دستگاه اکسیژنساز خانگی برخلاف کپسول، اکسیژن را درون خود ذخیره نمیکند. این دستگاه هوای محیط را دریافت کرده و با کمک زئولیت اکسیژن ساز، بخش زیادی از نیتروژن آن را جدا میکند. در نتیجه، گازی با غلظت بالاتر اکسیژن در اختیار بیمار قرار میگیرد.
هوای معمولی تقریباً از ۷۸ درصد نیتروژن، ۲۱ درصد اکسیژن و مقدار کمی آرگون و سایر گازها تشکیل شده است. بنابراین دستگاه برای افزایش خلوص اکسیژن باید بخش زیادی از نیتروژن هوا را حذف کند.
زئولیت چگونه نیتروژن را جذب میکند؟
زئولیت مادهای متخلخل با تعداد زیادی حفره بسیار ریز است که سطح داخلی گستردهای دارد. هنگامی که هوای فشرده وارد ستون زئولیت میشود، مولکولهای نیتروژن بیشتر از اکسیژن روی سطح آن جذب میشوند.
در نتیجه، نیتروژن داخل ستون باقی میماند و اکسیژن با غلظت بیشتری از ستون عبور میکند.
این جداسازی فقط به دلیل تفاوت اندازه مولکولهای اکسیژن و نیتروژن نیست. ساختار زئولیت و برهمکنش قویتر آن با مولکولهای نیتروژن، نقش اصلی را در این فرایند دارند.
مراحل جداسازی نیتروژن در دستگاه اکسیژنساز
فرایند جداسازی نیتروژن و تغلیظ اکسیژن در چند مرحله انجام میشود.
ورود و فشردهشدن هوا
هوای محیط ابتدا از فیلترهای دستگاه عبور میکند. سپس کمپرسور، هوا را فشرده کرده و به سمت ستونهای حاوی زئولیت میفرستد.
افزایش فشار باعث میشود زئولیت بتواند مقدار بیشتری نیتروژن جذب کند.
جذب نیتروژن توسط زئولیت
هوای فشرده وارد ستون زئولیت میشود. در این مرحله، بخش زیادی از نیتروژن جذب شده و اکسیژن با غلظت بالاتر از ستون خارج میشود.
تخلیه نیتروژن و احیای زئولیت
پس از مدتی، زئولیت با نیتروژن اشباع میشود. دستگاه با کاهش فشار ستون، نیتروژن جذبشده را آزاد و به محیط تخلیه میکند. سپس زئولیت برای شروع چرخه بعدی آماده میشود.
این روش با نام جذب نوسانی تحت فشار یا PSA شناخته میشود.
طبق توضیحات سازمان جهانی بهداشت درباره دستگاههای اکسیژنساز، این دستگاهها با استفاده از فرایند جذب نوسانی تحت فشار و ستونهای حاوی زئولیت، نیتروژن هوا را جذب کرده و اکسیژن تغلیظشده تولید میکنند.
چرا دستگاه اکسیژنساز دو ستون زئولیت دارد؟
بیشتر دستگاههای اکسیژنساز دارای دو ستون زئولیت هستند. زمانی که ستون اول نیتروژن را جذب میکند، ستون دوم در حال تخلیه نیتروژن و احیاشدن است. پس از چند ثانیه، وظیفه دو ستون با یکدیگر جابهجا میشود.
این چرخه متناوب باعث میشود دستگاه بتواند اکسیژن غلیظشده را بهصورت پیوسته تأمین کند.
در واقع، زئولیت اکسیژن ساز خانگی داخل این ستونها قرار میگیرد و یکی از مهمترین اجزای سیستم جداسازی نیتروژن محسوب میشود.
تفاوت زئولیت لیتیوم و زئولیت سدیم
زئولیتهای مورد استفاده در دستگاه اکسیژنساز انواع مختلفی دارند. زئولیت لیتیوم معمولاً قدرت بیشتری در جذب نیتروژن دارد و میتواند در حجم کمتر عملکرد مناسبی ارائه دهد. به همین دلیل، در برخی دستگاههای کوچک یا پرتابل استفاده میشود.
زئولیت سدیم نیز در بسیاری از دستگاههای اکسیژنساز کاربرد دارد؛ اما نوع و اندازه دانههای آن باید با طراحی ستونها و مشخصات فنی دستگاه هماهنگ باشد.
برای آشنایی بیشتر با تفاوت مدلها، دانهبندیها و کاربرد هر نوع، میتوانید صفحه انواع زئولیت اکسیژن ساز را مشاهده کنید.
آیا زئولیت اکسیژن تولید میکند؟
خیر؛ زئولیت اکسیژن جدیدی تولید نمیکند. این ماده نیتروژن موجود در هوا را جذب کرده و باعث افزایش درصد اکسیژن در گاز خروجی میشود.
اکسیژن خروجی دستگاه نیز معمولاً صددرصد نیست. در یک دستگاه سالم، خلوص اکسیژن با توجه به مشخصات دستگاه و دبی تنظیمشده، معمولاً در محدوده ۹۰ تا ۹۶ درصد قرار دارد.
چه عواملی عملکرد زئولیت را کاهش میدهند؟
مهمترین عامل کاهش عملکرد زئولیت، نفوذ رطوبت است. مولکولهای آب حفرههای فعال زئولیت را اشغال کرده و توانایی آن برای جذب نیتروژن را کاهش میدهند.
عوامل زیر نیز میتوانند باعث افت خلوص اکسیژن شوند:
ورود روغن یا آلودگی به ستونها
کثیفشدن فیلترهای دستگاه
ضعیفشدن کمپرسور
وجود نشتی در شیلنگها و اتصالات
خرابی شیربرقیها
تنظیم نبودن چرخه تعویض ستونها
بنابراین پایینبودن خلوص اکسیژن همیشه به معنای خرابشدن زئولیت نیست. در فرایند تعمیر اکسیژن ساز، باید کمپرسور، فیلترها، نشتی مسیر، شیربرقیها، سنسور اکسیژن و ستونهای زئولیت بهطور کامل بررسی شوند.
چگونه طول عمر زئولیت را افزایش دهیم؟
برای جلوگیری از کاهش عملکرد زئولیت، رعایت نکات زیر توصیه میشود:
دستگاه در محیط خشک و دارای تهویه مناسب قرار بگیرد.
فیلترهای دستگاه بهموقع تمیز یا تعویض شوند.
اکسیژنساز با فاصله مناسب از دیوار قرار داده شود.
از ورود آب مرطوبکننده به شیلنگ خروجی جلوگیری شود.
سرویس دستگاه توسط تعمیرکار متخصص انجام شود.
ستون زئولیت بدون انجام آزمایشهای فنی باز نشود.
جمع بندی
زئولیت با جذب انتخابی نیتروژن، آن را از هوای فشرده جدا میکند. سپس با کاهش فشار، نیتروژن آزاد شده و زئولیت برای چرخه بعدی آماده میشود.
جلوگیری از ورود رطوبت، تعویض منظم فیلترها، سلامت کمپرسور، آببندی صحیح مسیر و استفاده از زئولیت مناسب، نقش مهمی در حفظ خلوص اکسیژن خروجی دارند.
شبانی تجهیز صفاهان تأمینکننده انواع زئولیت اکسیژنساز و قطعات مرتبط است. برای انتخاب زئولیت مناسب دستگاه یا بررسی علت کاهش خلوص اکسیژن میتوانید با کارشناسان مجموعه تماس بگیرید.