کاربردهای ازن ژنراتور

دانشنامه 24 دسامبر 2020

ازن عنصر اصلی لایه ازن است که گرمای خورشید را به دام می اندازد و برای حیات روی زمین ضروری است. برخلاف مولکول های اکسیژن قابل تنفس که از دو اتم اکسیژن تشکیل شده اند ، ازن از سه تشکیل شده است. سومین اتم اکسیژن موجود در ازن می تواند به راحتی از مولکول ازن جدا شده و دوباره به سایر مواد متصل شود و باعث تغییر شیمی آنها شود. ژنراتورهای ازن مقدار زیادی گاز تولید می کنند که ترکیبات آلی ناپایدار با گاز واکنش نشان می دهند و ظاهراً تغییر می کنند تا دیگر تحریک کننده یا خطرناک نباشند.

مهمترین کاربردهای ازن ژنراتور

همانطور که می دانید، ازن یک گاز است. مولکولهای ازن برخلاف اکسیژن موجود در هوا که به کره زمین حیات می بخشد ، دارای سه اتم اکسیژن (O3) هستند. ازن گازی قدرتمند است زیرا اتم اکسیژن اضافی می تواند به راحتی فرار کرده و به مواد دیگر متصل شود. این کیفیت بسیار واکنش پذیر می تواند به طور بالقوه ترکیب شیمیایی برخی مواد موجود در هوا را تغییر داده و در صورت تنفس سلول های ما را تحت تأثیر قرار دهد.

ازن ساز خانگی چیست؟ ژنراتور ازن خانگی یک دستگاه تصفیه هوا است که ازن تولید می کند. این توانایی ها به عنوان ضد عفونی کننده برای اولین بار در اوایل دهه 1800 کشف شد. تحقیقات نشان داد که ازن می تواند برای بسیاری از موارد استفاده شود. امروزه از مولد های ازن خانگی برای تصفیه و ضد عفونی اتاق ها از بو و میکروب ویروس و باکتری و … استفاده می شود. همچنین به عنوان دستگاه تصفیه آب نیز استفاده می شود.

غلظت بالاتر ازن به این بستگی دارد که شما برای چه هدفی از این گاز استفاده می کنید.. مقادیر بالاتر ازن باعث از بین رفتن کپک ، باکتری و … می شود. در حالی که بوهایی مانند بوی حیوانات و دود با دوز کمتری از ازن پاک می شوند.
ازن یک اکسیدکننده قوی ( قوی تر از کلر) است. برای ضد عفونی کردن ، معطر سازی ، بی رنگ سازی و تجزیه مواد آلی در آب استفاده می شود.

کاربرد ازن در تصفیه آب

ژنراتورهای ازن در کاربردهای مختلف جهت تصفیه آب استفاده میشود. ازن یک روش تصفیه بسیار کارآمد و سازگار با محیط زیست است. استفاده از ازن (فرآیند پیشرفته اکسیداسیون) می تواند به طور موثر در کاهش یا نابودی آلاینده ها ، سموم و بسیاری از مواد دیگر در کاربردهای مختلف باشد. برنامه های رایج در این زمینه عبارتند از:

کاربرد سیستم تزریق ازن در رنگ بری و سفید کننده

سفید سازی به طور سنتی در صنایعی مانند صنعت پالپ و کاغذ با استفاده از عوامل پایه کلر حاصل می شده است. با این حال، استفاده از این مواد تحت دستورالعمل های سختگیرانه تری قرار دارد، بنابراین راه حل های جایگزین استفاده می شود. ازن یک اکسید کننده قوی است، حتی در دمای پایین ، به این معنی که دارای زمان واکنش سریع و خصوصیات سفید کننده موثر است. همچنین اجازه می دهد سمیت حاد و کلروفنولیک ها افزایش یابد، تجزیه بیولوژیکی جریان های پساب افزایش یابد. نتیجه این روش دو برابر است ، اولین مورد بهبود محیط زیست و همراه با آن بهبود انطباق با مقررات است. دوم اینکه تصفیه ازن امکان رسیدن سطح آب به سطح بالایی را فراهم می کند که امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن وجود دارد ، بنابراین میزان کلی مصرف آب در این فرآیند بسیار کاهش می یابد و تصفیه اقتصادی ، و همچنین زیست محیطی می شود ، این دلایل محکمی برای ترجیح ازن ژنراتور در این صنعت می شود.

کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب و کاهش BOD و COD

محدوده COD معمول برای فاضلاب های فرآیند شیمیایی 200 – 40.000 میلی گرم در لیتر و فاضلاب خانگی در محدوده 100 – 450 میلی گرم در لیتر است. تصویر زیر نمای مختصری از انواع مختلف ترکیبات و نحوه درمان آنها با ازن را نشان می دهد.

کاربرد ازن در شستشوی بطری و دستگاه پر کن

شستشوی بطری با ازن یکی از اولین کاربردهای ازن برای استفاده های صنعتی بود. امروزه ازن ، به طور گسترده ای به عنوان بخشی یکپارچه در ماشین آلات شستشوی و پر کردن بطری استفاده می شود.
ازن موثرترین ضدعفونی کننده تجاری موجود برای مصارف صنعتی است. از این رو، در غلظت های بسیار کم به سرعت سطح بطری را تمیز می کند. علاوه بر این هیچ محصول جانبی شیمیایی بر جای نمی گذارد که خطر فساد را از بین می برد.
در بسیاری از موارد، بطری ها و قوطی ها در دمای حداکثر 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) پس از پر کردن نوشیدنی برای چند دقیقه ، پاستوریزه می شوند. این تضمین می کند که میکروارگانیسم های ناخواسته غیرفعال شوند. باکتری ها و سایر میکروب ها مهمترین عامل فساد هستند. گرچه گرما یک روش موثر برای اطمینان از کیفیت محصول است ، اما ممکن است بر طعم و رایحه های منحصر به فرد تأثیر بگذارد. ازن به عنوان جایگزین است که بدون مواد شیمیایی یا گرما باعث ضئ عفونی می شود. از آنجا که ازن به صورت سرد استفاده می شود ، در مقایسه با پاستوریزاسیون با انرژی زیاد ، یک عملیات عمده صرفه جویی در هزینه است.

کاربرد ازن در CIP و گند زدایی

در سراسر بخش صنعت، مواد غذایی و آشامیدنی، تاسیسات لبنیات، صنایع فرآوری و کارخانه های دارویی، مقادیر زیادی آب، انرژی و مواد شیمیایی به منظور نگهداری تجهیزات فرآیند تمیز و تمیز مصرف می شود. تجهیزات مانند مخازن، لوله ها، شیرها، مبدل های حرارتی و دستگاه های پرکننده باید از میکروارگانیسم های ناخواسته، بیوفیلم، رسوب و باقی مانده های شیمیایی دور نگه داشته شوند. عدم حفظ تجهیزات تمیز فرآیند ممکن است به موارد زیر منجر شود:

• محصول نهایی خراب
• مبدلهای حرارتی ناکارآمد
• نگهداری و تعمیرات سنگین
• افزایش تقاضا برای مواد شیمیایی ، آب و انرژی

تمیز کردن در محل Clean-in-Place (CIP) : چرخه های تمیز کردن داخل لوله ها و مخازن و … که غیرقابل دسترس برای کارکنان کارخانه هستند را امکان پذیر می کند. به طور معمول شامل مراحل زیر است:

فن آوری ازن رویکرد جدیدی برای پاکسازی تجهیزات فرایند با تقاضای آب ، مواد شیمیایی و انرژی به میزان قابل توجهی پایین تر ارائه می دهد. ازن به طور کامل جایگزین هزینه ها و استفاده از روش های بهداشتی سنتی با استفاده از مواد شیمیایی یا آب گرم می شود. ازن پس از استفاده هیچ ماده شیمیایی باقیمانده باقی نمی گذارد ، به این معنی که نیازی به شستشوی نهایی نیست. شکل زیر بهبودهای CIP را نشان می دهد که می تواند با جایگزینی مواد شیمیایی و استفاده از خصوصیات منحصر به فرد ازن ایجاد شود. این نشان می دهد که چگونه می توان یک چرخه CIP پنج مرحله ای را به یک چرخه 4 مرحله ای کاهش داد.

پاکسازی با آب گرم معمولاً در مواردی استفاده می شود که از استفاده از مواد شیمیایی خودداری شود. با این حال ، این زمان بر است و در هنگام انبساط و انقباض هنگام گرمایش و سرمایش ، تجهیزات مکانیکی را تحت فشار قرار می دهد و باعث نشت و نگهداری پرهزینه می شود. از آنجا که ازن هیچ پس مانده ای ندارد ، به جای استفاده از آب گرم ، یک روش ضدعفونی سرد مناسب است که باعث صرفه جویی در مقدار زیادی انرژی و هزینه های مربوطه می شود.

این مفهوم در زیر نشان داده شده است.

از آنجا که ازن تقریباً 10-1000 برابر موثرتر از سایر مواد شیمیایی در برابر باکتریها ، کپک و ویروس است ، و می توان ضدعفونی را فقط در چند دقیقه خاتمه داد و باعث کاهش صرفه جویی در زمان برای هر نوع تاسیسات شد. غلظت معمول اوزون هدف 1 ppm برای 3 بار کاهش انواع میکروارگانیسم های ناخواسته در 15 دقیقه است.

در برج های خنک کننده و سیستم های آب بسته از برخی جهات با برنامه های CIP تفاوت دارند. در سیستم های خنک کننده بسته یا برج های خنک کننده ، حجم زیادی از آب با احتباس هیدرولیکی بسیار طولانی گردش می کند. در این موارد ، غلظت ازن زیر ppm 0.2 برای جلوگیری از رشد میکروبی کافی است. با زمان احتباس هیدرولیکی زیاد ، بیوفیلم موجود می تواند به طور موثر تخریب شود.

کاربرد ازن در تصفیه آب برج خنک کننده

در این قسمت به کاربردهای دستگاه تزریق ازن در برج‌های خنک کننده می پردازیم. برج های خنک کننده بخش نسبتاً جدیدی برای استفاده ازن هستند. بدین ترتیب، هنوز هم مزایای جدید این فناوری توسط کاربران این بخش در حال کشف است. مزایای اصلی تصفیه آب ازن نسبت به تصفیه آب شیمیایی سنتی در صرفه جویی در مصرف آب و انرژی است. کاهش و حذف احتمالی استفاده از مواد شیمیایی نیز مزایای هزینه ای را برای کاربر ایجاد می کند.

اولین مشکلی که برج های خنک کننده آب با آن روبرو هستند جمع شدن رشد بیولوژیکی و مواد معدنی است که در اصطلاح دیگر به آن رسوب می گویند. این مشکلات از بازده انتقال حرارت برج های خنک کننده جلوگیری می کند. راه حل این مشکل در گذشته استفاده از عوامل شیمیایی مانند کلر و عوامل کلات بوده است. این مواد شیمیایی منجر به مشکلات دیگری می شود. به دلیل تبخیر آب در برج ، آب باقیمانده به سطح بالایی از غلظت شیمیایی و آلاینده می رسد. برای تنظیم این امر، آب تازه جایگزین می شود. این دفع مواد از آب می تواند باعث ایجاد هزینه اضافی فاضلاب شود و از سویی ، دفع آن مشکل ساز شود.

تصفیه با ازن با کاهش بسیار زیاد هزینه های ثانویه مشکل اصلی را حل می کند. همچنین ازن اثبات شده است که اثر مثبت در بین بردن رسوب ، گندزدای قدرتمند ، ویروس و باکتریهای عفونی است. صرفه جویی در هزینه های ذخیره سازی و استفاده از مواد شیمیایی به دلیل تولید ازن در محل ، به این موارد اضافه می شود.

دوز ازن و طراحی فرآیند تزریق

در بخش زیر چند رابطه ریاضی ساده برای برآورد طراحی تجهیزات ازن سازی ارائه شده است. مقدار ازن مورد نیاز بر اساس میزان گردش مجدد آب برج خنک کننده است. نرخ گردش مجدد را می توان از حجم سیستم و دوره گردش به دست آورد:

مقادیر معمول توصیه شده برای غلظت ازن مورد نیاز برای بخشهای مختلف برج خنک کننده در جدول زیر ذکر شده است:

برای برآورد ظرفیت تولید ازن مورد نیاز ، “ṁO3” از ژنراتور از فرمول زیر استفاده شود:


از این رو ، به عنوان مثال حجم سیستم 500 متر مکعب و دوره گردش 30 دقیقه نیاز به یک سیستم ازن سازی با ظرفیت حدود 280 گرم در ساعت دارد. توجه داشته باشید که نیازهای دوز مصرفی باید با توجه به عوامل مهمی مانند درجه حرارت و کیفیت آب برای بهره وری مطلوب در نظر گرفته شود. علاوه بر این ، مقدار ازن نباید از 10 گرم در متر مکعب آب تجاوز کند.

استفاده از ازن ساز بمنظور دستیابی به آب دی یونیزه

مشکل آب DI این است که امکان استفاده از ضد عفونی کننده های سنتی وجود ندارد زیرا این امر کیفیت آب را به خطر می اندازد. درمان با ازن راه حلی برای این مشکل ارائه می دهد.

استفاده از دستگاه تزریق ازن در تصفیه آب آشامیدنی

استفاده از ازن ژنراتور تصفیه آب آشامیدنی روش جدیدی نیست. تخمین زده می شود که ازن اکنون در بیش از 3000 تأسیسات آب آشامیدنی شهری در سراسر جهان استفاده می شود. این روش تصفیه مزایای زیادی نسبت به استفاده سنتی ( کلر ) دارد که مهمترین آنها بهبود طعم ، بو و ظاهر است. این عامل توانایی از بین بردن باکتری ها و ویروس های غیرفعال را به طور موثرتر از هر ماده شیمیایی دارد. همچنین از طریق اکسیداسیون ، فلزات سنگین موجود در آب آشامیدنی مانند آهن و منگنز را به سطوح ایمن تری کاهش می دهد. همه اینها در فرآیندی اتفاق می افتد که سازگار با محیط زیست است و اکسیژن را به عنوان محصول جانبی اصلی خود در اختیار دارد. تصفیه ازن خطر تشکیل تری هالو متان (THM) را نفی می کند و آن را به یک روش ایمن و همچنین به منظور بهبود کیفیت تبدیل می کند.

رفع عطر و طعم

رفع طعم و عطر توسط ازن ژنراتور

مواد طعم دهنده (مترادف با کامپاند های رایحه ای) معمولاً استرها یا ترکیبات معطر هستند که دارای چندین مورد پیوند کووالانسی دو یا سه گانه هستند. امروزه ممکن است صدها ترکیب مختلف رایحه در میوه ها و مواد مصنوعی یا استخراج شده در صنعت نوشیدنی وجود داشته باشد. یکی از قابل توجه ترین شباهت ها بین تمام ترکیبات عطر و طعم این است که آنها حاوی حداقل یک پیوند دو کووالانسی و در بسیاری از موارد حلقه های معطر هستند. ازن در پیوندهای دو کووالانسی در مواد آلی بلافاصله واکنش نشان می دهد و امکان واکنش زنجیره ای شامل رادیکال ها و محصولات جانبی اکسیداسیون را فراهم می کند. در حالی که این واکنش معمولاً مواد معطر را به طور کامل به دی اکسید کربن و آب اکسید می کند ، اما تجزیه جزئی اثر عطر و طعم را از بین می برد. این فرآیند مشابه مکانیسم های ضد عفونی کننده بسیار موثری است که ازن در زمینه تصفیه آب فراهم می کند.
غلظت معمول ازن برای حذف موثرترین طعم ها حدود 3 ppm در فاز آب در مایع CIP است. یک کاربرد معمول شستشوی تجهیزات فرایند با آب ازن دار است.

ضد عفونی آب

ضدعفونی آب توسط ازن ژنراتور

ازن در گندزدایی و ضد عفونی آب نسبت به استفاده از روش های سنتی ، مانند ضد عفونی با کلر یا سیستم UV سودمندتر است. اولاً ، ازن در غیرفعال سازی ویروس ها و باکتری ها بیش از سایر روش های ضد عفونی کننده موثر است ، در عین حال به زمان تماس بسیار کمی نیاز دارد ، در نتیجه زمان گندزذایی کاهش می یابد در حالی که بقایای شیمیایی به طور همزمان باقی نمی ماند. با توجه به پتانسیل اکسیداسیون بالا ، ازن به طور موثر میکروب ها و ویروس را تخریب می کند ، باعث پارگی غشای سلول و تجزیه اجزای بیومولکولی ضروری در باکتری ها می شود. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می شود می توان برای از بین بردن میکروب های آلوده از اوزون برای اکسید کردن هیدروکربن های دو لایه چربی سلولی استفاده کرد.

اساساً هیچ باقیمانده مضر از استفاده ازن وجود ندارد ، زیرا ازن در آب تجزیه طبیعی می کند. تصفیه ازن همچنین از رشد مجدد میکرو ارگانیسم ها جلوگیری می کند ، به شرطی که سایر فرآیندهای گندزدایی در کاهش ذرات موجود در جریان فاضلاب موفقیت آمیز باشد. ازن همچنین در محل تولید می شود و نیازی به حمل و نقل و جابجایی ندارد ، بنابراین عوارضی مانند ایمنی و مسائل زیست محیطی مرتبط با استفاده از مواد شیمیایی را برطرف می کند.
در بسیاری از موارد ، فرآیند گندزدایی یکی از آخرین مراحل در سیستم تصفیه آب است. برای مثال در تصفیه آب آشامیدنی ، مرحله ضد عفونی با غربالگری ، رسوب گذاری ، لخته شدن و فیلتراسیون شن و ماسه انجام می شود. در این مرحله آب برای ضد عفونی نهایی مناسب خواهد بود.
شست و شوی میوه و سبزیجات

استفاده از ازن ژنراتور در اکواریوم و پارک های آبی

توانایی اکسیداسیون قوی ازن ، کلید کاربرد آن در آکواریوم را به خود اختصاص داده است. ازن بیماری ها ، باکتری ها ، عوامل بیماری زا مانند ارگانیسم های قارچی ، ویروسی و جلبکی را که می توانند در آکواریوم وجود داشته باشند را از بین می برد. قبل از اینکه ارگانیسم ها بتوانند به مسئله جلبک تبدیل شوند ، این توانایی را در مراحل اولیه انجام می دهد. این سیستم به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارد و هزینه و زمان نگهداری کمتری نسبت به سایر سیستم ها دارد. و این اطمینان می دهد که یک سیستم ازن از هر سیستم تصفیه موجود دیگر کارآمدتر است.

کارواش ها

بازیافت آب در تاسیسات شستشوی اتومبیل به دلیل مزایایی که هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی به دست می آورد ، به سرعت در حال افزایش است. با این وجود خطر وجود عوامل بیماری زا میکروبیولوژیکی در آب باعث ایجاد مشکل می شود. با تصفیه آب با ازن ، می توان بر مشکلات مرتبط با عوامل بیماری زای میکروبیولوژیکی مضر غلبه کرد. با استفاده از ازن به عنوان ضد عفونی کننده آب ، تمام قارچ ها ، باکتری ها و ویروس هایی را که می توانند مشکل ساز شوند از بین می برید. این امر باعث می شود که آب با کارایی بیشتری بازیافت شود و منجر به بهبود عملکرد اقتصادی و زیست محیطی شود. در حالی که ازن تنها روش در این سیستم نیست که می تواند کیفیت آب را بهبود بخشد ، اما مناسب ترین روش برای تاسیسات کارواش است زیرا بر خلاف محلول های شیمیایی مانند کلر ، ازن هیچگونه تأثیر منفی بر روی رنگ و کروم بدنه خودرو ندارد.

ازن ژنراتور آب خنک