اصول کار و مبانی دستگاههای تولید اکسیژن طبی

مقدمه:

 امروزه با توجه به پیشرفت روزافزون فن‌آوریها، تکنولوژیهای جدیدی گوی سبقت را در اختیار دارند که دارای ویژگی‌های خاصی همچون نداشتن اثرات تخریبی زیست محیطی و انواع آلودگیها باشند همچنین از نظر اقتصادی دارای ارزش افزوده بالاتر باشند. یکی از فن‌آوریهای جدید در سیستم اکسیژن‌سازی روش PSA می‌باشد نقش اصلی را در این سیستم ترکیبی به نام زئولیت بازی می‌کند که دارای هزاران ویژگی منحصر به فرد می‌باشد.

- آشنایی با سیستمهای متداول اکسیژن رسانی به بیمار:

1-1- سیستم اکسیژن کپسولی: این سیستم شامل یک کپسول و مائومتر و مرطوب کننده و ماسک اکسیژن می‌باشد جزء متداولترین سیستمها می‌باشد. این روش بخاطر فشار بالا( 160 اتمسفر) و افت ناگهانی آن جهت مصرف به 12 اتمسفر و پایین‌تر و همچنین مشکلات پر کردن کپسول و کنترل کپسول‌ها، انتقال آن،اطمینان از موجود بودن، گرائی و همچنین مشکلات انبارداری، مانومتر و مربوط کننده و انواع رنگهای مختلف کپسولها که با گازهای مختلف می‌تواند اشتباه گرفته شود و در نهایت کوتاه بودن عمر مفید آنها، تقریباً از رده خارج شده است.

1-2- سیستم تجمیع کپسول و انتقال اکسیژن توسط لوله‌کشی:

 این سیستم شامل تجمیع کپسولهای مختلف در یک محیط خارج از مصرف و نصب کپسول‌ها با رگلاتورهای مختلف و فشارشکن می‌باشد این روش نیز همان مشکلات سیستم اکسیژن ساز gba کپسولی را داشته علاوه بر آن انفجار کپسول نیز در حد وسیع وجود دارد تنها مزیت آن کاهش کارگزار و انتقال بتوسط لوله است.

1-3- سیستم اکسیژن تانکی و ذخیره جایگزین:

 اکسیژن تولید شده توسط مخزن سردسازی شده به مخزن مورد مصرف بیمارستان تزریق می‌شود. حالت دو تانکی ،عدم مشکلات رگلاتور، احتمال پایین خطر انفجار و انتقال اکسیژن توسط لوله‌کشی به محل مصرف ، از مزایای این روش می‌باشد. این سیستم نیز مشکلات دیگری را داراست.

1-4- سیستم تولید در محل با تکنولوژی PSA:

 سیستم تولید اکسیژن در محل با تکنولوژی PSA توسط لوله‌کشی آن با لوله‌های مسی یا برنجی بدون درز با کنترل حداکثر 20 فوت در مصرف بصورت ثابت در لوله‌ها و با حداقل فشار 15 اتمسفر در ورودی اطاقها با توان توزیع حجم‌های مختلف با قوانین مهندسی بطور محلی طراحی می‌شود. وجود شیرهای مختلف در نقاط مختلف تقسیم از ابتدای خروجی ، ابتدای بخشها،ابتدای اطاقهاو ابتدای مصرف بیمار موردنیاز است.از نکات مهم، کنترل لوله‌ها از نظر تعریق و آزادی آنها در مسیر و رنگ زدن مختلف آنها به منظور جداسازی، به طور مثال اکسیژن به رنگ سبز [1]N₂Oبه رنگ آبی و هوای فشرده به رنگ سفید و وکیوم به رنگ زرد مشخص می شود.یک مشکل عمده در سیستم خرابی خروجی‌های آن در اطاقی است که اغلب نشتی بوجود می‌آید. ورود مواد آلوده کننده به وکیوم و U شکل بودن لوله‌ها بعداً منجر به تولید صدا بخاطر سیفونی شدن آنها خواهد بود. در این سیستم جهت تولید اکسیژن ترکیبی بنام زئولیت نقش اصلی را به عهده دارد..

 -2 دستگاههای مختلف تولید اکسیژن با تکنولوژی‌های مختلف

  2-1- Life style : کوچکترین سیستم مولد اکسیژن پرتابل با بهره‌گیری از تکنولوژی disqus [2] استفاده از اکسیژن طبی را در هر مرحله موردنیاز برای فرد تأمین می‌کند با برق و باطری اتومبیل کار می‌کند و یک سیستم کوچک تولید اکسیژن با PSA و تکنولوژی OCD می‌باشد.

2-2-  Dr. Oxygen: این دستگاه با استفاده از ترکیب شیمیایی سه ماده شامل آب به میزان یک لیتر ، پودر پرهیدروکسید کربنات سدیم و با کاتالیزوری دی اکسید منگنز فعال می‌شود و اکسیژن در فرصت زمانی 5 دقیقه به خلوص 99% می‌رسد. میزان تولید 10 تا 12 لیتر برای دو ساعت بوده که برای مواقع اضطراری و بدون برق در صحرا و کوه‌نوردی ویا دورترین مکانها بهترین امکان تولید اکسیژن تا رسیدن به محل امکانات بیشتر را، فراهم میکند.

2-3- Impulse select[3] ( انتخاب سیستم OCD یا مصرف مداوم اکسیژن): با این تکنولوژی همزمانی مصرف کمتر و موردنیاز و دائم امکان‌پذیر است و قابلیت وصل به دستگاههای مختلف را امکان‌پذیر می‌کند. علائم نشان دهنده میزان اکسیژن تولیدی- خروجی و تنظیم آنها و علائم هشدار دهنده عدم مصرف اکسیژن ساز یوول توسط بیمار نیز در آن تعبیه شده است.

2-4- Reliant-new life[4]: دستگاه تولید اکسیژن یک اطاقه جهت مصرف یک یا دو نفر و دستگاههای ونیتلاتور و بیهوشی با امکانات وکیوم ساکشن و بخور و هوای فشرده با برق 220 ولت کمپرسوری با توانهای مختلف 700-350 وات با خلوص اکسیژن 3±95% در تمام 24 ساعت و تولید N₂ ، موردنیاز تولید کشورهای پیشرفته می‌باشد دارای جریان سنج اکسیژن مرطوب کننده مجهز به هوشمندهای مختلف از جمله خلوص فشار و جریان برق مجهز به زمان سنج با کارکرد بدون صدا و امکانات دیگر که بعداً اضافه می‌شود.

2-5- AIR Sep[5]: دستگاه تولید اکسیژن کامل بیمارستانی با امکانات کامل ذخیره و پر کردن با سیستم لوله‌کشی هوای فشرده و خلاء ساکشن  وتولید اکسیژن با ظرفیت‌های مختلف تمام مانتیورینگ هوشمند از نظر خلوص فشار و برق و اتصال کپسولی اضطراری با گارانتی و خدمات پس از فروش با استفاده از تکنولوژی PSA مونتاژ داخلی و خارجی با برگشت سرمایه در دو سه سال مصرف اولیه با استفاه از زئولیت می‌باشد.

3- زئولیتها[6]:

کانی زئولیت برای اولین بار توسط بارون فردریک کانستد سوئدی در سال 1756 میلادی کشف گردید وی موقع آزمایش با یک کریستال معدنی متوجه شد که در اثر حرارت دادن از ساختمان این ترکیب بخارات آب خارج می‌شود به آن علت نام زئولیت که ترکیبی از دو کلمه Zeo (جوشان و Lithos (سنگ) که از واژه‌های یونانی گرفته شده است انتخاب نموده است.

به طور خلاصه زئولیت‏ها، بلورهای آلومینوسیلیکات عناصر گروه IA و IIA هستند. فرمول شیمیایی این ترکیبات به صورت M_2/nO.Al₂O₃.YSiO₂.WH₂O میباشد‏ که در آن Y³2، M کاتیون و n ظرفیت کاتیون و W نشان دهنده ملکولهای آب می‏باشد. فرمول ساختار زئولیت براساس سلول واحد بلوری آن به صورت M_x/n[[AlO₂]_x[SiO₂]_y]wH₂O بیان می‏شود که x و y تعداد کل چهار وجهی‏های موجود در سلول واحد را نشان می‏دهد .

بطور کلی سه عامل در کاربرد تجارتی و صنعتی زئولیت ها مهم می باشد که عبارتند از : شیمی ساختمانی، فراوانی و  قابلیت دسترسی و ارزش اقتصادی .

زئولیت‏ها را برمبنای واحد ساختمانی به سه نوع اولیه، ثانویه و پلی هدرال طبقه‏بندی می‏کنند.

واحدهای ساختمانی اولیه باارایش‏های گوناگون دراشکال هندسی متفاوتی کنار هم قرار گرفته واحدهای ساختمانی ثانویه را تشکیل می‏دهند.

اگر چند واحد ثانویه کنار هم قرار گیرند اشکال فضایی متنوعی بنام پلی هدرال تشکیل می‏دهند که از ترکیب چند پلی هدرال بلورهای زئولیتی تشکیل می‏شوند. نحوه قرار گرفتن و شکل پلی هدرال سبب ایجاد کانالهایی در درون شبکه بلور زئولیت می‏شود که ساختمان کریستال زئولیت در قطر این کانالها و ارتباط میان آنها موثر است.

به عنوان مثال b-cage به عنوان یک واحد ساختمانی ثانویه می‏تواند با اتصالات گوناگون زئولیت‏های گوناگون [zeolite A، Sodalite و Faujasite ] بوجود آورد.

  N₂O – 1، اکسید نیتروژن ، گاز مخصوص بیهوشی که همراه اکسیژن استفاده می شود