Como proveedor confiable de sistemas de agua de laboratorio, a menudo me preguntan cómo funcionan estas máquinas sofisticadas. En esta publicación de blog, lo llevaré a través del proceso detallado de un sistema de agua de laboratorio, explicando cada paso y destacando la importancia de esta tecnología en entornos de laboratorio.
1. Pre -filtración
La primera etapa en un sistema de agua de laboratorio es la pre -filtración. Este paso es crucial ya que protege las membranas de ósmosis inversa (RO) más sensibles de partículas grandes, sedimentos y otros desechos que podrían dañarlos.
Por lo general, hay dos tipos principales de pre -filtros utilizados en estos sistemas: filtros de sedimentos y filtros de carbono activados. Los filtros de sedimentos están diseñados para eliminar partículas grandes como arena, limo y óxido. Por lo general, tienen un tamaño de poro que puede variar de 1 a 5 micras, atrapando efectivamente estos contaminantes más grandes.
Los filtros de carbono activados, por otro lado, se utilizan para eliminar los compuestos orgánicos, el cloro y las cloraminas del agua. El cloro y las cloraminas se agregan comúnmente a los suministros municipales de agua como desinfectantes, pero pueden ser perjudiciales para las membranas de RO. El carbono activado tiene una superficie grande con pequeños poros que adsorben estos contaminantes. Al eliminar estas sustancias en la etapa de pre -filtración, la vida útil de las membranas de RO se extiende significativamente y se mejora la eficiencia general del sistema.
2. Osmosis inversa (RO)
Después de la pre -filtración, el agua entra en la etapa de ósmosis inversa. La ósmosis inversa es un proceso que utiliza una membrana semi -permeable para separar las moléculas de agua de las sales, iones y otros contaminantes disueltos.
La membrana RO tiene poros extremadamente pequeños, típicamente del orden de 0.0001 micras. Cuando se aplica presión al agua en un lado de la membrana, las moléculas de agua se forzan a través de la membrana, mientras que las moléculas e iones más grandes se dejan atrás. Este proceso se llama ósmosis inversa porque funciona en la dirección opuesta de la ósmosis natural, donde el agua se mueve de un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración de soluto.
En un sistema de laboratorio, se utilizan bombas de presión alta para crear la presión necesaria para conducir el agua a través de la membrana RO. Los contaminantes rechazados, conocidos como concentrado o salmuera, se eliminan, mientras que el agua purificada, llamada permeado, avanza a la siguiente etapa del proceso. La ósmosis inversa puede eliminar hasta el 95 - 99% de las sales disueltas, bacterias, virus y otros contaminantes del agua, lo que lo convierte en un método de purificación muy efectivo.
3. Deionización (DI)
Una vez que el agua ha pasado por la etapa de RO, ingresa a la etapa de desionización. La deionización es el proceso de eliminar los iones del agua. Aunque RO puede eliminar un gran porcentaje de iones, todavía quedan algunos en el agua que deben eliminarse para aplicaciones de alta pureza en laboratorios.
La desionización generalmente se logra usando resinas de intercambio ion. Estas resinas son cuentas pequeñas hechas de una matriz de polímero con grupos funcionales cargados unidos a ellas. Hay dos tipos principales de iones: resinas de intercambio: resinas de intercambio de cationes y resinas de intercambio de aniones.
Las resinas de intercambio de cationes se cargan negativamente y atraen iones cargados positivamente (cationes) como sodio, calcio y magnesio. Las resinas de intercambio de aniones se cargan positivamente y atraen iones cargados negativamente (aniones) como cloruro, sulfato y carbonato.
A medida que el agua pasa a través de los lechos de resina de intercambio iones, los iones en el agua se intercambian por iones de hidrógeno (H⁺) desde la resina de intercambio catiónico e iones de hidróxido (OH⁻) desde la resina de intercambio de aniones. Estos iones de hidrógeno e hidróxido se combinan para formar agua (H₂O), eliminando efectivamente los iones del agua.
Hay diferentes configuraciones de sistemas DI. Algunos sistemas usan resinas de intercambio de iones mixtos, donde las resinas de intercambio de cationes y aniones se mezclan en una sola columna. Esto proporciona un alto nivel de deionización, pero requiere una regeneración más frecuente. Otros sistemas utilizan columnas de resina de intercambio de cationes y aniones separados, que pueden regenerarse de forma independiente.
4. Post - tratamiento y monitoreo
Después de que el agua se ha desionizado, puede sufrir algunos procesos de tratamiento posteriores. Un tratamiento posterior común es la esterilización ultravioleta (UV). La luz UV se puede usar para matar las bacterias o virus restantes en el agua. La luz UV daña el ADN de estos microorganismos, evitando que se reproduzcan y los vuelvan inofensivos.
Otra opción de tratamiento posterior es la ultrafiltración. La ultrafiltración utiliza una membrana con un tamaño de poro ligeramente más grande que las membranas RO (generalmente alrededor de 0.01 - 0.1 micras) para eliminar las partículas, coloides o macromoléculas restantes del agua.
A lo largo de todo el proceso, la calidad del agua se monitorea continuamente. Los sensores se utilizan para medir parámetros como conductividad, resistividad, pH y carbono orgánico total (TOC). La conductividad y la resistividad son medidas de la cantidad de iones en el agua, con baja conductividad y alta resistividad que indican agua de alta pureza. Los sensores de pH miden la acidez o alcalinidad del agua, y los sensores de TOC detectan la presencia de compuestos orgánicos.
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Conclusión
Un sistema de agua de laboratorio es un equipo complejo pero altamente efectivo que juega un papel vital en las operaciones de laboratorio. Al eliminar contaminantes e iones del agua, asegura que el agua utilizada en experimentos, análisis y otros procedimientos de laboratorio sea de la más alta calidad.
Si está en el mercado de un sistema de agua de laboratorio, lo invitamos a contactarnos para una discusión detallada sobre sus necesidades específicas. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarlo a seleccionar el sistema adecuado para su laboratorio y proporcionarle la mejor solución posible.
Referencias
- "Purificación de agua para uso de laboratorio": una guía integral sobre técnicas de purificación de agua en entornos de laboratorio.
- "Principios de ósmosis inversa y deionización": un documento técnico que explica los principios científicos detrás de los procesos RO y DI.
- "Avances en los sistemas de purificación de agua de laboratorio": un artículo que discute los últimos desarrollos en la tecnología de purificación de agua de laboratorio.
