Hydrolab – Vann i laboratoriet ditt

Vann i laboratoriet er det viktigste området Hydrolab har arbeidet med siden nittitallet. Vi leter etter omfattende løsninger for ulike bruksområder som krever riktig vannkvalitet. I dette arbeidet må det tas hensyn til mange polske og internasjonale standarder, retningslinjer fra den valgte bransjen, økende krav fra produsenter av måleutstyr, investerings- og driftskostnader, samt individuelle ønsker fra kundene.

Avhengig av bransjen, bør vann oppfylle parametrene i slike standarder: ISO 3696: 1999, ASTM, FP, CLSI. De grunnleggende standarder for vannkvalitet i kraft i det analytiske laboratoriet i Polen er: ISO 3696: 1999 og Farmakopé for farmasøytiske og ofte kosmetiske laboratorier. Den nåværende ISO 3696: 1999-standarden beskriver tre nivåer av laboratorievannets renhet.

III renhetsgrad
Vann til grunnleggende laboratoriebruk, som brukes i de fleste laboratoriearbeider, for eksempel til vask og skylling av glass eller strømforsyning til oppvaskmaskiner, autoklaver eller vannbad, og til fremstilling av reagensløsninger. Vann av denne renhetsgraden oppnås ved enkel destillasjon, avionisering eller omvendt osmose.

II renhetsgrad
Analysevann med svært lavt innhold av uorganiske, organiske og kolloidale urenheter, egnet for høysensitive analytiske anvendelser, f.eks. atomabsorpsjonsspektrometri (AAS) og for bestemmelse av komponenter som er til stede i spormengder. Vann av denne kvaliteten kan for eksempel fremstilles ved multippeldestillasjon eller destillasjon etterfulgt av avionisering eller omvendt osmose.

I renhetsgrad
Ultrarent vann, helt fritt for oppløste eller kolloidale ioniske og organiske urenheter, som oppfyller de strengeste analytiske kravene, inkludert kravene til HPLC, GC, cellekultur av pattedyr og molekylærbiologi. Dette vannet kan oppnås fra vann i renhetsklasse 2 ved å underkaste det ytterligere behandlinger, f.eks. omvendt osmose eller avionisering, etterfulgt av filtrering gjennom et 0,2 μm membranfilter for å fjerne stoffpartikler eller destillasjon to ganger i et kvartsapparat.

Vann er også det mest brukte stoffet i den farmasøytiske og kosmetiske industrien. Det brukes som et ferdig produkt, som ingrediens i mange farmasøytiske og kosmetiske preparater, men også som vaskemiddel. Det er et strategisk stoff som er underlagt en rekke lovbestemmelser, hovedsakelig krav i farmakopéen.

De grunnleggende metodene for å oppnå laboratorievann som oppfyller de ovennevnte standardene er destillasjon, ionebytte, membranteknikker (hovedsakelig omvendt osmose) og elektrodeionisering. Kilden til laboratorievann er vann fra springen, og kvaliteten og forurensningsnivået har en betydelig innvirkning på det effektive arbeidet med disse teknikkene. De viktigste forurensningene i vann fra springen er uorganiske ioner, organiske stoffer, partikler/kolloider, bakterier og gasser.

Hydrolab designer og produserer laboratoriedemineraliseringsapparater for behandling av vann fra springen i samsvar med retningslinjene i polske og europeiske standarder. De bruker moderne teknologi, blant annet ionebytte, omvendt osmose og elektrodeionisering, samt mekanisk filtrering, adsorpsjon, jernfjerning, mykgjøring, mikrofiltrering, ultrafiltrering og UV-stråling 185/254 nm.

Mekanisk karbonbløtgjørende filtrering basert på modul A2 er et vanlig element i de fleste Hydrolab-avmineralisatorer. Denne filtreringen forbereder tappevannet for omvendt osmoseprosessen. Den mekaniske filtreringen har som mål å fjerne alle suspensjoner og faste stoffer opp til 1 μm fra vannet. Det neste trinnet i modul A2 er vannmykningsprosessen. Her fjernes ionene som er ansvarlige for vannets hardhet, ved at vannet ledes gjennom en natriumkationbytter. Når vannet renner gjennom ionebytteren, byttes kalsium- (Ca2+) og magnesium- (Mg2+) ioner ut med natrium- (Na+) ioner. Det siste trinnet er filtrering på en seng av aktivt karbon, hvis hovedoppgave er å fjerne klor, dets derivater, organiske forbindelser og stoffer som er ansvarlige for dårlig smak, farge og lukt av vann.

Den store overflaten og den høye porøsiteten til aktivt kull (1 gram har et areal på ca. 800 m2), samt materialet som holdes tilbake på det, skaper et gunstig sted for utvikling av mikroorganismer. Derfor er arbeidstiden til A2-modulen maksimalt 6 måneder. Den første filtreringen i modul A2 følges av et viktig trinn i vannrensing – den omvendte osmoseprosessen.

Membranen for omvendt osmose holder tilbake 96-99 % av organiske og uorganiske urenheter som er oppløst i vann. Den spesifikke ledningsevnen til osmotisk vann er fra noen få til flere mikrosimens per centimeter (μS/cm). Retensjonsgraden i omvendt osmoseprosessen er variabel (96-99 %), avhengig av saltholdighet, temperatur, trykk og strømningshastighet i vannet som tilføres membranen.

Den semipermeable osmotiske membranen består av mange lag som er viklet på en perforert dorn som er plassert inne i membranen. Forurenset vann presses under trykk mot overflaten av membranen, der vannpartiklene diffunderer gjennom membranen. Forurensningene skilles ut og ledes til avløp (avløpssystem). Det rensede vannet kommer inn gjennom hullene i den sentrale stammen og går under trykk ut av membranen.

Den omvendte osmoseprosessen bestemmer effektiviteten til hele enheten, og kvaliteten på det produserte vannet påvirker direkte arbeidstiden for de påfølgende rensetrinnene. Påført trykk og temperatur har en betydelig innvirkning på denne prosessen.

Vannet som produseres på dette trinnet, er utgangsvannet for enhetene i Technical-serien som, under optimale arbeidsforhold, produserer vann av III renhetsgrad i henhold til ISO 3696:1999. Ved å legge til neste trinn i vannrensingen, som er ionebytte, kan vi oppnå vann av andre renhetsgrad i henhold til ISO 3696: 1999. Avioniseringsmoduler inneholder senger med blandede ionebytterharpikser i ionisk form H+/OHˉ. Osmotisk vann renses i avioniseringskolonner, der de gjenværende mineralsaltene fanges opp. I ionebytteprosessen bindes ioner og molekyler som fortsatt er til stede i vann med en viss ladning, av ionebyttere (ionebyttere). Etter denne prosessen faller ledningsevnen til under 0,1 μS/cm. Ionebytterharpikser garanterer konstant vannkvalitet helt til modulkapasiteten er oppbrukt.

Vannet som produseres på dette trinnet, er utgangsvannet for enheter i Technical Plus-, HLP- og Spring-serien som produserer vann med 2. renhetsgrad i henhold til ISO 3696: 1999.

For å oppnå vannklasse I i henhold til ISO 3696:1999 må vi utvide det ovennevnte systemet med flere rensetrinn. Det grunnleggende elementet er mikrofiltreringsprosessen samt ultrafiltrering og UV-stråling.

Mikrofiltreringskapselen består av en tolags membran laget av celluloseacetat eller polyetersulfon med porestørrelser på 0,2 μm og 0,45 μm. Arbeidskapasiteten er antallet porer i membranen som tilsvarer antallet bakterier som holdes tilbake på en gitt membranoverflate. Den er 1 x 107 ^CFU/cm2 for Brevundimonas diminuta.

Ultrafiltrering, derimot, er en lavtrykksseparasjonsprosess som bruker porøse asymmetriske membraner med en porediameter fra 0,001 til 0,1 μm, slik at vann, salt og sukker kan strømme gjennom membranen, og proteiner og større partikler skilles ut. Den reduserer endotoksinnivåene perfekt.

Strålingen fra UV-lamper brukes til å desinfisere vann. Disse enhetene avgir stråling med en bølgelengde på 254 nm, noe som forårsaker en fotokjemisk reaksjon som skader DNA-strukturene til mikroorganismer. Stråling med en bølgelengde på 185 nm, gjennom fotooksidasjonsprosessen, reduserer nivået av TOC-parameteren.

Vannet som produseres på dette trinnet, er utgangsvannet for enhetene i HLP-, Spring-, R- og Ultra-serien som produserer vann med 1. renhetsgrad i henhold til ISO 3696: 1999. Diagrammet nedenfor illustrerer avhengigheten av teknologien som brukes på graden av vannrenhet og demineraliseringsmodeller som oppfyller denne avhengigheten.

Alle trinnene i vannrensingen er helautomatiske og vedlikeholdsfrie. Under produksjon, lagring og distribusjon av renset vann er prosessen med kontinuerlig overvåking av parametrene som gjenspeiler renhetsgraden ekstremt viktig. Dette er spesielt viktig i mange bransjer, for eksempel legemiddelindustrien, som er underlagt de allerede nevnte standardene (Pharmacopoeia), samt i analyselaboratorier (ISO 3696-standarden). I tillegg til kravene som stilles i relevante standarder og forskrifter, er kravene fra brukerne av vannrensingssystemer, som ofte er strengere, viktige.