[ad_1]

اتوکلاو ، دستگاه هایی که برای عقیم سازی ابزار پزشکی در بیمارستان ها ، کلینیک ها و مطب های پزشکان و دندانپزشکان استفاده می شود ، نیاز به تأمین مداوم بخار تحت فشار در دمای حدود 125 درجه سانتیگراد دارند. این امر معمولاً توسط دیگهای بخار برقی یا سوختی تأمین می شود ، اما در بسیاری از مناطق روستایی ، به ویژه در کشورهای در حال توسعه ، برق می تواند غیرقابل اعتماد یا غیرقابل دسترسی باشد و سوخت گران است.

اکنون تیمی از محققان دانشگاه MIT و موسسه فناوری هند راهی را برای تولید منفعلانه بخار لازم و صرفاً با استفاده از انرژی نور خورشید ، بدون نیاز به سوخت و برق تأسیس کرده اند. این دستگاه که به یک جمع کننده خورشیدی حدود 2 متر مربع (یا حیاط) برای تأمین انرژی اتوکلاو کلینیک کوچک معمولی نیاز دارد ، می تواند تجهیزات استریل ایمن و با هزینه کم را در مکان های دور نگهداری کند. نمونه اولیه با موفقیت در بمبئی هند آزمایش شد.

این سیستم در مجله شرح داده شده است جوئل، در مقاله ای از دانشجوی MIT لین ژائو ، استاد MIT ، Evelyn Wang ، استاد MIT Gang Chen و 10 نفر دیگر در MIT و IIT Bombay.

نکته کلیدی در سیستم جدید استفاده از یک ایروگل شفاف نوری است ، ماده ای که طی چند سال گذشته توسط وانگ و همکارانش تولید شده است. در اصل ، این ماده یک کف سبک است که از دی اکسید سیلیسیم ساخته شده است ، ماده ای از شن و ماسه ساحل و عمدتا از هوا تشکیل شده است. این ماده به همان اندازه که سبک است ، عایق حرارتی موثری را ایجاد می کند و سرعت اتلاف گرما را ده برابر کاهش می دهد.

این ماده عایق شفاف در بالای تجهیزات اصلی تولید آب گرم خورشیدی چسبانده شده است که متشکل از یک صفحه مسی با پوشش سیاه جذب کننده حرارت است که به مجموعه ای از لوله های زیرین متصل است. با گرم شدن آفتاب صفحه ، آب عبوری از لوله های زیر این گرما را می گیرد. اما با افزودن یک لایه عایق شفاف در بالا ، به علاوه آینه های آلومینیومی صیقل داده شده در هر طرف صفحه برای هدایت نور اضافی خورشید به صفحه ، این سیستم می تواند بخار دمای بالا را به جای آب گرم تولید کند. این سیستم از گرانش برای تأمین آب از یک مخزن به صفحه استفاده می کند. سپس بخار به بالای محفظه بالا رفته و از طریق لوله دیگری تغذیه می شود که بخار تحت فشار را به اتوکلاو می رساند. یک منبع بخار پایدار باید به مدت 30 دقیقه حفظ شود تا به عقیم سازی مناسب برسد.

از آنجا که بسیاری از کشورهای در حال توسعه با محدودیت دسترسی به برق قابل اطمینان یا سوخت مقرون به صرفه روبرو هستند ، “ما این را فرصتی دیدیم تا در مورد چگونگی ایجاد یک سیستم تولید بخار ارزان ، منفعل و خورشیدی با انرژی خورشیدی فکر کنیم. وانگ ، که گیل ای کندال ، استاد مهندسی مکانیک و رئیس بخش مهندسی مکانیک است ، توضیح می دهد.

وی می گوید ، فرصت آزمایش سیستم در بمبئی یک جایزه است ، به دلیل “اهمیت و اهمیت” شهر به عنوان نوعی مکان که می تواند از چنین تجهیزات ارزان قیمت تولید بخار استفاده کند.

در آزمایشات در بمبئی ، اگرچه آسمان مه آلود و ابری بود و در مقایسه با یک روز آفتابی تنها 70 درصد عایق خورشیدی را تأمین می کرد ، دستگاه توانست در نیم ساعت مورد نیاز بخار اشباع شده مورد نیاز برای عقیم سازی را تولید کند.

این آزمایش در مقیاس کوچک انجام شد ، فقط حدود یک چهارم متر مربع ، تقریباً به اندازه یک حوله دستی ، اما نشان داد که میزان تولید بخار کافی است ، بنابراین چنین واحدی در حدود 1 تا 3 متر مربع برای ژائو می گوید که از اتوکلاو رومیزی از نوع معمول در مطب پزشک استفاده می کند.

عامل اصلی محدود کننده برای استقرار عملی چنین دستگاه هایی وجود مواد آئروژل است. شرکتی که توسط الیز استروباخ PhD ’20 تاسیس شد ، و نویسنده این مقاله است ، در حال حاضر سعی در افزایش تولید هواسنج شفاف برای استفاده در پنجره های با بازده حرارتی بالا دارد. محققان گفتند ، اما تاکنون ، این مواد فقط در مقادیر کم با استفاده از تجهیزات خشک کن فوق بحرانی نسبتاً گران قیمت تولید می شود ، بنابراین استفاده گسترده از چنین سیستم عقیم سازی احتمالاً چند سال طول می کشد.

از آنجا که سایر اجزا ، به استثنای خود آئروژل ، اکنون با هزینه کم در کشورهای در حال توسعه به طور گسترده در دسترس هستند ، تولید و نگهداری چنین سیستم هایی ممکن است در نهایت در مناطقی که از آنها استفاده می شود عملی باشد. ژائو گفت که قطعات مورد نیاز نمونه اولیه چهارم متر مربع کمتر از 40 دلار است ، بنابراین یک سیستم به اندازه کافی بزرگ برای یک اتوکلاو کوچک معمولی ، به محض تجاری سازی مواد مورد نیاز آئروژل ، احتمالاً 160 دلار هزینه خواهد داشت. وی گفت: “اگر بتوانیم آئروژل تهیه کنیم ، همه چیز به صورت محلی و با تأمین کنندگان محلی ساخته می شود.”

تیم گفت: این فرایند می تواند برای اهداف مختلف دیگری نیز استفاده شود. به عنوان مثال ، بسیاری از سیستم های پردازش مواد غذایی و آشامیدنی به بخار دمای بالا متکی هستند ، که معمولاً توسط دیگهای بخار سوخت فسیلی تأمین می شود. آنها می گویند سیستم های منفعل خورشیدی برای تحویل این بخار ، هزینه سوخت را از بین می برد و می تواند در بسیاری از صنایع گزینه جذابی باشد.

درنهایت ، این سیستم ها باید بسیار مقرون به صرفه تر از سیستم هایی باشند که نور خورشید را 10 برابر یا بیشتر برای تولید بخار متمرکز می کنند ، زیرا در مقایسه با سادگی این روش مبتنی بر آئروژل ، به آینه ها و نصب های گران قیمت احتیاج دارند.

راوی پراشر ، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی و مدیر عضو آزمایشگاه ملی لارنس برکلی ، که در این امر مشارکت نکرد ، گفت: “این پیشرفت چشمگیری است.” “تولید بخار در دمای بالا با بهره وری انرژی بالا یک چالش است. در اینجا ، نویسندگان به هر دو دست یافته اند.”

پرشر افزود: “کیفیت تحقیق بسیار بالا است.” “دسترسی به تکنیک های عقیم سازی غیرفعال برای جوامع کم درآمد که به برق قابل اطمینان دسترسی ندارند ، مسئله مهمی است. بنابراین ، دستگاه خورشیدی غیرفعال که توسط تیم MIT ساخته شده است از این نظر بسیار مهم است.”

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر