Elektrodeiyonizasyon ya da kısaca EDI sistemi elektrikle çalışan, içerisinde anyon ve katyon seçici membranlarının ve özel bir reçinenin bulunduğu bir iyon ayrıştırma teknolojisidir. Endüstride CEDI gibi isimlerle de bilinmektedir. Temelde DC akım uygulanan iki plaka arasındaki manyetik alandan faydalanarak iyonların pozitif ve negatif yönlere doğru çekilmesi prensibi ile çalışır.

Elektrodeiyonizasyon (EDI/CEDI) Nedir?

Elektrodeiyonizasyon ya da diğer adı ile EDI sistemi sudaki az miktardaki iyonu ayrıştırmakta kullanılır. Bu yöntem ile çok ileri saflıkta su elde edilebilmektedir. Genel olarak ileri tıbbi uygulamalarda ve mikroelektronik sektöründe sıklıkla kullanılmaktadır. İleri saflıkta su üretmek amacıyla kullanılan en verimli ve etkili yöntemdir.

EDI Sistemi Nasıl Çalışır?

Elektrodeiyonizasyon sistemi çalışma prensibiEDI sistemleri suyun içinden geçtiği bir manyetik alanda iyonların manyetik kutuplanma etkisi ile farklı yönlere çekilmesi prensibi ile çalışır. Bu amaçla bir EDI modülü içerisinde anot ve katot olarak DC akım uygulanır. Bu akımın yarattığı manyetik alan sayesinde su içerisindeki pozitif iyonlar negatif kutba, negatif iyonlar pozitif kutba doğru çekilirler ve hareket yönünde bulunan yarıgeçirgen membranlar tarafından hapsedilirler. Böylece manyetik alandan çıkan su ileri derece saflaştırılmış ve iyonlarından ayrıştırılmış olur. Tipik bir elektrodeiyonizasyon süreci 20MOhm/cm’ye kadar saf su üretebilmektedir. Bu sistem sudaki az miktardaki iyonu ayrıştırmakta kullanılır. Bu sebeple EDI sisteminden önce başka arıtma teknikleri ile su, elektrodeiyonizasyon için uygun seviyeye kadar saflaştırılmalıdır.

Sistem Bileşenleri Nelerdir?

Bir elektrodeiyonizasyon sistemi pek çok farklı bileşenden oluşur. Bu bileşenler prosese göre değişse de temel bileşenler tüm sistemlerde bulunmaktadır. Bir EDI sisteminde bulunması gereken bileşenler aşağıda açıklanmıştır.

ionpure edi modülEDI Modülü

Sistemin ana bileşeni EDI modülleridir. Dikdörtgen yapıda veya spiral yapıda bulunabilmektedir. Ham su bu modüllerden geçerek saflaştırılır. Dikdörtgen yapılı modüllerde plaka sayısı kapasiteyi belirlerken spiral yapıdaki sistemlerde silindir hacmi kapasiteyi belirler.

DC Güç Kaynağı

EDI modülünün güç beslemesini kontrol eden ekipmandır. Modül içerisinde yeterli ve etkili manyetik alanı sağlayabilmek için içerisinde değişken akım ve voltaj ayarı yapılabilmesine olanak sağlayan elektronik devreleri barındırır. Yüksek voltaj altında güç kontrolü sağladığından özel seçilmiş elektronik devre elemanlarından oluşmaktadır.

EDI Kontrolörü

Modül için gerekli voltaj ve akım ayarını yapan kontrolcüdür. Güç kaynağına gerekli komutları iletir ve geribildirimleri toplar. Ayrıca PLC sistemleri ile haberleşerek otomasyona entegre olmasını sağlar.

Ölçüm Enstrümanları

EDI sisteminin çalışması sırasında takip edilmesi gereken parametreleri ölçen ekipmanlardır. Standart bir elektrodeiyonizasyon sisteminde giriş/çıkış basınçları, saf su direnci, besi suyu direnci, oksidasyon seviyesi gibi parametreler sürekli kontrol edilmektedir.

Avantajları Nelerdir?

Elektrodeiyonizasyon sisteminin en önemli avantajı sürekli yüksek kalitede su sağlayabilmesidir. Ayrıca genel verimi %95’in üzerindedir. İşletme sırasında rejenerasyon, ters yıkama gibi rutinleri olmadığından sürekli olarak devrede kalabilmektedir. Yıllık bakımı hızlı ve kolaydır. Tipik bir modülün ömrü yaklaşık 10 yıldır.

Elektrodeiyonizasyon metodu, anyon ve katyon iyon değiştiricilere kıyasla daha uzun süre hizmette kalır. Klasik anyon/katyon değiştiriciler belli periyotlarla kimyasal rejenerasyona ihtiyaç duyarlar. Ancak EDI ya da CEDI sistemleri için bu rejenerasyon periyodu aylar hatta yıllarla ölçülmektedir. Ayrıca herhangi bir kimyasal kullanmadığından özellikle ilaç endüstrisinde ve yarıiletken imalatlarında sıklıkla tercih edilmektedir.

Ters ozmoz sistemleri tipik olarak %95 oranında iyon giderimi yapmaktadır. EDI sistemleri ise %99 oranında iyon giderimi yapmaktadır. Böylece endüstriyel su arıtma ve ultra saf su uygulamalarında RO sisteminin ardından eklenen bir EDI sistemi ile birlikte sudaki iyonların %99.95 kadarı ayrıştırılmaktadır.

Dezavantajları Nelerdir?

EDI sistemlerinde kullanılan modüller oldukça hassas ayarlanmış parametrelere göre çalışmaktadır. Bu parametreler dışında çalıştığında hızlıca arızalanabilir ve bu tür durumlarda onarım masrafları yenileme masraflarına çok yakındır. Bu sebeple arızalanan modüllerin yenisiyle değiştirilmesi tercih edilir. Ek olarak elektrodeiyonizasyon modülüne verilecek suyun double pass ters ozmoz sisteminden üretilmiş su olması gerekmektedir.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

EDI sistemleri ileri saflıkta su ihtiyacının olduğu tüm alanlarda kullanılmaktadır. Özellikle tıbbi ürün imalatlarında, yarıiletken imalatlarında ve enerji santrallerinde kullanımı oldukça yaygındır.

İlaç Sektöründe Kullanım

İlaç sektöründe hem genel prosesler hem de doğrudan ilaç üretimi için gerekli olan su kalitesi 1uS ve altındadır. Bu sebeple ilaç sektöründe özellikle enjeksiyonluk su gereksinimlerinde ileri derecede saflaştırılmış su kullanılır. Bu suyu üretmek için genel olarak ters ozmoz sistemleri ve mixbed deiyonizasyon sistemleri kullanılsa da sürekli deiyonizasyon ve daha yüksek kapasitelere imkan sağlayabilmesi sebebiyle EDI sistemleri de kullanılmaktadır. Özellikle son dönemde EDI ile su saflaştırma artan bir hızda mixbed sistemlerin yerini almaktadır.

Yarıiletken ve Elektrik Sektöründe Kullanım

Özellikle yarıiletken imalatı ve PCB/elektronik devre kartı imalatı gibi proseslerde saf su en önemli ihtiyaçlardan biridir. Elektronik sektörünün ihtiyaç duyduğu saf su bugünün teknolojisinin erişebildiği en son noktayı gerektirmektedir. Bu sebeple yarıiletken ve elektronik sektöründe ters ozmoz sistemleri ve EDI elektrodeiyonizasyon hatta bazen proses güvenliği amacıyla mixbed sistemleri birarada kullanılmaktadır. Böylece ihtiyaç duyulan 16-18mOhm dirence sahip su üretilebilir.

Cihaz Seçim Kriterleri

EDI cihazların seçiminde öncelikli kriter kapasite ihtiyacıdır. Tüm sistem bu parametre üzerine kurulur ve şekillenir. Farklı üreticilerin farklı modül tipleri ve kapasiteleri olmakla beraber genel olarak hemen hepsi benzer ürün suyu kalitelerine sahiptir. Burada öncelikli konu seçilen markanın teknik destek kapasitesi ve hizmet kalitesidir.

Genel Kullanım

Elektrodeiyonizasyon EDI modülleri 2 giriş ve 2 çıkışa bazı modellerde 3 çıkışa sahip cihazlardır. Kullanım sırasında herhangi bir ek ayar veya sürekli kalibrasyon gerekmez. Ancak cihazın işletilmesi süresince takip edilip çalışma parametrelerindeki değişimlerin gözlenmesi gerekmektedir. Periyodik bakımları az ve kısa sürelidir. Bakımlar sırasında herhangi bir parça değişimi yapılmadığından. sadece temizlik ve dezenfeksiyon işlemleri uygulanır.

İşletme Koşulları

EDI sistemlerinin işletmesinde cihaz güvenliğine yönelik tedbirler önceliklidir. Elektrodeiyonizasyon sistemi besleme suyu iletkenliği genel kabul olarak 5uS/cm ve altında olmalıdır. Ayrıca suda eser miktarda da olsa klor bulunmamalıdır. pH değeri 5’ten büyük 8’den küçük, tercihen 7’ye yakın olmalıdır. Bunun dışında hem cihaz üzerinde hem de su hatlarında topraklama yapılması önemlidir.

Bakım İşlemleri

Bakım süreçleri genel temizlik, kimyasal dezenfeksiyon süreçlerinden ibarettir. Bunun dışında bakım gerektirmezler. Kullanım sıklığına göre periyodik olarak kimyasal yıkama işlemi yapılarak modüller içerisinde birikmiş kirlilik ve mikrobiyolojik üremeler ortadan kaldırılmalıdır.

Sarf Malzemeleri

Elektrodeiyonizasyon sistemleri işletme esnasında herhangi bir sarf malzemeye ihtiyaç duymazlar.

İşletme Maliyetleri

EDI sistemleri işletme maliyetleri açısından oldukça verimli cihazlardır.

Su Tüketimi

Genel olarak EDI modülleri %90’ın üzerinde verimliliğe sahiptir. Bu sebeple atık su miktarı %10’un altındadır. Ayrıca bu su bir önceki prosese gönderilebilir veya başka proseslerde kullanılabilir niteliktedir.

Elektrik Enerjisi Tüketimi

Bir elektrodeiyonizasyon EDI modülü yaklaşık olarak saatte 180-200 watt kadar enerji harcar.

Sarf Malzeme Tüketimi

Bu sistemlerde sarf malzeme tüketilmemektedir.