تقطير المياه المعملية
جهاز تقطير المياه الصغير يستخدم عادة في المختبرات لتلبية احتياجات المياه التجريبية اليومية. هذا النوع من المعدات صغير الحجم وبسيط التصميم، ويمكنه إنتاج مياه مقطرة عالية النقاء في وقت قصير.
المكونات الرئيسية لجهاز تقطير المياه المختبرية تشمل:
● السخان: يستخدم لتسخين الماء إلى درجة الغليان. عادةً ما يكون جهاز تقطير الماء في المختبر مزودًا بسخان كهربائي يمكنه التحكم بدقة في درجة حرارة الماء لضمان عملية تبخر مستمرة ومستقرة.
● المبخر: هذا هو الجزء الرئيسي من جهاز التقطير الذي يسخن الماء ويتبخره. المبخر هو عادة وعاء مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الزجاج، وهو مقاوم للتآكل ويمكنه الحفاظ على نقاء الماء لفترة طويلة.
● المكثف: يتكثف بخار الماء مرة أخرى ليتحول إلى ماء سائل في المكثف. والمكثف عادة ما يكون عبارة عن ملف مصنوع من الزجاج أو الفولاذ المقاوم للصدأ، ويتم تبريد بخار الماء وتكثيفه عند مروره عبر هذه الملفات.
● المجمع: يستخدم لجمع الماء المقطر المكثف. عادة ما يكون جهاز تقطير المياه المعملية مزودًا بزجاجة أو حاوية تجميع مصنوعة من الزجاج أو البلاستيك، والتي يمكنها إخراج الماء المقطر بسهولة لإجراء التجارب.
وحدة تقطير المياه الصناعية
بالمقارنة مع أجهزة التقطير الصغيرة في المختبرات، فإن وحدات تقطير المياه الصناعية أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا في التصميم، ومناسبة لإنتاج المياه المقطرة على نطاق واسع. تُستخدم وحدات تقطير المياه الصناعية بشكل شائع في صناعات مثل الأدوية والمواد الكيميائية وتجهيز الأغذية، ويجب أن تكون قادرة على معالجة كميات كبيرة من المياه وضمان نقاء عالٍ للغاية.
المكونات الرئيسية لوحدات تقطير المياه الصناعية تشمل:
● المبخر: عادةً ما تعتمد المبخرات الصناعية على تصميم مبخر متعدد التأثيرات، والذي يحقق تبخرًا فعالًا للمياه من خلال سخانات متعددة المراحل ومكونات المبخر. تتمثل ميزة المبخر متعدد التأثيرات في أنه يمكنه تعظيم استخدام الطاقة الحرارية البخارية، وتحسين كفاءة التقطير، وتقليل استهلاك الطاقة.
● السخان: السخان هو الجزء الأساسي في وحدة تقطير المياه الصناعية. تشمل طرق التسخين الشائعة التسخين الكهربائي والتسخين بالبخار والتسخين بالغاز. يتمتع السخان في وحدة التقطير الصناعية بقوة عالية ويمكنه تسخين كمية كبيرة من الماء بسرعة إلى نقطة الغليان لدعم عمليات التقطير واسعة النطاق.
● المكثف: يعتمد المكثف عادة على تصميم اللوحة أو الأنبوب في الوحدات الصناعية لتكثيف بخار الماء من خلال مياه التبريد أو الهواء. ومن أجل تحسين الكفاءة، يستخدم المكثف غالبًا تقنية التبريد العكسي. يتدفق ماء التبريد وبخار الماء في اتجاهين متعاكسين في المكثف لضمان تكثيف بخار الماء بالكامل إلى ماء سائل.
● الفاصل: وظيفة الفاصل هي فصل الغاز والسائل الناتجين أثناء عملية التبخر لمنع دخول الماء غير المتبخر أو الشوائب إلى المكثف. يعد تصميم الفاصل أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤثر بشكل مباشر على نقاء الماء المقطر.
● خزان التخزين: يستخدم خزان التخزين لتخزين المياه المقطرة لضمان عدم تلوثها قبل النقل أو الاستخدام. عادة ما يكون خزان التخزين مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ ويتم معالجة الجزء الداخلي بشكل خاص لتجنب التأثير على جودة المياه.
● نظام التحكم:معدات تقطير المياه الصناعيةعادة ما تكون مجهزة بنظام تحكم آلي يمكنه مراقبة وضبط معلمات مثل درجة حرارة التسخين ومعدل التبخر وتأثير التكثيف وما إلى ذلك لضمان استقرار وكفاءة عملية التقطير بأكملها. كما تم تجهيز نظام التحكم بوظائف إنذار الأعطال والإغلاق التلقائي لضمان عملية إنتاج آمنة وموثوقة.
جهاز تقطير المياه المنزلي
تتميز أجهزة تقطير المياه المنزلية بحجمها الصغير وتصميمها البسيط، وهي مناسبة للاستخدام المنزلي. وعادة ما تستخدم لتحضير مياه الشرب أو في المناسبات المنزلية الأخرى التي تتطلب مياه نقية.
المكونات الرئيسية لجهاز تقطير المياه المنزلي تشمل:
● وحدة التسخين: عادةً ما تكون أجهزة تقطير المياه المنزلية مجهزة بوحدة تسخين كهربائية، والتي يمكنها بدء عملية التقطير بمجرد توصيلها بالكهرباء. وحدة التسخين بسيطة التصميم وسهلة التشغيل والصيانة.
● حاوية التبخير: عادة ما تكون حاويات التبخير المنزلية مصنوعة من البلاستيك المقاوم لدرجات الحرارة العالية أو من مواد الفولاذ المقاوم للصدأ ويمكنها أن تحتوي على عدة لترات من الماء لتلبية احتياجات المنزل.
● ملف التبريد: يقوم ملف التبريد في جهاز تقطير المياه المنزلي بتكثيف بخار الماء من خلال مروحة أو تبريد طبيعي، ويتدفق الماء المكثف إلى حاوية التجميع.
● حاوية التجميع: حاوية لتخزين المياه المقطرة، وعادة ما تكون ذات غطاء محكم لمنع تلوث جودة المياه مرة أخرى.
● الفلتر أو فلتر الكربون: سيتم تجهيز بعض أجهزة تقطير المياه المنزلية بفلتر أو فلتر كربون أمام المجمع لإزالة أي رائحة أو شوائب أثرية قد تبقى.
ما هي خطوات تشغيل جهاز الماء المقطر؟
1. أضف الماء
أولاً، صب الماء المراد معالجته في المبخر. تختلف متطلبات جودة المياه باختلاف أنواع أجهزة التقطير. يوصى باستخدام الماء المعالج مسبقًا، مثل الماء الذي تمت تصفيته أو تليينه في البداية، لتحسين كفاءة التقطير وإطالة عمر الجهاز.
2. التدفئة
قم بتشغيل السخان وسوف يسخن الماء تدريجيًا حتى يصل إلى نقطة الغليان في المبخر. ستنتج عملية التسخين كمية كبيرة من بخار الماء، وستبقى الشوائب الموجودة في الماء في المبخر. في هذا الوقت، من الضروري التأكد من أن درجة حرارة السخان مستقرة لمنع ارتفاع درجة الحرارة أو عدم كفاية التسخين.
3. التبخر والتكثيف
يدخل بخار الماء إلى المكثف من خلال أنبوب التوصيل، حيث يتم تبريده وإعادة تكثيفه إلى ماء سائل. هذه الخطوة هي جوهر عملية التقطير بأكملها، ويحدد تأثير التكثيف بشكل مباشر نقاء وناتج الماء المقطر.
4. جمع المياه المقطرة
تتدفق المياه المقطرة المكثفة إلى المجمع أو خزان التخزين، والذي يحتاج إلى التنظيف والتطهير بانتظام لضمان السلامة الصحية للمياه المقطرة. بالنسبة للتطبيقات الصناعية، عادة ما تتم مراقبة المياه المقطرة المخزنة ومعالجتها بشكل أكبر للتأكد من أنها تلبي المعايير ذات الصلة.
5. مخلفات التفريغ
بعد اكتمال عملية التقطير، ستبقى كمية معينة من الشوائب والمياه غير المتبخرة في المبخر. يجب تفريغ هذه البقايا في الوقت المناسب لتجنب التأثير على عملية التقطير التالية. تم تجهيز العديد من أجهزة التقطير بوظيفة تصريف مياه الصرف الصحي التلقائية، والتي يمكنها تفريغ البقايا بانتظام للحفاظ على نظافة المبخر.
ما هي مميزات وعيوب جهاز الماء المقطر؟
مميزات جهاز الماء المقطر
● نقاء عالي: يمكن لجهاز الماء المقطر إزالة الشوائب مثل الأملاح المذابة والمعادن الثقيلة والمواد العضوية الموجودة في الماء بشكل فعال، كما أن جودة المياه المنتجة نقية للغاية، وهي مناسبة لسيناريوهات التطبيق عالية الطلب.
● لا توجد إضافة كيميائية: لا توجد حاجة لإضافة أي مواد كيميائية أثناء عملية التقطير. تتم إزالة الشوائب من خلال العمليات الفيزيائية البحتة، مما يتجنب خطر المخلفات الكيميائية والتلوث الثانوي.
● عملية بسيطة: خاصة بالنسبة لمقطرات المنزل والمختبرات، فإن عملية التشغيل بسيطة. ما عليك سوى إضافة الماء والتسخين والتجميع لإكمال عملية التقطير، والتي يسهل إتقانها.
عيوب جهاز الماء المقطر
● استهلاك عالي للطاقة: تتطلب عملية التقطير تسخينًا مستمرًا للمياه حتى الغليان، مما يستهلك الكثير من الطاقة، خاصة بالنسبة للأجهزة الصناعية، كما أن تكلفة التشغيل على المدى الطويل مرتفعة.
● سرعة المعالجة البطيئة: مقارنة بالأجهزة الأخرىتقنيات معالجة المياهإن عملية التقطير بطيئة نسبيًا، وكفاءة الإنتاج محدودة. وقد لا تكون مثالية للاستخدام على نطاق واسع للمياه.
● تكلفة المعدات المرتفعة: تعتبر أجهزة التقطير الصناعية عالية الكفاءة وأجهزة التقطير المعملية باهظة الثمن وتتطلب استثمارًا أوليًا كبيرًا.