Garantir a pureza da água de laboratório é de vital importância. Você conhece os padrões de qualidade da água para água de laboratório? E como a máquina de água ultrapura produz água que atende a esses padrões? Continue lendo para descobrir o mistério da água ultrapura e dos equipamentos de fabricação de laboratório relacionados!
O que é água ultrapura para laboratório?
Água ultrapura de laboratório é um tipo de água com pureza extremamente alta e contém quase nenhuma impureza. Água ultrapura tem muito poucas impurezas iônicas e sua resistividade pode atingir 18,2 MΩ.cm (25°C). Água ultrapura também remove endotoxinas, DNase e RNase deixadas após raios ultravioleta destruírem bactérias, resultando em carbono orgânico total (TOC) extremamente baixo. Água ultrapura de laboratório é geralmente dividida em três tipos diferentes de acordo com diferentes requisitos de aplicação.
Tipo I
Água tipo I, também conhecida como água ultrapura, é a água mais pura que pode ser produzida. Água ultrapura tipo 1 tem uma resistividade acima de 18,2 MΩ.cm (25°C) e um conteúdo de TOC abaixo de 10 ppb.
É usado para as aplicações mais críticas e os experimentos mais rigorosos, como cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), cromatografia gasosa (GC), espectrometria de massa (MC) e muito mais. O Tipo I também pode ser usado em aplicações que exigem água Tipo II, ajudando a evitar a produção de subprodutos durante o processo de aplicação.
Tipo II
A resistividade da água de Grau II é maior que 1MΩ.cm e o conteúdo de TOC é menor que 50ppb. A pureza da água de Grau II não é tão boa quanto a da água de Grau I, mas ainda mantém alta pureza. É adequada para análise química geral, experimentos biológicos e preparação de soluções experimentais, e também pode ser usada como água de alimentação para produção de água de Grau I.
Tipo III
A água do tipo III, também chamada de água RO, é produzida por um sistema de osmose reversa. Embora seja o menos puro de todos os tipos de água pura, geralmente é a primeira escolha para aplicações básicas de laboratório, como lavagem de vidrarias, aquecimento de banhos ou preparação de meios de cultura.
O que é equipamento de água ultrapura de laboratório?
Impurezas comuns na água natural incluem matéria inorgânica solúvel, matéria orgânica, material particulado, microrganismos e gases solúveis, etc. O objetivo da máquina de água ultrapura é remover essas impurezas da forma mais eficaz possível para fornecer água de alta pureza.
Atualmente, os métodos de processo envolvidos na produção de máquinas de água ultrapura para laboratórios incluem osmose reversa (RO), troca iônica, filtração, adsorção e oxidação ultravioleta.
Os principais componentes do equipamento de água ultrapura incluem um sistema de pré-tratamento, sistema de osmose reversa (RO), sistema de deionização, ultrafiltração (UF), unidade de desinfecção ultravioleta, elemento filtrante de polimento terminal e sistema de controle.
As máquinas de água ultrapura geralmente dividem o processo de purificação de água em quatro etapas principais:
- Pré-tratamento (purificação primária)： Remova partículas grandes e matéria em suspensão.
- Osmose reversa (RO)： Remover íons, matéria orgânica e microrganismos da água.
- Troca iônica： Remova ainda mais os íons residuais.
- Processamento de terminal： Ultrafiltração, desinfecção UV e polimento terminal do elemento filtrante garantem que a qualidade da água atenda a requisitos especiais.
Essas etapas trabalham juntas para garantir que seja produzida água ultrapura que atenda a altos padrões de pureza.
Como é feita a água ultrapura?
No processo de preparação de água ultrapura em laboratório, os dois processos mais comumente usados são RO + DI e RO + EDI. Os princípios de funcionamento desses dois equipamentos de processo serão apresentados em detalhes abaixo.
- RO+DI+UV+UF
O processo RO + DI (osmose reversa + deionização) é geralmente composto por uma combinação de sistema RO, sistema DI, sistema UV e sistema UF. A água bruta passa primeiro pelo sistema de pré-tratamento e remove impurezas de partículas grandes, sólidos suspensos e íons de cálcio e magnésio que causam dureza por meio filtros de carvão ativado e amaciadores de água.
Em seguida, a água entra no sistema de osmose reversa (RO). A membrana de osmose reversa usa alta pressão (geralmente entre 10-30 bars, dependendo da qualidade da água a ser tratada) para remover efetivamente íons, matéria orgânica, micro-organismos, partículas suspensas e sólidos dissolvidos na água.
O membrana de osmose reversa é altamente seletivo e permite apenas a passagem de moléculas de água e uma quantidade muito pequena de íons. A água que passa pela membrana de osmose reversa é água relativamente pura, enquanto a solução concentrada é retida em um lado da membrana.
A água então entra no sistema de deionização (DI) para remover ainda mais os sais dissolvidos. A tecnologia de deionização é baseada no princípio da troca iônica e usa resinas de troca iônica.
A água flui através de um reator contendo resinas de troca iônica. Os cátions trocam com os íons de hidrogênio nas resinas de troca catiônica, e os ânions trocam com os íons de hidróxido nas resinas de troca aniônica. Os íons de hidrogênio e hidróxidos se combinam para formar moléculas de água, resultando em água pura que contém quase nenhum íon. As resinas de troca iônica podem ser regeneradas adicionando ácido ou álcali para restaurar suas propriedades de troca iônica.
Esterilizadores ultravioleta (UV) usam raios ultravioleta para irradiar microrganismos, destruindo suas paredes celulares e material genético, conseguindo assim um efeito de esterilização. A água esterilizada passa por um membrana de ultrafiltração (UF) para remover ainda mais partículas minúsculas, colóides e alguns microrganismos.
O filtro terminal usa uma membrana de filtro com um tamanho de poro de 0,2 mícrons ou menos para garantir que a água esteja livre de partículas e bactérias. Finalmente, a água ultrapura tratada é armazenada em um tanque de armazenamento de água. Durante todo o processo, o sistema de controle da máquina de água ultrapura monitora e regula a operação do equipamento para garantir a continuidade e estabilidade do fornecimento de água.
Em resumo, embora o sistema RO possa remover efetivamente a maioria das impurezas na água, ele ainda não pode atender totalmente aos requisitos da água ultrapura. Portanto, adicionar um sistema de deionização e um sistema UV pode remover ainda mais íons e micro-organismos na água produzida por RO.
- RO+EDI+UV+UF de dois estágios
O processo RO + EDI de passagem dupla adiciona um processo de osmose reversa com base no processo RO + DI e substitui o sistema DI por um Sistema EDI para remover ainda mais íons residuais e matéria orgânica e melhorar a qualidade da água.
EDI (eletrodeionização) é uma tecnologia de tratamento de água que combina processos de troca iônica e eletrólise. Ela remove íons dissolvidos da água ao conduzir a migração de íons através de um campo elétrico. Em um sistema EDI, resinas de troca catiônica adsorvem íons positivos e liberam íons de hidrogênio, enquanto resinas de troca aniônica adsorvem íons negativos e liberam íons de hidróxido.
Eletrodos dentro do sistema aplicam um campo elétrico, fazendo com que esses íons migrem através da resina, com cátions sendo atraídos para a área do cátodo e ânions para a área do ânodo, purificando ainda mais a água.
Diferentemente dos sistemas de troca iônica convencionais, o sistema EDI não requer regeneração química. Ele mantém automaticamente a atividade da resina por meio de um processo eletrolítico, fornecendo água de alta pureza e reduzindo custos operacionais e impacto ambiental.
Comparado com o sistema RO + DI tradicional, o sistema RO + EDI de passagem dupla tem vantagens significativas em pureza da água, custos operacionais, impacto ambiental e estabilidade do sistema. Ao adicionar filtragem por osmose reversa, o RO + EDI de dois estágios melhora significativamente a qualidade da água. Além disso, a tecnologia EDI usada evita a regeneração química, reduz os custos operacionais e o impacto ambiental e garante a operação contínua e estável do sistema, o que é particularmente adequado para aplicações de laboratório com requisitos de qualidade de água extremamente altos.
Para que é adequado no laboratório?
- Cultura de células animais e vegetais
- Cromatografia líquida de alta eficiência
- Espectrometria de massa
- Espectroscopia acoplada a plasma
- Fluorescência atômica
- Análise de gel
- Imunidade celular
- Fertilização in vitro
- Análise de carbono orgânico total
- Experimento de PCR
- Análise de compostos orgânicos
- Detecção de elementos traço
- Eletroforese bidimensional
- Experimento de biologia molecular
- Experimento genético
- Espectroscopia de absorção/emissão atômica, etc.
Esses experimentos têm requisitos muito rigorosos sobre a qualidade da água experimental. Não só tem requisitos sobre a resistividade da água, mas também tem requisitos sobre a matéria orgânica, material particulado, bactérias e pirogênios na água. A máquina experimental de água pura pode atender a esses requisitos.
O que a NEWater pode fazer por você?
Ao escolher a NEWater você terá produtos com estas vantagens:
(1) Operação contínua, qualidade estável da água do produto
O equipamento de água ultrapura da NEWater é capaz de operar continuamente, garantindo qualidade estável da água do produto sem ser afetado por flutuações externas. Isso é especialmente importante para experimentos de laboratório que exigem qualidade de água estável por um longo período de tempo.
(2) Sistema de controle totalmente automático
Equipado com sistema de controle automático avançado, ele pode monitorar e ajustar automaticamente os parâmetros de qualidade da água, reduzir a operação manual, reduzir a possibilidade de erro e melhorar a eficiência do trabalho.
(3) Regeneração livre de ácido e álcali
Todo o processo de purificação não requer o uso de ácido e álcali para regeneração, evitando o uso de produtos químicos, o que é ecologicamente correto e seguro. Ao mesmo tempo, também reduz a corrosão do equipamento e prolonga a vida útil do equipamento.
(4) Sem tempo de inatividade devido à regeneração
Como o processo de regeneração não é necessário, o equipamento é capaz de realizar operação ininterrupta, o que melhora a continuidade e a eficiência do experimento e evita a interrupção do experimento devido ao tempo de inatividade para regeneração.
(5) Economia de energia e proteção ambiental
O equipamento opera com baixo consumo de energia, com foco na economia de energia e proteção ambiental, o que reduz os custos operacionais e o impacto ambiental do laboratório.
(6) Alta qualidade da água
O equipamento de água ultrapura NEWater adota filtragem em vários estágios e tecnologia de purificação avançada para garantir que a resistividade da água produzida, carbono orgânico total, material particulado, bactérias pirogênicas e outros indicadores atendam ou até excedam o padrão de água ultrapura de laboratório, para atender às necessidades de uma variedade de experimentos de alta precisão.
(7) Design modularizado
O equipamento adota um design modular, fácil de instalar e manter, podendo ser expandido e atualizado de acordo com as necessidades do laboratório, melhorando a flexibilidade e a adaptabilidade do equipamento.
(8) Sistema de monitoramento e alarme inteligente
Equipado com um sistema inteligente de monitoramento e alarme, ele pode monitorar os parâmetros de qualidade da água em tempo real e emitir alarmes oportunos em situações anormais para garantir a segurança e a confiabilidade da água experimental.
(9) Serviço pós-venda de alta qualidade
Fornecer serviço pós-venda profissional e suporte técnico para garantir a operação estável a longo prazo do equipamento e resolver oportunamente os problemas encontrados pelos usuários no processo de uso.
A água produzida pela máquina de água ultrapura de laboratório NEWater atende aos padrões ISO3696, ASTM D1193, CLSI C3A4 e outros, e pode fornecer suporte de água pura estável e de alta qualidade para laboratórios, atender aos requisitos rigorosos de vários experimentos e melhorar a eficiência e a precisão dos experimentos.
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