Hơi nước Sạch & Tinh khiết

Bạn đã bao giờ cân nhắc về chất lượng hơi nước của mình chưa? Trong sản xuất một số mặt hàng như thực phẩm, điện tử và dược phẩm, chất lượng hơi nước cao là yếu tố cực kỳ quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu này, việc sử dụng hơi nước không chứa ngưng tụ, cặn bẩn và các tạp chất khác (hoặc gần như không có) là lý tưởng. Mục tiêu của việc tạo ra hơi nước được lọc, sạch hoặc tinh khiết là đạt được trạng thái gần nhất với tiêu chuẩn lý tưởng cho từng ứng dụng cụ thể.

Vì hơi nước được tạo ra từ nước đun sôi, nhiều người nghĩ rằng hơi nước được sản xuất từ nước cất hoặc nước tinh khiết có thể coi là đủ sạch. Tuy nhiên, trên thực tế, quá trình này không đơn giản như vậy. Hơi nước sạch phải được tạo ra ở trạng thái chất lượng cao, và chất lượng đó phải được duy trì trong suốt quá trình phân phối và sử dụng. Hơi nước tinh khiết thậm chí còn có yêu cầu khắt khe hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hơi nước

Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng hơi nước:

1. Chất lượng nước cấp lò hơi (xử lý & xử lý nước)
2. Thiết bị tạo hơi nước
3. Đường ống phân phối hơi & van

Nước dùng cho lò hơi thường được xử lý làm mềm, giúp giảm nồng độ ion magie và canxi (thường có trong nước) xuống mức chấp nhận được. Các cặn bẩn có thể nhìn thấy cũng sẽ được loại bỏ trong giai đoạn này.

Tuy nhiên, một lượng nhỏ các ion này vẫn còn tồn tại, cùng với các ion khác không bị loại bỏ bởi quy trình xử lý nước tiêu chuẩn. Ngoài ra, nước cấp lò hơi có thể chứa các khí như oxy, carbon dioxide, thậm chí một lượng nhỏ chất bẩn từ lớp phủ bảo vệ trên các lò hơi và đường ống thông thường.

Khi nước chuyển thành hơi và bay lên từ lò hơi, các khí hòa tan trong nước cũng có thể bay lên và di chuyển cùng hơi nước. Ngoài ra, các giọt nước trong lò có thể bám vào bề mặt bong bóng hơi khi chúng thoát khỏi mặt nước, mang theo các ion và dấu vết hóa học vào trong hơi nước. Do đó, các chất gây ô nhiễm này, nếu không được loại bỏ bằng các biện pháp riêng biệt, thường có thể tiếp cận thiết bị sử dụng hơi và ảnh hưởng đến chất lượng/an toàn sản phẩm. Trong các ứng dụng nhạy cảm, việc xem xét kỹ lưỡng các chất gây ô nhiễm có thể có trong nước lò hơi và thực hiện các bước cần thiết để loại bỏ chúng là rất quan trọng.

Các cấp độ chất lượng hơi nước khác nhau

Tùy thuộc vào ứng dụng, có các cấp độ chất lượng hơi nước khác nhau, và hệ thống cần được thiết kế để đạt được mức chất lượng yêu cầu. Dưới đây là một số ví dụ chung:

	Hơi nước thông thường	Hơi nước lọc	Hơi nước sạch	Hơi nước tinh khiết
Ứng dụng	Gia nhiệt gián tiếp	Thực phẩm & đồ uống	Làm ẩm phòng sạch, thực phẩm & đồ uống, v.v.	Dung môi tiêm, truyền dịch, khử trùng (SIP), dược phẩm, v.v.
Chất lượng nước cấp lò hơi	Nước mềm (chứa phụ gia lò hơi, v.v.)	Nước mềm (có thể chứa một số phụ gia an toàn cho tiêu dùng)	Nước RO hoặc nước tinh khiết	Nước RO + xử lý bổ sung
Thiết bị tạo & phân phối hơi	Chủ yếu bằng thép carbon và gang	Thép không gỉ	Thép không gỉ	Thép không gỉ cao cấp
Phương pháp đảm bảo chất lượng hơi	Không yêu cầu. Có thể sử dụng bộ tách hơi trước khi dùng	Hơi nước được lọc tinh ngay trước khi sử dụng	Nước chất lượng cao, thiết bị tạo & phân phối bằng thép không gỉ (không cần lọc vì chất lượng được duy trì trong suốt quá trình)

Sản xuất Hơi nước Sạch/Tinh khiết

Hơi nước sạch và tinh khiết phải đáp ứng các yêu cầu rất nghiêm ngặt, tùy thuộc vào ứng dụng cuối cùng. Nước dùng để tạo ra cả hai loại hơi nước chất lượng cao này phải gần như không có tạp chất. Một quy trình phổ biến để đạt được điều này là thẩm thấu ngược (RO), sử dụng màng bán thấm mịn để loại bỏ tạp chất về mặt vật lý.

Ngoài việc đảm bảo chất lượng nước, các bề mặt gia nhiệt tiếp xúc với nước và tất cả van/đường ống phân phối hơi nước phải được làm bằng thép không gỉ cao cấp để giảm thiểu nhiễm bẩn và duy trì chất lượng hơi. Do đó, nhiều quy trình hơi sạch/tinh khiết sử dụng một bộ tạo hơi bằng thép không gỉ riêng biệt và cung cấp nhiệt cho bộ tạo này bằng hơi nước thông thường, giúp cách ly hoàn toàn đường hơi sạch/tinh khiết.

Sạch hơn cả Sạch?

Theo tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS), mức chất lượng nước cao nhất được định nghĩa dựa trên các tiêu chí như tổng carbon hữu cơ (TOC) rất thấp và điện trở suất từ 18MΩ⋅cm trở lên, nhưng không đề cập đến giới hạn cụ thể cho tất cả các tạp chất có thể có.

Chất lượng nước có thể được kiểm soát chặt chẽ hơn bằng các phương pháp xử lý bổ sung như xử lý than hoạt tính, xử lý tia UV hoặc siêu lọc. Để tạo ra hơi nước tinh khiết – thường được coi là cấp độ chất lượng hơi cao nhất – việc loại bỏ triệt để hóa chất và vi sinh vật cũng có thể được yêu cầu. Hơi nước tinh khiết thường được sử dụng trong dược phẩm hoặc quy trình Khử trùng tại chỗ (SIP).

Hy vọng bài viết này giúp bạn hiểu rõ hơn về các cấp độ chất lượng hơi nước và ứng dụng của chúng!

Nguồn: TLV
Người dịch: Thanh Dương