واژه آنتی اسکالانت به عنوان یک ماده کاربردی در سیستم های صنعتی به منظور پیشگیری از تشکیل رسوب یا به تعبیر فنی – ضد رسوب – در تجهیزات صنعتی مانند سیستم های RO (اسمز معکوس) به گوش بسیاری از عوامل صنعت آشنا است. رسوب گذاری یا scaling به معنی ترسیب ذرات رسوب غیر آلی یا معدنی بر سطح غشا است، که منجر به بسته شدن منافذ غشا می شود. فرآیند ترسیب عبارت از نشست نمک های کم محلول روی سطح غشاء و فولینگ عبارت از تجمع مواد معلق جامد و میکروارگانیسمها روی سطح غشاء. فولینگ در سیستم های RO یک پدیده طبیعی تلقی می شود که با عملیات پیش تصفیه و فیلتراسیون مناسب و شستشوی شیمیایی در مواقع نیاز قابل کنترل است.
لایه گذاری شیمیایی (Scaling) ناشی از ترکیبات معدنی محلول در آب همچون کربنات کلسیم (CaCO3)، سولفات کلسیم (CaSO4)، سیلیکا (SiO2) یا دی اکسید سیلیکون، سولفات باریم (BaSO4) و … می تواند موجب محدودیت راندمان کاری سیستم های فیلتراسیون غشایی دارای قیلتر ممبران، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با آن، کاهش کیفیت آب بدست آمده، شست و شوها و از کارافتادگی های مکرر می شود. لازم به ذکر است عمر مفید فیلتر ممبرین بر اثر پدیده هایی چون لایه گذاری شیمیایی (Scaling) کاهش می یابد.
نحوه عملکرد آنتی اسکالانت یا رسوب زدا
مواد بازدارنده رسوب یا آنتی اسیکالانت با جلوگيری از رشد كريستال نمك های معدنی، سرعت فرآيند ته نشينی آنها را كاهش مي دهند. اين مواد در سطح كريستال نمك تشكيل شده در سطح غشای پلی آمیدی جذب و با جلوگيری از جذب بيشتر نمك فوق اشباع در سطوح كريستال، سرعت گسترش كريستال نمك را كاهش می دهند و به این ترتیب هسته های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی رسند. اكثر مواد بازدارنده، خاصیت دیسپرسانتی نیز دارند. خاصیت معلق سازی یا دیسپرسانتی با محاصره ذرات معلق نمك، آهن يا مواد جامد آلی صورت گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیون های موجود در محلول می شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگتر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می نماید. عمدتا آنتی اسکالانتها از طریق دو مکانیسم منجر به حذف موثر رسوب از ممبرین اسمز معکوس میشوند:
- بازدارندگی آستانهای (threshold inhibition) : توانایی ضد رسوب ها به منظور حفظ محلول های فوق اشباع نمک های معدنی محلول در آب
- تغییرات کریستالی (crystalline variation) : آنتی اسکالانت ها منجر به تغییر ساختار کریستالی رسوب شده و با تغییر ساختار کریستالی به فرم رسوب غیر چسبنده، منجر به کاهش ترسیب رسوب در سطح غشای اسمز معکوس می شود. هنگامی که رسوبات کریستالی با هسته زایی رشد می کنند، آنتی اسکالانت ها با بار سطحی منفی، یون های مثبت کریستالی را جذب می کنند و با بر هم زدن تعادل بار مورد نیاز جهت رشد کریستال ها، مانع از رسوب گذاری کریستال های مثبت در سطح غشا می شوند.
- دیسپرس کنندگی یا متفرق سازی (dispersant): آنتی اسکالانت ها عمدتا دارای ساختار آنیونی هستند و با جایگیری مناسب میان ذرات کلوییدی و کریستالی کاتیونی منجر به دیسپرس شدن ذرات در در feed water می شوند.
بازدارنده های رسوب فقط در كاهش فرآيند تشكيل رسوب يا كاهش فرآيند و تراكم ذرات رسوب مؤثرند و فرآیند ترسیب را بطور کامل متوقف نمی سازند. البته در یک سيستم RO کافی است تا مواد آنتی اسکالانت از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم به خوبی عمل کند.
اینهیبیتور چیست؟
بازدارنده خوردگی یک ماده شیمیایی یا ترکیبی از مواد است که وقتی در غلظت های بسیار پایین به محیط خورنده اضافه شود، بدون تغییر دادن محیط به طور مؤثر سرعت خوردگی فلز را کاهش داده یا از وقوع آن پیشگیری می کند. محصولات ضد خوردگی می توانند به صورت جامد، مایع یا گاز باشند و در محیط های جامد مثل بتن و پوشش های آلی، محیط های مایع مثل آب و حلال های آلی یا محیط های در حالت گاز مثل اتمسفر یا بخار آب مورد استفاده قرار گیرند. بازدارنده های خوردگی بر اساس حلالیت یا پراکندگی در سیالی که باید عمل بازدارندگی در آن انجام شود، انتخاب می شوند.
بنزالکونیوم کلراید چیست؟
بنزالکونیم کلراید که با نام‌های آلکیل دی متیل بنزیل آمونیوم کلراید،آلکیل دی متیل (فنیل متیل) آمونیوم کلراید چهارظرفیتی (quaternary) آمونیوم آلکیل دی متیل (فنیل متیل) کلراید، ، BAC و BKC نیز شناخته می‌شود، گونه ای از ترکیبات آمونیومی 4 ظرفیتی (QACs) است. بنزالکونیم کلراید معمولاً در ترکیب با زنجیره های آلکیلی با طول زنجیر متغیر از C8 تا C18 مورد استفاده قرار می گیرد. ترکیب بنزالکونیم کلراید با زنجیره های آلکیلی با طول C14-C12 خاصیت زیست کشی این ماده را افزایش می دهد.
بنزالکونیم کلراید در تولید آفت کش های کشاورزی، حشره کش ها، نرم کننده مو، لوسیون های بدن، صابون ها و … بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.