Jaką rolę odgrywają podgrzewacze PTFE w laboratoryjnych zmywarkach i autoklawach?

W laboratoryjnych zmywarkach do szkła stosuje się gorące, mocne roztwory czyszczące,-często kwas cytrynowy, kwas fosforowy lub wodorotlenek sodu-w celu usunięcia zanieczyszczeń. Element grzejny miski olejowej musi wytrzymywać ten atak chemiczny dzień po dniu, bez awarii i zanieczyszczenia cieczy myjącej. Autoklawy używane do sterylizacji naczyń szklanych i instrumentów również wymagają stałego, czystego ciepła do wytwarzania pary lub utrzymywania łaźni z gorącą wodą. W obu zastosowaniach wykorzystuje się doskonałą odporność na korozję grzałek zanurzeniowych PTFE, co umożliwia stosowanie Dobrej Praktyki Laboratoryjnej (GLP).

Środowisko laboratoryjnej miski płuczącej jest nieprzyjazne.
Automatyczne myjki laboratoryjne wykonują cykle,-obejmujące zazwyczaj etapy płukania wstępnego, mycia, płukania i płukania końcowego. Na etapie mycia głównego za pomocą ramion natryskowych pompowane są gorące roztwory czyszczące w celu usunięcia pozostałości organicznych, soli buforowych, metali śladowych i innych substancji zanieczyszczających. Powszechnie stosowane związki obejmują:

Alkaline detergents (sodium hydroxide, potassium hydroxide, pH >12)

Neutralizatory kwasowe (kwas cytrynowy, kwas fosforowy, kwas octowy, pH 2-4)

Surfaktanty i środki chelatujące (EDTA, NTA)

Roztwory te podgrzewa się do temperatury 60-85 stopni, aby poprawić skuteczność czyszczenia. Zazwyczaj element grzejny jest zanurzony w małej misce ściekowej lub zbiorniku obiegowym i podczas różnych cykli mycia jest stale wystawiony na działanie zmiennego środowiska kwaśnego i żrącego.

Problem z metalowymi elementami grzejnymi
Staroświecka-grzałka zanurzeniowa wykorzystuje metalową osłonę, zwykle ze stali nierdzewnej 304, 316 lub Incoloy, do ochrony znajdującego się wewnątrz drutu oporowego. Powtarzający się kontakt z gorącymi kwasami i zasadami powoduje korozję metalowych powłok w myjkach laboratoryjnych. Rodzaje awarii to:-

Korozja wżerowa i szczelinowa - Miejscowy atak, zwykle na złączach spawanych lub w miejscach tworzenia się osadów

Pękanie korozyjne naprężeniowe – przyspieszane przez chlorki zawarte w niektórych środkach czyszczących lub pozostałości wody wodociągowej

Ogólne przerzedzenie - Postępująca utrata materiału osłony

Metalowa osłona może korodować, a do płynu myjącego mogą przedostawać się plamy rdzy (tlenki żelaza). Plamy te osadzają się następnie na wyrobach szklanych, pozostawiając wyraźny, ciemny i trudny do usunięcia osad. W przypadku laboratoriów analitycznych nawet zanieczyszczenie wyrobów szklanych metalami śladowymi może zakłócać czułe testy (np. ICP-MS, analiza metali śladowych). Ponadto grzejnik ostatecznie ulegnie awarii, co doprowadzi do opóźnienia, wymiany części zamiennych i potencjalnej utraty cennych próbek w połowie-cyklu.

Grzejniki PTFE: alternatywa dla korozji
Grzejniki zanurzeniowe z PTFE eliminują kontakt z metalem. Rezystancyjny element grzejny jest całkowicie pokryty PTFE (politetrafluoroetylenem), a wszystkie zwilżane powierzchnie są wykonane z PTFE lub fluoropolimeru. Zalety układu autoklawu do mycia naczyń laboratoryjnych z podgrzewaczem PTFE to:

całkowita odporność chemiczna - PTFE jest odporny na wodorotlenek sodu, kwas fosforowy, kwas cytrynowy, EDTA i inne powszechnie stosowane detergenty laboratoryjne w pełnym zakresie pH (0-14).

Brak uwalniania jonów metali - Płyn myjący nie zawiera plam rdzy ani jonów metali, dzięki czemu naczynia szklane są czyste na potrzeby analizy śladowej.

Brak korozji galwanicznej PTFE jest izolatorem elektrycznym i chemicznie obojętnym, dlatego nie tworzą się żadne połączenia galwaniczne z innymi elementami myjki (np. ramionami lub koszami natryskowymi ze stali nierdzewnej).

Długa żywotność - Grzejniki PTFE działają zazwyczaj 3 do 5 razy dłużej niż grzejniki z osłoną metalową-w warunkach korozyjnych.

Temperatura robocza myjek laboratoryjnych (60–85 stopni) mieści się w zakresie temperatur, w których PTFE może być bezpiecznie używany w sposób ciągły. PTFE może tolerować temperatury do 110 stopni w środowisku wodnym bez deformacji lub utraty integralności mechanicznej.

Zastosowanie w autoklawach: czysta para, mniej kamienia
W większych autoklawach stosuje się zewnętrzne generatory pary, ale mniejsze autoklawy stołowe i sterylizatory zazwyczaj wykorzystują zanurzoną grzałkę zanurzeniową do zagotowania wody i wytworzenia pary nasyconej wewnątrz komory. W tych urządzeniach element grzejny ma bezpośredni kontakt z wodą, która może być wodą wodociągową, wodą dejonizowaną lub mieszaniną zawierającą pozostałości środków chemicznych z wcześniejszych cykli.

Zalety grzałek zanurzeniowych PTFE do autoklawowania:

Odporność na gromadzenie się kamienia - Twarda woda zawiera dużo soli wapnia i magnezu, które wytrącają się w postaci kamienia (kamienia) na gorących powierzchniach. Waga opiera się na metalowych grzejnikach. To nie jest dobra rzecz. Obniża efektywność wymiany ciepła i powoduje miejscowe przegrzanie. Z czasem element się wypala. PTFE ma tak niską energię powierzchniową, że kamień się do niego nie przykleja. Wszelkie osady mineralne, które się pojawią, można łatwo usunąć za pomocą rozszerzalności cieplnej lub łagodnego płukania.

Wytwarzanie czystej pary - Kiedy metalowy grzejnik ulega korozji, jony metali (żelaza, niklu, chromu) mogą przedostać się do fazy pary, a następnie skroplić się na szklanych naczyniach lub instrumentach. Nie jest to odpowiednie do zastosowań, w których wymagane są powierzchnie wolne od pirogenów lub metali- (np. hodowla komórkowa, biologia molekularna). Czysta para, wolna od zanieczyszczeń metalicznych, generowana jest przez grzałkę PTFE.

Najwyższa temperatura, w której PTFE może pracować w zastosowaniach parowych, wynosi około 110 stopni. Większość autoklawów laboratoryjnych pracuje w temperaturze 121 lub 134 stopni. W tego typu urządzeniach grzałkę PTFE stosuje się wyłącznie w zbiorniku wody (poniżej wrzenia) lub w podgrzewaniu wody zasilającej. Inne fluoropolimery, takie jak PFA (perfluoroalkoksy) o wyższych temperaturach znamionowych (do 180 stopni) można stosować do bezpośredniego wytwarzania pary w temperaturze 121 stopni, chociaż PTFE nadal nadaje się do wielu sterylizatorów o niższej temperaturze (np. cykli pasteryzacji o . 105 stopniach lub sterylizatorów w kąpieli wodnej).

Premia konserwacyjna: mniej wymaganego odkamieniania
Korzyści z konserwacji Grzejniki z-metalową osłoną stosowane w myjkach laboratoryjnych i autoklawach wymagają okresowego odkamieniania w celu usunięcia-nagromadzonych osadów mineralnych. Odkamienianie polega na przepuszczeniu przez układ kwaśnych roztworów (takich jak kwas cytrynowy lub fosforowy), co przyspiesza korozję metalowej osłony. Podgrzewana-nieprzywierająca powierzchnia z PTFE-znacznie zmniejsza przyleganie kamienia. Okresy odkamieniania mogą zostać wydłużone z tygodniowych lub miesięcznych do kilku miesięcy lub nawet rocznych. Ponadto same procesy odkamieniania są mniej uciążliwe dla systemu, ponieważ żaden metal nie jest narażony na działanie kwasu. Zmniejsza to koszty pracy, materiałów eksploatacyjnych i przestojów sprzętu, co przyczynia się do poprawy wydajności laboratorium.

Niezawodność w laboratoriach analitycznych i GLP
Niezależnie od tego, czy jest to laboratorium GLP, czy laboratorium analityczne, niezawodność i czystość sprzętu są równie istotne. Uszkodzona grzałka w zmywarce do naczyń szklanych może opóźnić cały dzień przetwarzania próbki, co może wpłynąć na ramy czasowe badania. Zanieczyszczenia związane z korozją- mogą spowodować, że dane analityczne będą nieprawidłowe i skutkować kosztownymi przeróbkami lub ponownym pobieraniem próbek. Zastosowanie grzałek PTFE w myjkach i autoklawach umożliwia laboratoriom:

Stale czyste szkło – brak plam rdzy i resztek metalu

Niezawodny czas pracy sprzętu – brak niespodzianek w przypadku awarii korozyjnych nagrzewnicy

Uproszczona walidacja - PTFE jest obojętny i nie-ekstrahowany, co potwierdza wymagania dokumentacji GLP dotyczące czyszczenia sprzętu

Wniosek: mały element, duży wpływ na produktywność laboratorium
Grzejniki PTFE poprawiają czas pracy i niezawodność czyszczenia w myjniach laboratoryjnych i autoklawach, spełniając zgodność z GLP. Grzejniki te eliminują korozję, zanieczyszczenia metalami i przywieranie kamienia, utrzymują wyroby szklane w prawdziwej czystości, a sterylizatory działają wydajnie z cyklu na cykl. Niewielkie modyfikacje materiałów komponentów mogą mieć ogromny wpływ na produktywność laboratorium. Kiedy laboratoria mają do czynienia z dużymi ilościami wyrobów szklanych lub przeprowadzają badania na poziomach śladowych, zmiana grzejników zanurzeniowych z płaszczem-PTFE na grzejniki z płaszczem metalowym-jest prostym ulepszeniem zapewniającym wyraźne korzyści w zakresie zapewnienia jakości i oszczędności na kosztach operacyjnych.