دستگاه آب مقطر گیری یکی از تجهیزات اساسی در آزمایشگاه ها، صنایع داروسازی، پزشکی و بسیاری از صنایع دیگر است که برای تولید آب خالص با خلوص بالا استفاده می شود. این دستگاه ها با حذف ناخالصی ها، مواد معدنی، باکتری ها و سایر آلاینده ها از آب معمولی، آب مقطر با کیفیت بالا تولید می کنند. دستگاه آب مقطرگیر یکی از ابزارهای اساسی در تولید آب خالص برای مصارف مختلف است.
با توجه به تنوع این دستگاه ها در بازار، انتخاب مناسب نیاز به شناخت دقیق نیازها و ویژگی های دستگاه دارد. درک اصول عملکرد، مزایا و محدودیت های این دستگاه ها به کاربران کمک می کند تا بهترین انتخاب را داشته باشند و از دستگاه به صورت بهینه استفاده کنند. با پیشرفت فناوری، شاهد ظهور نسل جدیدی از دستگاه های آب مقطر گیری با کارایی بالاتر و مصرف انرژی کمتر هستیم که می توانند پاسخگوی نیازهای روزافزون به آب خالص در صنایع مختلف باشند.
دستگاه آب مقطر گیری چیست؟
دستگاه آب مقطرگیر یک سیستم مهندسی شده دقیق است که بر اساس اصول ترمودینامیکی تبخیر و تراکم انتخابی عمل کرده و با هدف حذف کامل ناخالصی های غیر فرار، یونی، میکروبی و کلوئیدی از آب طراحی شده است. این دستگاه با اعمال فرآیندهای فیزیکی کنترل شده، آب را به حالت بخار تبدیل کرده و سپس با میعان هدفمند، آن را به صورت مایع خالص شده (آب مقطر) بازیابی میکند.
خروجی دستگاه آب مقطر گیری آبی با درجه خلوص حداقل 99.9% و در مدلهای پیشرفته بیشتر از 99.999% بوده و عاری از یونهای معدنی حتی در سطح ppb، میکروارگانیسم‌های زنده (تائید شده توسط تست USP 1231)، پیروژن‌ها و اندوتوکسین‌ها (مطابق با استاندارد WFI) می باشد.
آب مقطر چیست؟
آب مقطر آبی است که با فرآیند تقطیر از ناخالصی های معدنی و آلی جدا شده است. در این فرآیند، آب تبخیر شده و سپس بخار آن به صورت مایع جمع آوری می شود که این عمل باعث جداسازی بسیاری از ناخالصی ها می شود. آب مقطر با آب خالص و آب دیونیزه تفاوت هایی دارد که در ادامه شرح می دهیم.
- آب مقطر: از طریق فرآیند تقطیر تولید می شود و بیشتر ناخالصی های غیر فرار را حذف می کند.
- آب دیونیزه: با استفاده از رزین های تبادل یونی تولید می شود و یون های معدنی را حذف می کند. در این رابطه پیشنهاد می نمائیم صفحه محصول دیونایزر را مطالعه کنید.
- آب خالص: ممکن است با ترکیب روش های مختلف مانند تقطیر، اسمز معکوس و فیلتراسیون تولید شود.
کاربردهای دستگاه آب مقطرگیر
دستگاه های آب مقطر گیری در زمینه های مختلفی کاربرد دارند. در ادامه به مهم ترین این کاربردها می پردازیم.
- استفاده از دستگاه آب مقطرگیر در آزمایشگاه‌های علمی و تحقیقاتی
- تهیه محلول‌های استاندارد: آب مقطر عاری از یونهای مزاحم برای کالیبراسیون دستگاه‌ها (مثل HPLC ،GC اسپکتروفتومتر).
- کشت سلولی و میکروبیولوژی: جلوگیری از آلودگی‌های ناخواسته در محیط‌های کشت.
- کاربرد دستگاه آب مقطر گیری در صنایع داروسازی و پزشکی
- تولید آب تزریقی: آب فوق خالص برای آمپول‌ها، سرم‌ها و داروهای وریدی.
- شستشوی تجهیزات پزشکی: عدم باقی ماندن املاح روی وسایل استریل.
- استفاده‌های آب مقطرگیر در صنایع الکترونیک و نیمه‌هادی‌ها
- شستشوی ویفرهای سیلیکونی: آب مقطر از ایجاد رسوب و اتصال کوتاه در مدارها جلوگیری میکند.
- تولید باتری‌های اسیدی: کاهش ناخالصی‌ها در الکترولیت باتری‌ها.
- استفاده از دسگاه آب مقطرگیر در صنایع شیمیایی و پتروشیمی
- تهیه واکنش‌گرهای حساس: عدم تداخل ناخالصی‌ها در سنتز مواد شیمیایی.
- خنک کننده راکتورها: جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستمهای خنک کننده.
- کاربرد دستگاه آب مقطرساز در صنایع غذایی و آشامیدنی
- تولید نوشیدنی‌های گازدار و آب معدنی: بهبود طعم و مزه با حذف املاح.
- شستشوی خطوط تولید: جلوگیری از آلودگی میکروبی و شیمیایی.
- کاربرد آب مقطر گیر در سیستمهای دیگ بخار و خنک کننده
- جلوگیری از رسوب و خوردگی: آب مقطر باعث افزایش عمر تجهیزات میشود.
- بهینه‌سازی انتقال حرارت: عدم وجود ناخالصی‌ها، بازدهی سیستم را افزایش می‌دهد.
- مصارف خانگی و عمومی دستگاه آب مقطر گیری
- پر کردن رطوبت‌گیرها و اتوهای بخار: جلوگیری از گرفتگی نازل‌ها.
- آکواریوم‌های حساس: حفظ تعادل شیمیایی آب برای ماهی‌های گرانقیمت.
- استفاده از آب مقطرگیر در تحقیقات فضایی و نظامی
- تأمین آب خالص در ایستگاه‌های فضایی: بازیابی آب از طریق تقطیر پیشرفته.
- سیستمهای تصفیه آب در شرایط بحرانی: استفاده در مناطق جنگی یا فاقد آب آشامیدنی.
مزایای دستگاه آب مقطرساز
- تولید آب با خلوص فوق‌العاده بالا
- حذف تمام ناخالصی‌های غیر فرار شامل یونهای معدنی (مانند کلسیم، منیزیم، سدیم)، فلزات سنگین (سرب، جیوه، آرسنیک) و جامدات محلول (TDS).
- دستیابی به آب با هدایت الکتریکی بسیار پایین (کمتر از 1µS/cm) مناسب برای مصارف حساس.
- حذف کامل آلاینده‌های بیولوژیکی
- از بین بردن باکتری‌ها، ویروس‌ها، اندوتوکسین‌ها و اسپورها به دلیل فرآیند تبخیر در دمای بالا.
- مناسب برای محیط‌های استریل که نیاز به آب عاری از پیروژن دارند.
- عدم نیاز به مواد شیمیایی افزودنی
- در ساختیار دستگاه آب مقطر گیر بر خلاف روش‌های دیگر مانند اسمز معکوس (RO) یا دیونیزاسیون (DI)، در تقطیر از هیچ ماده شیمیایی برای تصفیه استفاده نمی‌شود.
- جلوگیری از تولید پساب شیمیایی مضر برای محیط زیست.
- طول عمر بالا و هزینه نگهداری پایین
- عدم استفاده از ممبران‌های قابل فرسایش (مانند سیستمهای RO) که نیاز به تعویض دوره‌ای دارند.
- قطعات اصلی دستگاه اب مقطر گیر مانند کویلهای تقطیر و محفظه تبخیر از مواد مقاوم (فولاد ضد زنگ، شیشه بوروسیلیکات) ساخته شده‌اند.
- سازگاری با منابع آب مختلف
- توانایی تصفیه آبهای سخت، شور یا حتی آلوده به ترکیبات آلی بدون کاهش کارایی.
- قابلیت استفاده از آب لوله‌کشی، چاه یا دریا (در مدلهای پیشرفته).
- کنترل دقیق فرآیند با سیستمهای مانیتورینگ پیشرفته
- امکان پایش لحظه‌ای پارامترهای کیفیت آب مانند هدایت الکتریکی، pH و TDS.
- برخی مدل‌ها مجهز به حافظه داده و اتصال به نرم‌افزار برای ثبت تاریخچه کیفیت آب.
- صرفه‌جویی انرژی در مدلهای مدرن
- استفاده از سیستمهای بازیابی حرارت برای کاهش مصرف انرژی.
- طراحی عایق‌بندی شده تحت خلأ جهت جلوگیری از اتلاف گرمایی.
- قابلیت تطبیق‌پذیری با تقطیر چند مرحله‌ای
- امکان ارتقاء به سیستمهای دو بار تقطیر یا سه بار تقطیر برای دستیابی به آب فوق خالص.
- مناسب برای صنایعی که نیاز به آب با خلوص آزمایشگاهی دارند.
- کاهش رسوب‌گذاری و خوردگی در تجهیزات با نصب دستگاه آب مقطر گیر
- جلوگیری از تشکیل لایه‌های آهکی و خوردگی در دیگ های بخار، سیستمهای خنک کننده و خطوط انتقال آب.
- افزایش عمر مفید دستگاه‌های وابسته به آب خالص.
- تولید پیوسته و ظرفیت قابل تنظیم
- امکان طراحی دستگاه‌های کوچک آزمایشگاهی تا صنعتی با ظرفیت‌های مختلف (از 1 لیتر در ساعت تا چندین تن).
- قابلیت کار آب بصورت 24 ساعته و در طول 7 روز هفته در دستگاه آب مقطر گیر صنعتی بدون کاهش کیفیت خروجی.
معایب دستگاه آب مقطر گیری
- مصرف انرژی بسیار بالا
- فرآیند تبخیر آب نیاز به گرمایش مداوم تا دمای 100 درجه سانتیگراد دارد.
- مصرف برق 3-4 برابر بیشتر از سیستم های RO در تولید همان مقدار آب
- هزینه های عملیاتی بالا بخصوص در مصارف صنعتی
- بازدهی پایین و اتلاف آب زیاد
- حدود 40-50% آب ورودی به بخار تبدیل می شود.
- مابقی به عنوان پساب غلیظ شده دور ریخته می شود.
- در دستگاه های آب مقطر گیر ساده بازدهی به 30% هم می رسد.
- محدودیت در حذف برخی آلاینده ها
- ترکیبات آلی فرار با نقطه جوش پایین تر از آب ممکن است تقطیر شوند.
- گازهای محلول مانند در اکسید کربن به راحتی حذف نمی شوند.
- نیاز به پیش تصفیه برای آبهای آلوده به مواد شیمیایی فرار
- هزینه های سرمایه گذاری اولیه بالا
- قیمت آب مقطر گیر صنعتی 2 تا 3 برابر دستگاه های تصفیه آب صنعتی مشابه
- نیاز به تجهیزات جانبی مانند سیستم خنک کننده قوی
- هزینه نصب و راه اندازی پیچیده
- نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم
- رسوب گیری سریع عناصر گرمایشی در آبهای سخت
- خوردگی احتمالی قطعات فلزی در تماس با آب داغ
- نیاز به تعویض دوره ای واشرها و عایق های حرارتی
- سرعت تولید پایین
- زمان طولانی برای تولید هر لیتر آب مقطر
- عدم تناسب برای مصارف با نیاز به حجم بالا در زمان کوتاه
- محدودیت در افزایش ظرفیت تولید
- مشکلات ایمنی احتمالی دستگاه های آب مقطرگیر
- خطر سوختگی با بخار و سطوح داغ
- احتمال انفجار در صورت نقص ترموستات ها
- نیاز به فضای مناسب برای نصب ایمن
- محدودیت در کیفیت آب ورودی
- آبهای با TDS بسیار بالا (مانند آب دریا) نیاز به پیش تصفیه دارند.
- مواد معلق زیاد باعث گرفتگی سریع دستگاه آب مقطر گیر می شود.
- آلاینده های روغنی می توانند به سیستم آسیب بزنند.
- تولید آب اسیدی
- حذف تمام املاح باعث کاهش pH آب به حدود 5.5 تا 6.5 می شود.
- ممکن است برای برخی مصارف نیاز به تنظیم pH داشته باشد.
- خاصیت خورندگی آب مقطر خالص
- عدم حذف کامل برخی آلاینده ها
- برخی ترکیبات آلی با نقطه جوش مشابه آب ممکن است تقطیر شوند.
- نیاز به فیلتراسیون ثانویه برای حذف کامل آلاینده ها
- احتمال وجود بقایای ضد عفونی کننده ها در محصول نهایی
انواع دستگاه آب مقطر گیری
- دستگاه آب مقطرگیری آزمایشگاهی: این دستگاه ها معمولاً در حجم های کوچک (1 تا 20 لیتر در ساعت) تولید می شوند و برای مصارف آزمایشگاهی طراحی شده اند.
- دستگاه آب مقطرساز صنعتی: برای مصارف صنعتی با ظرفیت های بالا (تا چند هزار لیتر در روز) طراحی شده اند و معمولاً از استیل ضد زنگ ساخته می شوند.
- دستگاه آب مقطرگیر پزشکی: ویژه مصارف پزشکی و بیمارستانی طراحی شده اند و استانداردهای خاصی را رعایت می کنند.
- دستگاه آب مقطر گیری تمام اتوماتیک: دارای سیستم های کنترل پیشرفته هستند و نیاز به دخالت اپراتور را به حداقل می رسانند.
دستگاه آب مقطر گیری یکبار تقطیر
دستگاه آب مقطر گیری یکبار تقطیر دستگاهی است که با استفاده از فرآیند تقطیر ساده، آب معمولی را به آب مقطر تبدیل می کند. این دستگاه معمولاً برای مصارف آزمایشگاهی، پزشکی، صنعتی یا خانگی (مانند پر کردن باتری ها، اتوهای بخار و سیستم های خنک کننده) استفاده می شود.
دستگاه آب مقطرگیر دوبار تقطیر
دستگاه آب مقطر گیری دوبار تقطیر دستگاهی است که برای تولید آب بسیار خالص با خلوص بالا از طریق فرآیند تقطیر دو مرحله ای استفاده می شود. این دستگاه ها معمولاً در آزمایشگاه ها، صنایع داروسازی، الکترونیک و سایر زمینه هایی که نیاز به آب فوق خالص دارند، کاربرد دارند.
دستگاه آب مقطرساز جریان بالا
دستگاه آب مقطر گیری با جریان بالا یک سیستم پیشرفته برای تولید آب مقطر با ظرفیت و سرعت بیشتر نسبت به دستگاه های معمولی است. این دستگاه ها معمولاً در مصارف صنعتی، پزشکی، آزمایشگاهی و حتی برخی مصارف خانگی با نیاز بالا به آب خالص کاربرد دارند. در ادامه ویژگی های دستگاه آب مقطرگیری جریان بالا را توضیح می دهیم.
- قابلیت تولید چندین لیتر آب مقطر در ساعت (معمولاً از 5 لیتر در ساعت تا بیشتر از 100 لیتر در ساعت بسته به مدل).
- مناسب برای کاربردهایی که نیاز به حجم زیادی از آب خالص دارند.
- استفاده از مخزن تبخیر بزرگ و کندانسور کارآمد برای افزایش سرعت تقطیر.
- برخی مدل ها از تقطیر چندمرحله ای برای خلوص بالاتر استفاده می کنند.
- قطعات از فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) یا شیشه بوروسیلیکات برای جلوگیری از آلودگی.
- مقاوم در برابر خوردگی و رسوب گیری.
- برخی مدل ها مجهز به ترموستات دیجیتال، تایمر و سیستم خاموش شدن خودکار هستند.
- نمایشگر دیجیتال برای نظارت بر دما و جریان آب.
- فیلتراسیون اضافی (در برخی مدل ها): دارای فیلتر کربن فعال یا فیلتر معدنی برای حذف ناخالصی های باقیمانده.
نصب دستگاه آب مقطر گیری
برای نصب دستگاه آب مقطر گیری، مراحل زیر را به دقت دنبال کنید:
- انتخاب محل مناسب یعنی فضایی با تهویه مناسب (به دلیل تولید گرمای دستگاه)، نزدیک به پریز برق استاندارد (ولتاژ مطابق با مشخصات دستگاه) و دور از مواد اشتعال زا و سطح صاف و مقاوم به حرارت
- تمام قطعات (مخزن، محفظه تقطیر، لوله ها) را با آب و صابون ملایم شستشو دهید و برای ضد عفونی، از آب و سرکه سفید به نسبت مساوی استفاده کرده و پس از 30 دقیقه آبکشی کنید.
- مخزن آب را به ورودی دستگاه آب مقطر گیری و لوله خروجی کندانسور را به ظرف جمع آوری آب مقطر وصل کنید و فیلترهای کربنی را روی لوله آل ورودی نصب نمائید.
- دستگاه را به یک محافظ برق وصل کنید تا از نوسانات جلوگیری شود و از پریز ارت دار استفاده نمایید.
- بمنظور تست اولیه دستگاه آب مقطرگیر مخزن را با آب معمولی پر کنید (تا خط نشانگر)، دستگاه را روشن کرده و بعد از 10 تا 15 دقیقه کار کردن نشتی آب را بررسی کنید، دمای بخار را کنترل نموده و از خروج آب مقطر از لوله مخصوص اطمنان حاصل نمائید.
- اگر دستگاه آب مقطر گیری دارای تنظیم سختی آب است، آن را مطابق با TDS آب منطقه تنظیم نموهد و فیلترها را تاریخ گذاری کنید تا زمان تعویض مشخص باشد.
- هرگز دستگاه های آب مقطرگیر را بدون آب روشن ننموده و در صورت استفاده مداوم، در مدلهای غیر صنعتی هر 8 ساعت دستگاه را خاموش کرده و 1 ساعت استراحت دهید. همچنین بسته به میزان استفاده هر 3 تا 6 ماه فیلترهای کربنی را تعویض نمائید.
در جدول زیر مشکلات رایج دستگاه آب مقطر گیری بعد از نصب و راه اندازی و راه حل برطرف نمودن این مشکلات را ارائه می کنیم.
| مشکل | راه حل |
| آب مقطر خروجی کم | بررسی سطح آب مخزن/تمیز کردن رسوبات |
| دستگاه صدا می‌دهد | چک کردن پمپ و اتصالات لوله‌ها |
| آب مقطر کدر است | تعویض فیلتر کربن/شستشوی مخزن با سرکه |
ساختار دستگاه آب مقطرساز
- محفظه تبخیر: از جنس فولاد ضد زنگ (مخزن استیل) درجه آزمایشگاهی یا بوروسیلیکات شیشه ای ساخته میشود تا از آلودگی یونی و شیمیایی جلوگیری کند. مجهز به المنتهای گرمایشی سرامیکی یا کویلهای حرارتی با دقت دمایی 0.5± درجه سانتیگراد برای تبخیر یکنواخت.
- سیستم خنک کننده: از مبرد لیبلی – کویل یا مبرد آلینی – چند مرحله ای با سطح تماس بهینه برای بازدهی تراکم بیشتر از 99% استفاده میکند. دمای سطوح میعان توسط ترموستات پلتیه (Peltier) یا سیال سرد کننده چرخشی در محدوده 4± درجه سانتیگراد حفظ میشود.
- فیلتراسیون پیشرفته: فیلتر کربن اکتیو نانو ساختار برای جذب ترکیبات آلی فرار و ممبران اسمز معکوس با اندازه منافذ کوچکتر از 0.0001 میکرون جهت حذف یونهای باقیمانده.
- کنترل هوشمند: پایش لحظه ای پارامترهای TDS ،pH و رسانایی الکتریکی توسط سنسورهای کالیبره شده ASTM و حالت عملیاتی خود تنظیم برای تنظیم نرخ تبخیر بر اساس کیفیت آب ورودی.
قیمت دستگاه آب مقطر گیری
قیمت دستگاه آب مقطر گیری بسته به ظرفیت، کیفیت ساخت، برند و امکانات جانبی متغیر است. به طور کلی، قیمت این دستگاه ها در بازار ایران از حدود 10.000.000 تا بیش از 500.000.000 تومان (برای آب مقطرسازهای صنعتی یا آزمایشگاهی پیشرفته) متغیر است. در ادامه مهمترین عوامل مؤثر بر قیمت این دستگاه ها را بررسی می کنیم.
1️⃣ ظرفیت تولید (لیتر در ساعت)
- دستگاه‌های آب مقطر گیری کوچک (1 تا 5 لیتر در ساعت): مناسب مصارف خانگی و آزمایشگاهی در حدود 5.000.000 تا 20.000.000 تومان
- دستگاه‌های آب مقطرگیر نیمه صنعتی (10 تا 50 لیتر در ساعت): برای کارگاه‌ها و کلینیک‌ها در حدود 30.000.000 تا 100.000.000 تومان
- دستگاه‌های آب مقطرساز صنعتی (بیشتر از لیتر در ساعت): برای صنایع دارویی و غذایی محدوده قیمتی 150.000.000 تا 500.000.000 تومان
2️⃣ جنس بدنه و قطعات داخلی
- فولاد ضد زنگ 304 دارای قیمت مناسب و مقاومت خوب
- فولاد ضد زنگ 316L دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و مناسب آبهای شور
- شیشه بوروسیلیکات دارای خلوص فوق العاده بالا و البته گران‌تر هستند.
3️⃣ نوع سیستم تقطیر
- یک بار تقطیر (خلوص بیشتر از 99.9%) قیمت پایین تر تا 30.000.000 تومان
- دو بار تقطیر (خلوص بالاتر 99.99%) قیمت آنها کمی بیشتر و تا 150.000.000 تومان بالا می رود.
- چند مرحله‌ای + فیلتراسیون (آب فوق خالص) در محدوده قیمتی 150.000.000 تا بیش از 500.000.000 تومان
4️⃣ سیستم کنترل و اتوماسیون
- آب مقطر گیر با کنترل دستی (بدون نمایشگر) قیمت پایین تر
- دارای نمایشگر دیجیتال + سنسور TDS قیمت کمی بیشتر از مدل دستی
- چنانچه دستگاه آب مقطرگیر دارای سیستم کنترل هوشمند و ذخیره داده ها باشد قیمت آن خیلی بالاتر می رود.
5️⃣ منبع گرمایش و مصرف انرژی
- سیستمهای آب مقطر گیر دارای المنت معمولی بدلیل مصرف برق بالا، قیمت پایین تری دارند.
- مدلهای دارای گرمایش القایی با صرفه جویی انرژی قیمتی بیشتر از نمونه های دارای المنت معمولی هستند.
- چنانچه دستگاه آب مقطر گیری دارای مبدل حرارتی خلأ با بازدهی بالا باشد قیمت آن خیلی بیشتر می شود.
6️⃣ برند و کشور سازنده
برندهای ایرانی شامل شرکتهای ناب ملل، پویا صنعت یا آبسان پالایش دارای محدوده قیمتی بین 15.000.000 تا 180.000.000 تومان هستند. همچنین دستگاه آب مقطرگیر چینی برند LabTech یا YAMATO در محدوده قیمتی 50.000.000 تا 260.000.000 میلیون تومان قیمت دارند و برندهای اروپایی همچون GFL یا Distilla قیمت های بیشتری دارند و به بیش از 500.000.000 تومان می رسد.
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.