کاربرد سختی گیر آب در صنایع مختلف | تخصصی
سختی گیر آب به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد زیرا در تمامی صنایع ما به آب با کیفیت برای تولید نیاز داریم و از آنجاییکه آب سخت حاوی مقادیر زیادی از املاح معدنی مانند کلسیم و منیزیم است و این املاح می توانند باعث تشکیل رسوبات، گرفتگی لوله ها و تجهیزات و همچنین کاهش کارایی صنعتی شوند، الزام به استفاده از سختی گیر دو چندان میشود. استفاده از سختی گیر آب این مشکلات را برطرف کرده و باعث افزایش طول عمر تجهیزات، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و بهبود کارایی فرآیندهای صنعتی می شود. به طور کلی، کاربرد و استفاده سختی گیر آب در صنایع مختلف یک ضرورت اساسی برای حفظ بهره وری و کاهش هزینه هاست. اما قبل از اینکه به کاربردهای سختی گیر آب در صنایع مختلف بپردازیم بهتر است، آب سخت را تعریف کنیم و ببینیم که آب سخت چه ویژگی‌هایی دارد با ما همراه باشید.
تعریف آب سخت
به آبی که حاوی نمک‌های معدنی مانند کلسیم و منیزیم باشد آب سخت می‌گویند، البته باید گفت که وجود فلزاتی مانند آهن، منگنز، استرانسیم و روی هم ممکن است منجر به سختی آب شود.
انواع آب سخت
در حالت کلی آبهای سخت را میتوان به دودسته تقسیم کرد:
- آب سخت موقت: وجود کلسیم و منیزیم دلیل سختی این نوع آب است که با جوشاندن و افزایش دما از آب خارج می‌شوند.
- آب سخت دائمی: آبی که حاوی نمک‌های بی‌کربنات مانند سولفات و کلرید و غیره می‌باشد و با جوشاندن و افزایش دما سختی آن کاهش پیدا نمی‌کند و برای این کار از سختیگیرهای آب استفاده میشود.
نمونه آسیب‌هایی که سختی آب در صنایع مختلف دارد:
- در صنایع غذایی سختی آب منجر به رسوبات در دیگ‌های بخار و تجهیزات میشود.
- در صنایع شیمیایی باعث کاهش چشم‌گیر کارایی مواد شوینده میشود و باعث خرابی و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری میشود.
- در صنایع نساجی سختی آب منجر به ایجاد انواع لکه روی پارچه میشود و کیفیت رنگرزی را بشدت کاهش میدهد.
- در صنایع کاغذ سازی سختی آب باعث ایجاد رسوبات در دیگ‌های بخار و تجهیزات در این صنعت میشود و منجر به کیفیت بسیار پایین کاغذ میشود.
- در صنایع غذایی باعث تغییر طعم، مزه، رنگ نوشیدنی‌ها و دیر پخته شدن انواع حبوبات و سفتی آنها میشود.
- در صنایع ساختمانی منجر به خرابی بیشتر لوله کشی‌ها و تعمیر و نگهداری آنها میشود.
سختی‌گیر آب چیست؟
سختی‌گیر آب یک نوع سیستم فیلتراسیون است که برای حذف کلسیم و منیزیم و کاهش سختی آب مورد استفاده قرار میگیرد این سیستم از رزین‌های خاصی برای تبادل یون‌ها استفاده می‌کند. اگر بخواهیم خیلی ساده سختی‌گیر آب را تعریف کنیم باید گفت این سیستم مانند یک آهنربا عمل می‌کند که یون‌های مثبت و منفی را جدا می‌کند.
برای اینکه اطلاعات بیشتری در مورد سختی گیر و انواع آن را با جزییات بیشتری بدانید به صفحه سختی گیر آب و مشخصات آن مراجعه کنید.
انواع سختی‌گیر آب بر اساس مکانیزم عملکرد
سختیگیرهای آب براساس مکانیزم عملکرد 6 دسته تقسیم می‌شوند.
سختی‌گیر مغناطیسی
این دستگاه با ایجاد میدان مغناطیسی، باعث تغییر ساختار کریستالی املاح آب میشود و برای کاهش سختی آب و جلوگیری از رسوب املاح مانند کلسیم و منیزیم در لوله‌ها و تجهیزات مرتبط با آب مورد استفاده قرار میگیرد و باید توجه کرد که این دستگاه به طور کلی سختی آب را نمی‌گیرد بلکه باعث میشود که یون های سخت موجود در آب بار دار شده و تا مسافتی مشخص بر روی دیواره های لوله ها رسوب نشوند و با توجه به این نکته کاربرد این نوع سختی‌گیر درصنایع کمتر است.
سختی گیر مغناطیسی در منازل مسکونی و در صنایع مختلف مانند نیروگاه‌ها، کارخانجات، هتل‌ها و استخرها برای جلوگیری از رسوب در سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و لوله کشی و همچنین در کشاورزی و آبیاری برای جلوگیری از گرفتگی سیستم‌های آبیاری و افزایش کیفیت محصولات کاربرد دارد.
سختی‌گیر الکترونیکی
این دستگاه بدون تغییر در ترکیب شیمیایی آب، از طریق ایجاد میدان مغناطیسی، از چسبیدن و تشکیل رسوبات آهکی و کلسیمی جلوگیری می‌کند. سختی‌گیر الکترونیکی دارای یک سیم پیچ الکترومغناطیسی است که به دور لوله آب پیچیده میشود و امواج الکترومغناطیسی متغیر را به آب سخت درون لوله منتقل می‌کند این امواج باعث می‌شوند ترکیباتی که باعث سخت شدن آب می‌شوند تا حد قابل قبولی شکسته شوند و از چسبیدنشان به دیواره لوله‌ها جلوگیری شود. کاربرد سختیگیرهای الکترونیکی معمولا برای سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی، آبیاری قطره‌ای، استخرها و سایر تجهیزات و لوله کشی‌های حامل آب سخت استفاده می‌شوند. این دستگاه باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، افزایش عمر تجهیزات و صرفه جویی در مصرف انرژی میشود.
سختی‌گیر رزینی
سختی‌گیر رزینی به دستگاه تصفیه آبی گفته میشود که برای حذف سختی آب و املاح معدنی مانند کلسیم و منیزیم از آب مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه شامل یک مخزن حاوی رزین‌های تبادل یونی است که یون‌های سدیم را با یون‌های کلسیم و منیزیم در آب جایگزین می‌کند.
سختی‌گیری اسمز معکوس
سختی‌گیر آب اسمز معکوس یک سیستم تصفیه کننده‌ی پیشرفته آب می‌باشد که با استفاده از فشار بالا، آب را از یک غشای نیمه تراوا عبور میدهد و قادر به حذف 95 تا 99 درصد از املاح، مواد معدنی، میکروارگانیسم‌ها، مواد آلی و آلاینده‌های شیمیایی از آب است و آب بسیار تمیز و با کیفیت بالای تولید می‌کند.
لازم به ذکر است اسمز معکوس برای سختی گیری از آب مفید نمی باشد، در واقع سختی کل آب همون Total Hardness هست ولی دستگاه اسمز معکوس TDS آب را تا حد زیادی کاهش میدهد.
سختی‌گیر شیمیایی
سختی‌گیر آب شیمیایی یک روش شیمیایی برای کاهش سختی آب است که در آن از مواد شیمیایی خاص استفاده میشود. این روش معمولاً برای کاربردهای خانگی و شستشوی لباس مناسب است که باعث تشکیل رسوب نمی‌شود.مکانیزم عملکرد سختی‌گیر شیمیایی بر پایه واکنش شیمیایی بین مواد افزوده شده و یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت است. یکی از رایج‌ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در این روش، ترکیبات فسفات هستند که با یون‌های کلسیم و منیزیم واکنش نشان می‌دهند و باعث کاهش سختی آب می‌شوند.
سختی‌گیر دوزینگ فسفات
سختی‌گیر دوزینگ فسفات یک روش شیمیایی برای کاهش سختی آب است که در آن از ترکیبات فسفات استفاده می شود. در این روش، مواد شیمیایی حاوی فسفات مانند پلی فسفات سدیم یا هگزامتا فسفات سدیم به آب سخت اضافه می‌شوند.
مکانیزم عملکرد این روش بر پایه واکنش شیمیایی بین ترکیبات فسفات و یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت است. ترکیبات فسفات با این یون‌ها واکنش داده و کمپلکس‌هایی تشکیل می‌دهند که از رسوب کلسیم و منیزیم جلوگیری می‌کنند. بنابراین آب سختی کمتری خواهید داشت.
کاربرد سختیگیرهای صنعتی در صنعت‌های مختلف
همانطور که پیش تر گفتیم دستگاه یا ابزار سختی گیر کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. در ادامه به بیشترین کاربردهای آنها میپردازیم. شایان ذکر است این کاربردها بنا به استفاده کارفرما متفاوت است و شاید در صنعتی مورد استفاده قرار گیر که در کاربردهای زیر نباشد.
کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت نیروگاه‌ها و موتورخانه‌ها
در نیروگاه‌ها و موتورخانه‌ها آب به عنوان سیال خنک کننده و انتقال حرارت در سیستم‌های گرمایشی و مبدل‌های حرارتی استفاده میشود. وجود املاح معدنی مانند کلسیم و منیزیم در آب سخت منجر به ایجاد رسوبات آهکی میشود که می‌تواند این مشکلات را ایجاد کند:
- کاهش انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار به دلیل رسوب آهک بر روی سطح انتقال حرارت
- افزایش احتمال شکستگی در لوله‌ها و تجهیزات به دلیل رسوب آهک
- کاهش راندمان و عمر مفید تجهیزات و لوله کشی‌ها
- افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری به دلیل نیاز به تمیز کردن مکرر رسوبات
برای جلوگیری از این مشکلات، استفاده ازسختی‌گیرهای آب در نیروگاه‌ها ضروری است. این دستگاه‌ها با حذف یون‌های کلسیم و منیزیم از آب، از تشکیل رسوبات آهکی جلوگیری می‌کنند.لازم به ذکر است که انواع سختی‌گیرها مانند رزینی، مغناطیسی و اسمز معکوس در این صنایع کاربرد دارند. پس میتوان نتیجه گرفت که برای افزایش راندمان، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر مفید تجهیزات، کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت نیروگاه ها و موتورخانه‌ها امری بسیار ضروری و اساسی می‌باشد.
در نساجی و رنگرزی
کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت نساجی و رنگرزی از اهمیت بسزایی برخوردار است. آبهای سخت حاوی مقدار زیادی از یون‌های کلسیم و منیزیم است که می‌تواند تاثیرات منفی جدی بر روی کیفیت رنگرزی و فرآیندهای نساجی داشته باشد.
از نمونه مشکلاتی که آب سخت برای این صنعت دارد میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش شفافیت و کیفیت رنگ‌ها به دلیل تشکیل رسوبات
- کاهش جذب رنگ توسط الیاف و پارچه‌ها
- تشکیل لکه‌های نامطلوب بر روی پارچه‌ها
- کاهش عمر مفید ماشین آلات و تجهیزات به دلیل رسوبات
- افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های تولید
پس برای جلوگیری از بروز این مشکلات کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت رنگرزی و نساجی غیرقابل انکار و حائز اهمیت می‌باشد
لازم به توضیح است که در این صنایع بیشتر ازسختی‌گیرهای رزینی استفاده میشود.
در صنایع غذایی و دارویی
کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت‌های غذایی و دارویی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این صنایع، از آب با کیفیت بالا و عاری از املاح سخت کننده بسیار ضروری است چون سختی آب می‌تواند باعث ایجاد مشکلاتی در روند تولید شود که می‌تواند کیفیت محصولات را بسیار تحت تأثیر قرارمی‌دهد.
در صنایع غذایی و دارویی، کاربرد اصلی سختی‌گیر آب عبارت است از:
- تضمین کیفیت محصول نهایی: وجود املاح سخت کننده در آب می‌تواند باعث تشکیل رسوب و کف‌کردن در محصولات شود، که این امر می‌تواند بر طعم، بافت و ظاهر محصول تأثیر بگذارد.
- جلوگیری از گرفتگی و خوردگی تجهیزات: املاح سخت‌کننده می‌توانند باعث رسوب‌گذاری در لوله‌ها، شیرها و سایر تجهیزات شوند، که این امر می‌تواند باعث گرفتگی و خوردگی تجهیزات شود.
- افزایش عمر و کارایی تجهیزات: استفاده از آب نرم باعث میشود که تجهیزات با راندمان بالاتری کار کنند و عمر مفید آنها افزایش می‌یابد.
- کیفیت محصول تضمینی: در صنایع غذایی و دارویی، استفاده از آب با کیفیت مناسب برای تولید محصولات با کیفیت بالا و ایمن برای مصرف کننده ضرورت بالایی دارد.
بنابراین کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت دارویی و غذایی حائز اهمیت و حیاتی می‌باشد. چون باعث می شود که املاح سخت کننده از آب حذف شوند و از تشکیل رسوبات و آسیب به تجهیزات و کیفیت محصولات جلوگیری شود.
در صنایع پتروشیمی و شیمیایی
سختی‌گیر آب در صنایع پتروشیمی و شیمیایی برای نرم سازی آب از اهمیت بالایی برخوردار است. در این صنایع، آب سخت می‌تواند باعث ایجاد رسوبات آهکی و کلسیمی بر روی دیواره لوله‌ها، مبدل‌های حرارتی، دیگ‌های بخار و برج‌های خنک کننده شود و این رسوبات منجر به مشکلاتی ازقبیل موارد زیرمی‌شود:
- کاهش عملکرد و راندمان تجهیزات گرمایشی و سرمایشی
- مصرف انرژی
- افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- خوردگی تاسیسات
- افت فشار آب
بنابراین میتوان نتیجه گرفت که کاربرد سختی‌گیر آب در صنعت‌های پتروشیمی و شیمیایی بسیار ضروری می‌باشد و لازم به ذکر است که در این صنایع از دستگاه‌های سختی گیر زرینی، مغناطیسی و دوزینگ فسفات استفاده میشود.
در صنایع کشاورزی و سیستم‌های آبیاری
کاربرد سختی‌گیر آب در صنایع کشاورزی و سیستم‌های آبیاری به این دلیل حائز اهمیت است که آب سخت حاوی یون‌های کلسیم و منیزیم می‌تواند باعث رسوبات آهکی بر روی لوله‌ها، قطره چکان‌ها و سایر تجهیزات آبیاری شود. این رسوبات به مسدود شدن لوله‌ها، کاهش جریان آب و در نهایت کاهش راندمان سیستم‌های آبیاری میشود.
کاربردهای سختی‌گیر در صنعت کشاورزی
- استفاده از سختی‌گیرصنعتی آب مانع از تشکیل رسوب بر روی دیواره لوله‌ها، قطره چکان‌ها، پمپ‌ها و سایر تجهیزات کشاورزی میشود. این امر عمر مفید دستگاه‌های آبیاری را افزایش میدهد.
- افزایش راندمان آبیاری: با جلوگیری از گرفتگی لوله‌ها و قطره چکان‌ها، سختی‌گیر باعث میشود آب به طور یکنواخت در سراسر سیستم آبیاری پخش شود و راندمان آبیاری افزایش یابد.
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: استفاده از سختی‌گیر با کاهش رسوب گذاری، هزینه‌های تعمیر و تعویض قطعات سیستم آبیاری را کاهش میدهد.
لازم به توضیح است که در این صنعت سختی‌گیر رزینی، مغناطیسی و دوزینگ فسفات کاربرد دارند و انتخاب نوع سختی‌گیر به شرایط آب، نوع سیستم آبیاری و هزینه‌ها ارتباط دارد و در مجموع از کاربردهای سختی‌گیر آب در صنعت کشاورزی به اختصار میتوان به افزایش بهره وری آب و کاهش هزینه‌های عملیاتی اشاره کرد.
درصنعت کارواش‌ها
از کاربردهای سختی‌گیر صنعتی درصنعت کارواش‌ها برای افزایش کیفیت شستشو و جلوگیری از لکه‌های ناشی از آب سخت بر روی بدنه خودروها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- جلوگیری از لکه‌های سفید بر روی بدنه خودرو: آب سخت حاوی یون‌های کلسیم و منیزیم است که پس از خشک شدن بر روی بدنه خودرو، لکه‌های سفید رنگ و ناخوشایندی را به جای می‌گذارند. استفاده از سختی‌گیر آب باعث حذف این یون‌ها و جلوگیری از تشکیل لکه‌ها میشود.
- افزایش کیفیت: وجود املاح در آب باعث کاهش کارایی شوینده‌ها و کیفیت آنها میشود. سختی‌گیر با حذف این املاح، کیفیت محیطی خودروها را افزایش میدهد.
- جلوگیری از رسوب گذاری بر روی تجهیزات: آب سخت می‌تواند باعث ایجاد رسوبات آهکی بر روی لوله‌ها، پمپ‌ها و سایر تجهیزات کارواش شود. این ابزار با کاهش سختی آب، از این رسوب گذاری‌ها جلوگیری می‌کند.
- افزایش عمر تجهیزات: رسوبات ناشی از آب سخت باعث خوردگی و فرسایش تجهیزات کارواش میشود. سختی‌گیر با جلوگیری از این رسوب‌ها، عمر مفید تجهیزات را افزایش میدهد.
در کارواش معمولاً از سختیگیرهای رزینی یا مغناطیسی استفاده میشود. سختیگیرهای رزینی سختی آب را کاملاً حذف می‌کنند در حالی که سختیگیرهای مغناطیسی فقط از رسوب گذاری جلوگیری می‌کنند. و میتوان بر اساس نیاز‌های کارواش و بودجه‌ی در نظر گرفته شده نوع سختی‌گیر مناسب را انتخاب کرد.
در مجموع، استفاده از سختی‌گیر آب در کارواش باعث افزایش رضایت مندی از کیفیت، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر تجهیزات میشود.
مزایا و معایب استفاده از دستگاه سختی‌گیر آب صنعتی
مزایا:
- جلوگیری از تشکیل رسوبات آهکی و کلسیمی بر روی لوله‌ها، مبدل‌های حرارتی، دیگ‌های بخار و سایر تجهیزات صنعتی
- افزایش راندمان و عملکرد تجهیزات گرمایشی، سرمایشی و سیستم‌های حرارتی
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری از وسایل حمل و نقل و ماشین آلات
- صرفه جویی در مصرف انرژی به دلیل افزایش راندمان تجهیزات
- عمر مفید تجهیزات و لوله کشی‌های صنعتی
- بهبود کیفیت محصولات در صنایعی مانند رنگرزی، تولید رنگ و داروسازی
معایب:
- هزینه‌ی اولیه‌ی نصب و راه اندازی سیستم
- هزینه تعویض منظم رزین‌ها یا کارتریج‌های سختی‌گیر
- حذف کامل املاح مفید مانند کلسیم ومنیزیم از آب که برای برخی از روش‌های صنعتی مضر می‌باشد
- افزایش سطح سدیم آب نرم که ممکن است برای برخی از روش‌ها مشکل ساز باشد
- نیاز به اسیدشویی منظم سختیگیرهای رزینی برای حفظ و دوام کارایی
نتیجه گیری
در این مقاله از کاربردهای سختی‌گیر آب در صنعت گفتیم که استفاده از این دستگاه باعث بهبود کارایی و کاهش هدررفت منابع و حفظ محیط زیست میشود وهمچنین استفاده از این دستگاه منجر به کاهش مصرف آب، افزایش بازدهی فرآیندها و کاهش هزینه‌های تولید میشود، از این رو استفاده از سختی‌گیر آب مناسب برای نرم سازی آب در صنایع ذکر شده برای افزایش راندمان و کاهش هزینه ها توصیه میشود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه میتوانید با مشاوران ما در تماس باشید.
