گلایکول

گلایکول چیست؟ چه کاربرد هایی دارد؟

گلیکول، هر یک از یک کلاس از ترکیبات آلی متعلق به خانواده الکل. در مولکول یک گلیکول، دو گروه هیدروکسیل (-OH) به اتم های کربن مختلف متصل هستند. این اصطلاح اغلب به ساده ترین عضو این کلاس یعنی اتیلن گلیکول اطلاق می شود.

گلیکول یک مایع مصنوعی چسبناک، بی رنگ و بی بو است. این یک ماده ضد یخ رایج برای سیستم های خنک کننده مکانیکی و موتورهای خودرو است. این می تواند مقادیر زیادی گرما را جذب و آزاد کند و در عین حال دمای ثابتی را حفظ کند. این توانایی منحصر به فرد آن را برای چیلرهای نوشیدنی و سایر کاربردهای تبرید صنعتی مناسب می کند.

انواع گلایکول

دو نوع اصلی گلیکول وجود دارد :

اتیلن

اتیلن گلیکول از ترکیب آب با ترکیب شیمیایی اکسید اتیلن ایجاد می شود. عمدتاً در کاربردهای صنعتی و تولیدی استفاده می شود. برخی از نمونه های محبوب خنک کننده و ضد یخ برای خودروها و سیستم های آب هستند. همچنین می‌توانید اتیلن گلیکول را در مایعات ترمز هیدرولیک و همچنین جوهرهای خودکار و لنت‌های تمبر پیدا کنید.

پروپیلن

پروپیلن گلیکول آب و پروپیلن اکسید را ترکیب می کند. غیر سمی بودن آن طیف وسیعی از مصارف محصولات مصرفی از جمله داروها، حلال های غذایی و طعم دهنده ها را به آن می دهد. این یک افزودنی رایج در لوازم آرایشی مانند شامپو و کرم های اصلاح است.

همچنین می تواند نیازهای صنعتی بیشتری مانند ضد یخ در لوله های آب و سیستم های پردازش مواد غذایی را برآورده کند.
گلیکول یک دارایی برای سیستم های خنک کننده HVAC است. این ماده  می تواند به جلوگیری از یخ زدن لوله ها در دماهای سرد کمک کند.

 بطور مثال نقطه انجماد آب 32 درجه فارنهایت است و افزودن گلیکول می تواند نقطه انجماد آب را تا منفی 60 درجه فارنهایت کاهش دهد.

به لطف گلیکول، سیستم‌های خنک‌کننده می‌توانند دمای سردتری نسبت به آنچه که فقط با آب می‌توانستند حفظ کنند. به همین دلیل است که سیستم های خنک کننده گلیکول یک راه حل محبوب در تاسیسات فرآوری مواد غذایی، کارخانه های تولیدی و سایر تنظیمات صنعتی هستند.

برای محاسبه مقدار آب به گلیکول برای محلولی که در سیستم خنک کننده استفاده می شود، باید محاسبه کنید که سیستم به چه دمایی نیاز دارد تا به آن برسد. این دما معمولاً فقط دمای مکش اشباع شده در اواپراتور است که تقریباً 10 درجه فارنهایت کمتر از دمای نقطه تنظیم چیلر است. دمای معمولی سیستم HVAC برای محلول های 35-45% با حفاظت بین -10*F تا +10*F نیاز دارد.

تاریخچه خنک سازی گلیکول

گلیکول به دلیل تطبیق پذیری خود یک تغییر دهنده بازی برای کاربردهای مختلف بود. این به سازندگان اجازه می دهد تا خنک کننده ها را برای استفاده های متعدد سفارشی کنند. بیایید منشا گلیکول و خواص خنک کنندگی چشمگیر آن را بررسی نماییم.

مشکلات استفاده از الکل به عنوان ضدیخ

تا اوایل قرن بیستم، الکل جزء استاندارد ضدیخ خودروها بود. این محصولات ضد یخ معمولاً از متانول ساخته می شدند که به الکل چوب نیز معروف است. الکل نقطه انجماد پایین تری نسبت به آب دارد و آن را به ضد یخ انتخابی آن زمان تبدیل می کرد.

با این حال، الکل می تواند برای اجزای فلزی موتور مشکل ایجاد کند و باعث خوردگی و زنگ زدگی شدید شود. سیستم های خنک کننده اولیه آب نیز باز بودند و اجازه می دادند الکل به تدریج تبخیر شود. اگر اپراتورها به طور مداوم سیستم های خود را شارژ نمی کردند، مایع خنک کننده ممکن است یخ بزند یا موتور بیش از حد گرم شود.

به مرور زمان ، گلیسرول به عنوان یک ضد یخ در اوایل دهه 1900 معرفی شد. اما تولید آن گران بود و در نهایت اتیلن گلیکول جایگزین آن شد.

آشنایی با اتیلن گلایکول

چارلز آدولف وورتز شیمیدان فرانسوی اولین بار در سال 1859 اتیلن گلیکول را تولید کرد و آن را به یکی از قدیمی ترین محلول های ضد یخ تبدیل کرد. با این حال، تا سال 1918 تجاری سازی نشد. در طول جنگ جهانی اول در مقیاس کوچک تولید شد و هم به عنوان خنک کننده و هم به عنوان یک ماده برای مواد منفجره عمل می کرد.

اتیلن گلیکول در سال 1926 به عنوان ضدیخ خودرو در دسترس قرار گرفت و استفاده نظامی از آن تا جنگ جهانی دوم ادامه یافت. برای جلوگیری از آسیب به اجزای فلزی خودرو، سازندگان بازدارنده های خوردگی را به مخلوط اتیلن اکسید و آب اضافه کردند.

بازدارنده‌های خوردگی به خنک‌کننده مایع کمک می‌کنند تا قلیایی بماند . با این حال، اسیدیته به طور طبیعی در طول زمان افزایش می‌یابد، بنابراین مایع خنک‌کننده باید به طور مرتب تعویض شود تا از خوردگی جلوگیری شود.

هنگامی که اکسید اتیلن ارزان در دسترس قرار گرفت، تولید اتیلن گلیکول گسترده در سال 1937 آغاز شد. هنگامی که سازندگان اتیلن گلیکول را جایگزین آب به عنوان خنک کننده موتور کردند، متوجه شدند که نقطه جوش بالای آن باعث می شود رادیاتور کوچکتر در دماهای بالاتر کار کند.

قبل از در دسترس بودن گسترده اتیلن گلیکول، سازندگان هواپیما سعی کردند از سیستم های خنک کننده تبخیری استفاده کنند که از آب با فشار بالا استفاده می کردند. این سیستم ها غیرقابل اعتماد بودند و به شدت مستعد آسیب در هنگام نبرد بودند. آنها فضای قابل توجهی را در هواپیماها اشغال کردند و آنها را به اهداف آسانی برای شلیک گلوله تبدیل کردند.

اتیلن گلیکول دارای نقطه جوش 386 درجه فارنهایت و نقطه انجماد 10 درجه فارنهایت است. با توجه به این ویژگی‌ها، تولیدکنندگان دریافتند که کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارد. اتیلن گلیکول به خودی خود به اندازه آب گرما را هدایت نمی کند. با این حال، هنگامی که با آب ترکیب شد، انتقال حرارت و محدوده عملکردی آن به طور قابل توجهی افزایش یافت. علاوه بر ارائه انتقال حرارت استثنایی، اتیلن گلیکول همچنین می تواند رشد جلبک ها را در تجهیزات انتقال حرارت سرکوب کند.

آشنایی با پروپیلن گلایکول

وارتز  همچنین در سال 1859 پروپیلن گلیکول را تولید کرد، اما این ماده تا سال 1931 تجاری نشد. در حالی که پروپیلن گلیکول نمی تواند با انتقال حرارت همتای اتیلن خود رقابت کند، اما سمیت کمتری نیز دارد. این ویژگی آن را به عنوان یک حلال در محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی و دارویی ایده آل می کند.

اشکال اصلی پروپیلن گلیکول این است که اغلب از نفت، یک منبع تجدید ناپذیر، ساخته می شود. سالانه بیش از 1 میلیون تن نفت برای پاسخگویی به تقاضای جهانی مورد نیاز است. در سال 2001، دو مهندس شیمی آمریکایی از دانشگاه ویسکانسین مدیسون - جیمز دومزیک و رادی کورترایت - فرآیندی را ایجاد کردند که اسید لاکتیک مبتنی بر ذرت را به پروپیلن گلیکول تبدیل کرد. این فرآیند نیاز به مواد شیمیایی مبتنی بر نفت را حذف کرد و هزینه تولید پروپیلن گلیکول را کاهش داد.

امروزه پروپیلن گلیکول کاربردهای زیادی دارد که به عنوان نگهدارنده، تثبیت کننده، اصلاح کننده نقطه انجماد و مرطوب کننده عمل می کند.

گلایکول بیشتر در کجا استفاده می شود؟

کولرهای گلیکول در طیف گسترده ای از صنایع، از خودروسازی تا آبجوسازی، خدمت می کنند. آنها عملکرد فوق‌العاده‌ای را در محیط‌های با دمای پایین، مانند پیست‌های یخ و تأسیسات پردازش مواد غذایی ارائه می‌دهند. در ادامه شما را با کاربرد های بیشتر گلایکول آشنا می کنیم...

اتومبیل

گلیکول یک ضد یخ عالی برای خودروها و سیستم های آب صنعتی است. همچنین به دلیل نقطه انجماد پایین می تواند به عنوان مایع یخ زدا برای هواپیما و شیشه جلو نیز عمل کند.

کارخانه های آبجوسازی و تقطیر

صنعت دم کردن و تقطیر به چیلرهای گلیکول متکی است، زیرا به دمای ثابت و کنترل شده نیاز دارد. هر گونه نوسان می تواند بر کیفیت محصول نهایی تأثیر منفی بگذارد. چیلرهای پروپیلن گلیکول به حفظ و تنظیم دمای ظروف کمک می کنند و آنها را برای استفاده ضروری می کند.

تاسیسات فرآوری لبنیات

محصولات لبنی برای جلوگیری از رشد باکتری ها به یک سیستم خنک کننده ماهر نیاز دارند. شیر از گاوها به واحدهای خنک کننده پمپ می شود که شیر را تا زمان فرآوری ذخیره می کنند. هر مرحله از این فرآیند نیاز به کنترل دقیق دما دارد. شیر خام باید دمای ثابتی داشته باشد تا از باکتری ها و فساد جلوگیری شود.

واحدهای حمل و نقل و ذخیره سازی

خواربارفروشی ها برای جلوگیری از فساد باید دمای واحدهای خنک کننده را ثابت نگه دارند. به همین ترتیب، میوه ها، سبزیجات و سایر مواد فاسد شدنی باید در طول بسته بندی و حمل و نقل تازه باقی بمانند. چیلرهای پروپیلن گلیکول برای برآوردن الزامات بسته بندی، حمل و نقل و ذخیره سازی محصولات ضروری هستند.

پیست یخ

از آنجایی که چیلرهای گلیکول می توانند به نقطه انجماد پایین تری نسبت به آب دست یابند، می توانند در پیست های یخ در فضای باز، حتی در آب و هوای گرم تر، نصب شوند. تشک ها معمولاً در زیر سطح پیست قرار می گیرند و با گلیکول پمپ می شوند. سپس آب روی تشک ها اسپری می شود و منجمد می شود.

سیستم های خنک کننده گلیکول چگونه کار می کنند؟

چیلرهای گلیکول چگونه به حفظ دمای خنک در سیستم های حلقه بسته کمک می کنند؟ در ادامه به معرفی مراحل آن میپردازیم.

پمپاژ

اولین قدم نصب یک چیلر گلیکول - یک سیستم تبرید که یک وان گلیکول را خنک می کند - در یک سیستم آب حلقه بسته است. گلیکول از طریق یک لوله یا مدار لوله بسته که به چیلر متصل می شود حرکت می کند. این فرآیند به کاهش دمای گلیکول هر چیزی که به سیستم متصل است کمک می کند.

تبادل حرارت

مبدل های حرارتی باید به ورودی و خروجی سیستم حلقه بسته متصل شوند تا خنک کننده کارآمد حاصل شود. سیستم های خنک کننده مختلف از انواع مختلفی از مبدل های حرارتی استفاده می کنند، مانند:

• صفحات استیل ضد زنگ
• مارهای خنک کننده از جنس استنلس استیل

مبدل های حرارتی باید به خط خنک کننده اصلی که مخلوط آب و گلیکول را به گردش در می آورد متصل شوند.

گردش

گلیکول هنگام گردش در مبدل حرارتی عروق را خنک می کند و با موفقیت رگ را خنک می کند. سیستم خنک کننده حلقه بسته ، بسته به پیکربندی آن و عملکرد شما می تواند متفاوت باشد. یک تامین کننده آگاه تصفیه آب می تواند با شما همکاری کند تا یک سیستم خنک کننده گلیکول ایمن و کارآمد را در تاسیسات شما نصب کند.

مزایای خنک کننده گلیکول چیست؟

خواص ضد یخ قوی چیلر گلیکول می تواند عملکرد ثابت و قابل اعتمادی را در عملیات های مختلف ارائه دهد. هنگامی که مزایای چیلر گلیکول را در نظر می گیریم، این سیستم خنک کننده نسبت به فرآیندهای خنک کننده صنعتی معمولی مبتنی بر یخ و آب برتری دارد. در اینجا برخی از مزایای خنک سازی گلیکول می تواند برای تاسیسات شما به ارمغان بیاورد.

بهبود کارایی و کیفیت

گلیکول می تواند حتی محدودترین محدوده های دما را نیز در خود جای دهد. برخلاف سیستم‌های تبرید سنتی  که از اواپراتورهای انبساط مستقیم استفاده می‌کنند - سیستم‌های گلیکول معمولاً از کویل‌های اواپراتور غرقابی استفاده می‌کنند. این سیم‌پیچ‌ها زمان نگه‌داری دمای بالاتر، زمان‌های خاموشی سریع‌تر دما و بهبود زمان بازیابی پس از یخ‌زدایی را فراهم می‌کنند.

به نوبه خود، خنک کننده گلیکول به تولید محصولات تازه تر و با کیفیت تر کمک می کند، هدر رفت را کاهش می دهد و ماندگاری محصول را افزایش می دهد. به عنوان مثال، با غذاهای منجمد و یخچالی، خنک کننده گلیکول دمای ثابتی را ارائه می دهد که از باکتری ها، پوسیدگی و فساد جلوگیری می کند. این محصول تازه تر و با طعم بهتر را تضمین می کند.

حفاظت از خسارت و صرفه جویی در هزینه

گلیکول به مهار رشد باکتری ها و خوردگی در لوله های سیستم حلقه بسته کمک می کند. این آلاینده ها می توانند سطوح بالایی از اکسیدهای فلزی را تولید کنند که منجر به رسوب (انتقال حرارت تخریب شده) و مسائل دیگر می شود. این مشکلات می تواند منجر به خرابی و تعمیرات پرهزینه شود.

گرمای بیش از حد نیز می تواند باعث خرابی یا خرابی تجهیزات شود و هزینه های تعمیر را افزایش داده و عملیات را به طور قابل توجهی به عقب براند. چیلر گلیکول به محافظت از تجهیزات در برابر رشد میکروبیولوژیکی، خوردگی و آسیب های ناشی از گرما کمک می کند.

پایداری و بهره وری انرژی

نتیجه گیری

گلیکول یک ماده ی چسبناک است که به عنوان یک ماده ی خنک کننده استفاده می شود. این ماده در تولید ضدیخ نقش اصلی را دارد.

برای خرید این ماده از فروشگاه ها معتبر اقدام کنید.