آب دمین

آب دمین چیست؟

آب دمین آبی تصفیه شده است كه بیشتر یون های معدنی و نمكی آن مانند كلسیم، منیزیم، سدیم، كلرید، سولفات، نیترات و بی كربنات را حذف كرده اند. همچنین آب دمین با علائمی چون DM یا Demin شناخته شده است. آب دمین به طور کلی متمایز از آب مقطر میباشد.در آب دمین کلیه یون های نمکی آن هنوز باقی مانده اند که طی فرآیندی یونهای نمکی با جوشاندن و خنک شدن دوباره، حذف میشوند.

برای رسیدن به تعریف بهتر آب دمین لازم است سه واژه آب تقطیر شده (Distilled water)، آب دی یونیزه شده (Deionized water) و آب دمینرال شده (Demineralized water) را بیشتر بررسی کنیم. پیدا کردن تعریف استاندارد برای هر یک از این واژه ها بسیار سخت است.

تفاوت عمده این است که آب فوق خالص دمین، فاقد یون های معدنی می باشد. بسته به تعداد فرایندهای مورد استفاده برای ساخت آن، دارای آلاینده های آلی کمتری می باشد، زیرا عمل دیونیزاسیون  ویروس ها یا باکتری ها را حذف نمی کند. بدین صورت، دیونیزاسیون فرآیندی است که عملکردش کمتر از عمل تقطیر نیست و شاید بتوان گفت محصولی که از این فرآیند تولید میشود محصولی پاک تر می باشد

• آب تقطیر شده (Distilled water)

شاید راحت ترین راه برای آشنایی با موضوع تولید آب (فوق) خالص تعریف قدیمی ترین روش خالص سازی آب باشد. این روش تقطیر نام دارد که حتما با آن آشنا هستید. روش تقطیر از سالهای دور مورد استفاده قرار می گرفته است به صورتی که آب در یک ظرف جوشانده شده و سپس در یک محفظه با بدنه سرد کندانس (چگالش) می شود.

تقطیر آب به روش سنتی و قدیمی

با بخار شدن آب، مواد حل شده در آب مثل نمک در ظرف باقی مانده و آب منتقل شده به صورت بخار خالص و بدون املاح خواهد بود. این روش ساده از گذشته جهت خالص سازی آب مورد استفاده قرار می گرفته است.  اما مشکل اینجاست که اگر آلاینده های درون آب تصفیه نشده خودشان فرار باشند به همراه آب بخار شده و در مرحله بعدی نیز در آب وجود خواهند داشت. وجود الکل در آب یکی از مثال های این مواد فرار است.

• آب دمینرال شده (Demineralized water)

به طور کلی اّب حاصل از تمامی فرایندها حذف مواد معدنی را آب دمینرال شده می گویند. اگر چه این واژه بیشتر به فرایند های تبادل یون جهت حدف مواد معدنی محدود می شود اما روش های دیگر همچون تقطیر، دی یونیزه کردن و غشای سلولی را نیز شامل می شود.

Demineralised water is water completely free (or almost) of dissolved minerals as a result of one of the following processes: distillation. deionization. membrane filtration (reverse osmosis or nanofiltration)

Lenntech.com

• آب دی یونیزه شده (Deionized water)

با حذف یون های معدنی مثل سدیم، کلرید، بیکربنات و سولفات از آب اصطلاحا دی یونزه کردن و یا یون زدایی آب می گویند. در این فرآیند ماده ای به نام رزین یون ها از آب جداسازی شده و آب بدون یون بدست می‌آید که از آن با نام ( آب دمین یا دیونیزه ) یاد می‌کنند. آب دمین را معمولا ‌با علائمی همچون DM یا Demin علامت گذاری می کنند.  آب دمین حاوی یون‌های +H و -OH بوده و قابلیت هدایت الکتریسیته آن تقریبا ۲ میکرو زیمنس به ازای هر متر است.

از روش های اصلی در این زمینه می توان به اسمز معکوس و تبادل یون اشاره کرد. هر کدام از این روش ها تاثیر متفاوتی بر کاهش یون های حاصل از وجود مواد معدنی خواهند داشت که این تاثیر را می توان با معیاری همچون رسانایی و مقامت الکتریکی آب اندازه گیری کرد. به میزان کاهش یون های آب، رسانایی الکتریکی آب نیز کاهش و مقاومت الکتریکی آب افزایش پیدا می کند پیدا می کند که می توانید در شکل زیر این موضوع را به وضوح مشاهده کنید.

Deionized water is a type of drink which removed all of its ions, and it has no charge. It can be created by taking conventional water and letting it exposed to electrically charged resins that will bind and attract to salts, and remove them from the water.

theberkey.com

مقاومت و رسانایی آب در حالت های مختلف

• حذف مواد معدنی روش اسمز معکوس (Reversed Osmosis)

در ادامه به بررسی هر دو روش ذکر شده خواهیم پرداخت. یکی از جدیدترین روش های دی یونیزه کردن آب استفاده از غشای سلولی در فرایند اسمز معکوس (Reversed Osmosis)  است در دو تصویر زیر می توان عملکرد این روش را بهتر مشاهده نمایید.

فرآیند دی یونیزه کردن آب با استفاده از اسمز معکوس

با توجه به قابلیت حذف مواد معدنی در این روش می توان انتظار داشت که رسانایی الکتریکی تا حد زیادی کاهش پیدا کند که معیار مناسبی برای اندازه گیری یون های معدنی موجود  در آب است.

مقاومت و رسانایی الکتریکی آب در روش اسمز معکوس

• دی یونیزه کردن آب به روش تبادل یونی (رزین کاتیونی و آنیونی)

همانطور که گفته شد، در فرایند تولید این آب دی یونیزه شده از رزین کاتیونی و همچنین رزین آنیونی هم برای استفاده از خاصیت جذب سطحی یون های (تبادل یونی) استفاده می شود. هنگام برقراری تماس بین فاز مایع و جامد، عناصر معلق و شناور در فاز مایع به سطح جسم جامد متصل شده و از فاز مایع جدا می شوند. از آنجا که رزین ها قابلیت احیا (regeneration) دارند، در دوره های زمانی مشخص اصطلاحا شست و شو می شوند. با شست و شوی رزین، عناصر چسبیده به رزین آزاده شده و رزین ها احیا می شوند. با احیای رزین ها می توان مجددا از آنها در فرایند یون زدایی استفاده کرد.

فرآیند دی یونیزه کردن آب با استفاده از تبادل یونی و رزین

مقاومت و رسانایی الکتریکی آب در روش دی یونیزه کردن با استفاده از رزین تبادل یونی

برای درک بهتر رزین پیشنهاد می کنیم مقاله رزین چیست را بخوانید. همچنین اگر می خواهدی بیشتر در مورد تبادل یون بدانید می توانید مقاله فرآیند تبادل یون را مطالعه کنید!

در فرایند یون زدایی نمی توان انتظار داشت که ارگانیسم ها، میکروب ها و باکتری ها هم از آب جدا شوند. رزین های تبادل یونی جهت این کار طراحی نشده اند مگر اینکه به صورت تصادفی این موجودات به یون ها بچسبند و به همراه آب خارج نشوند.ایران کنفتک

 

• دی یونیزه کردن آب با استفاده از اسمز معکوس و تبادل یون به صورت همزمان

یکی دیگر از روش های کاربردی و جدید در این زمینه استفاده از هر دور وش اسمز معکوس و تبادل یون به صورت همزمان است.

دی یونیزه کردن با استفاده از اسمز معکوس و رزین تبادل یونی

با توجه به استفاده از مزیت های هر دو رو انتظار داریم تا میزان یون های معدنی موجود در آب تا حد زیادی کاهش پیدا کند. همانطور که در شکل زیر مشادهده می کنید اعداد ذکر شده تا میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرده است.

مقاومت و رسانایی الکتریکی آب با استفاده از اسمز معکوس و رزین تبادل یونی

موارد استفاده از آب دمین

آب دمین برای اهداف صنعتی و علمی استفاده می شود. از جمله موارد استفاده از آب دمین به شرح زیر است؛

• • تغذیه دیگ های بخار با فشار بالا
  • ولید تراشه های الکترونیکی و همچنین شستن میکروالکتریک ها
  • سیستم های خنک کننده و آب اسید باتری اتومبیل
  • آزمایش های کاریردی
  • برش لیزری
  • تجهیزات و لوازمی که لازم است تا بخار تولید کنند (مثل اتو بخار)
  • تولید مواد دارویی
  • اتوکلاو و یونیت های دندانپزشکی
  • تولید و ساخت مواد آرایشی و بهداشتی
  • کپسول های آتش نشانی

منابع مورد استفاده در این مقاله:

• lenntech.com
• theberkey.com
• کتاب Applications of Ion Exchange Materials in Biomedical Industries

برای دریافت کتاب Applications of Ion Exchange Materials in Biomedical Industries در بخش دیدگاه ها درخواست خود را ثبت نمایید تا در اسرع وقت این کتاب برای شما ارسال شود.