Jakie ukryte ryzyko korozji istnieje w przypadku kontaktu rur kwarcowych z alkalicznym detergentem CIP?

# Jakie jest ukryte ryzyko korozji powstające w przypadku kontaktu rur kwarcowych z alkalicznym detergentem CIP? Preferowanym sprzętem grzewczym do laboratoryjnych procesów fermentacji- zawierających fluor są kwarcowe rury grzewcze, które wykazują wyjątkową odporność na fluor i media kwaśne. Niemniej jednak topiony kwarc o wysokiej czystości-poddawany działaniu zasadowego detergentu CIP ulega nieodwracalnej erozji chemicznej, ponieważ jest to zasadniczo dwutlenek krzemu. Instalacja alkalicznych blokad izolujących jest często pomijana w warsztatach, co powoduje ukryte ryzyko korozji, które stopniowo degraduje konstrukcje rur kwarcowych i przyspiesza wypadki związane z nagłym pęknięciem. Stopień uszkodzenia kwarcu udokumentowano w poniższej tabeli, która opiera się na różnym czasie trwania kontaktu z alkaliami.|Zmiana powierzchni rury kwarcowej|Wewnętrzne uszkodzenia strukturalne|Prawdopodobieństwo późniejszej awarii|Ukierunkowany środek zapobiegawczy|| ----|----|----|----|----|| Mniej niż 5 minut przypadkowego kontaktu|Słabe matowe plamy na lokalnej powierzchni|Brak ryzyka głębokiego pęknięcia wewnętrznego|Niskie ryzyko w ciągu pół roku|Natychmiastowe płukanie neutralizujące rozcieńczonym kwasem o dużym przepływie|| 10–30 minut ciągłej cyrkulacji alkaliów|Wyraźna matowa warstwa pokrywająca ściankę tuby|Wytrawiona cienka warstwa szkła powierzchniowego|Średnie ryzyko ekspansji pęknięć|Wymień wiązkę rurek, jeśli szron pokrywa ponad 30% powierzchni|| Ponad 1 godzina długotrwałego moczenia w alkaliach|Gruba, nierówna warstwa szronu, widoczne mikrowżery|Wewnętrzna nierównowaga naprężeń, niewidoczne mikropęknięcia|Niezwykle wysokie ryzyko nagłego pęknięcia|Bezpośrednie złomowanie bez wtórnego wykorzystania|| Powtarzający się wielokrotny wyciek alkaliów|Silne nierówne trawienie, przerzedzenie krawędzi nici|Poważne uszkodzenia zmęczeniowe konstrukcji|100% ryzyko pęknięcia przy cyklicznych zmianach temperatury|Obowiązkowa wymiana całej dętki|Główną przyczyną korozji kwarcu jest reakcja chemiczna pomiędzy wodorotlenkiem sodu w alkalicznym detergencie i dwutlenkiem krzemu. Jony wodorotlenkowe rozrywają stabilne wiązania kowalencyjne Si-O i wytwarzają rozpuszczalny krzemian w temperaturze ogrzewania cykli CIP. Proces ten usuwa gładką, zwartą warstwę zewnętrzną rur kwarcowych, w wyniku czego powstaje szorstka, matowa powierzchnia. Uszkodzenia spowodowane trawieniem kwarcu są nieodwracalne i nie można ich naprawić poprzez konserwację lub czyszczenie powierzchni, w przeciwieństwie do rur metalowych, które można naprawić poprzez pasywację. Oszroniona warstwa będzie zawierać pozostałości organiczne w pożywce fermentacyjnej, tworząc w ten sposób pożywkę dla mikroorganizmów i naruszając standardy sterylnej produkcji GMP. Oprócz szronu powierzchniowego erozja alkaliczna spowoduje nierówną grubość ścianek rur kwarcowych. Podczas uruchamiania i wyłączania naprężenia skupiają się w cienkich, wytrawionych miejscach, co powoduje rozszerzanie się niewidocznych mikropęknięć, aż do pęknięcia rury, gdy sprzęt podlega wielokrotnym zmianom na zimno i na gorąco. W przypadku pęknięcia pożywka hodowlana zostaje zanieczyszczona niefiltrowalnymi mikrocząsteczkami szkła, co powoduje konieczność utylizacji całego naczynia z surowcami i powoduje znaczne straty ekonomiczne. Najskuteczniejszym środkiem zapobiegawczym jest instalacja mechanicznej blokady twardej na rurociągach alkalicznych. Blokada ta całkowicie uniemożliwia aktywację kanału zasilania alkaliami, gdy włączona jest kwarcowa pętla grzejna. Operatorzy mają obowiązek zachowania ścisłego oddzielenia systemów rurociągów zawierających kwasy i zasady oraz oznaczania ich za pomocą wyraźnych kolorowych etykiet. Podczas codziennych, odbywających się co dwa tygodnie inspekcji przepuszczalności światła, personel musi skoncentrować się na kontroli powłoki ścian rur. Jeśli w wyniku przypadkowego wycieku alkaliów zostaną odkryte niewielkie ślady matowienia, należy je natychmiast zneutralizować i przepłukać, a następnie skrócić okres kolejnej kontroli. Nieodłączną zaletę kwarcowych rur grzejnych w zakresie ochrony przed fluorem można zachować jedynie, a nagłym awariom spowodowanym pęknięciem spowodowanym ukrytą korozją alkaliczną można zapobiec poprzez całkowite odizolowanie alkalicznego detergentu.