۳ واقعیت درباره کمپرسور اویل فری و درایر هوای فشرده HOC

در این مقاله، بررسی انواع کمپرسور هوای فشرده اویل فری و درایر هوای فشرده HOC در سیستم هوای فشرده را داریم.
سوال ابتدایی اینجا است که تفاوت این درایرها با انواع درایر هوای فشرده سنتی چیست؟
در معنی و تعریف، انواع درایر هوای فشرده HOC یعنی درایری که از گرمای حاصل از فشرده سازی هوا استفاده می کند.

انواع کمپرسور هوای فشرده اویل فری اغلب با یک درایر هوای فشرده HOC عرضه می شوند.
برای درک این فناوری، ابتدا باید دانست که نیاز به کاهش بخار آب چیست و اصلا “نقطه شبنم” چیست.
علاوه بر این، باید فهمید چگونه نقطه شبنم می تواند بر رشد میکروارگانیسم ها تاثیر بگذارد.
همچنین باید تفاوت بین نقطه شبنم ثابت و نقطه شبنم ثابت شده را درک کرد.

مقدمات بسیار مهم و لازم برای ادامه مطلب درایر هوای فشرده HOC

یکی از مشکلات اصلی در بررسی عملکرد سیستم هوای فشرده ، آب است.
هوای فشرده مرطوب است.
هوای فشرده و تصفیه نشده وارد شده به سیستم لوله‌کشی توزیع حاوی آب مایع، پارتیکل های معلق آب است و ۱۰۰% از بخار آب اشباع شده است.
آب مشکل سازترین آلاینده هوای فشرده است.
این عامل در سیستم هوای فشرده هم باعث آسیب از طریق خوردگی می شود.
هم در مواقع جدی تر. هوای مرطوب باعث رشد میکروارگانیسم هایی می شود که به نوبه خود می تواند به افرادی که در نزدیکی تجهیزات پنوماتیک عملیاتی کار می کنند، آسیب برسانند و محصولات و فرآیندها را آلوده کنند.

بنابراین کنترل مقدار آب در سیستم هوای فشرده و هم در بررسی درایر هوای فشرده HOC از اهمیت بالایی برخوردار است.
امروزه تقریباً همه انواع سیستم هوای فشرده از تجهیزات تصفیه برای تصفیه هوای فشرده استفاده می کنند.

برای احیای مایع، از سپراتور آب استفاده می شود.
برای تصفیه آئروسل های آب و روغن (به اضافه پارتیکل ها)، کوالسینگ فیلترها تعبیه می شود.
همچنین برای کاهش سطوح بخار آب، یک درایر هوای فشرده HOC یا دیگر انواع درایر هوای فشرده نصب می شود.

سوال مهم: در سیستم هوای فشرده ، هوای من چقدر خشک است؟

“خشکی” هوای تصفیه شده توسط انواع درایر هوای فشرده (عملکرد خشک کن) به عنوان “نقطه شبنم” خروجی آن بیان می شود.
نقطه شبنم به دمایی اطلاق می شود که در آن تراکم اتفاق می افتد و به صورت دما بیان می شود.

نقطه شبنم فشار (به اختصار PDP) به اندازه گیری نقطه شبنم هوای فشرده که در فشار عملیاتی سیستم هوای فشرده گرفته می شود، اشاره دارد.
در حالی که نقطه شبنم اتمسفر (ADP) به نقطه شبنم هوای فشرده پس از بازگرداندن آن به فشار اتمسفر اشاره دارد.

اگرچه این دما به صورت دما بیان می شود، اما این رقم دمای واقعی هوا نیست.
به عنوان مثال: هوای فشرده می تواند دمای واقعی ۳۵ درجه سانتیگراد داشته باشد.
در حالی که دارای نقطه شبنم فشار -۴۰ درجه سانتیگراد است.

نقطه شبنم هوای فشرده و رشد میکروبیولوژیکی در بررسی درایر هوای فشرده HOC

برای بسیاری از کاربران ناشناخته است که سیستم های هوای فشرده حاوی مقادیر زیادی آلودگی میکروبیولوژیکی هستند.
سیستم هوای فشرده گرم و مرطوب، محیطی ایده آل برای رشد است.
داشتن نقطه شبنم هوای فشرده مناسب باعث مهار میکروارگانیسم ها می شود.
در نتیجه اجازه می دهد تا فیلتر نقطه مصرف در کاهش غلظت به سطوح قابل قبول، مؤثر باشد یا هوای کاملاً استریل را فراهم کند.

به همین دلیل است که اسنادی مانند راهنمای بهترین عملکرد هوای فشرده ۱۰۲ از انجمن هوای فشرده بریتانیا (BCAS) نقطه شبنم فشار ≤-۴۰ درجه سانتیگراد را برای کاربردهای تماس مستقیم توصیه می کند.

مقایسه جالب نقطه شبنم ثابت یا نقطه شبنم محدود

انواع درایر هوای فشرده در سیستم ها موجود است.
معمولاً شناخته شده است که فناوری‌های مختلف، نقطه شبنم خروجی متفاوتی را ارائه می‌کنند.
(به عنوان مثال، انواع درایر تبریدی معمولاً نقطه شبنم خروجی بالاتر از ۳ درجه سانتی‌گراد و درایرهای جذبی نقاط شبنم کمتر از ۰ درجه سانتی‌گراد را ارائه می‌دهند).
درایر هوای فشرده HOC و دیگر درایرها در قوام نقطه شبنم خروجی تحویل داده شده هم متفاوت هستند.
سازندگان، درایرها را طوری طراحی می کنند که یا یک نقطه شبنم خروجی ثابت (که دارای تغییرات کمی است) یا یک نقطه شبنم محدود (با تغییرات زیاد نقطه شبنم) ارائه دهند.

نقطه شبنم ثابت ارائه نشده توسط درایر هوای فشرده HOC

برای ارائه یک نقطه شبنم خروجی ثابت، یک درایر اولین بخشی  است که باید با بدترین شرایط ورودی و شرایط محیطی سیستم هوای فشرده کاربر مطابقت داشته باشد (برای مثال با حداکثر بار بخار آب).
عوامل مهمی برای اندازه گیری یک درایر هوای فشرده HOC و دیگر درایر ها وجود دارند.
حداکثر دمای ورودی (در تابستان)، حداقل فشار ورودی و حداکثر دبی ورودی است.
اندازه‌گیری بستر جذب با استفاده از این پارامترها تضمین می‌کند که بستر جذب به اندازه کافی بزرگ است و می‌تواند حداکثر بار بخار آب سیستم را مدیریت کند.
همچنین در عین حال بتواند نقطه شبنم خروجی ثابتی را ارائه دهد.

درایر هوای فشرده HOC که نقطه شبنم خروجی ثابتی را ارائه می‌کند، نوسانات کوچکی را باعث می شود.
اما همیشه یک نقطه شبنم فشار حداقل را ارائه می‌کند.

به عنوان مثال، اگر یک درایر جذبی برای ارائه PDP ≤-۴۰ درجه سانتیگراد انتخاب شود، PDP -40 درجه سانتیگراد بدترین نقطه شبنم تحویل شده خواهد بود.
به طور معمول، نقطه شبنم خروجی بین -۵۰ درجه سانتیگراد و -۴۰ درجه سانتیگراد در نوسان است.
این خود به دلیل نحوه عملکرد درایر جذبی است.

در ابتدا، هنگامی که هوای فشرده بر روی مواد جاذب تازه احیا شده پس از تغییر ستون جریان می یابد، نقطه شبنم کم خواهد بود (۵۰- درجه سانتیگراد).
این عدد به سمت حداقل نقطه شبنم قابل قبول (۴۰- درجه سانتیگراد در این مورد) کاهش می یابد؛
زیرا ماده جاذب بخار آب هوا را جذب می کند.
درایر هوای فشرده HOC یا درایر نوع دیگر، به طور خودکار از ستون فعال و آنلاین به ستون احیا شده تغییر سیکل می کند تا همیشه به PDP -40 درجه سانتی گراد برسد.

نقطه شبنم محدود که درایر هوای فشرده HOC ارائه می دهد!

همچنین درایر هایی در دسترس هستند که برای ارائه نقطه شبنم محدود طراحی شده اند.
این درایرها معمولاً اندازه ای برای مطابقت با شرایط محیطی ندارند.
درایرهای جذبی، مقدار کمتری از مواد جاذب را برای خشک کردن در سیستم هوای فشرده نیاز دارند.

مزیت عدم اندازه‌گیری برای همه شرایط، این است که می‌توان این درایرها را در مکان‌هایی نصب کرد که درایرهای بزرگتر و ثابت نقطه شبنم نمی‌توانند (به عنوان مثال، سیستم‌های ترمز راه‌آهن) نصب شوند.
عیب آن ها هم این است که نقطه شبنم خروجی ارائه شده توسط یک درایر محدود کننده می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

درایر های محدود کننده نقطه شبنم تحت تأثیر تغییرات دمای هوای محیط و دمای ورودی (بارگیری بخار آب) قرار می گیرند.

اگر یک درایر هوای فشرده HOC برای ایجاد نقطه شبنم محدود ۲۰- درجه سانتی گراد طراحی شده باشد، نقطه شبنم را تا ۲۰ درجه زیر دمای هوای فشرده شده کاهش می دهد.

این رقم ۲۰- درجه سانتیگراد نباید به عنوان یک نقطه شبنم خروجی ثابت اشتباه گرفته شود.
اما اغلب این اشتباه صورت می گیرد!

مثال: تصور کنید دمای محیط در تابستان ۲۵ درجه سانتیگراد و دمای هوای فشرده در درایر ۳۵ درجه سانتیگراد باشد.
نقطه شبنم تحویل شده از درایر ۲۰- درجه سانتیگرادی، ۱۵+ درجه خواهد بود و نه -۲۰٫
که این اشتباه اغلب فرض گرفته می شود.

نمونه‌های معمولی از فن‌آوری‌های درایری که نقطه شبنم محدود را فراهم می‌کنند، درایرهای ممبران، درایر های بدون گرما و انواع درایر هوای فشرده HOC هستند.

حال اصل مطلب: انواع کمپرسور هوای فشرده اویل فری و درایر هوای فشرده HOC!

انواع درایر هوای فشرده HOC به گونه ای طراحی شده اند که از دمای تراکم بالای موجود در هنگام کار با انواع کمپرسور هوای فشرده اویل فری اسکرو استفاده کنند.

این نوع درایر به عنوان درایرهای کم مصرف به بازار عرضه می شوند؛
زیرا از گرمای تولید شده در طول فرآیند کمپرسور استفاده می کند.

برای احیاء مواد جاذب متأسفانه، کیفیت هوا (نقطه شبنم) ارائه شده توسط درایر هوای فشرده HOC اغلب اشتباه تفسیر می شود.
علاوه بر این، توانایی درایرهای HOC برای ارائه یک نقطه شبنم خروجی ثابت اغلب در طول بحث با کاربران حذف می شود.

انواع درایر هوای فشرده HOC همیشه شبیه درایر های سنتی نیستند.
نحوه ساخت درایرهای HOC معمولاً بر اساس یک درایر سنتی از نوع «برج دوقلو» (با ۲ نوع اصلی) یا معمولاً بر اساس یک «درام» از مواد جاذب است که می چرخد یا دارای بخش های درایر چرخشی است (معمولاً ۳ نوع موجود است).
صرف نظر از روش ساخت، نکات زیر باید همیشه قبل از انتخاب درایر هوای فشرده HOC در نظر گرفته شود.

نکات بسیار مهم انواع درایر هوای فشرده HOC و نقطه شبنم خروجی

بر خلاف درایرهای سنتی مستقل، انواع درایر هوای فشرده HOC به طور معمول اندازه ای برای مطابقت با شرایط محیطی ندارند.
بنابراین بسترهای جاذب آنها به طور قابل توجهی کوچکتر از درایرهای نقطه شبنم ثابت هستند.
(برخی ادعاهای بازاریابی فقط ۵ تا ۱۰ درصد از تعداد درایر های سنتی را معادل بیان می کنند).

دمای محیط و رطوبت نسبی از روز تا شب و در تمام طول سال در نوسان است.
با افزایش دمای محیط، دمای هوای فشرده ورودی به درایر نیز افزایش می یابد.
دمای ورودی بالاتر منجر به بارگذاری بخار آب بیشتر می شود.
اگر اندازه بستر جاذب درایر برای بدترین حالت بارگیری بخار آب اندازه گیری نشده باشد، ظرفیت جذب کافی نخواهد داشت.
همچنین درایر قادر به حفظ نقطه شبنم خروجی ثابت نخواهد بود.

درایر های HOC همچنین نیاز دارند که کمپرسور هوای فشرده در حداکثر جریان کار کند تا گرمای مورد نیاز برای بازسازی مواد جاذب تولید شود.
بارگذاری کمپرسور هوای فشرده به طور مداوم تغییر می کند (مخصوصاً در کمپرسورهای سرعت متغیر با انرژی کم).

نکات مهم درباره حرارت درایرهای HOC

بدون حرارت کامل برای احیاء، مواد جاذب شده در طول احیاء به طور کامل خشک نمی شوند.
اگر ماده جاذب به طور کامل بازسازی نشوند، نقطه شبنم خروجی به طور طبیعی آسیب خواهد دید.

تغییرات دمای محیط هم بر توانایی کولر احیا کننده برای خنک کردن هوای فشرده پس از احیاء و قبل از خشک شدن تأثیر می گذارد.
از آنجایی که این هوا اشباع می شود،
بارگذاری بخار آب را روی مواد جاذب افزایش می دهد و دوباره نقطه شبنم خروجی را تغییر می دهد.

توانایی ماده جاذب برای جذب بخار آب با دمای بالا به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
معمولاً هم در سبک درام درایر هوای فشرده HOC بخش احیاء داغ، مستقیماً به بخش خشک کردن بدون خنک کردن قبلی می رود.
از آنجایی که دمای احیاء در سیستم هوای فشرده بالا است،
ماده جاذب تا زمانی که به اندازه کافی توسط هوای فشرده ورودی خنک نشود، بخار آب را جذب نمی‌کند.
همچنین مقدار مواد جاذب مؤثر را کاهش می‌دهد و بر نقطه شبنم خروجی تأثیر می‌گذارد.

چرا درایری با نقطه شبنم خروجی ثابت انتخاب کنیم؟

کاربردهای حیاتی در صنایع غذایی، نوشیدنی و داروسازی،
به عنوان مثال مواردی که در تماس مستقیم بین هوای فشرده و مواد تشکیل دهنده، محصولات نهایی، تجهیزات تولیدی یا بسته بندی هستند،
به نابودی یا درجه ای از کنترل بر رشد میکروارگانیسم ها نیاز دارند.

مشخص شده است که هوای فشرده با نقطه شبنم فشار زیر ۲۶- درجه سانتیگراد از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند.
بنابراین حداقل نقطه شبنم خروجی تضمین شده در انتخاب درایر هوای فشرده HOC همیشه مورد نیاز است.
به همین دلیل اسناد منتشر شده توسط انجمن هوای فشرده بریتانیا (Food & Beverage Grade Compressed Air – Best Practice guideline 102) و EHEDG نقطه شبنم فشار ≤ -۴۰ درجه سانتیگراد PDP را توصیه می کنند.

با نقطه شبنم متفاوت ارائه شده توسط یک نقطه شبنم محدود یا درایر هوای فشرده HOC،
نقطه شبنم کافی برای کاهش یا مهار رشد میکروارگانیسم ها را نمی توان تضمین کرد.

سوالی پر تکرار: چگونه بفهمیم درایر نقطه شبنم ثابت است یا درایر محدود کننده نقطه شبنم؟

متأسفانه، سازندگان همیشه اعلام نمی کنند که درایر آنها نقطه شبنم خروجی ثابتی دارد یا نقطه شبنم محدود.
اغلب فرض بر این است که اگر یک سازنده نقطه شبنمی را بیان کند، همیشه همان عدد تحویل داده می شود.
اما متأسفانه همیشه اینطور نیست.

یک راه آسان برای این ماجرا وجود دارد.
آن هم این است که ببینیم آیا سازنده درایر هوای فشرده HOC یا دیگر مدل درایر،
طبقه بندی نقطه شبنم را مطابق با ISO8573-1 برای آب بیان می کند یا خیر.
ISO8573-1 استاندارد بین المللی مربوط به خلوص (کیفیت) هوای فشرده است.
این استاندارد خود شامل ۶ طبقه بندی نقطه شبنم در باندهای ۷۰- تا ۱۰+ درجه سانتیگراد است.

برای اینکه یک سازنده بگوید یک درایر طبقه بندی ISO8573-1 را برای انواع سیستم هوای فشرده ارائه می دهد،
درایر باید همیشه نقطه شبنم خروجی را در باند یک طبقه بندی ارائه دهد.

درایر نقطه شبنم خروجی ثابت معمولاً یک طبقه بندی ISO8573-1 را بیان می کند؛
زیرا نقطه شبنم می تواند به وضوح در یک باند تعریف شده قرار گیرد.
در صورتی که درایر محدود کننده نقطه شبنم یا درایر هوای فشرده HOC معمولاً طبقه بندی ISO8573-1 را بیان نمی کند؛
زیرا نقطه شبنم خروجی بسیار متفاوت است.

تأیید نقطه شبنم و جمع بندی

نصب یک درایر مجهز به رطوبت سنج نقطه شبنم یا استفاده از یک رطوبت سنج نقطه شبنم جداگانه در پایین دست درایر، به کاربر این امکان را می دهد تا به راحتی بررسی کند که درایر نقطه شبنم خروجی ثبت شده را تحویل می دهد یا خیر.
علاوه بر این، سعی کنید درایر انتخابی شما با کمپرسور هوای فشرده که در سیستم دارید مطابق باشد.