توانمندی دستگاه «مبدل بخار به آب»؛ از ارزآوری تا رقابت با محصولات خارجی

گروه استان‌های خبرگزاری آنا ـ حسین بوذری؛ فناوری تولید آب از هوا (AWG) atmospheric water generator یکی از فناوری‌های نسبتاً جدیدی است که در آن رطوبت موجود در هوا تحت فشار متراکم شده و طی فرایند خنک‌کنندگی به آب تبدیل می‌شود.

اگرچه به‌کارگیری این تکنولوژی در مقیاس کوچک به تازگی رواج یافته است؛ اما استفاده از رطوبت هوا برای تولید آب سابقه تاریخی بسیار زیادی در برخی مناطق جهان دارد، به‌عنوان نمونه «اینکاها» از اقوامی بوده‌اند که از جمع‌آوری شبنم و انتقال آنها به مخازن به‌عنوان یکی از منابع تأمین آب خود استفاده می‌کردند.

این روش‌ها کاملاً منفعل بوده، نیاز به منبع انرژی خارجی نداشته و صرفاً با تکیه بر تفاوت دمای طبیعی انجام می‌شوند. استفاده از این روش در مناطقی که دستیابی به آب آشامیدنی سالم به‌سختی امکان‌پذیر بوده، بسیار مفید است؛ چراکه همواره مقداری آب یا رطوبت در هوا وجود دارد که می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

روش‌های موجود در تولید آب از هوا

بسیاری از ژنراتورهای آب از هوا، مشابه روش‌های رطوبت‌گیر هوا عمل می‌کنند، به این صورت که هوا درون لوله‌های مارپیچی حرکت کرده، متراکم  و خنک شده و موجب تولید آب می‌شود.

در این روش میزان تولید آب به عواملی مانند درجه حرارت، میزان رطوبت، میزان هوای عبور داده شده، ظرفیت مارپیچی دستگاه و نیز قابلیت خنک‌کنندگی آن بستگی دارد.

نحوه عملکرد در روش خنک‌کنندگی متراکم

در روش خنک‌کنندگی متراکم، جریان هوا وارد لوله‌های مارپیچی که درون یک محفظه با مایع خنک‌کننده قرار دارد، می‌شود.  درون این محفظه دمای هوا تا نقطه شبنم کاهش می‌یابد که در نتیجه آن آب تولید می‌شود. در ادامه هوایی که رطوبت‌گیری شده، پس از خنک کردن وارد یک مخزن جریان هوا شده و آب به‌منظور جلوگیری از آلودگی درون یک محفظه نگهداری می‌شود.

با خنک کردن هوا، بخار آب حداکثر غلظت هوا را دارد. این حداکثر غلظت به دمای هوا بستگی دارد. اگر حجم هوای حاوی بخار آب به زیر این درجه حرارت خنک شود، بخار آب به آب مایع تبدیل می‌شود که این فرآیند را میعان می‌نامند.

با این تفاسیر و بحران موجود در حوزه آب و آلاینده‌های آن در صنایع، پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهین‌شهر دستگاهی ساخته‌اند که بخار آب هدررفته را بازیافت و تبدیل به آب و گِل را نیز از آن جدا می‌کند تا آب استحصال شده کاملاً قابل استفاده باشد. از طرفی این دستگاه در صنعت کاشی‌سازی و دیگر صنایع نیز کاربرد دارد. به این ترتیب هم مشکل آلودگی هوا با این کار تا حدود زیادی کاهش پیدا می‌کند و هم در مصرف آب صرفه‌جویی زیادی خواهد شد.

خبرنگار آنا برای بررسی جزئیات ساخت «دستگاه مبدل بخار به آب» توسط محققان و پژوهشگران هسته فناور مستقر در مرکز رشد دانشگاه آزاد اسلامی شاهین‌شهر با مسعود نصری رئیس این واحد دانشگاهی گفتگو کرده است که در پی می‌آید.

آنا: درباره جزئیات ساخت «دستگاه مبدل بخار به آب» توضیح دهید. چگونه شد به فکر ساخت این دستگاه افتادید؟

نصری: ابتدا بازدیدی داشتیم از کارخانه کاشی مرجان اصفهان که در فاصله پنج کیلومتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان است و همراه با تیم تخصصی گروه‌های معماری، مشکلات این کارخانه را بررسی کردیم.

در حاشیه این بازدید بحث استحصال بخار آب از کارخانه کاشی مطرح شد که در کارخانه کاشی مرجان اصفهان برگزار شد، دوستان عنوان کردند که روزانه 300 تا 400 متر مکعب آب مصرف و بخش عظیمی از آن بخار می‌شود. این سؤال نیز مطرح شد که چگونه می‌توانیم این آب را استحصال کنیم.

دستگاه مبدل بخار به آب محصول یک هسته فناور است

بحث دوم موضوع شناسایی مباحث مرتبط با آسیب‌هایی است که در مسیر فرآیند تولید وارد می‌شود که یک هسته فناور در این راستا کار می‌کند. ما در دانشگاه دو هسته فناور شکل دادیم، محققان ما با استفاده از این هسته فناور، مدل کارخانه را در دانشگاه شبیه‌سازی کردند و در نهایت دستگاهی ساختیم که بتواند آب را بخار کند.

از «دستگاه مبدل بخار به آب» در آزمایشگاه پاسخ گرفتیم؛ با این دستگاه می‌توانیم ذرات ریز گرد و غبار را گرفته و بخار آب را به آب تبدیل کنیم. این موضوع منجر به ایجاد تحولی در صنایع کاشی می‌شود؛ همچنین با این روش کل بخار آب تا حد زیادی استحصال خواهد شد و بخش زیادی از آلودگی این صنایع را باید حذف کنیم. طی هفته‌های گذشته با حضور فرماندار شاهین‌شهر و میمه از مدل آزمایشگاهی «دستگاه مبدل بخار به آب» به عنوان یکی از دستاوردهای مهم رونمایی و دستگاه شبیه‌سازی‌شده‌ را پیاده کردیم و قصد داریم با عقد تفاهم‌نامه با کارخانه کاشی دستگاه را در مقیاس بزرگ‌تری برای این کارخانه بسازیم.

آنا: چه برنامه‌ای برای رسیدن «دستگاه مبدل بخار به آب» به تولید انبوه دارید؟

نصری: ابتدا باید با کارخانه کاشی قرارداد ببندیم تا بتوانیم تجهیزات را خریداری کرده و دستگاه را روی کوره بلند کارخانه کاشی‌سازی نصب کنیم. همانطور که گفتم اکنون نمونه آزمایشگاهی با موفقیت تست شده و قصد داریم با سایر کارخانه‌های کاشی‌سازی نیز وارد مذاکره شویم تا اگر آنها نیز مایل به استفاده از این دستگاه بودند، در مقیاسی بزرگ‌تر این دستگاه را تولید کنیم.

آنا: آیا این دستگاه محصول پایان‌نامه است؟

نصری: خیر. این دستگاه محصول یک هسته فناور است.

آنا: مدیر پروژه کیست؟

نصری: آقای مهدی پاکدل. بعد از عقد تفاهم‌نامه با یکی از شرکت‌های بین‌المللی، پاکدل برای ساخت «دستگاه مبدل بخار به آب» اعلام آمادگی کرد و با دو گروه علمی دانشگاه آزاد اسلامی (گروه برق و مکانیک‌) یک هسته فناور تشکیل دادیم و در نهایت این دستگاه ساخته شد.

آنا: همگی این محققان را دانشجویان تشکیل می‌دادند؟

نصری: این تیم تحقیقاتی پنج تا 6 نفر متشکل از یک دانشجو، دو هیئت‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی شاهین‌شهر و سه فارغ‌التحصیل دانشگاهی بودند.

آنا: این دستگاه برای نخستین‌بار در ایران ساخته شده است؟

نصری: بله. نمونه این دستگاه از قبل وجود نداشته و در حال انجام کارهای ثبت اختراع آن هستیم.

آنا: در دنیا چطور؟

نصری: قطعاً نمونه آن در دنیا وجود دارد، چراکه این یک مشکل عمومی بوده و قطعاً تا به حال در سطح جهانی برای آن فکری شده است.

آنا: برسیم به کارکرد «دستگاه مبدل بخار به آب»؛ این دستگاه چگونه می‌خواهد بخارهای موجود در هوا را مبدل و به چرخه آب برگرداند؟

نصری: دستیابی ما به این فناوری به این صورت است که فیلترهایی را در کوره‌های بلند کارخانه‌های کاشی تعبیه کنیم تا بتوان بخار آبی را که در فرآیند پخت تولید می‌شود استحصال کرد.

دستگاه مبدل بخار به آب چگونه بخار را به آب تبدیل می‌کند؟

اگر تنها بخار آب بود می‌شد از روش‌های میعانی این کار را انجام داد، اما همراه با ذرات ریز گردوغبار دانه‌های ریز وجود دارد؛ بنابراین باید به این فناوری می‌رسیدیم تا از فیلترهایی استفاده کنیم که این استحصال انجام پذیرد.

چند مورد فیلترهای مختلف و روش مسیر میعان را بررسی کردیم تا از لحاظ فرآیند فیزیکی به این توانایی برسیم که چگونه فرآیند بخار آب به مایع اتفاق بیفتد و مطمئن باشیم که ذرات گردوغبار در این مسیر صدمه‌ای به فیلترها وارد نکرده است؛ بنابراین خروجی ما از این کار، استحصال آب، جذب گردوغبار و ذرات ریزدانه است. این دو کار وقتی انجام شد، می‌توانیم آب و ذرات گردوغبار را استحصال کنیم.

آنا: بودجه‌ای که برای این کار صرف شد چقدر بوده است؟

نصری: با مشارکت یک شرکت هسته فناور کار کردیم و هنوز هزینه‌ای که برای این کار صرف شده به طور دقیق مشخص نیست. نام هسته فناور «گسترش فناوری آیریک» بوده که این هسته پژوهشی اکنون در مرکز رشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهین‌شهر مستقر شده و در حقیقت این دستگاه نخستین خروجی این هسته فناور بوده است.

کنترل مشکلات زیست‌محیطی با دستگاه مبدل بخار به آب

دستگاه مبدل بخار به آب بیشتر در صنعت کاشی‌سازی برای تبدیل بخار آب به آب و جداسازی از گِل و لایی که همراه بخار آب پخش می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد و شامل اجزای مختلفی است و اگر این دستگاه به بهره‌برداری برسد، مشکلات زیست‌محیطی را تا حد زیادی کنترل خواهد کرد.

آنا: به جز آقای پاکدل چه کسانی در این طرح شرکت داشته‌اند؟

نصری: هسته‌های فناور بعضاً متشکل از چند نفر است و طبیعتاً یک مجری دارد که کار را پیش برده و پیاده‌سازی می‌کند که مجری این طرح آقای پاکدل بوده و سهم بسزایی در تولید این دستگاه ایفا کرده‌ است.

آنا: تجهیزات دستگاه مبدل بخار به آب تماماً ایرانی است؟

نصری: بله. ارزآوری‌ای که این دستگاه برای کشور دارد، قابل توجه است و از لحاظ قیمت تمام‌شده کاملاً توانایی رقابت با نمونه‌های خارجی را دارد و بومی هم بوده و بدون نیاز به واردات خاصی در داخل کشور به تولید می‌رسد.

انتهای پیام/4078/4062/پ