Aplikasi Filter Molekul Zeolit untuk Konsentrasi Oksigen Medis
Polusi udara menjadi masalah di seluruh dunia terutama di kota-kota padat penduduk seperti Jakarta, Beijing, Los Angeles, dan Mexico City. Polusi udara menyebabkan masalah pernapasan akut dan kronis yang menjadi perhatian yang berkembang baik dari tingkat global maupun individu. Zeolit dengan kandungannya tidak hanya digunakan untuk menjernihkan kualitas air tetapi juga oksigen.
Kebutuhan Oksigen Bersih
Mengenakan masker wajah sekali pakai telah menjadi metode populer untuk mendapatkan perlindungan dari paparan polutan termasuk virus dan bakteri. Namun, untuk orang dengan kemampuan pernapasan otonom yang buruk, seperti pasien penyakit paru obstruktif kronik (PPOK), mereka akan sulit bernapas melalui masker wajah sekali pakai.
Akibatnya, ada kebutuhan yang berkembang untuk mengatasi kesehatan dan kualitas hidup melalui konsentrator oksigen yang ringan dan portabel dengan pasokan oksigen kelas medis (Konsentrasi O2: ~88–92 vol %).
Saat ini, teknik konsentrasi oksigen didasarkan pada proses pemisahan udara seperti teknik kriogenik, pemisahan membran, dan adsorpsi ayunan tekanan (PSA) yang secara efektif dapat menghasilkan oksigen yang diperkaya dengan menggunakan udara ambien sebagai sumbernya.
Meskipun distilasi kriogenik bertindak sebagai proses utama untuk pemisahan udara dalam pabrik oksigen industri, teknik adsorpsi ayunan tekanan (PSA) memiliki keuntungan dalam mengurangi konsumsi energi untuk skala produksi kecil.
Dibandingkan dengan teknik pemisahan membran, yang membutuhkan tekanan lebih tinggi dan bahan selektif permeabel yang mahal, adsorpsi perubahan tekanan menggunakan adsorben zeolit ukuran nano adalah solusi yang lebih layak untuk pengembangan konsentrator oksigen portabel.
Karena luas permukaan mikropori yang besar di dalam adsorben zeolit, konsentrator oksigen portabel menggunakan teknik PSA dapat menyerap nitrogen dari udara dan menghasilkan aliran oksigen yang diperkaya dalam kondisi tekanan tinggi.
Struktur dan Pengembangan Konsentrator Oksigen
Konsentrator oksigen adalah alat yang mengkonsentrasikan oksigen dari pasokan gas, biasanya dari udara sekitar, dengan membuang nitrogen secara selektif untuk memasok aliran gas produk yang diperkaya oksigen. Mereka hadir sebagai solusi untuk mengganti tabung oksigen bertekanan tinggi yang berat atau sistem oksigen cair kriogenik kecil, yang memungkinkan pasien yang menggunakan terapi oksigen medis untuk dirawat di fasilitas rumah mereka.
Sebuah konsentrator oksigen terdiri dari kompresor udara, dua silinder diisi dengan pelet atau manik-manik zeolit, reservoir pemerata tekanan, dan beberapa katup dan tabung. Unit komersial mampu memasok oksigen 90+% hingga 10 liter per menit.
Konsentrator oksigen beroperasi menggunakan teknologi adsorpsi tekanan ayunan (PSA), di mana udara diambil, nitrogen dihilangkan dan gas yang diperkaya oksigen dilepaskan untuk digunakan oleh orang-orang yang membutuhkan oksigen medis karena kadarnya yang rendah dalam darah mereka.
Pengembangan konsentrator oksigen portabel sangat penting bagi pasien dengan masalah pernapasan. Artikel ini menjelaskan secara singkat konsentrator portabel yang menggunakan siklus adsorpsi ayunan tekanan/vakum (PVSA) dengan langkah evakuasi dalam (−0,82 barg), alih-alih desorpsi dengan aliran pembersihan untuk menyederhanakan proses produksi oksigen.
Keluaran dari konsentrator oksigen adalah aliran oksigen yang diperkaya ~90 vol % dalam siklus adsorpsi dan desorpsi berkelanjutan (waktu siklus ~90 detik). Ukuran kolom adsorpsi berdiameter 3 cm dan panjang 20 cm. Zeolit berukuran nano 13X yang ditukar dengan Li+ digunakan sebagai adsorben untuk secara selektif mengadsorbsi nitrogen dari udara.
Selektivitas adsorben zeolit untuk mengadsorpsi nitrogen dibandingkan dengan oksigen disebabkan oleh interaksi antara medan elektrostatik zeolit kationik dan momen kuadrupol nitrogen dan oksigen. Kuadrupol nitrogen tiga kali lebih tinggi dari oksigen, yang mengarah ke adsorpsi selektif ke permukaan zeolit .
Jenis zeolit komersial yang paling umum untuk proses konsentrasi oksigen adalah zeolit 13X karena selektivitas adsorpsi nitrogen terhadap oksigennya yang luar biasa. Namun, zeolit 13X yang dimodifikasi dengan metode pertukaran Li+ menunjukkan kapasitas adsorpsi nitrogen yang lebih tinggi di situs kation aktif kerangka zeolit.
Sistem PSA pertama kali dipasang di pabrik industri sebagai pengganti pabrik pemisahan kriogenik karena modal dan biaya operasi yang lebih rendah. Konsentrator oksigen adsorpsi tekanan ayunan portabel telah dirancang dan dikembangkan dalam dua dekade terakhir karena zeolit molecular sieve yang lebih efektif dengan kapasitas dan selektivitas adsorpsi gas yang lebih tinggi.
Konsentrator oksigen PSA mampu memberikan aliran oksigen terus menerus menggunakan udara sekitar sebagai sumber gas. Sistem PSA dua unggun atau multi unggun digunakan secara bergantian operasi adsorpsi dan desorpsi kolom zeolit untuk mencapai pemisahan oksigen terus menerus.
Untuk produksi oksigen tingkat medis di tempat, sumber gas silinder atau beberapa kompresor udara yang kuat biasanya dipasang untuk proses adsorpsi ayunan tekanan cepat untuk mempertahankan produktivitas aliran oksigen kemurnian tinggi. Mempertimbangkan mobilitas konsentrator skala kecil, berbagai desain yang disederhanakan akan ditambahkan ke proses adsorpsi ayunan tekanan untuk miniaturisasi sistem.
Zeolit Untuk Konsentrator Oksigen
Karena permukaan zeolit yang bermuatan negatif, senyawa polar H2O dan CO2 di udara lebih disukai teradsorpsi dan menempati mikropori zeolit efektif selama proses PSA. Desorpsi vakum konvensional tidak dapat sepenuhnya mendesorbsi molekul H2O dan CO2, yang secara bertahap menurunkan kapasitas zeolit di bawah operasi siklik dari langkah adsorpsi dan desorpsi.
Untuk meningkatkan umur kolom adsorpsi, lapisan tipis alumina aktif ditambahkan sebelum lapisan zeolit sebagai pengering untuk mencegah penonaktifan zeolit. Rasio volume pengering untuk seluruh kolom adalah 0,15-0,20 menggunakan sumber udara ambien (0,04 vol% CO2 dan 0,4-0,8 vol% kelembaban).
Konstanta adsorpsi untuk kolom zeolit dilengkapi dengan data eksperimen berdasarkan isoterm adsorpsi partikel tunggal zeolit LiX. Sistem PVSA beroperasi antara 1,79 barg untuk adsorpsi dan 0,82 barg untuk desorpsi di bawah aliran kompresor. Waktu untuk langkah yang berbeda dari uji kolom diringkas untuk mempertahankan aliran oksigen yang stabil dan mencapai regenerasi kolom yang lengkap di setiap siklus.
Kinerja Zeolit pada Konsentrator
Bisa dikatakan, di dalam konsentrator oksigen, zeolit merupakan jantung dari konsentrator oksigen. Konsentrator oksigen menggunakan saringan molekuler yang disusun oleh zeolit untuk menyerap nitrogen atmosfer dan kemudian melepaskan nitrogen. Oleh karena itu, jenis sistem adsorpsi ini secara fungsional merupakan scrubber nitrogen yang meninggalkan gas atmosfer lainnya untuk melewatinya.
Hal ini meninggalkan oksigen sebagai gas utama yang tersisa. Pada tekanan tinggi, zeolit berpori mengadsorpsi nitrogen dalam jumlah besar, karena luas permukaan dan sifat kimianya yang besar. Setelah, oksigen dan komponen bebas lainnya dikumpulkan, penurunan tekanan yang memungkinkan nitrogen terdesorbsi. Dengan cara yang mudah zeolit bertindak sebagai filter untuk molekul nitrogen.
Zeolit banyak digunakan untuk sistem PSA berkat kemampuannya untuk membedakan antara gas yang berbeda dan luas permukaan spesifiknya yang besar. Juga, porositas mereka memainkan peran kunci pada proses adsorpsi.
Susunan bukaan dan rongga yang teratur (mikroporositas) yang dihasilkan dari perakitan struktur tetrahedral SiO4 dan AlO4 memungkinkan beberapa molekul untuk diambil secara selektif dalam mikroporositas, sementara yang lain ditolak, karena efek sterik atau perbedaan afinitas, seperti dalam kasus konsentrator oksigen di mana nitrogen diadsorpsi pada zeolit sementara oksigen melewatinya.
Zeolit Molecular Sieve Sebagai Molekul
Zeolit molecular sieve adalah bahan zeolit sintetis yang direkayasa dengan pori-pori dengan struktur dan ukuran yang presisi dan seragam. Hal ini memungkinkan mereka untuk secara istimewa menyerap gas dan cairan berdasarkan ukuran molekul dan polaritas. Zeolit termasuk dalam kelas bahan kimia yang dikenal sebagai aluminosilikat.
Apa itu aluminosilikat?
Aluminosilikat adalah mineral yang terdiri dari aluminium, silikon, dan oksigen, ditambah counter-kation. Counter-kation ini memiliki peran penting. Ini umumnya ion Ca dan Mg bersama dengan Na dan K. Aluminosilikat ditemukan dalam mineral lempung. Mineral aluminosilikat terhidrasi disebut sebagai zeolit dan memiliki struktur berpori. Aluminosilikat, Al2SiO5 terbentuk pada suhu dan tekanan tinggi di dalam permukaan bumi.
Bagaimana zeolit sintetis / saringan molekuler diproduksi? Bagaimana cara kerjanya?
Saringan molekuler adalah aluminosilikat logam kristal yang memiliki jaringan interkoneksi tiga dimensi silika dan alumina tetrahedra. Dua langkah untuk produksi zeolit. Air hidrasi alami dihilangkan dari jaringan ini dengan pemanasan untuk menghasilkan rongga seragam yang secara selektif menyerap molekul dengan ukuran tertentu dan ion untuk merekayasa ukuran pori untuk menyesuaikan kebutuhan.
Langkah kedua sangat menarik. Ukuran pori-pori dikontrol secara ketat selama proses pembuatan. ion natrium, kalsium, dan kalium dipertukarkan satu sama lain dalam molekul untuk mengatur ukuran bukaan pori. Hal ini memungkinkan untuk adsorpsi preferensial molekul gas dan cair.
Generator oksigen ayunan tekanan dengan zeolit molecular sieve
Konsentrator oksigen ini menggunakan saringan molekuler untuk mengadsorpsi gas dan beroperasi berdasarkan prinsip adsorpsi ayunan tekanan cepat dari nitrogen atmosfer ke mineral zeolit pada tekanan tinggi. Pada tekanan tinggi, zeolit berpori menyerap nitrogen dalam jumlah besar, karena luas permukaan dan karakteristik kimianya yang besar.
Konsentrator oksigen memampatkan udara dan melewatkannya di atas zeolit, menyebabkan zeolit menyerap nitrogen dari udara. Kemudian mengumpulkan gas yang tersisa, yang sebagian besar adalah oksigen, dan nitrogen terdesorbsi dari zeolit di bawah tekanan yang dikurangi untuk dibuang.
Jual Zeolit Untuk Konsentrator Oksigen
Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram. Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742 4060 (Ghani)
• 0812 2165 4304 (Yanuar)
• 0821 2742 3050 (Rusmana)
• 0821 4000 2080 (Fajri)
• 0812 2445 1004 (Kartiko)
• 0812 1121 7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera. Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.
Tags :
Ady Water
ADY WATER
Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu
- Ady Water
- Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
- Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
- Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
- Kupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
- 022 723 8019