دستگاه ازن ساز – دستگاه ازن ژنراتور | شرکت شاران صنعت

سیستم ضدعفونی به روش ازن زنی

دستگاه ازن ساز یا دستگاه ازن ژنراتور یکی از سیستم های نوین در ضد عفونی ، گندزدایی و اکسیداسیون آب ، فاضلاب و هوا می باشد که استفاده از آن ها با توجه به قابلیت ها و ویژگی های آن ها به صورت روز افزون در حال گسترش است. دستگاه ازن ساز یا ازن ژنراتور هوا یا اکسیژن را به گاز ازن تبدیل می کند که این گاز به عنوان یک ضدعفونی کننده و اکسید کننده قوی عمل می نماید.
ازن توانایی بالاتری در ضدعفونی کردن نسبت به کلر و اشعه فرابنفش را فراهم می آورد اما هزینه سرمایه گذاری ، تعمیر و نگهداری آن بالاتر می باشد.

 

ازن چیست

ازن یک ماده شیمیایی با نماد O3 است که از ۳ اتم اکسیژن تشکیل شده است.

 

نحوه تولید ازن توسط دستگاه ازن ساز

روش های مختلف تولید ازن در دستگاه ازن ژنراتور به شرح زیر می باشد :
تخلیه الکتریکی یا تخلیه کورونا Electrical Discharge : در بسیاری از ازن ژنراتور های تجاری از سایز کوچک با ظرفیت ۰/۵ گرم در روز تا ۵۰ کیلوگرم در ساعت از این فرایند استفاده می شود.
فتوشیمیایی Photo chemically یا UV : در این روش از لامپ UV جهت تولید ازن استفاده می شود که البته روشی اقتصادی و به صرفه برای تولید ازن نیست.
برق کافتی یا الکترولیز اسید Electrolytically : این متد روشی ساده برای تولید ازن می باشد اما به ندرت برای تولید ازن در تصفیه آب استفاده می گردد.

 

میزان سمیت ازن

ازن برای گیاهان و حیوانات با غلظت بالاتر از ۰.۱ ppm سمی است. ازن می تواند باعث تحریک بینی و گلو و حالت تهوع در انسان شود. حداکثر میزان مجاز ازن در اکثر کشورهای اروپایی ۰.۱۰۰ ppm در لحاظ می شود.
 

فرایند اکسیداسیون توسط ازن

ازن یک اکسید کننده بسیار قوی است. مکانیسم های ضد عفونی کننده دستگاه ازن ژنراتور به شرح زیر است.
اکسیداسیون مستقیم یا تخریب دیواره سلولی به وسیله تراوش اجزای سلولی به خارج از آن
واکنش با رادیکال های حاصل از تجزیه ازن
آسیب به اجزای اسید نوکلوئیک ها
شکستن پیوندهای کربن-نیتروژن که منجر به دیپلیمریزاسیون می شود.

 

دستگاه ازن ژنراتور در تصفیه بو و کنترل بو

علاوه بر ضدعفونی کردن، استفاده دیگر ازن در تصفیه هوا و تصفیه و کنترل بو می­ باشد.

 

اجزا دستگاه ازن ساز

سیستم ازن زنی ۴ جز و پایه دارد. اجزای سیستم  ازن زنی به شرح زیر است:
دستگاه تولید گاز ازن
ژنراتور ازن
تماس دهنده ازن
از بین برنده ازن

 

دستگاه هواساز – کمپرسور هوا یا دستگاه اکسیژن ساز – سیستم تهیه گاز ورودی

سیستم تهیه گاز ورودی باید هوا یا اکسیژن خشک و تمیز را وارد سیستم کند. هوا و یا اکسیژن خالص به عنوان منبع گاز ازن مورد استفاده قرار می گیرد و به میزان جریان تنظیم شده به ژنراتور ازن منتقل می­شود. سیستم های تهیه و تغذیه گاز ورودی به دو دسته تقسیم بندی می شوند :
استفاده از اکسیژن  مایع Liquid Oxygen Storage یا LOX : سیستم هایی که از اکسیژن مایع استفاده میکنند نسبتا ساده هستند و شامل چند مخزن، یک تبخیر کننده که مایع را به گاز تبدیل میکند و فیلتر هایی برای جدا کردن نا خالصی ها هستند. به علت ذخیره ی اکسیژن در محل مسایل مربوط به ایمنی اهمیت دارد. نیاز به تجهیزات کمتری دارد. اجرا، تعمیرات و نگهداری آسانی دارد . برای سیستم های کوچک و متوسط مناسب است. می تواند اکسیژن اضافی را ذخیره کند.
روش برودتی سرمایش یا سرد سازی کرایوژنیک Cryogenic Oxygen Generation : نسبت به روش استفاده از LOX  پیچیده تر است. نیاز به تجهیزات کنترل گاز بزرگی دارد. نگهداری و تعمیرات پیچیده دارد. برای سیستم های بزرگ مناسب است.
روش PSA یا Pressure Swing Adsorption : روشی است که به موجب آن یک غربالگر مولکولی مخصوص تحت فشار به صورت انتخابی نیتروژن،کربن دی اکسید، بخارات هوا و هیدرو کربن را جذب میکند و گازی غنی از اکسیژن ۸۰ تا ۹۰ درصد تولید میکند.
استفاده از هوا : این سیستم ها تقریبا پیچیده هستند زیرا هوا باید طوری کنترل شود که از آسیب رساندن به ازن ژنراتور جلوگیری کند. هوا باید تمیز، عاری از آلودگی و خشک باشد و حداکثر نقطه شبنم آن ۶۰- درجه ی سانتی گراد باشد. این سیستم ها معمولا شامل کمپرسور هوا ،  فیلتر ، خشک کن و رگلاتور فشار هستند. ذرات بزرگتر از یک میکرون و قطرات روغن بزرگتر از ۰/۰۵ میکرون باید با فیلتراسیون حذف شوند. اگر درگاز ورودی هیدروکربن موجود باشد باید از کربن فعال گرانولی در ادامه استفاده کنیم. حذف رطوبت می تواند با فشرده سازی و یا سردکردن حاصل شود هم چنین مواد خشک کننده desiccant dryers که رطوبت را از هوا خارج می کنند برای تمام این سیستم ها مورد نیاز هستند. مواد کوچک و بزرگ و رطوبت باعث جرقه شده که به دیاالکتریک های ژنراتور آسیب می رساند.
در این روش از کمپرسورهای روتاری لوب ، سانتریفیوژ ، روتاری اسکرو ، پره ای ، حلقه روغنی و کمپرسور رفت و برگشتی می توان استفاده نمود. کمپرسور جا به جایی مثبت و حلقه روغنی رایج ترین نوع کمپرسور ها در این سیستم ها هستند. در سیستم های جدید کمپرسور های بدون روغن برای جلوگیری از ورود هیدرو کربن ها به گاز تغذیه استفاده می شوند. این سیستم ها به ازای حجم ازن تولیدی انرژی زیادی نیاز دارد. به تجهیزات کنترل گاز وسیعی نیاز دارد. حداکثر غلظت ازن تولیدی در آن ها ۳ تا ۵ درصد است.

 

تجهیزات تماس دهنده گاز ازن با آب و یا کنتاکتورهای ازن Ozone Contactor

هدف اصلی از تماس دهنده انتقال ازن از حباب های گاز به حجم مایع با ایجاد زمان تماس کافی و مناسب برای ضدعفونی می باشد. بخشی از ازن ورودی به مخزن تماس به آب منتقل نمی شود و به عنوان گاز خروجی جدا می شود. برای آنکه گندزدایی به صورت  بهینه انجام گردد به انتقال موثر ازن به آب با راندمان بیشتر از ۸۰ درصد نیاز است. روش های معمول تماس ازن با آب ، فاضلاب و پساب شامل موارد زیر می باشد :
دیفیوزر تماس دهنده Bubble Diffuser Contactors : این نوع کنتاکتور ها از دیفیوزرهای ضد زنگ و یا سرامیکی استفاده میکنند که به شکل های میله ای و یا بشقابی برای تولید حباب وچود دارند.
ونتوری یا تماس دهنده تزریقی Injectors or Ventori : در این روش ازن تحت فشار منفی که در قسمت ونتوری ایجاد میشود به داخل جریان آب تزریق میگردد. در بسیاری از مواقع برای افزایش خلا جهت تزریق ازن  بخشی از کل جریان به یک جریان کنار گذر پمپ میشود و پس از آنکه ازن به آن تزریق شد با بقیه ی جریان تحت شرایط متلاطم (برای افزایش انتشار ازن) ترکیب میشود. نسبت گاز به مایع پارامتر مهمی در طراحی این سیستم ها میباشد که برای انتقال بهینه ازن باید کمتر از ۰/۰۶۸ cfm/gpm باشد.
تماس دهنده میکسری توربینی Turbine Mixers : میکسرهای توربینی برای انتقال، تغذیه و اختلاط ازن با آب درکنتاکتور استفاده میشوند. انتقال ازن توسط میکسر های توربینی میتواند بیش از ۹۰ درصد باشد.

 

عوامل مؤثر بر ضدعفونی توسط دستگاه ازن زنی

اثر ضدعفونی کنندگی ازن به عوامل زیر بستگی دارد.
حساسیت ارگانیسم های مورد هدف
زمان تماس
غلظت ازن

 

مزایای استفاده از دستگاه ازن ساز

ازن در از بین بردن ویروس ها و باکتری ها بسیار مؤثرتر از کلر است.
استفاده از فرآیند ازن زنی زمان تماس کوتاهی نیاز دارد (حدود ۱۰ تا ۳۰ دقیقه)
هیچ گونه پسماند مضری که پس از ازن زنی نیاز به حذف داشته باشد وجود ندارد، زیرا ازن به سرعت تجزیه می شود.
ازن در محل تولید می­شود بنابراین مشکلات ایمنی کمتری در ارتباط با حمل و نقل و تماس وجود دارد.
ازن زنی، غلظت اکسیژن محلول DO جریان خروجی را افزایش می ­دهد. افزایش میزان اکسیژن محلول می­تواند نیاز به احیا را از بین ببرد.

 

معایب استفاده از ازن ژنراتور

مقادیر پایین ازن ممکن است برخی از ویروسها، قارچها و کیست ها را به طور مؤثری غیر فعال نکند.
ازن زنی، نسبت به کلر زنی و ضد عفونی با اشعه فرابنفش، پیچیده تر است و نیاز به تجهیزات پیچیده و سیستم های تماس مؤثر دارد.
ازن بسیار واکنش پذیر و خورنده است، بنابراین نیازمند مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند استیل ضد زنگ، می­باشد.
ازن زنی برای آب با سطوح بالای مواد جامد معلق SS ، اکسیژن خواهی بیولوژیکی BOD ، اکسیژن خواهی شیمیایی COD و یا کل کربن آلی TOC ، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
ازن بسیار محرک و احتمالاً سمی است، بنابراین گازهای خروجی از تماس دهنده باید مهار شوند.
برخلاف کلر، ازن برای جلوگیری از رشد دوباره میکروارگانیسم‌ها باقی مانده­ای برجا نمی‌گذارد. بنابراین نیاز به گندزدایی ثانویه که معمولا با کلر صورت می­گیرد وجود دارد.
هزینه های عملیاتی و تجهیزاتی ازن از کلر بیشتر است.

 

سیستم تخریب گاز خروجی در ازن زنی

غلظت ازن در گاز خروجی معمولا بیشتر از غلظت زیان آور و مضر است بنابراین گاز خروجی باید جمع آوری شود و به فرم اکسیژن وگاز غیر سمی برای آزاد سازی در اتمسفر در آید. ازن در دمای بالا ( بالاتر از ۳۵۰ درجه و یا توسط عملیات  کاتالیستی در دمای بالای ۱۰۰ درجه ) میتواند تخریب شود.

 

استفاده از دستگاه ازن ساز در صنایع میکرو الکترونیک

اخیرا صنعت میکروالکترونیک در استفاده از ازن برای تمیز کردن نیمه هادی ها به جای استفاده رایج از ترکیبات H2SO4 سرمایه گذاری کرده است. استفاده از ازن یک روش دوستدار طبیعت است و میتواند باعث کاهش هزینه ها شود. برای بهینه کردن این روش شستشو، دانستن رفتار ازن  در آبِ فوق خالص ضروری میباشد. تجزیه و انحلال ازن در آب فوق خالص تابع دما و pH و افزودنی های مختلف میباشد.

 

استفاده از دستگاه ازن ساز در استخر شنا

استفاده از ازن در استخرها از تشکیل محصولات جانبی ناشی از وجود کلر مانند تری هالو متان ها جلوگیری میکند که این امر باعث کاهش مشکلات تنفسی و مشکلاتی مانند قرمزی چشم میشود هم چنین استفاده از ازن باعث میشود میزان نیاز به جایگزین کردن آب کمتر شود بنابراین تاثیر زیادی برهزینه های ناشی از گرم کردن آب میگذارد.

 

استفاده از دستگاه ازن ژنراتور در برج های خنک کننده

آب برج های خنک کننده به تصفیه نیاز دارد ودو فاکتور مهم و اساسی در آنها باید کنترل شود:
خوردگی و رسوب گذاری در واحد های تبادل حرارت و لوله ها
رشد میکروبی ( باکتری و میکروارگانیسم ها )
این فاکتورها جدا ازهم نیستند برای مثال کاهش pH  باعث جلوگیری از رسوب گذاری میشود اما از طرفی خوردگی فلزات را افزایش میدهد. با  استفاده از ازن تمامی این فاکتورها بدون اضافه کردن مواد شیمیایی دیگری قابل کنترل میشود.

 

کاربرد دستگاه ازن ژنراتور در صنایع غذایی

از آنجایی که ازن یک گندزدای قوی و بی خطر است میتواند برای کنترل رشد بیولوژیکی میکروارگانیسم ها در محصولات و تجهیزات مورد استفاده در صنایع غذایی استفاده گردد. ازن در هوا برای کنترل باکتری ها و آلودگی های موجود در اتمسفر و در فضایی که عمل آوری محصولات غذایی انجام میشود، استفاده میگردد. از دیگر سو ازن به صورت محلول در آب برای شستشوی مواد غذایی و زدودن آلودگی های موجود در سطح این مواد استفاده میشود. در بعضی از مواقع ازن گازی با غلظت بسیار کم و به صورت مستقیم برای استرلیزه کردن ماده ی غذایی به آن زده میشود. هم چنین آب ازن زده شده میتواند برای شستشوی تجهیزات، سطوح و دیوار های اتاق فرآوری مواد غذایی استفاده شود.

 

کاربرد های ازن در صنایع غذایی

در شستشوی میوه جات و سبزیجات
در تولید و عمل آوری گوشت  قرمز وگوشت ماکیان
در صنایع غذا های دریایی و آبزی پروری
در ذخیره ی مواد غذایی
در مدیریت آفات
در آبیاری
در کنترل کیفیت هوا ی محیط
در صنایع تولید نوشیدنی ها

 

استفاده از دستگاه ازن ژنراتور در تولید آب معدنی

امروزه ازن نقش مهمی در پروسه تصفیه آب در تولید آب در بطری را ایفا میکند. آب های معدنی و یا آب چشمه ها در پروسه تبدیل به آب در بطری میتوانند از ازن به عنوان ضد عفونی کننده برای جلوگیری از رشد میکرو ارگانیسم های مضر استفاده کنند. ازن تمام پاتوژن هایی که در آب به وجود می آیند را از بین میبرد وهم چنین میتواند برای حذف ذرات مولد طعم و بو نیز استفاده گردد.