penjana ozon ialah peranti yang digunakan untuk menghasilkan gas ozon (O3). Ozon cenderung terurai dan tidak boleh disimpan. Ia perlu dihasilkan dan digunakan secara tempatan (dalam keadaan tertentu, ia boleh disimpan untuk jangka masa yang singkat). Oleh itu, penjana ozon mesti digunakan di semua tempat yang memerlukan ozon. Penjana ozon digunakan secara meluas dalam bidang seperti air minuman, rawatan kumbahan, pengoksidaan industri, pemprosesan dan pemeliharaan makanan, sintesis farmaseutikal, dan pensterilan ruang. Gas ozon yang dihasilkan oleh penjana ozon boleh digunakan secara langsung atau dicampurkan dengan cecair melalui peranti pencampuran untuk menyertai tindak balas.
Prinsip kerja penjana ozon
Apabila dibekalkan kuasa, dengan menggunakan medan elektrik voltan tinggi atau sinaran ultraungu serta elektrod positif dan negatif, sistem ini menjana oksigen yang kemudiannya berpolymer menjadi molekul ozon.
Persamaan kimia bagi tindak balasnya ialah: 3O2 ═ 2O3
Berdasarkan cara penghasilan ozon, penjana ozon boleh diklasifikasikan kepada tiga jenis utama: jenis pelepasan voltan tinggi, jenis penyerapan ultraungu dan jenis elektrolisis.
Penjana Voltan Tinggi
Jenis penjana ozon ini menggunakan arus voltan tinggi pada frekuensi tertentu untuk menghasilkan medan elektrik korona voltan tinggi, menyebabkan molekul oksigen di dalam atau sekitar medan elektrik mengalami tindak balas elektrokimia, seterusnya menghasilkan ozon.
Jenis penjana ozon ini mempunyai teknologi yang matang, operasi yang stabil, jangka hayat yang panjang dan output ozon yang besar (sehingga 1kg/jam setiap unit), menjadikannya penjana ozon yang paling luas digunakan dalam industri berkaitan di dalam dan luar negara.
Dalam penjana ozon pelepasan voltan tinggi, terdapat jenis-jenis berikut:
1.Berdasarkan frekuensi voltan tinggi penjana, terdapat tiga jenis: frekuensi kuasa (50-60Hz), frekuensi sederhana (400-1000Hz), dan frekuensi tinggi (>1000Hz).
Penjana frekuensi sederhana dan tinggi mempunyai kelebihan saiz kecil, penggunaan kuasa rendah dan output ozon yang tinggi, serta merupakan produk yang paling biasa digunakan.
2. Mengikut bahan mentah gas yang digunakan, terdapat dua jenis: jenis oksigen dan jenis udara. Jenis oksigen biasanya dibekalkan dengan oksigen melalui silinder oksigen atau penjana oksigen. Jenis udara biasanya menggunakan udara termampat yang bersih dan kering sebagai bahan mentah.
Memandangkan ozon dihasilkan daripada oksigen dan kandungan oksigen di dalam udara hanya 21%, kepekatan ozon yang dihasilkan oleh penjana jenis udara adalah agak rendah. Walau bagaimanapun, kepekatan oksigen dalam silinder atau penjana oksigen adalah melebihi 90%, maka kepekatan ozon yang dihasilkan oleh penjana jenis oksigen adalah lebih tinggi.
3. Berdasarkan kaedah penyejukan, terdapat jenis berpenyejuk air dan jenis berpenyejuk udara. Apabila penjana ozon beroperasi, ia menghasilkan sejumlah besar tenaga haba yang perlu disejukkan; jika tidak, ozon akan terurai semasa dihasilkan disebabkan oleh suhu tinggi. Penjana berpenyejuk air mempunyai kesan penyejukan yang baik, operasi yang stabil, tiada kelesuan ozon, dan boleh berfungsi secara berterusan untuk jangka masa yang lama. Walau bagaimanapun, strukturnya adalah kompleks dan kosnya sedikit lebih tinggi. Kesan penyejukan jenis berpenyejuk udara tidak ideal, manakala kelesuan ozon adalah jelas. Penjana ozon berprestasi tinggi dengan keseluruhan prestasi yang stabil biasanya menggunakan penyejukan air. Penyejukan udara biasanya hanya digunakan dalam penjana ozon peringkat sederhana dan rendah dengan output ozon yang relatif kecil.
Apabila memilih penjana, jenis berpenyejuk air harus dipilih seboleh-bolehnya.
4. Diklasifikasikan mengikut bahan dielektrik, jenis-jenis biasa termasuk tiub kuartz (sejenis kaca), plat seramik, tiub seramik, tiub kaca dan tiub enamel, dan lain-lain. Penjana ozon yang diperbuat daripada pelbagai bahan dielektrik semuanya tersedia di pasaran, dan prestasi mereka berbeza-beza. Bahan dielektrik kaca adalah salah satu bahan tertua yang digunakan untuk penghasilan ozon secara buatan disebabkan kosnya yang rendah dan prestasi yang stabil, tetapi kekuatan mekaniknya lemah. Seramik mempunyai sifat yang hampir sama dengan kaca, tetapi seramik tidak sesuai untuk proses pengelolaan, terutamanya apabila digunakan dalam penjana ozon berskala besar, penggunaannya menjadi terhad.
5. Mengikut struktur penjana ozon, terdapat dua jenis: jenis halangan dielektrik (DBD) dan jenis terbuka.
6. Mengikut struktur ruang pelepasan penjana ozon, ia boleh dibahagikan kepada dua jenis: silinder dan plat.
Kelebihan Penjana Ozon Plat Seramik:
1. Ketahanan Tinggi – Komponen seramik menahan kakisan dan degradasi, memastikan jangka hayat yang panjang walaupun dalam persekitaran yang keras.
2. Output Ozon Stabil – Elektrod seramik memberikan penghasilan ozon yang konsisten dengan sedikit fluktuasi prestasi.
3. Kecekapan Tenaga – Penggunaan kuasa yang rendah disebabkan oleh sifat dielektrik bahan seramik yang unggul.
4. Reka Bentuk Kompak – Kekuatan struktur seramik yang tinggi membolehkan modul ozon yang kompak dan ringan.
5. Penyelenggaraan Rendah – Rintang terhadap pengoksidaan dan kehausan kimia, mengurangkan masa pemberhentian dan kos penggantian.
6. Mesra Alam Sekitar – Tiada sisa berbahaya; seramik adalah bahan yang tidak beracun dan lengai.
Kelebihan Penjana Ozon Tiub Kuartz:
1. Kepekatan Ozon Tinggi – Kaca kuartz (silika lebur) adalah lengai secara kimia, menghalang pencemaran dan memastikan output ozon berkepekatan tinggi.
2. Sifat Dielektrik yang Unggul – Penebatan yang lebih baik membolehkan pembuangan korona yang stabil, meningkatkan kecekapan tenaga.
3. Kejelasan UV - Membolehkan penjanaan ozon berasaskan UV (untuk reka bentuk tertentu) atau sistem hibrid UV/corona.
4. Rintangan Kejutan Terma - Mampu menahan perubahan suhu yang cepat tanpa retak, sesuai untuk aplikasi berkuasa tinggi.
5. Jangka Hayat Panjang - Rintang terhadap pengoksidaan dan kakisan, mengurangkan kehausan elektrod dari masa ke masa.
6. Penyelenggaraan Rendah - Permukaan kuarsa yang licin meminimumkan kekotoran dan memudahkan pembersihan.
Proses penjana ozon plat seramik:
1. Elektrod Seramik Berkualiti Tinggi - Alumina kelulut tinggi memastikan penjanaan ozon yang cekap melalui nyahcas korona.
2. Kejuruteraan Persis - Plat seramik yang dipotong dengan laser atau dibentuk melalui acuan membolehkan jurang nyahcas seragam untuk hasil ozon yang teroptima.
3. Kestabilan Terma - Seramik mampu menahan suhu tinggi, mengelakkan penyimpangan bentuk dan mengekalkan kecekapan.
4. Reka Bentuk Modular Boleh Ditindih - Konfigurasi boleh skala untuk output ozon yang boleh disesuaikan (contohnya, aplikasi perubatan, industri, atau rawatan air).
5. Penyejukan Bersepadu – Sesetengah reka bentuk menggunakan penyebaran haba seramik untuk meningkatkan jangka hayat dan prestasi.
Proses penjana ozon tiub kuarsa:
1. Reka Bentuk Tiub Berkemujaratan – Ketebalan dinding seragam memastikan taburan medan elektrik yang konsisten untuk sintesis ozon yang berkesan.
2. Nyahcas Korona Berfrekuensi Tinggi – Digandingkan dengan kekuatan dielektrik kuarsa, ia memaksimumkan hasil ozon per watt.
3. Binaan Lapisan Berganda – Sesetengah reka bentuk mempunyai tiub dalam/luar untuk penyejukan yang lebih baik (varian penyejukan udara/air).
4. Integrasi Tanpa Sela – Serasi dengan elektrod keluli tahan karat atau titanium untuk ketahanan hibrid.
EN
