Повне розкриття народження медичного кисню

Відкриття всього процесу народження медичного кисню

Народження медичного кисню являє собою поєднання точних технологій та безпеки життя. Перетворення повітря на «газ-рятувальник» вимагає проходження трьох основних процесів (криогенного розділення, мембранного розділення та адсорбції зі зміною тиску), після чого здійснюється сувора стерилізація та фільтрація. Ексклюзивний аналіз видання Today's Headline — потужна технологія, що стоїть за кожним вдихом медичного кисню!

I. Три основні технології: перетворення повітря на високочистий кисень

1. Криогенний метод: «Пісня льоду і вогню» при -196°C

• ПРИНЦИП : Використовує різницю температур кипіння кисню (-183°C) і азоту (-196°C). Повітря стискається, перетворюється на рідину, а потім поступово нагрівається для розділення рідкого кисню.
• Чистота : ≥99,5%, відповідає найвищим стандартам медичного кисню (відповідно до вимог Китайська фармакопея ).
• Ключове обладнання : Башта розділення повітря, рідинний кисневий насос і ємність для зберігання при низькій температурі (ізоляція при -183°C).
• Застосування : Основне джерело для центральних систем постачання кисню в великих лікарнях та для розфасованого медичного кисню. Кріогенне розділення забезпечує понад 90% світового постачання медичного кисню, але вимагає значних капітальних вкладень та споживання енергії, тому підходить лише для масового виробництва.

2. Адсорбція зі зміною тиску (PSA): «Розумний відбір» молекулярного сита

• ПРИНЦИП : Стиснене повітря проходить через молекулярні сита зеоліту, де поглинається азот, а кисень збагачується і виводиться (цикли адсорбції-десорбції відбуваються послідовно).
• Чистота : 90%–96% (збагачене киснем повітря), підходить для побутових концентраторів кисню та централізованого постачання кисню в лікарнях.
• Технологічні оновлення :
  • VPSA (адсорбція при змінному тиску з вакуумом): адсорбція при низькому тиску + десорбція у вакуумі, скорочує споживання енергії на 30%.
  • Двовежневе чергування: одна вежа адсорбує й виробляє кисень, тим часом як інша десорбує й виділяє азот, що забезпечує безперебійну подачу кисню.
  • Примітка: концентрація кисню в побутових концентраторах кисню зменшується зі збільшенням витрати (наприклад, лише 70% при витраті 5 л/хв).

3. Метод мембранного розділення: нанометрове "точне проникнення"

• ПРИНЦИП : Повітря проходить через полімерну мембрану, що збагачує кисень, де молекули кисню (діаметр 0,346 нм) проникають швидше, ніж азот (0,364 нм), що забезпечує розділення.
• Чистота : 30%–50% (одноступенева), для досягнення 90% необхідне вторинне очищення.
• Перемога : Гібридна технологія ПВА + мембранне розділення — спочатку використовується ПВА для отримання повітря, збагаченого киснем (90%), а потім застосовується мембранне розділення для видалення аргону, що підвищує концентрацію до 99,5%. Переваги мембранного розділення: відсутність рухомих частин, безшумна робота, придатність для екстреного виробництва кисню в транспортних засобах.

Порівняння трьох процесів

II. Як працює генератор кисню? Розбір чотирикрокового основного процесу

Розглянемо приклад генератора кисню Yite Medical на основі медичного молекулярного сита та дізнаємося, як відбувається битва молекул на мікроскопічному рівні: «повітря перетворюється на кисень»:

1. Стиснення та підвищення тиску — створення «польоту високого тиску»

• Компресор без мастила створює тиск 0,2–0,3 МПа (що відповідає глибині занурення 20–30 метрів під водою), примушуючи молекули газу щільно стикатися, створюючи умови для адсорбції молекулярним ситом.
• Тихий дизайн: двигун постійного струму забезпечує рівень шуму ≤45 децибел (тихий, як у лікарні), щоб не турбувати пацієнтів.

2. Очищення повітря — видалення «забруднювачів»

• Первинне очищення: повітря проходить багатоступеневу фільтрацію (основний фільтр затримує пилок і пил; високої ефективності фільтр блокує бактерії більше 0,3 мкм і PM2.5).
• Глибоке очищення: холодильний сушар видаляє вологу, активоване вугілля адсорбує оливи, забезпечуючи «чисте і без забруднень» повітря.

3. Адсорбція молекулярним ситом — «розділення» азоту і кисню

• Етап адсорбції: стиснене повітря надходить у адсорбційну вежу, заповнену цеолітовими молекулярними ситами. Азот (діаметр молекули 3,64 Å) сильно адсорбується мікропорами молекулярного сита (3–5 Å), тоді як кисень (3,46 Å) вільно проходить крізь них, досягаючи збагачення.
• Двохвежева стратегія: дві вежі працюють почергово —
  • Вежа А здійснює адсорбцію і безперервно виробляє кисень протягом 30–60 секунд.
  • Вежа B здійснює десорбцію, швидко знижуючи тиск для вивільнення азоту і ретельно очищаючи систему зворотним продуванням киснем.

4. Очищення та вивід кисню — кінцеве "стерильне очищення"

• Фільтрація для стерилізації: збагачений кисень проходить через мембрану стерилізувального фільтра 0,22 мкм (затримує 99,99% бактерій), що відповідає медичним стандартам стерильності.
• Зволоження та регулювання температури: кисень проходить через балончик-зволожувач (з дистильованою водою) для зволоження, щоб уникнути пошкодження слизової оболонки дихальних шляхів.

Медичний "батальний стандарт": Суворіший, ніж у звичайних концентраторів кисню

Чому концентрація кисню повинна бути вище 90%?

Концентрації кисню нижче 90% не можуть задовольняти потреби в підвищенні рівня кисню в крові пацієнтів з хронічною обструктивною хворобою легенів (ХОБЛ) або серцевою недостатністю, а концентрації > 96% можуть створювати ризик вибуху.

• Різниці смертельного ризику : Якщо вміст кислороду і бактерій перед фільтрацією перевищує 10 CFU/100 мл або мембрана фільтра пошкоджена, це може викликати легеневі інфекції у пацієнтів.
• Медичні протипоказання : Ці ситуації забороняють "участь"
• Заборонені користувачі : Пацієнти з токсичністю кисню або алергією на кисень (рідко, але смертельна).
• Застереження щодо навколишнього середовища : Строго забороняйте використання біля відкритого полум'я (кислород гасить), і тримайте рівень води в водоймуючій пляшці на рівні 1/2 (для запобігання збоям відтоку).

Висновок: Технологічні бар'єри генерації медичного кисню  

Медичні кисневі генератори на основі молекулярного сита перетворюють звичайне повітря на життєво важливе «кисневе постачання» за допомогою трьохшарової технології: прецизійної адсорбції молекулярним ситом, тактики циркуляції з подвійною вежею та стерильної очистки.^[31]^ Їхня основна цінність полягає в:

• Чистота, що рятує життя : Концентрація кисню 90%–96% точно відповідає патологічним потребам.
• Резервна безпека : Постійний моніторинг + подвійна фільтрація виключають ризики інфекції.
• Тривала бойова ефективність : Тривалість роботи молекулярного сита 20 000 годин забезпечує тривалу кисневу терапію.