فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت

فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت یک ضد رسوب سیستم تصفیه آب است که در دستگاه اسمز معکوس استفاده می‌شود. فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت بر حسب مواد ساختاری آنها متفاوت است. این ماده شیمیایی با پراکنده کردن سیلیس کلوئیدی و کنترل و مهار پلیمریزاسیون سیلیس فعال عمل می‌کند.

به هنگام خرید آنتی اسکالانت باید به پایه ساختاری آن توجه کرد. آنتی اسکالانت در خلوص و غلظت مختلف موثر است. همچنین پلیمرهای محلول از قبیل منعقد کننده‌های باقیمانده، آهن یا سیلیس غنی از آلومینیوم را لخته نمی‌کند. استفاده از ضد رسوب فیلتر ممبران به کاهش هزینه عملیاتی و سرمایه‌ای دستگاه اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون منجر خواهد شد. این ماده شیمیایی راندمان و عملکرد سیستم را نیز افزایش می‌دهد.

فرمول شیمیایی و ساختار متفاوت آنتی اسکالانت

این ترکیب شیمیایی به صورت مایع موجود است. آنتی اسکالانت در دماهای پایین رسوب می‌کند. همچنین با افزایش دما مجدد در محیط منحل می‌شود. توانمندی انحلال پذیری بصورت کامل را در آب دارد. به همین سبب در سیستم تصفیه آب استفاده می‌شود.

بیشتر این مواد ضد رسوب از پلیمرهای آلی مصنوعی و سنتزی از قبیل اسیدهای پلی آکریلیک، اسید کربوکسیلیک، اسیدهای پلی مالئیک، ارگانوفسفات‌ها، پلی فسفات‌ها، فسفونات‌ها، پلیمرهای آنیونی و… تولید می‌شوند.

بنابراین دارای فرمول شیمیایی مختلفی هستند. معمول‌ترین نوع ضد رسوب با فرمول سدیم هگزا متا فسفات است. این ترکیبات در سه مرحله از انباشت رسوب پیشگیری می‌کنند:

• کنترل و مهار در آستانه انباشت رسوب
• اصلاح کریستالی ذرات
• پراکنده‌سازی ذرات رسوب‌زا

آنتی اسکالانت در حالت کلی ترکیبی از یک ماده پلی الکترولیت دی آنیونی با نام شیمیایی پلی‌ دی سدیم پروپان فسفونات است برای طراحی و تولید آن از پروسه سیکلو پلیمریزاسیون باتلر استفاده می‌شود. از آنتی اسکالانت که یک ماده شیمیایی ضد رسوب است برای ممانعت از رسوب مواد معدنی کاربرد دارد.

بر اساس پایه تشکیل دهنده آنتی اسکالانت‌ها فرمول شیمیایی متفاوتی دارند. بیشترین استفاده از این ماده شیمیایی در دستگاه‌های تصفیه آب است. بطور مثال فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت بر پایه ارگانوفسفات با فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت بر پایه اکریلیک اسید متفاوت است. در نتیجه یک فرمول شیمیایی ثابت برای آنتی اسکالانت‌ها وجود ندارد. آنتی اسکالانت با ساختار سدیم هگزا متا فسفات با فرمول شیمیایی (NaPO3)⁶  معمول‌ترین آنتی اسکالانت موجود در بازار است.

در حالت کلی آنتی اسکالانت‌ها بر اساس مواد تشکیل دهنده بر دو نوع پلیمری و فسفاته بخش‌بندی می‌شوند. آنتی اسکالانت‌ها بر پایه PH نیز به سه گروه اسیدی، قلیایی و خنثی گروه‌بندی شده‌اند.

فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت با پایه پلیمری

فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت با پایه پلیمری در تولید مسدود کننده آهک بر پایه پلیمر کاربرد دارد. این ترکیبات به دلیل وزن مولکولی بالا در مهار و کنترل رسوبات گوگرد و سولفات موثر هستند.

 از مواد پلیمری که در طراحی و تولید آنتی اسیدها استفاده شده  اسید کربوکسیلیک، اسید پلی اکریلیک، اسید پلیمریک، پلیمرهای آنیونی و پلی فسفات هستند. ضد رسوب بر پایه پلیمر دارای عملکرد کنترل رسوب مقبول با سرعت تزریق کم است.

آنتی اسکالانت بر اساس مواد تشکیل دهنده به دو گروه تقسیم میشود:

• فسفات ها 
• پلیمرها

در ترکیبات شیمیایی و فرمول آنتی اسکالانت گروه‌های عملکردی فسفات‌ها، اسید کربوکسیلیک وجود دارد. این نوع از ضد رسوب جهت ممانعت از انباشت رسوبات مختلف مناسب هستند. 

تجزیه آنتی اسکالانت دارای فسفات به سبب وجود ترکیبات فسفر با دشواری مواجه است. همچنین طی سالیان متمادی در محیط باقی می‌ماند. لذا به همین دلیل و محدودیت مربوط به انتشار فسفر به محیط، استفاده از این نوع ضد رسوب در اکثر کشورها رو به کاهش است.

انواع فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت بر اساس مواد تشکیل دهنده مختلف برای مصارف صنعتی وجود دارد. همچنین برای انواع مختلف آب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در جدول زیر، برخی از آنتی‌ اسکالانت‌های متداول با تفاوت‌های خود بررسی شده‌اند:

آنتی اسکالانت
بی‌کربنات‌ها	متا‌فسفات	پلی‌ آسپارتیک اسید	هگزامتافوسفات‌هسا	فسفونات‌ها	پایه ضد رسوب
معدنی	آلی	آلی	آلی	آلی	نوع
80◦ سانتی‌گراد	90◦ سانتی گراد	80◦ سانتی‌گراد	90◦ سانتی‌گراد	90 ◦ سانتی‌گراد	دمای کاری
_	توانمندی استفاده در انواع مختلف آب و حاوی گروه‌های فسفات، ممانعت از تشکیل رسوب‌های کلسیم و سایر فلزات	رسوب‌گیری با فلزات سنگین و سدیم	عملکرد بسیار قوی در مقابل رسوبات کربنات کلسیم، دارای حداقل میزان سمیت	توانمندی رسوب‌گیری با کلسیم، محافظت از تاسیسات آب	مزایا
_	کاهش پایداری در PH بالا	دارای درجه حساسیت به انواع سختی آب و انباشت رسوب در سطح بافرها	قیمت بالا و حساسیت به سختی آب	به دلیل وجود کربنات و سولفات آهن، ممکن است کاهش عملکرد داشته باشد	معایب

هر کدام از آنتی اسکالانت‌ها دارای مزایا و معایبی هستند. برای انتخاب آنتی اسکالانت مناسب می‌بایست با متخصصان صنعت تصفیه آب و تشخیص نیازهای شما برای انتخاب بهینه آنتی اسکالانت مشورت کرد. برای افزایش راندمان و بازدهی بهینه در دستگاه‌های تصفیه آب، علاوه بر انتخاب آنتی اسکالانت مناسب، بایستی به چند مورد نیز توجه کرد:

• بکارگیری تکنولوژی‌های نوین و مدرن در سیستم‌های تصفیه آب
• کنترل میزان PH آب و تنظیم بهینه آن جهت کاهش مخاطرات تشکیل رسوبات
• بکارگیری فیلتراسیون مناسب برای حذف رسوبات از آب

فرمول های شیمیایی آنتی اسکالانت و مقایسه آنها

هر کدام از آنتی اسکالانت‌ها دارای ماده تشکیل دهنده و نحوه کارکرد متفاوتی است. همچنین در تماس با نوع خاصی از رسوب، به کاربرد دارند. هر کدام از آنتی اسکالانت‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند:

انواع آنتی اسکالانت
هیدروکسی فسفونو استیک اسید	پلی اسپارتیک اسید	پلی آکریلیک اسید	پلی فسفات	پایه آنتی اسکالانت
فسفونات	پلی آمین	پلی اسید	سدیم هگزا متا فسفات	نوع ماده فعال
جلوگیری از تشکیل رسوب کلسیم و آهن	تجمیع رسوب کلسیم  و مانع انباشت رسوب آهن	از تشکیل کلسیم کم جذب‌پذیر جلوگیری می‌کند	پایدار کردن کلسیم و منع تشکیل رسوب	نحوه کارکرد
تصفیه آب، صنایع نفت و گاز	تصفیه آب، صنایع شیمیایی	تصفیه آب، صنایع شیمیایی	تصفیه آب، صنایع غذایی	استفاده در صنایع

پرکاربردترین آنتی اسکالانت در صنعت تصفیه آب، پلی فسفات‌ها هستند. پلی فسفات‌ها به عنوان ماده‌ ضد رسوب در پمپاژ آب و در سیستم‌های خنک کننده استفاده می‌شوند. همچنین  سایر آنتی اسکالانت‌ها، اسید‌های آلی از قبیل اسید‌های هیدروکسی‌اتیلیدن دی‌فسفونیک (HEDP)، اسید‌های متیلن‌دی‌فسفونیک (MDP) و اسید‌های پلی‌کربوکسیلیک را می‌توان نام برد. انواع آنتی اسکالانت‌ها به‌طور عمده در صنایع مختلف مانند صنایع نفت و گاز، کشتی‌سازی، معدن‌کاری و … مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع آنتی اسکالانت بر پایه فرمول شیمیایی

بر حسب فرمول شیمیایی و PH آنتی اسکالانت به چند دسته تقسیم می‌شود:

آنتی اسکالانت اسیدی

 در ساختار ترکیباتی و فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت‌ اسیدی، از موادی که با نام فسفاته یا پلیمری شناخته می‌شوند استفاده می‌گردد. نوع PH این مواد اسیدیته است. همچنین PH  آنتی اسکالانت اسیدی از PH>3 است. این نوع از آنتی اسکالانت‌ها جهت مهار و کنترل رسوبات بسیار مؤثر هستند. 

این ضد رسوب‌ها در آب‌هایی که رسوبات کربنات کلسیم در آنها به عنوان رسوب شاخص شناسایی شده است، بسیار موثر هستند. محصول آنتی اسکالانت فلوکون ۲۶۰ و آنتی اسکالانت آویستا VITEC 5300 از آنتی اسکالانت‌های اسیدی شناخته شده و موجود در ایران هستند.

آنتی اسکالانت خنثی

آنتی اسکالانت فلوکون 260 و آنتی اسکالانت آویستا از نوع اسیدی و مشابه یکدیگر هستند. نوع دیگری از آنتی اسکالانت‌ها دارای PH اسیدی نزدیک به خنثی هستند. از ویژگی‌های مهم این ضد رسوب، سازگاری با انواع مختلف ممبران و تاثیر بسیار آن بر کنترل رسوبات در دامنه وسیعی از PH است. بازه عددی دامنه PH در آنتی اسکالانت‌های خنثی ۵/۵-۶/۵ است.  

آنتی اسکالانت قلیایی

 از آنتی اسکالانت‌های قلیایی بطور مثال آنتی اسکالانت جنسیس برای مهار و کنترل انواع رسوبات علی الخصوص رسوبات سولفاته استفاده می‌شود. آنتی اسکالانت قلیایی دارای وزن و PH قلیایی در درجه بالایی است. از ویژگی‌های مهم این آنتی اسکالانت کاربرد آن در آب‌هایی با TDS و مقدار املاح بالا است. 

آنتی اسکالانت فلوکن 190 یک ضد رسوب قلیایی است. تاثیر آنتی اسکالانت های قلیایی در مهار و کنترل طیف وسیعی از رسوبات معدنی با وزن مخصوص بالا اثبات شده است. آنتی اسکالانت فلوکن ۱۹۰ یک آنتی اسکالانت‌ قلیایی به‌شمار می‌آید.

 PH آنتی اسکالانت جنسیس در شرایط  PH>8 است. کاربرد آنتی اسکالانت جنسیس، مهار و کنترل رسوبات فلزی مانند آهن، آلومینیوم و منگنز است.

بررسی فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت

فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت (Antiscalant Chemical Formula) در قیمت آنتی اسکالانت تاثیر دارد. به دلیل اینکه انواع مختلفی از مواد تشکیل دهنده با ساختارهای شیمیایی متفاوت در آنها وجود دارد. اغلب آنتی اسکالانت‌ها بر اساس مواد شیمیایی آلی ساخته شده‌اند ولی بعضی از آنها به صورت مواد معدنی وجود دارند. مثلاً پلی فسفات‌های معدنی از قبیل سدیم تری پلی فسفات از جمله این موارد هستند.

مواد تشکیل دهنده هگزامتافسفات سدیم برای افزایش قدرت بازدارندگی و ارگانو فسفونات‌ها با مقاومت بیشتر نسبت به نوع قبلی هستند. انواع دیگر مانند آنتی اسکالانت‌های پلی اکریل دارای جرم مولکولی بیشتری هستند.

سایر انواع آنتی اسکالانت‌ها بر پایه مواد آلی؛ آمینو فسفونات‌ها، فسفات استرها، آمینو کربوکسیلات‌ها، کوپلیمرها و تری پلیمرهای آکریلیک- سولفونات، پلی کربوکسیلیک اسیدها و پلیمرهای زیست تخریب‌پذیری چون پلی اپوکسی سوکسینات را می‌توان نام برد.

برای انتخاب آنتی اسکالانت مناسب باید به نوع، خلوص و غلظت یون‌هایی که در آن سیستم آبی وجود دارد توجه کرد. دما و مقدار PH آب نیز جز فاکتورهای گزینش است. هلدینگ بازرگانی اسپوتا از مجموعه‌های معتمد در عرضه آنتی اسکالانت باکیفیت در سراسر ایران است.

سوالات متداول