ViewPoint'ten teknolojik bir atılım olan ToxMate, kentsel ve endüstriyel atık su arıtma tesisleri ile içme suyu arıtma tesislerinden çıkan arıtılmış sulardaki mikro kirleticilerin anlık tespitinde bir dönüm noktasıdır. Ölçüm sisteminin öne çıkan özelliklerinden biri ise, SMC ile yakın iş birliği sonucu geliştirilen son derece hassas sıcaklık kontrolüdür.
Peki, mevcut standart süreç nedir? Su arıtma tesisi yöneticileri düzenli olarak su örnekleri alır ve bu örnekler daha sonra fizikokimyasal analiz için laboratuvarlara gönderilir. Bu sistemin çeşitli dezavantajları vardır. Öncelikle, bu hedefli analizler yalnızca sınırlı sayıda mikro kirleticiyi tespit edebilir. Ayrıca, sürekli olarak gerçekleştirilmedikleri için sonuçların alınması uzun zaman alabilir; bazen bu süreç günler, hatta haftalar sürebilir. Bu analizlerin maliyeti de önemli bir engel teşkil etmektedir. Bu yetersiz tepki süresi ciddi bir sorundur: anormallikler yalnızca önemli bir zaman gecikmesinden sonra tespit edilebilmekte ve üstelik bu tespitler yalnızca sınırlı sayıda mikro kirleticiyle sınırlı kalmaktadır. Nehirler veya yer altı suyu gibi kaynaklardan gelen suların çok çeşitli mikro kirleticiler içerebileceğini unutmamak gerekir. Bazen bu maddelerin birleşimi, ‘kokteyl etkisi’ yaratarak daha zararlı bileşiklerin oluşmasına neden olabilir.
ToxMate: Su kalitesi ölçümünde çığır açan teknoloji
Mikro kirletici tespiti alanında, ToxMate gerçek bir devrimi temsil ediyor. Peki, bu dikkat çekici yenilik nasıl çalışıyor? Doğadan ilham alan bu buluş, sucul faunanın insan kaynaklı kirliliğe son derece duyarlı olduğu gözlemine dayanıyor. ToxMate, tatlı su ekosistemlerinde doğal olarak bulunan üç sucul omurgasız türünün – gammaridler, sülükler ve radix salyangozlarının – davranışlarını analiz ediyor. Bir makine görüş kamerası aracılığıyla, bu canlıların davranışlarını sürekli akan su içinde izliyor. Biyo-gösterge olarak bu organizmalar, su kirliliği seviyesini güvenilir ve etkili bir şekilde ortaya koyuyor. Sahada yapılan testler, ToxMate’in madde karışımlarına karşı duyarlılığını ortaya koymuştur; oysa geleneksel fizikokimyasal sensörler, yalnızca sudaki bazı molekülleri kısmen tespit edebilmektedir. Bu omurgasızlar, mikro kirleticilerin varlığına tepki olarak pozisyonlarını ya da hareketlerini değiştirir. Örneğin, mikro kirleticilerden kaçmak için yüzerek uzaklaşmaları en belirgin tepkidir; ancak davranış değişiklikleri sadece bununla sınırlı kalmaz. ViewPoint, bu davranışları belirli kirleticilerle ilişkilendirerek ayrıntılı bir haritalama geliştirmiştir. INRAE iş birliğinde yürütülen yıllara dayanan laboratuvar araştırmaları ve ToxMate’in farklı ortamlardaki kullanımı sayesinde büyük miktarda veri toplanmıştır. Bu veriler, birçok mikro kirleticinin varlığını canlıların tepkileri üzerinden yorumlamaya olanak tanımaktadır.
Görüntü kameraları kullanılarak omurgasızların davranış analizi
Laboratuvardan endüstriyel kullanıma kanıtlanmış teknoloji
Laboratuvardan endüstriyel kullanıma kanıtlanmış teknoloji
Günümüzde ToxMate, kentsel ve endüstriyel atık su arıtma tesislerinde ve içme suyu arıtımında kullanılmaktadır. ViewPoint Üretim Direktörü Frédéric Neuzeret şöyle açıklıyor:
“Amacımız analiz koşullarını standartlaştırmaktı. Sucul omurgasızların davranışlarını doğru yorumlayabilmek için tüm parametrelerin tamamen aynı olması gerekiyordu.”
Bir dizi zorluk aşılması gerekti, örneğin kızılötesi ışık kullanımıyla ilgili görüş problemleri ve farklı örnekleme koşullarında atık suyun sıcaklık kontrolü gibi.
ViewPoint, yaklaşık 1 litre/dakika debide, ±0.2°C toleransla su sıcaklığını düzenlemek için SMC ile birlikte bir soğutucu çözümü uyguladı. Bu kadar hassas bir düzenleme sağlamak için sıcaklık sadece ısı değiştiricide ölçülemedi; bu nedenle, soğutucunun gücünü daha uygun ve hızlı şekilde aktive etmek için havuz içine prob yerleştirilmesine karar verildi. Bir tankta sıcaklık katmanlıdır ve prob sayesinde optimum kontrol için daha doğru sıcaklık ölçümü mümkün olur. İletişim MODBUS protokolü üzerinden RS-485 hattı ile sağlanmaktadır.
Teknik yenilikler ve yakın iş birliği
Frédéric Neuzeret, en son yeniliklerini mümkün kılan teknik altyapıyı şöyle açıklıyor:
“Havuzlara pompalanan suyu soğutmak veya ısıtmak için bir soğutucuya ihtiyacımız vardı. Pazarın derinlemesine analizinden sonra, SMC’nin çözümü yalnızca benzersiz kompaktlığı için değil, aynı zamanda olağanüstü güvenilirliği nedeniyle en iyi seçenek olarak ortaya çıktı. SMC’yi gerçekten farklı kılan ise teknik uzmanlıkları ve özel bir çözüm geliştirmedeki destekleri oldu. Soğutucunun sağlamlığı, tutarlı ve güvenilir performans garantisi olarak büyük bir avantaj sağladı.”
Bu son derece önemli unsurlara ek olarak, SMC ile iş birliği hassas ve karmaşık bir kapalı devre sıcaklık kontrol sisteminin tasarımına odaklandı. Uzak prob sensörlerine dayanan bu sistem, soğutucunun ihtiyaç duyduğu enerjiyi belirliyor. Pompalanan su, test odasına ulaşmadan önce sarmal borulu bir ısı değiştiriciden geçiyor ve burada makine görüş kameraları tarafından analiz ediliyor. SMC, plastik prototiplerin tasarımı için modelleme ve termal hesaplamalar yaparak tamamen kararlı bir çözüm geliştirdi.
“SMC çok hızlı tepki verdi. Özellikle üründe uyarlama gerektiğinde, çünkü standart soğutucu sadece dahili sensörler kullanıyordu. SMC, harici uzak sensörlere bağlantı için çok hızlı bir çözüm sundu,” diyerek Frédéric Neuzeret süreci özetliyor.
Son önemli unsur, sistemin kirli suya karşı dayanıklılığıdır. Uygulamaya bağlı olarak filtreleme gerekebilir. Aşırı filtreleme kısmi sonuçlara yol açarken, yetersiz filtreleme tıkanmaya neden olabilir. Su ile temas eden yüzeyler de uyarlanmıştır. Cam kullanımı bir çözüm olmuşsa da üretimi karmaşıktı. Bu nedenle SMC, 316 paslanmaz çelik tek başına metal kalıntılar için yeterli olmadığı için, teflon kaplamalı paslanmaz çelik bir değiştirici önerdi.
ToxMate’in su arıtma sektöründeki etkisi
ToxMate’in su arıtma sektörüne etkisi tartışılmazdır. Organizmaların su içinde mikrokirleticilere, tıbbi maddelere veya farklı kimyasalların karışımına bağlı toksik etkilere tepki verdiği anlarda uyarılar tetiklenir. ToxMate uyarıları neredeyse anlık olup, biyolojik izleme istasyonu pazarındaki en etkili uyarılar arasında yer alır ve toksisite zirvelerinin hızlı yönetimini sağlar.
Gerçek zamanlı ölçüm, su arıtma kalitesinin korunmasında büyük katma değer sağlar. Ancak bundan da öte, endüstriyel süreçlerin daha verimli ve ekonomik olarak kontrol edilmesini mümkün kılar. Su arıtma tesisleri zaten yüksek düzeyde otomatikleşmiş ve dijital teknoloji kullanıyor, fakat su kalitesi hakkında gerçek zamanlı bilgiye hâlâ ihtiyaç duyulmaktadır. Fizikokimyasal madde miktarları ve enerji tüketimi önemli ölçüde azalacaktır. Ayrıca ToxMate ile yapılan analizler, tarımsal yayımda kullanılan çamurun kalitesini sağlık riski oluşturmadan objektif şekilde değerlendirmektedir. Bu sayede, su kıtlığı dönemlerinde tahliye edilen ürünlerin zararsız olduğu kanıtlanarak, pompa istisnalarının verilmesine imkan sağlamıştır. Bu da üretimin durmasını önlemek isteyen üreticiler için çok önemlidir.
Kolay entegrasyon ve güvenilir sonuçlar
ToxMate’in mevcut altyapılara entegrasyonu son derece kolaydır. Hedeflenen mikro kirleticiler biliniyorsa süreç daha da basitleşir. Atık su arıtma tesislerinde ise suyun içindeki maddelerin çeşitliliği nedeniyle zorluklar artar. Buna rağmen, elde edilen sonuçlar hızla güvenilir hale gelir ve işletmecilere gerçek zamanlı su kalitesi takibi için değerli veriler sunar. Bu gelişme, su arıtma tesislerinin otomasyonu ve dijitalleşmesinde önemli bir ilerleme olup, üretimin optimize edilmesi için kritik olan su kalitesinin daha iyi kontrol ve izlenmesini sağlar.
