آب دمین (آب بدون یون یا آب خالص) چیست؟

آب دمین، آبی خالص فاقد مواد آلی، کاتیون‌ها، آنیون‌ها، ذرات معلق، فلزات سنگین و میکروارگانیسم‌ها است. همین ویژگی نیز باعث شده که این آب خلوص بالا، طعم خنثی، هدایت الکتریکی بسیار پایین و PH متغیر داشته باشد. از طرفی این آب باعث رسوب و خوردگی نمی‌شود.

آب بدون یون معمولاً به کمک رزین‌های تبادل یونی تولید می‌شود. اما فرآیندهای اسمز معکوس، دیالیز الکتریکی یا فیلترهای کربنی هم می‌توانند این آب را تولید کنند. از صنایع غذایی و دارویی گرفته تا استفاده در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و به عنوان حلال واکنش‌های شیمیایی، می‌توان از آب دمین استفاده کرد.

در این مطلب از پالایه سازان با ماهیت، ویژگی‌ها و کاربردهای آب بدون یون آشنا می‌شویم. در آخر نیز تفاوت آن را با آب مقطر می‌بینیم.

تفاوت آب دمین با آب مقطر
	آب دمین	آب مقطر
فرآیند تولید	رزین‌های تبادل یونی اسمز معکوس دیالیز الکتریکی فیلترهای کربنی	تقطیر
میزان خلوص	کمتر	بیشتر
هزینه تولید	کمتر	بیشتر
مقاومت الکتریکی	کمتر	بیشتر

 

آب دمین چیست؟

آب دمین (Water Demin) آب خالص و تصفیه‌شده‌ای است که تقریباً تمام یون‌ها و مواد معدنی آن حذف شده‌ است. به همین دلیل هم از نظر شیمیایی، کاملاً خالص است (یا بسته به نوع آب تقریباً خالص محسوب می‌شود). به این آب دمینرالیزه یا آب بدون یون هم می‌گویند. آب خالص تحت فرآیندهایی قرار می‌گیرد که طی آن تمام یون‌ها، مواد معدنی و سایر ناخالصی‌ها حذف می‌شوند.

ویژگی‌های آب خالص بدون یون چیست؟

آب دمین به لطف خلوص بالا و این که تقریباً عاری از یون‌ها است، ویژگی‌های خاصی دارد که آن را به یک ماده پرکاربرد تبدیل کرده است. این ویژگی‌‌ها عبارت‌اند از:

• خلوص بالا: این آب خالص فقط از مولکول‌های H₂O تشکیل شده و هیچ‌گونه آلاینده یا ناخالصی ندارد.
• طعم خنثی: از آنجایی که آب دمین فاقد یون‌ها و مواد معدنی است، می‌توان از آنها در تهیه محلول‌های دارویی یا محصولات غذایی استفاده کرد.
• نداشتن رسوب: یون‌های معدنی مانند کلسیم و منیزیم دلیل اصلی تشکیل رسوب هستند. پس آب بدون یون رسوبی هم نخواهد داشت. به همین خاطر در کاربردهای صنعتی و دستگاه‌های حساس استفاده می‌شود.
• هدایت الکتریکی بسیار پایین: واسطه اصلی هدایت الکتریکی یون‌ها هستند. بنابراین وقتی آنها را از آب حذف می‌کنیم، هدایت الکتریکی آب به حداقل (در حد میکروزیمنس بر سانتی‌متر µS/cm) می‌رسد. در همین راستا مقاومت الکتریکی آن نیز بسیار بالا (بالای 18 مگا اهم بر سانتی‌متر MΩ·cm) است.
• PH متغیر: آب دمین در بهترین حالت خنثی (با PH حدود 7) است. اما اگر دی‌اکسید کربن هوا را جذب کند، اسید کربنیک تشکیل می‌شود. در این صورت PH آن به حدود 5/5 کاهش یافته و اسیدی می‌شود.
• عدم خوردگی: در آب خالص کلریدها و سولفات‌ها (دلایل خورندگی آب) وجود ندارند. پس احتمال خوردگی فلزات و تجهیزات، به خصوص در سیستم‌های خنک‌کننده و دیگ‌های بخار بسیار کم خواهد بود.
• نداشتن پایداری شیمیایی: این آب به دلیل خلوص بالا، تمایل دارد که یون‌ها و مواد را از محیط خود جذب کند. به همین دلیل، باید در ظروف خاصی نگهداری شود که با هوا و دیگر مواد تماسی نداشته باشد.
• بی‌اثر بودن: آب بدون یون، می‌تواند نقش یک حلال بی‌اثر را در واکنش‌های شیمیایی ایفا کند.

آب دمین چطور تولید می‌شود؟

فرآیندهایی که منجر به تولید آب دمین یا بدون یون می‌شود را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• استفاده از رزین‌های تبادل یونی: رزین‌ها موادی هستند که می‌توانند یون‌های مثبت (کاتیون‌ها) یا یون‌های منفی (آنیون‌ها) را جذب کنند. رزین‌های کاتیونی کاتیون‌ها را جذب کرده و به جای آنها یون‌های هیدروژن تولید می‌کنند. رزین‌های آنیونی نیز آنیون‌ها را جذب کرده و یون‌های هیدروکسیل آزاد می‌کنند. یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل با هم ترکیب شده و آب خالص تشکیل می‌دهند.
• اسمز معکوس: اسمز معکوس به زبان ساده شامل عبور دادن آب از یک غشای نیمه‌تراوا است. آب از این غشا عبور کرده و یون‌ها و ناخالصی‌ها مانند نمک‌ها، مواد آلی و ذرات معلق، پشت آن گیر می‌افتند. این غشا در فیلتر ممبران نیز نقش اصلی را ایفا می‌‌کنند. اسمز معکوس یا RO می‌تواند تا 99٪ از مواد معدنی داخل آب را حذف کند و باعث تولید آب بدون یون شود.
• دیالیز الکتریکی: آب دمین در این فرآیند از غشا‌های انتخاب‌پذیری عبور می‌کند که فقط اجازه عبور یون‌های خاصی را می‌دهد. وجود این میدان الکتریکی باعث می‌شود که یون‌ها به سمت الکترودهای مخالف حرکت کند و از آب جدا شود. دیالیز الکتریکی بیشتر برای تصفیه آب‌های نمک‌دار و تولید آب فوق خالص کاربرد دارد.
• استفاده از فیلترهای کربنی: گاهی پیش از شروع مراحل اصلی تصفیه، آب از فیلتر کربنی عبور داده می‌شود. هدف از این کار حذف مواد آلی، کلر و ذرات معلق بزرگ‌تر است. این کار طول عمر و بهره‌وری تجهیزات تصفیه آب را هم افزایش می‌دهد.

چه موادی از آب دمین حذف شده‌ است؟

آب بدون یون طی فرآیندهایی که اشاره کردیم، عاری از مواد زیر می‌شود:

• مواد آلی حل‌شده
• فلزات سنگین: سرب، جیوه و آرسنیک
• کاتیون‌ها: کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، آهن و مس
• آنیون‌ها: کلرید، سولفات، نیترات، بی‌کربنات و فسفات
• ذرات معلق: گل و لای، رسوبات و ذرات میکروسکوپی
• میکروارگانیسم‌ها: باکتری‌ها، ویروس‌ها و جلبک‌ها

کاربردهای آب خالص بدون یون

آب دمین به دلیل خلوص بالا و عاری بودن از یون‌ها و مواد معدنی، در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد. دستگاه تصفیه آب و تولید آب فوق خالص از مهم‌ترین کاربردهای این آب است. در پروسه تصفیه فاضلاب نیز این آب به عنوان سیال برای حذف یون‌ها و کاهش بار آلودگی استفاده می‌شود.

اما از دیگر کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنایع غذایی
• صنایع الکترونیک
• دیگ‌های بخار و توربین‌ها
• تولید باتری و آکومولاتور
• سیستم‌های خنک‌کننده صنعتی
• صنایع شیمیایی و پتروشیمی
• صنایع نساجی و رنگرزی
• تولید دارو و محصولات بهداشتی
• شست‌‎وشوی قطعات و آزمایش کیفیت در صنایع خودروسازی
• حلال واکنش‌های شیمیایی در آزمایشگاه‌های علمی و تحقیقاتی

تفاوت آب دمین و آب مقطر

آب دمین و آب مقطر هر دو نوعی آب خالص هستند . اما ویژگی‌های آنها و به دنبالش، کاربردهایشان متفاوت است. در ادامه تفاوت این دو نوع آب خالص را می‌بینیم.

فرآیند تولید

آب دمین در فرآیندهایی که بالاتر دیدیم به دست می‌آید. اما آب مقطر به طور خاص از تقطیر حاصل می‌شود. تقطیر شامل حرارت دادن آب و بخار شدن آن است. در مرحله بعدی بخار تولیدشده جمع‌آوری و متراکم می‌شود. به این ترتیب فقط مولکول‌های آب خالص باقی می‌مانند. نمک‌ها، یون‌ها و مواد معدنی نیز در ته ظرف باقی می‌مانند.

میزان خلوص آب

آب بدون یون یا دمین خلوص بسیار بالایی دارد. اما گاهی ممکن است بعضی از مواد آلی یا گازهای محلول مانند دی‌اکسید کربن در آن باقی بمانند. خلوص آب مقطر نیز بسیار بالا است و بیشتر ناخالصی‌ها، از جمله مواد معدنی و بسیاری از آلاینده‌های محلول از آن حذف می‌شود. با وجود این، مواد فرار (مثل بعضی از گازها یا ترکیبات آلی) ممکن است در فرآیند تقطیر به بخار تبدیل شود و در آب مقطر باقی بماند.

هزینه تولید

آب دمین به دلیل استفاده از سیستم‌های تبادل یونی، اسمز معکوس یا دیالیز الکتریکی، معمولاً هزینه تولید کمتری نسبت به تقطیر دارد. اما تولید آب مقطر به دلیل نیاز به انرژی بالا برای جوشاندن و تقطیر آب دارد و هزینه بیشتری می‌برد. این تفاوت هزینه به طور ویژه در مقیاس‌های بزرگ صنعتی مشهود است.

هدایت الکتریکی و مقاومت

آب بدون یون معمولاً هدایت الکتریکی بالاتری نسبت به آب مقطر دارد. هدایت الکتریکی آب مقطر به دلیل خلوص بسیار بالا، پایین است و مقاومت الکتریکی آن بسیار بالا است.

جمع‌بندی

آب دمین خلوص بسیار بالا و کاربردهای وسیعی دارد. درست است که خلوص آن معمولاً به اندازه آب مقطر نیست. اما باز هم به دلیل حذف بسیاری از یون‌ها و آلایندگی‎ها و به دلیل هزینه تولید پایین‌تر، انتخاب اول بسیاری از صنایع است. در این مطلب ویژگی‎ها و کاربردهای این آب را بررسی کردیم تا دید روشن‌تری نسبت به این آب خالص بدون یون داشته باشید.

سؤالات متداول

1. آیا آب دمین قابل شرب است؟

این آب به دلیل عدم وجود مواد معدنی ضروری برای بدن و طعم نامطلوب، برای شرب توصیه نمی‌شود. اما مقدار کم آن، ضرری هم برای بدن نخواهد داشت.

2. چرا از آب دمین در باتری‌ها استفاده می‌شود؟

چون عدم وجود یون‌ها و مواد معدنی در آن، از رسوب جلوگیری کرده و احتمال خوردگی را کم می‌کند. بنابراین باتری بیشتر عمر می‌کند.

3. چگونه از خلوص آب دمین مطمئن شویم؟

با اندازه‌گیری هدایت الکتریکی یا مقاومت الکتریکی. هدایت الکتریکی پایین و مقاومت بالا، نشان‌دهنده خلوص بیشتر آب است.