الأكسجين و PSA
أي تقنية أكسجين تختار: PSA أم VSA أم VPSA؟
إجابة مختصرة
تفصل محطات PSA و VSA و VPSA كلها الأكسجين عن الهواء بالزيوليت وتنتج أكسجينًا بنقاء نحو 93%؛ ويكمن الفرق في طريقة مرور الهواء عبر أسرّة المنخل الجزيئي: ضاغط هواء بضغط عدة bar (PSA)، أو ضاغط فصّي منخفض الضغط يطرد النيتروجين أيضًا (VSA)، أو ضاغط فصّي مع مضخة تفريغ (VPSA).
تذكر مذكرة إحاطة صادرة عن الصندوق العالمي (مارس 2025) أن تقنيات PSA و VPSA و VSA تنتج كلها أكسجينًا بنقاء 93% تقريبًا بفصله عن النيتروجين في الهواء الجوي، وأن العملية متطابقة في الثلاث: إذ تختلف الأنظمة في مستويات الضغط والمعدات. ويعرّف دستور الأدوية الدولي (2025) «الأكسجين 93%» بأنه أكسجين منتج من الهواء المحيط بتقنية PSA أو VSA.
كيف تُقارن
| PSA | VPSA | VSA | |
|---|---|---|---|
| معالجة الهواء (الصندوق العالمي، 2025) | ضاغط هواء عند 4.5 إلى 7 bar، مع مجفف هواء | ضاغط فصّي عند نحو 0.5 bar (ضغط مقياسي)، مع مضخة تفريغ | ضاغط فصّي واحد عند نحو 0.7 bar (ضغط مقياسي)، يُستخدم أيضًا لطرد النيتروجين |
| خزانات أسرّة المنخل | اثنان (الصندوق العالمي، 2025) | اثنان (الصندوق العالمي، 2025) | أوعية امتزاز وصمامات أقل من PSA (PATH و CHAI، 2021) |
| الأكسجين إلى الشبكة | يخرج من المولد عند 3.5 إلى 5 bar، وهو ما يكفي للمآخذ الجدارية؛ دون معزز للضغط | يلزم معزز ضغط خالٍ من الزيت؛ ويرفعه ضاغط حلزوني إلى 5 bar | يلزم معزز ضغط خالٍ من الزيت؛ ويرفعه ضاغط حلزوني إلى ما بين 3 و 7 bar |
| الطاقة (الصندوق العالمي) | قد تكون تيارات بدء الضاغط عالية في المحطات الكبيرة | متوسط طاقة أقل من PSA | متوسط طاقة أقل من PSA، وإن كانت الوفورات قد لا تظهر في المحطات الأصغر؛ والقدرة القصوى مماثلة لـ PSA |
| التكلفة الرأسمالية | أقل من VSA (PATH و CHAI، 2021؛ منظمة الصحة العالمية، 2023) | منظمة الصحة العالمية: استثمار كبير التكلفة بسبب تعقيدها | منظمة الصحة العالمية: أعلى من PSA بنحو 15%، وهو فارق يتلاشى فوق 100 Nm³/h؛ PATH و CHAI: علاوة من 10% إلى 20% |
| نقاط الحذر (الصندوق العالمي) | مرشحات أكثر للاستبدال بسبب الزيت في الضاغط اللولبي الدوار | تقارير عن انخفاض النقاء؛ والضواغط الإضافية تزيد نقاط العطل | أدوات صيانة عالية التخصص وباهظة الثمن جدًا |
ما تضيفه منظمة الصحة العالمية و PATH
تُدرج وثيقة «أسس أنظمة الأكسجين الطبي» الصادرة عن منظمة الصحة العالمية (فبراير 2023) مزايا VSA: نافخ خالٍ من الزيت يقلل احتياجات الترشيح ويزيل خطر انتقال الزيت، وكفاءة أعلى في المناخات الرطبة لعدم الحاجة إلى مجفف هواء، وتشغيل أقل تأثرًا بالارتفاع عن سطح البحر، وأسرّة منخل بعمر متوقع أطول. ولأن ضغط خرج VSA أقل من متطلبات الشبكات الشائعة، يُضاف عمومًا معزز ضغط خالٍ من الزيت. وتصف منظمة الصحة العالمية VPSA بأنها مفضلة عمومًا للإنتاج واسع النطاق، وتشير إلى أن توفر VSA للاستخدام الطبي محدود بسبب قلة عدد الشركات المصنّعة، في حين أن PSA أكثر توفرًا.
ووصفت PATH و CHAI (يوليو 2021) تقنية VSA بأنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، بتكاليف تشغيل أقل، وذكرتا تدفقات اسمية من 0.5 إلى 150 Nm³/h لمحطات PSA التقليدية ومن 52 إلى 3,155 Nm³/h لمحطات VSA. وأيًّا كانت التقنية، نصحتا بأن تتضمن المناقصة متطلبات فنية ومتطلبات أداء متينة تستند إلى الاستخدام المقصود والموقع.
كيف تختار
توصية الصندوق العالمي هي شراء التقنية الشائعة والعاملة أصلًا في المنطقة: فوجود محطات عاملة يعني وجود فنيين محليين وسلسلة إمداد راسخة لقطع الغيار. ويحذّر من أنه حيث لا تكون محطات VPSA أو VSA شائعة، قد لا تكون قطع الغيار ودعم الصيانة على النحو الأمثل، ويشير إلى أن بعض الشركات المصنّعة ترى VPSA أنسب للتطبيقات الصناعية الأكبر.
موقع محطات Ultra Controlo
تستخدم محطات المستشفيات ULTRAOX SC و ST تقنية PSA: إذ تغذي الضواغط مولدات ULTRACON ذات العمودين، فتزوّد الأكسجين بنقاء 94% (±1%) بضغط 6 bar، مع طرازات من 0.32 إلى 164 m³/h لكل وحدة في جدول ULTRAOX ST. أما ULTRAOX VSA فخط صناعي منفصل: يزوّد أكسجينًا بنقاء من 75% إلى 95% بضغط 50 kPa، ويمكن بلوغ ضغوط أعلى بمعزز ضغط إضافي للأكسجين يُورَّد عند الطلب، ويمتد جدوله من 18 إلى 240 m³/h عند 93%. انظر محطات VSA الصناعية.
أسئلة أخرى
هل يمكن استخدام أكسجين VSA في المستشفيات؟
يُدرج دستور الأدوية الدولي VSA ضمن عمليات إنتاج «الأكسجين 93%»، لكن منظمة الصحة العالمية (2023) تشير إلى أن قلة من الشركات المصنّعة تسوّق VSA للاستخدام الطبي؛ وخط VSA من Ultra Controlo صناعي.
هل يرجّح الارتفاع عن سطح البحر كفة VSA؟
تقول منظمة الصحة العالمية (2023) إن تشغيل VSA أقل تأثرًا بالارتفاع، وقالت PATH و CHAI (2021) إن VSA يمكن أن تعمل على ارتفاعات أعلى دون انخفاض في الأداء.
لماذا تحتاج محطات VSA و VPSA إلى معزز للضغط؟
يخرج الأكسجين منها من المولد بضغط منخفض، أقل مما تحتاجه المآخذ الجدارية، لذا تُدرج مذكرة الصندوق العالمي ضاغطًا إضافيًا خاليًا من الزيت لتعزيز ضغط الأكسجين من أجل التوزيع.
المصادر
- الصندوق العالمي / Build Health International، Briefing Note: PSA, VPSA and VSA (4 مارس 2025)
- منظمة الصحة العالمية، Foundations of medical oxygen systems (17 فبراير 2023)، القسمان 2.1 و 2.2
- PATH و CHAI، Oxygen Generation and Storage: Pressure/Vacuum Swing Adsorption Plant (يوليو 2021)
- The International Pharmacopoeia، الطبعة الثالثة عشرة (2025)، Medicinal oxygen
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX SC، ص. 2 و ص. 5
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX ST، ص. 2 و ص. 5
- النشرة الفنية لـ ULTRACON، ص. 2
- النشرة الفنية لـ ULTRAOX VSA، ص. 2 و ص. 3
أرقام Ultra Controlo مأخوذة من نشراتها الفنية. وقد قُرئت معلومات الجهات الأخرى من مصدرها في التاريخ المذكور.