Nawilżacz Powietrza: Azot i Jego Zastosowanie
- Szczegóły
Optymalny poziom nawilżenia powietrza w pomieszczeniach powinien wynosić od 45 do 55%. Systemy grzewcze czy szczelne okna obniżają go nawet o 20%. Zbyt niski poziom wilgotności w naszym codziennym otoczeniu dotkliwie wpływa również na nasze samopoczucie. Gdy wilgotność powietrza spada poniżej zalecanego poziomu 40 % RH zaczynamy czuć się niekomfortowo, nasz organizm nie otrzymuje tyle wilgoci ile jest mu potrzebne, w związku z czym stajemy się podatni na różnego rodzaju choroby, przeziębienia. Zaczyna nas drapać w gardle i mamy problemy z oddychaniem, a nasza skóra staje się sucha i swędząca.
Jedną z głównych przyczyn słabego wzrostu roślin doniczkowych jest zbyt niska wilgotność powietrza w pomieszczeniach, w których rośliny są hodowane. Optymalny poziom wilgotności to 40 - 60, a w niektórych przypadkach nawet 80 % RH. Zbyt niska wilgotność powoduje utratę przez rośliny wody w procesie transpiracji.
Rodzaje Nawilżaczy Powietrza
Nawilżacze to zróżnicowana grupa urządzeń: różnią się designem, ale przede wszystkim sposobem działania. Dzisiaj chcemy uważnie przyjrzeć się modelom ultradźwiękowym. Jakie są ich największe wady i zalety?
Nawilżacze Parowe
Zacznijmy od parowych! To niedrogie urządzenia, które mogą kusić oszczędnych dużymi promocjami. Warto jednak wiedzieć, że w sprzętach tego typu woda doprowadzana jest do wrzenia przy pomocy grzałki, a emitowana w wyniku procesu para jest gorąca. Model tego typu nie sprawdzi się więc w pokoju dziecięcym - to duży minus tego rozwiązania.
Nawilżacze Ewaporacyjne
Czy tak samo wygląda to w przypadku nawilżaczy ewaporacyjnych? System ich działania jest nieco inny. Wentylator zasysa suche powietrze, a następnie przepuszcza je przez nawilżony filtr lub dyski. Para wydzielana przez takie urządzenie jest niewidoczna i chłodna - nie stanowi więc ryzyka przypadkowego oparzenia.
Przeczytaj także: Cronos Blue Water - czy warto?
Nawilżacze Ultradźwiękowe
Jak na tym tle prezentują się nawilżacze ultradźwiękowe? Jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują fale ultradźwiękowe do rozbijania cząsteczek wody. Para, która powstaje, jest chłodna, a więc bezpieczna dla otoczenia. Ale czy na tym koniec atutów tego rozwiązania?
Decydując się na nawilżacz ultradźwiękowy, trzeba być świadomym mocnych i słabszych stron sprzętu tego typu. Do najważniejszych atutów należy z pewnością energooszczędność i cicha praca. Nic dziwnego, że to sprzęt chętnie wybierany do sypialni lub pokoju dziecka.
Każdy nawilżacz ultradźwiękowy stwarza zagrożenie, ze względu na samą technologię nawilżania. Nazwa nawilżacz ultradźwiękowy pochodzi od ultradźwięków, czyli fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości. To właśnie one rozbijają cząsteczki wody i przekształcają ją w mikroskopijną mgiełkę, która trafia do powietrza.
Przede wszystkim, nie jest to rekomendowany sprzęt do domu, w którym mieszkają psy i koty. Zwierzęta mogą słyszeć ultradźwięki, co nie jest dla nich komfortowe. Do tego trzeba wskazać, że w tym nawilżaczu musimy korzystać wyłącznie z wody destylowanej.
Jak Działa Nawilżacz Ultradźwiękowy?
Nawilżacz ultradźwiękowy wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, które rozbijają wodę na maleńkie cząsteczki. W rezultacie powstaje para wodna, która trafia do powietrza, co powoduje wzrost jego wilgotności. Same ultradźwięki są niesłyszalne dla człowieka (za to mogą je usłyszeć niektóre zwierzęta).
Przeczytaj także: Poradnik: Wybór nawilżacza
Oddziałując na wodę, rozbijają na drobne cząsteczki zarówno ją samą, jak i ewentualne zanieczyszczenia obecne w wodzie. Jak już wspomnieliśmy, ultradźwięki rozbijają na drobną mgiełkę wodę oraz jej ewentualną zawartość, czyli zanieczyszczenia. Co może znajdować się w wodzie kranowej? Przede wszystkim minerały takie jak wapń i magnez.
Ultradźwięki przekształcają je w mikroskopijny pył, który razem z parą wodną trafia do otoczenia. To nie wszystko, ponieważ woda kranowa może być zanieczyszczona przez bakterie, chemikalia i metale ciężkie.
Niektórzy sprzedawcy nawilżaczy ultradźwiękowych zalecają, aby w ich urządzeniach stosować wodę destylowaną. Brak minerałów ma zapewnić większe bezpieczeństwo. Koszt 1 litra wody destylowanej to około 1 zł. Przy poważnych problemach z wilgotnością urządzenie może zużyć 100 litrów wody miesięcznie lub nawet więcej.
Czy używanie wody destylowanej eliminuje całkowicie ryzyko zanieczyszczenia powietrza przez nawilżacz ultradźwiękowy? Niestety nie, ponieważ siedliskiem zanieczyszczeń może stać się również samo urządzenie, jeśli nie będziemy przestrzegać zasad higieny.
W wodzie kranowej obecne są minerały, w tym wapń i magnez, odpowiadające za gromadzenie kamienia. To właśnie one tworzą biały pył, który użytkownicy nawilżaczy ultradźwiękowych, sięgający po wodę kranową, dostrzegają na podłodze i meblach, zwłaszcza ciemnych. Do nawilżaczy ultradźwiękowych zaleca się wlewać wyłącznie wodę destylowaną albo po odwróconej osmozie.
Przeczytaj także: Ultradźwiękowy nawilżacz powietrza
Oznacza to wydatek znacznie większy niż w przypadku wody kranowej, ponieważ 1 l wody destylowanej kosztuje około 1 zł. Stosowanie wody destylowanej nie zapobiega zanieczyszczeniu powietrza resztkami chemikaliów ze środków czyszczących ani bakteriami, które rozwijają się w przypadku niezachowania zasad higieny.
Woda destylowana eliminuje problem osiadania kamienia wewnątrz urządzeń elektrycznych, ale nie zapobiega dostawaniu się tam pary wodnej.
Jeśli wlewamy wodę kranową, narażamy zdrowie własne i swojej rodziny, ponieważ wraz z powietrzem wdychamy szkodliwy pył kamienny (biały pył), a często też obecne w wodzie patogeny i chemikalia. Wdychanie ich może doprowadzić nawet do śmierci [1].
Jeśli wybieramy wodę destylowaną, musimy z liczyć się z wysokimi kosztami eksploatacji - nawet 100 zł miesięcznie. Wbrew pozorom nawilżacz ultradźwiękowy nie jest też mniej kosztowny od ewaporacyjnego.
Kriogeniczne Techniki Zamrażania z Użyciem Azotu
Kriogeniczne techniki zamrażania opierają się na wykorzystaniu skroplonych gazów, tzw. kriocieczy. W praktyce przemysłowej podczas procesu schładzania i zamrażania stosuje się ciekły azot (LN2 lub LIN) oraz ciekły dwutlenek węgla (LCO2 lub LIC). Ciekły azot (LN2) jest źródłem bardzo niskiej temperatury, jego normalna (przy ciśnieniu wynoszącym 0,101 MPa) temperatura wrzenia wynosi ok. -196°C, temperatura wrzenia ditlenku węgla wynosi ok. -78°C, a normalna temperatura wrzenia czynnika chłodniczego np. R404A to ok.
Duża różnica temperatury między kriocieczą a oziębianym produktem ma wpływ na intensywność procesu wymiany ciepła. Inne kriociecze nie są używane ze względu na bezpieczeństwo pracy, szkodliwe oddziaływanie na produkty oraz wysoką cenę [3, 5].
Mrożenie i schładzanie w gazach ciekłych jest przydatne w przemyśle mięsnym i drobiarskim (np. mrożenie mięsa porcjowanego, schładzanie podczas mieszania i kutrowania), owocowo- warzywnym, głównie przy przetwarzaniu produktów delikatnych i drobnych (zamrażanie truskawek, malin, grzybów leśnych i uprawnych), mleczarskim (mrożenie lodów, długookresowe utrwalanie substancji biologicznych), rybnym (zamrażanie ryb i produktów rybnych), piekarniczo-cukierniczym (zamrażanie pieczywa, deserów mrożonych), w produkcji dań gotowych i garmażeryjnych (schładzanie i zamrażanie wyrobów garmażeryjnych, schładzanie farszów, zup, produkcja mrożonych dań gotowych) [11]. Także w przypadku zamrażania płynnej żywności np. masy jajowej czy sosów, korzystny wpływ na efekt końcowy ma zamrażanie przy użyciu kriogenów.
Schładzanie szokowe, czyli szybkoschładzanie pozwala na dynamiczne obniżenie temperatury produktów z zakresu wartości krytycznej granicy dla wzrostu mikroorganizmów (+70°C÷+3°C) (rys. 1.) [18]. Aby jak najskuteczniej ograniczyć namnażanie się mikroorganizmów chorobotwórczych, stosuje się schładziarkę lub schładziarko-zamrażarkę szokową zwaną inaczej chłodziarką/zamrażarką uderzeniową lub szybkoschładzarką (blast chiller/szybkozamrażarką (shock freezer) [7].
Do podmrażania najczęściej stosowane są tunele kriogeniczne oraz zamrażarki immersyjne, w których produkt zanurzany jest w ciekłym gazie.
Zamrażanie immersyjne w cieczach wrzących początkowo było realizowane w kąpieli we freonie R12, jednak zostało wyeliminowane z przemysłu zgodnie z Protokołem Montrealskim. Zanurzenie w ciekłym azocie umożliwia bardzo szybkie zamrożenie, dzięki dużej różnicy temperatury (rys. 3.). Niestety produkty poddane tak gwałtownemu ochłodzeniu pękały i aktualnie stosuje się takie urządzenia w połączeniu z przystawkami.
Obecnie wiele rozwiązań opartych na immersji znajduje zastosowanie do zamrażania substancji płynnych i półpłynnych, zamrażania powierzchni delikatnych produktów lub jako wstępna faza mrożenia zasadniczego realizowanego inną metodą (np.
Metoda natrysku produktu cieczą jest kolejnym krokiem w ewolucji rozwiązań technicznych. Proces ten charakteryzuje się dłuższym czasem zamrażania i mniejszym gradientem temperatury pomiędzy środkiem a powierzchnią produktu. Wykorzystuje się chłód medium w sposób bardziej optymalny. Pozwala też na bardzo precyzyjną kontrolę parametrów procesu.
Tunele do zamrażania kriogenicznego umożliwiają szybkie i wysokiej jakości mrożenie. Ponadto tunele zamrażalnicze pozwalają na redukcję wilgoci, zmniejszają straty produktu (ususzkę) w trakcie mrożenia oraz minimalizują zmiany w kolorze, smaku, strukturze i wyglądzie wyrobów.
Rozwój i doskonalenie metod zamrażania produktów spożywczych przyczyniły się do powstania technik zamrażania kriomechanicznego tzw. kombinowanych technik zamrażania, które powstają w wyniku połączenia zamrażania kriogenicznego z tradycyjną techniką zamrażania.
Najczęstszym połączeniem jest zastosowanie zamrażania kriogenicznego do podmrażania produktu i zamrażania owiewowego, w którym czynnikiem oziębiającym produkt jest zimne powietrze, w celu dokończenia procesu głębokiego zamrażania. Dotychczasowe próby łączenia wymienionych technik polegały na zestawianiu autonomicznych urządzeń na wspólnej linii technologicznej przeznaczonej do oziębiania produktu tj.
Technika owiewowo-kriogenicznego oziębiania produktów powstała z połączenia techniki zamrażania kriogenicznego z tradycyjną techniką zamrażania, a mianowicie: bardzo szybkiego podmrożenia przy użyciu ciekłego azotu lub skroplonego dwutlenku węgla do temperatury około -3°C oraz późniejszego domrożenia przy zastosowaniu tradycyjnej metody owiewowej do temperatury zamrażalniczego przechowywania [5, 6].
Istota tej techniki polega na współpracy układów owiewowego oraz kriogenicznego oziębiania produktu w jednym pomieszczeniu chłodzonym, którym może być komora, tunel owiewowy lub fluidyzacyjny [5]. Istotne jest, że podczas zastosowania tej techniki, niejako przy okazji, następuje zmiana składu powietrza oziębiającego produkt. W tym przypadku obniża się stężenie tlenu, w wyniku doprowadzenia do przestrzeni komory azotu i wzrost stężenia azotu w komorze.
Wilgotność Powietrza a Komfort i Zdrowie
Zgodnie z definicją, powietrze jest mieszaniną suchego powietrza, czyli gazów takich jak tlen, azot, dwutlenek węgla i gazów szlachetnych oraz dodatkowo pary wodnej, czyli wody w stanie gazowym. Zawartość pary wodnej w powietrzu ulega zmianie. W odróżnieniu od pozostałych składników może zmieniać stan skupienia. A ponieważ zmienia stan skupienia (np. może podlegać skraplaniu, czyli przejścia ze stanu gazowego do ciekłego, rzadko spotykanej resublimacji, czyli ze stałego do gazowego), ilość pary wodnej znajdującej się w jednej jednostce objętości powietrza nie może przekroczyć pewnych minimalnych i maksymalnych wartości zależnych od temperatury i ciśnienia.
Za optymalną wartość wilgotności uznaje się ok. 60%, a graniczne wartości dla prawidłowego funkcjonowania organizmu to wilgotność względną w zakresie 30-70%. Ciężko jednoznacznie określić zatem, jaka wilgotność powietrza jest optymalna. Dobrą praktyką jest wybrać taki, w którym czujemy się komfortowo i mieści się w zakresie 30-70%, najczęściej spotykana jest wilgotność powietrza ok.
Wysuszone powietrze wzmaga parowanie, dyskomfort dla wrażliwych błon, czy wywołuje uczucie pragnienia. Często doświadczyć można także podrażnienia spojówek, które może prowadzić do stanów zapalnych. Dodatkowo parowanie pochłania ciepło z otoczenia, dlatego pozwala na ochłodzenie organizmu.
W standardowych warunkach atmosferycznych w strefie klimatu umiarkowanego z powierzchni skóry odparowuje około 300 ml wody na dobę. W momencie, gdy powietrze jest suche, parowanie zawartej wody w skórze zachodzi szybciej.
W wilgotnym powietrzu parowanie odbywa się powoli i mocniej odczuwa się uczucie upału. W warunkach tropikalnych, gdy wilgotność sięga 100%, jest to odczuwane jeszcze mocniej. Wysoka wilgotność pomieszczeń może być źródłem chorób, które prowadzą do stanów przewlekłych w układzie oddechowym (zapalenia gardła, krtani, tchawicy czy płuc), a nawet stawowo-ruchowym (RZS).
Odpowiednia wilgotność to także ważny argument w walce z alergią. Zbyt wysoka wilgotność sprzyja rozwojowi bakterii, pleśni, powyżej 70% sprzyja rozwojowi roztoczy, a zbyt niska sprawia, że w powietrzu unosi się o wiele więcej pyłków, drobnoustrojów i kurzu, przyspieszając reakcje alergiczne.
Wybór Nawilżacza Powietrza
Podsumowując, z wyżej wymienionych powodów najlepiej wybrać nawilżacz, który posiada, chociaż czujnik wilgotności. Jest jeszcze jeden ciekawy wniosek wynikający z powyższych obliczeń i wykresów. Nawilżanie ewaporacyjne jako jedyny sposób nawilżania jest naturalnie “kontrolowany przez fizykę”. Oznacza to, że nawilżacz ewaporacyjny nie będzie w stanie wyrzucić w powietrze więcej wody, niż ogranicza to maksymalna gęstość pary wodnej w powietrzu.
Nawilżacz powietrza może szkodzić zdrowiu. Jednak jest wiele rodzajów nawilżaczy i nie wszystkie są szkodliwe. Jeśli myślimy o zwykłym i prostym nawilżaczu powietrza na kaloryfer to oczywiście nie ma tutaj powodów do zmartwień. Wystarczy tylko przeczyścić od czasu do czasu wnętrze takiego nawilżacza, aby pozbyć się nagromadzonych w nim bakterii.
Jeśli mamy nowoczesne prostokątne kaloryfery to najlepszym wyborem będzie tani i prosty nawilżacz ceramiczny. Nie tylko ozdobi nam kaloryfer, ale również powietrze w mieszkaniu stanie się przyjemniejsze. Oczywiście takie nawilżacze generują mniej wilgotności, dlatego na jeden kaloryfer najlepiej założyć ok. 3 nawilżacze.
Wybierając nawilżacz, warto zwrócić uwagę na kilka istotnych parametrów:
- Wydajność: Określa, ile wody urządzenie jest w stanie odparować w ciągu godziny.
- Pojemność zbiornika na wodę: Im większy zbiornik, tym rzadziej trzeba go napełniać.
- Higrostat: Umożliwia ustawienie żądanego poziomu wilgotności.
tags: #nawilżacz #powietrza #azotem #zastosowanie
