Destylator próżniowy oparty na kolumnach Torricellego
- Szczegóły
Woda destylowana może być wykorzystywana do gaszenia pragnienia, a jej produkcja może być tania, prosta i wydajna, szczególnie w krajach rozwijających się. Celem jest budowa taniego urządzenia do produkcji wody pitnej dla lokalnej społeczności.
Niniejszy artykuł ma na celu zachęcić do dyskusji na temat destylatora próżniowego, który oparty jest na kolumnach Torricellego. Podciśnienie w urządzeniu uzyskiwane jest grawitacyjnie.
Budynek destylatora powstaje w Tajlandii i będzie dostarczał wodę pitną w zakonie mnichów buddyjskich. Technologia, choć znana już od dawna, nadal jest pionierska i oprócz prób laboratoryjnych nie doczekała się jeszcze funkcjonalnego prototypu.
Intencją jest zbudowanie grupy osób wspierającej projekt oraz za pośrednictwem twórczej dyskusji wykluczenie błędów konstrukcyjnych na jak najwcześniejszym poziomie realizacji.
Zasada działania destylatora
Destylator działa w podciśnieniu wywołanym 10-metrowym słupem wody. Umożliwia to wrzenie w każdej temperaturze powyżej temperatury krzepnięcia. Urządzenie ma działać samoistnie, choć do akceleracji przemieszczania pary planowane jest użycie energii słonecznej.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
Jedynym urządzeniem mechanicznym jest pompa wodna usuwająca gazy nieskraplalne. Do tego procesu również używane są efekty baryczne.
Ideowa zasada działania:
- Woda jest pompowana do słupa.
- Gdy się słup napełni wypchnie gazy nieskrapialne do atmosfery.
- Czujnik mechaniczny otworzy dolny zawór, gdy woda pojawi się w punkcie szczytowym i zacznie wypływać na zewnątrz.
- Woda opada tworząc próżnie.
- Owa próżnia zasysa połowę pary wraz z gazami nieskrapialnymi (objętość w dodatkowym słupie wody będzie porównywalna z objętością próżni układu).
Takie rozwiązanie wydaje się najprostszym do usuwania gazów rozpuszczonych w wodzie i jednocześnie utrzymania stanu próżni. Pompa próżniowa wydaje się zbyt energochłonna i awaryjna dla tego zastosowania.
Poziom wody w układzie skraplacza jest obniżony o całą wysokość słupa (woda pitna zbiera się 10m poniżej zasobnika z wodą do destylacji). Skraplacz zbudowany jest z kilkudziesięciu miedzianych rurek o wysokości 10m.
Czynniki akceleracji skraplania:
- Zasysana ze zbiornika woda jest zimniejsza od pary, ponieważ radiator podgrzewający parę podgrzeje też częściowo wodę w parowniku.
- Woda po przekazaniu części energii na parowanie staje się zimniejsza, przez co opadnie spowrotem do zasobnika, czyli zasysana do skraplacza będzie zimniejsza od parującej.
- Dodatkowym czynnikiem jest powierzchnia skraplacza: 10 metrów miedzianych rurek zanurzonych w zimnej wodzie.
Wyzwania i potencjalne problemy
Podczas dyskusji nad projektem zwrócono uwagę na kilka potencjalnych problemów i wyzwań konstrukcyjnych:
Przeczytaj także: Poradnik: Lokalizacja i wymiana filtra powietrza Dacia 1.4
- Usuwanie gazów nieskraplalnych: Efektywność pompowania gazów przez proponowaną konstrukcję może być niewystarczająca, co wpłynie na sprawność całego systemu.
- Konwekcyjny obieg wody: Założenie konwekcyjnej zasady obiegu wody przez chłodnicę skraplacza, gdzie wznoszenie wody ma być warunkowane różnicą temperatur, może prowadzić do sprzeczności i problemów z samoczynnym rozruchem.
- Oblodzenie układu: Istnieje potencjalne ryzyko oblodzenia układu, jeśli ciepło nie będzie efektywnie odprowadzane.
- Temperatura wody w parowniku i skraplaczu: Woda w parowniku nie oziębi się poniżej temperatury w skraplaczu, ponieważ wcześniej osiągnie punkt równowagi i wszelki transport ustanie.
- Napełnianie komory oparami: Praca "pompy próżniowej" jest krokowa. Napełniona komora wodą wypróżnia się raptownie i może się napełnić własnymi oparami.
Potencjalne rozwiązania
Aby obejść potencjalne problemy, zaproponowano następujące rozwiązania:
- Dodatkowa pompa: W razie potrzeby obieg wody można wymusić dodatkową pompą.
- Kształt parownika: Ponieważ na sprawność procesu parowania będzie miał kluczowy wpływ kształt parownika, należy go odpowiednio zaprojektować.
Woda destylowana jako woda pitna
Wbrew powszechnemu mitowi, woda destylowana nie jest trująca i doskonale gasi pragnienie. W Tajlandii ponad 90% wody pitnej pochodzi z odwróconej osmozy bez żadnej mineralizacji. Cała Afryka jedzie na odwróconej osmozie bez mineralizacji.
Podsumowanie
Projekt destylatora próżniowego opartego na kolumnach Torricellego stanowi interesującą alternatywę dla tradycyjnych metod destylacji, szczególnie w kontekście produkcji wody pitnej w krajach rozwijających się. Mimo wyzwań konstrukcyjnych i potencjalnych problemów, innowacyjne podejście i wykorzystanie energii odnawialnej czynią go obiecującym rozwiązaniem.
Przeczytaj także: Woda destylowana: charakterystyka
tags: #lagiewka #osmoza #co #to #jest
