סקירת יישומים של סופחי לחות

מבוא

סופחי לחות נמצאים בשימוש במגוון רחב של מוצרים בתעשיות שונות. מטרת סופחי הלחות היא לשמור על אחוזי לחות יחסית נמוכים, ובכך להימנע מפגיעה כלשהי במוצר. לכן, כמעט כל המוצרים שקיימים כיום בשוק שיש להם רגישות ישירה ללחות או רגישות לתוצרי לוואי של לחות (כגון עובש או קורוזיה) מכילים שקיות של חומר ייבוש כדי לספוח את הלחות. בנוסף, בתעשייה קיימים תהליכים רבים אשר רגישים ללחות גבוהה ודורשים רמת לחות מבוקרת. לבקרת לחות בחלל סוגר לרוב משתמשים במייבשים תעשייתיים, אשר חלקם מבוססים על שימוש בחומר ייבוש במעגל סגור.

סילוק לחות מהאוויר לרוב הנו רווחי ותועלתי. התהליך לרוב מעלה את איכות המוצרים, ומפחית עלויות הכרוכות בטיפול בפגעי לחות. שימוש בסופח לחות מהווה "רפואה מונעת" – ע"י ייבוש החלל, בעלות נמוכה, נחסך פעילויות תיקון עתידיים שעלותם רבה.

בתמונה: ציורים ממערת לאקסו שבצרפת, שציורו (עפ"י ההערכה) לפני 17,000 שנה. הציורים התגלו בשנת 1940 והמערה נפתחה לציבור בשנת 1948. ריבוי המבקרים גרם להופעת נזקי לחות בדמות פטריות על פני הציורים תוך מספר שנים בודדות, והמערה נסגרה למבקרים.

תמונה מאת Prof. Saxx

יישומים שונים של סופחי לחות

הגנה מפני קורוזיה

בחומרים מתכתיים (בעיקר) מתפתחת קורוזיה עקב התחמצנות פני השטח – תהליך המתרחש כאשר מתכת חשופה לחמצן שבאוויר. התהליך כמעט ואינו מתרחש ברמות לחות נמוכות – ישנו כלל אצבע על פיו יש לשמור רמת לחות יחסית של מתחת ל 40% כדי למנוע היווצרות קורוזיה. התהליך היווצרות הקורוזיה מואץ בצורה משמעותית באחוזי לחות גבוהים. קורוזיה נפוצה מאד במתכות ברזליות, בהן צבע הקורוזיה הוא כתום.

בעבר הרחוק, נדרשו כמויות אדירות של מייבשים שסבבו מכונות וציוד כבד שעשוי היה מברזל כדי למנוע את החלדתם. כיום, אנחנו תלויים יותר ויותר במערכות אלקטרוניות קטנות כגון מכשירים סלולרים ומחשבים – מה שהוליד את הצורך להגן על מעגלים חשמליים. למרות שמעגלים אלו אינם מועדים לקורוזיה 'גסה', המכשירים כן חשופים ורגישים מאד לקורוזיה ברמה מיקרוסקופית.

בתמונה: קורוזיה בכלי עבודה מתכתיים. הכלים ישבו במחסן ביתי שאינו מבוקר לחות לתקופה של מספר עונות.

מוצרי אלקטרוניקה

מעגליים חשמליים המורכבים ממספר רב של מוליכים דקיקים שקרובים זה שדרכם זורם זרם חשמלי נמוך. שילוב של לחות וטמפ' גבוהה יוצרים אווירה קורוזיבית אשר עלולה לאורך זמן לגרום להיווצרות שכבות דקות של קורוזיה. הקורוזיה עלולה להעלות את ההתנגדות החשמלית או לשנות את קיבוליות של רכיב מסוים, מה שעלול לפגום בפונקציונליות של הכרטיס. בנוסף לכך, כאשר הכרטיסים חשופים לטמפ' מאד נמוכה (לדוגמא בשינוע אווירי), עלול להתרחש עיבוי על הכרטיס.

סביר שבעבר שנתקלים בעבר במכשירים שנפגעו מפגעי לחות: שעון שהתצוגה שלו משובשת, צעצוע שמשמיע צלילים צורמים או לחצנים שמזייפים. עלות חומר ייבוש בדרך כלל זניחה ביחס לעלות של מוצרי אלקטרוניקה ולכן כרטיסי אלקטורניקה מסופקים עם שקית ייבוש קטנה ולעיתים עם אינדיקטורים שמצביעים על אחוזי הלחות במוצר.

אחסנה של מוצרים צבאיים

מוצרים צבאיים הם ייחודים בדרישות אורך החיים שלהם. לעיתים נדרשים לשבת במחסנים למשך עשרות שנים, וביום הקריאה להיות תקניים ללא נזקים פונקציונאליים עקב קורוזיה. בנוסף לכך, על צבאות להחזיק באחסון כמויות גדולות של רזרבות שכן זמן הייצור (lead time) של מוצרים צבאיים הוא לרוב ארוך. מגוון המוצרים הוא רחב מאד – החל מתחמושת, רובים, אמצעי תצפית ועד לרכבים, אניות ומטוסים. אחסון המוצרים בתנאים מבוקרי לחות וטמפ' הנו קריטי לשמירה על שלמות המוצרים לאורך זמן.

ייצור של סוללות ליתיום

ליתיום הנו יסוד מתכתי שיוצר ריאקציה כימית עם הלחות שנמצאת באוויר. הלחות משמשת בזרז בתהליך, ולכן הסוללות מיוצרות בתנאי לחות מבוקרים של פחות מ1% לחות יחסית. הלחות הנמוכה מושגת באמצעות חומרי ייבוש אשר מייבשים את אולמות ייצור. ככל שהלחות נמוכה יותר בתהליך, כך הסוללה תהיה איכותית יותר ועם חיי מדף ארוכים יותר.

מניעת עובש ופטריות

עובש קיים בכמות זעירה כמעט בכל החומרים בטבע, ויכול לשרוד למשך עשורים בלי לחות. כאשר בא במגע עם מזון ורמת לחות גבוהה, העובש גדל בקצב מואץ וגורם לנזקים בחומר בו נמצא. 

ביגוד והנעלה

מי לא מכיר את השקית הקטנה שתמיד נמצאת בתוך קופסת נעליים חדשה? טקסטיל ועור סופחים לחות ומהווים כר גידול נהדר לעובש. השאיפה היא לשמור על רמת לחות יחסית הקטנה ב60% באמצעות חומר ייבוש ובכך למנוע את התופעה.

הגנה בשינוע

סחורה גולמית כגון קמח, קקאו ודגנים חשופה מאד לפגעי לחות במהלך שינוע, שעלול להימשך שבועות ואף חודשים אם מדובר על שינוע ימי. תנאי סביבה של ים הם הקשים ביותר שכן האוויר מכיל אחוזי לחות יחסית גבוהים, מה שמעודד את גידול העובש על פני התבואה. לשם מניעת התופעה, קונטיינרים לעיתים מכילים סופחי לחות.

ארכיונים

מסמכים היסטוריים וחפצי אמנות לעיתים עשויים מחומרים אורגניים שמועדים לפגעי עובש ופטריות. בארכיונים מסודרים ישנם מייבשים ששומרים על לחות יחסית מבוקרת שמונעת את הופעת העובש (בנוסף למערכת בקרת אקלים ששומרת על טמפ' מבוקרת).

מניעת ספיחה בחומרים היגרוסקופיים

כמעט כל חומר בטבע הוא היגרוסקופי (יכול לספוח לחות), אם כי לרוב מדובר על תופעה שאינה מזיקה. דוגמא טובה לכך היא מלח שולחן שמתגבש וסותם את חורי המלחייה (אורז משמש בחומר ייבוש במקרה הזה). יחד עם זאת, ישנם מוצרים בהם לתופעה, במידה ותתרחש, תפחית מאיכות של המוצר ואולי אף תוציא אותו מכלל שימוש.

אחסון תרופות

תרופות לרוב עשויות מחומרים אורגניים שיכולים לספוח לחות אשר עלולה לפגוע במבנה שלהם, לגרום להתפוררות וקיצור האורך חיי המוצר. לכן יצרנים נוטים להכניס בקפסולה קטנה של סיליקה ג'ל לתוך המיכל של התרופה.

 

בתמונה: תרופות מכילות חומרי ייבוש (בצורות שונות) ע"מ לשמור על רמת לחות נמוכה ובכך לשמר את המוצר לאורך שנות אחסנה.

ייצור של חומרים מרוכבים

חומר מרוכב הוא חומר העשוי משני חומרים בעלי תכונות שונות, שיחד יוצרים חומר קשיח ביחס למשקלו. לרוב החומר הראשון והקשיח הוא סיבי זכוכית או פחמן, והחומר השני שמשמש כמטריצה שמכילה את הסיבים הנו דבק אפוקסי. האפוקסי הנו היגרוסקופי לפני התמצקותו, ומולקולות מים אשר נספחות לחומר פוגמות בטוהר החומר וגורמים להיווצרות מבנה חלש יותר לאחר ההתמצות. לכן תהליך ייצור של מוצרים מרוכבים מבוצע בתנאי לחות מבוקרים. למאמר מעניין בנושא לחצו כאן.

מניעת עיבוי

כאשר סביב משטח קר יש אוויר לח, האוויר יתעבה על פני השטח הקר. כולנו חווים את תופעת העיבוי בחיי היום יום. דוגמא לכך היא כאשר מוציאים בקבוק קר מהמקרר, מיד מים מתעבים על גבי המשטחים החיצוניים של הבקבוק. התופעה הזאת היא לרוב לא מזיקה ומלווה אותנו ביום יום, אך ישנם אפליקציות בהן היא מזיקה ואפילו הרסנית. לדוגמא, תארו לכם שכל המוצרים במקרר שבסופרמרקט היו רטובים מבחוץ בכל רגע נתון – הייתה לכך השפעה שלילית על נראות המוצר והיקף המכירות כתוצאה מכך.

בתמונה: עיבוי על עדשה, בחלקה הפנימי.

משטחי החלקה על קרח

בתנאי חדר טמפרטורת הקרח היא נמוכה מנקודת הטל, לכן לחות מתעבה על משטח ההחלקה שאמור להיות יבש. המשמעות היא שמערכות הקירור צריכות לעבוד בהספק גבוה יותר כדי להקפיא את הלחות שמתעבה על המשטח בכל רגע נתון. מייבשים תעשייתיים מבוססי סופחי לחות משמשים להפחתת רמת הלחות בחלל ובכך למזער את כמות הלחות שמעבה על פני משטח הקרח.

משקפות וכוונות אופטיות

תדמיינו מטוס קרב שטס בגובה רב היכן שהטמפ' נמוכות מאד, ומביט באמצעים אופטיים על מטרה. עיבוי עלול להתרחש על פני המשטחים הפנימיים של העדשות החיצוניות (שחשופות לטמפ' של האוויר החיצוני), דבר שעלול לגרום לטשטוש התמונה. התופעה דומה לטשטוש שיש בשמשות של רכב בבוקר חורף קר. כדי למנוע את התופעה, מערכות אופטיות הן לעיתים אטומות ומיובשות באמצעות סופחי לחות.

ייצור חלקים בהזרקת פלסטיק

כחלק מתהליך ייצור חלקי פלסטיק, פלסטיק מותך מוזרם לתוך תבנית. התבנית מקוררת באמצעות נוזל קירור כדי לאפשר לחלק להתמצק במהירות. אם התבנית מקוררת יתר על המידה, עלול להתרחש עיבוי של לחות מהסביבה על משטחי התבנית – מה שיפגום באיכות חלקי הפלסטיק. למניעת התופעה משתמשים במייבש תעשייתי היוצר סביבה של אוויר יבש בסמיכות לתבנית. כך ניתן לקרר את התבנית לטמפ' נמוכות יותר ולהגביר את קצב הייצור (שהרי זמן הקירור מתקצר).

סיכום

במאמר סקרתי אפליקציות שונות של סופחי לחות במגוון תעשיות. למעשה, מדובר על תמצית קטנה מתוך עולם שלם של אפליקציות. עם חלוף השנים, הבנת הפוטנציאל שגלום בחומרים הללו הולך ומתעצם, ולהערכתי מדובר על תעשייה שעדיין בתחילתה. אני צופה שסופחי לחות ייקחו חלק הולך וגובר בחיינו, בייחוד במדינה הקטנה והחמימה שלנו בה הלחות תופסת תפקיד משמעותי ביכולת שלנו לתפקד בחודשי הקיץ, והנזק שנגרם לנו בתוצאה מלחות גבוהה בחורף.

זיסורבנט

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.