A laboratóriumi műveletek területén a felhasznált víz minősége jelentősen befolyásolhatja a kísérleti eredményeket. Az ionmentesített víz, amely mentes a legtöbb ionos szennyeződéstől, alapvető fontosságú a különféle laboratóriumi alkalmazásokban, a kémiai elemzésektől a sejttenyésztésig. Mint a laboratóriumi ionmentesített vizes egységek vezető szállítója, gyakran kérdeznek az egységek által alkalmazott tisztítási folyamatról. Ebben a blogbejegyzésben a laboratóriumi ionmentesített vizes egységben végzett tisztítási folyamat bonyolultságába fogok beleásni, rávilágítva az ezzel kapcsolatos technológiákra és lépésekre.
Előkezelési szakasz
A laboratóriumi ionmentesített víz tisztítási útja az előkezeléssel kezdődik. Ez a szakasz döntő fontosságú, mivel segít megvédeni az érzékenyebb és drágább tisztítókomponenseket.
Üledékszűrés
Az előkezelés első lépése az üledékszűrés. A forrásból származó víz, amely csapvíz is lehet, gyakran tartalmaz nagy részecskéket, például homokot, iszapot és rozsdát. Ezeknek a részecskéknek a felfogására üledékszűrőt használnak, amely általában olyan anyagokból készül, mint a polipropilén. Az üledékszűrő pórusmérete változhat, de a szokásos méretek 1 és 50 mikron között mozognak. E nagy részecskék eltávolításával az üledékszűrés nemcsak a következő szűrők eltömődését akadályozza meg, hanem meghosszabbítja a többi tisztítókomponens élettartamát is.
Aktív szén szűrés
Az üledékszűrés után a víz egy aktív szénszűrőn halad át. Az aktív szén nagy felülettel rendelkezik, számos pórussal, ami lehetővé teszi számos szerves vegyület, klór és egyes nehézfémek adszorbeálását. A klór, amelyet általában fertőtlenítőszerként adnak a települési vízellátáshoz, károsíthatja az ioncserélő gyantákat, amelyeket az ionmentesítés későbbi szakaszaiban használnak. Az aktív szénszűrő hatékonyan távolítja el a klórt az úgynevezett adszorpciós folyamaton keresztül, ahol a klórmolekulák a szén felületéhez tapadnak. Ezenkívül csökkentheti a szerves szennyeződések, például a peszticidek, oldószerek és huminsavak szintjét, amelyek megzavarhatják a laboratóriumi kísérleteket.
Deionizációs szakasz
A víz előkezelése után az ionmentesítő szakaszba kerül, ahol az ionos szennyeződések többségét eltávolítják. A laboratóriumi ioncserélt vízegységekben általában két fő ionmentesítő módszert használnak: ioncserét és elektrodeionizációt (EDI).
Ion - cseregyanták
Az ioncsere egy jól bevált módszer a víz ioncserélésére. Ez ioncserélő gyanták használatát foglalja magában, amelyek polimer mátrixból készült kis gyöngyök, amelyekhez töltött funkciós csoportok kapcsolódnak. Kétféle ioncserélő gyanta létezik: kationcserélő gyanta és anioncserélő gyanta.
A kationcserélő gyanták negatív töltésűek, és vonzzák a pozitív töltésű ionokat (kationokat), például nátriumot (Na⁺), kalciumot (Ca²+) és magnéziumot (Mg2+). Amikor a víz áthalad egy kationcserélő gyantaágyon, a vízben lévő kationok hidrogénionokra (H⁺) cserélődnek ki a gyantán. Például, amikor a vízben egy kalciumion (Ca²⁺) érintkezésbe kerül a kationcserélő gyantával, két hidrogéniont (H⁺) kiszorít, és a gyantához kötődik.
Az anioncserélő gyanták ezzel szemben pozitív töltésűek, és vonzzák a negatív töltésű ionokat (anionokat), például kloridot (Cl-), szulfátot (SO42-) és karbonátot (CO32-). Amikor a víz áthalad egy anioncserélő gyantaágyon, a vízben lévő anionok a gyantán lévő hidroxidionokra (OH⁻) cserélődnek. Például egy kloridion (Cl-) a vízben kiszorítja a hidroxid-iont (OH-), és az anioncserélő gyantához kötődik.
A kationcserélő gyantából származó hidrogénionok (H+) és az anioncserélő gyantából származó hidroxidionok (OH⁻) egyesülve vizet (H20) képeznek. Ennek eredményeként az ioncserélő gyantaágyakat elhagyó vízben jelentősen csökken az ionos szennyeződések koncentrációja.
Elektrodeionizáció (EDI)
Az elektrodeionizáció egy fejlettebb és folyamatos ionmentesítő módszer, amely az ioncserélő gyantákat elektromos térrel kombinálja. Az EDI rendszerben az ioncserélő gyanták anion- és kation-szelektív membránok közé vannak csomagolva. Elektromos áram alkalmazásakor a vízben lévő kationok a negatív töltésű elektródhoz (katódhoz) vonzódnak, és a kation - szelektív membránon keresztül, míg az anionok a pozitív töltésű elektródhoz (anódhoz) vonzódnak és az anion - szelektív membránon keresztül jutnak el.
Az EDI egyik előnye, hogy folyamatosan képes regenerálni az ioncserélő gyantákat elektromos áram segítségével, így nincs szükség a hagyományos ioncserélő rendszerekben megkövetelt időszakos kémiai regenerációra. Ez hosszú távon környezetbarátabb és költséghatékonyabb megoldássá teszi az EDI-t.
Polírozási szakasz
Az ionmentesítés után a víz még nyomokban tartalmazhat szennyeződéseket, vagy enyhén megnövekedett vezetőképességgel rendelkezik. A polírozási szakaszt úgy tervezték, hogy tovább javítsa a víz minőségét, hogy megfeleljen a laboratóriumi alkalmazások nagy tisztasági követelményeinek.
Vegyes - ágy ion - cseregyanták
Elterjedt polírozási technika a kevert - ágyas - ioncserélő gyanták használata. Egy kevertágyas gyanta kation- és anioncserélő gyantát is tartalmaz egyetlen edényben. A kétféle gyanta összekeverésével a víz egyszerre érintkezik a kation- és anioncserélő helyekkel, ami lehetővé teszi a megmaradt ionos szennyeződések hatékonyabb eltávolítását. A kevertágyas gyanták nagyon alacsony vezetőképességi szintet érhetnek el, gyakran 0,1 μS/cm alatt, ami alkalmas olyan alkalmazásokra, mint a nagy teljesítményű folyadékkromatográfia (HPLC) és molekuláris biológiai kísérletek.
Ultraszűrés és nanoszűrés
Egyes esetekben ultraszűrő (UF) vagy nanoszűrő (NF) membránok használhatók a polírozási szakaszban. Az ultraszűrő membránok pórusmérete 0,001 és 0,1 mikron között van, és eltávolíthatják a nagyobb molekulákat, kolloidokat és néhány mikroorganizmust. A nanoszűrő membránok pórusmérete még kisebb, jellemzően 0,001 és 0,01 mikron között van, és a szennyeződések szélesebb körét képesek eltávolítani, beleértve a kétértékű ionokat és néhány szerves vegyületet. Ezek a membránok egy további tisztítóréteget biztosítanak, biztosítva, hogy a víz mentes legyen a maradék szemcséktől vagy makromolekuláris szennyeződésektől.
Monitoring és minőségellenőrzés
A tisztítási folyamat során elengedhetetlen az ionmentesített víz minőségének ellenőrzése annak biztosítása érdekében, hogy az megfeleljen a szükséges előírásoknak. A megfigyelt általános paraméterek közé tartozik a vezetőképesség, az ellenállás, az összes szerves szén (TOC) és a mikrobaszám.
A vezetőképesség a víz elektromos áramvezetési képességének mértéke, amely közvetlenül összefügg a vízben lévő ionos szennyeződések koncentrációjával. Az ellenállás a vezetőképesség reciproka, és gyakran használják az ionmentesített víz tisztaságának kifejezésére. A nagy tisztaságú ionmentesített víz fajlagos ellenállása 25 °C-on általában 18,2 MΩ·cm.
Az összes szerves szén (TOC) a vízben jelenlévő szerves szén mennyiségének mértéke. A szerves szennyeződések számos laboratóriumi folyamatot megzavarhatnak, ezért fontos a TOC-szintet alacsonyan tartani. Az ionmentesített víz TOC-tartalmának folyamatos monitorozására TOC analizátorokat használnak.
A mikrobiális szám egy másik kritikus paraméter, különösen az olyan alkalmazásoknál, mint a sejttenyésztés és a mikrobiológia. A laboratóriumi ionmentesített vizes egységeket ultraibolya (UV) lámpákkal vagy membránszűrőkkel lehet felszerelni a mikrobaterhelés csökkentése érdekében. Rendszeres mikrobiológiai vizsgálatokat is végeznek annak biztosítására, hogy a víz baktériumoktól, gombáktól és más mikroorganizmusoktól mentes legyen.
Laboratóriumi ionmentesített víz egységeink
Cégünknél kiváló minőségű laboratóriumi ionmentesített vízegységeket kínálunk a laboratóriumok sokrétű igényeinek kielégítésére. A miénkCenter - EDI sorozatú ionmentesített vízrendszerfejlett elektrodeionizációs technológiát használ a nagy tisztaságú ionmentesített víz folyamatos ellátására. Alkalmas közepes és nagy méretű, magas vízfogyasztású laboratóriumokhoz.
AMaster - Q sorozatú ionmentesített vízrendszerA legmagasabb szintű víztisztaságot igénylő laboratóriumok számára készült. Számos tisztítási technológiát kombinál, beleértve az ioncserélőt, az EDI-t és a kevertágyas gyantákat, hogy rendkívül alacsony vezetőképességű és TOC-szintű vizet állítson elő.
A kis költségvetésű vagy alacsonyabb vízigényű laboratóriumok számára a miEco - Q sorozatú ionmentesített vízrendszerköltséghatékony megoldást kínál a vízminőség kompromisszumok nélkül. Ioncserélő gyantákat használ az ionmentesítéshez, és megbízható teljesítményt nyújt számos laboratóriumi alkalmazáshoz.
Következtetés
A laboratóriumi ionmentesített vizes egységben végzett tisztítási folyamat többlépcsős folyamat, amely előkezelést, ionmentesítést, polírozást és ellenőrzést foglal magában. Mindegyik szakasz döntő szerepet játszik a különböző típusú szennyeződések eltávolításában és annak biztosításában, hogy az ionmentesített víz megfeleljen a laboratóriumi alkalmazások nagy tisztasági követelményeinek. Laboratóriumi ionmentesített vizes egységek szállítójaként elkötelezettek vagyunk amellett, hogy ügyfeleinknek a kategóriájában a legjobb termékeket és megoldásokat kínáljuk. Ha többet szeretne megtudni laboratóriumi ioncserélt víz egységeinkről, vagy bármilyen kérdése van a víztisztítással kapcsolatban, kérjük, forduljon hozzánk részletes megbeszélés céljából, és megvizsgálja az Ön laboratóriumi igényeinek leginkább megfelelő lehetőségeket.
Hivatkozások
- AWWA Water Quality and Treatment: A Handbook of Community Water Supplies, 6. kiadás.
- "A vízkezelés alapelvei", David W. Hendricks és David L. Sedlak.
- „Víztisztítás laboratóriumi használatra”, a Pall Corporation.
