Koje razlike u hemijskom sastavu čine kvarc potpuno otpornim na fluoridne medije?

# Koje su razlike u hemijskom sastavu koje čine kvarc potpuno otpornim na fluoridne medije? Kvarcne cijevi za grijanje su sposobne izdržati visoku -koncentraciju fluorida- koja sadrži fermentacijsku kulturu i rastvore za kiseljenje, uprkos činjenici da su fluoridne supstance veoma korozivne za većinu metalnih cijevi za grijanje. Izuzetna anti-performansa fluorida visoke -topljenog kvarca direktan je rezultat njegovog karakterističnog hemijskog sastava, koji ga razlikuje od nehrđajućeg čelika 316, titanijuma stepena 2 i materijala za oblaganje PFA. Otpornost kvarca na fluoridnu koroziju može se razjasniti ispitivanjem njegovog molekularnog sastava i karakteristika hemijske reakcije. Prateća tabela pruža intuitivno poređenje sastava i otpornosti na fluor četiri popularna materijala za grijanje protiv korozije.|Materijal cijevi za grijanje|Glavni hemijski sastav|Karakteristika reakcije sa jonima fluorida|Maksimalna podnošljiva koncentracija fluorida|Rizik od trajne štete|| ----|----|----|----|----|| Fused Quartz visoke čistoće|SiO₂ kristal silicijum dioksida|Nema spontane hemijske reakcije pri normalnoj temperaturi|Neograničena koncentracija|Korodira samo visokotemperaturna koncentrirana fluorovodonična kiselina|| 316 nerđajući čelik|Gvožđe, hrom, nikl, molibden|Brza piting korozija|Ispod 10 ppm|Curenje kroz zid u roku od nekoliko sedmica|| Grade 2 Pure Titanium|Titan metal jednostavna tvar|Nepovratno ravnomjerno stanjivanje|Ispod 1 ppb|Otpad cijele cijevi nakon kontaminacije|| PFA obložen grijač|Podloga od ugljeničnog čelika + fluoropolimerni premaz|Sporo bubrenje i starenje premaza|Ispod 50 ppm|Prodor premaza nakon dugotrajnog kontakta|Osnovna komponenta kvalificiranih industrijskih kvarcnih cijevi je silicijum dioksid čistoće veće od 99,99%. Unutar kristalne strukture silicijum dioksida uspostavljaju se stabilne kovalentne veze. Radne temperature od 20-90 stepeni F su tipične za konvencionalnu fermentaciju. Fluoridni joni nisu u stanju da poremete čvrstu Si-O vezu na stepenu , što rezultira odsustvom rastvorljivih nusproizvoda fluorida metala i odsustvom tragova jetkanja na površini cevi. Za razliku od metalnih cijevi za grijanje koje zavise od površinskih pasivizirajućih filmova za zaštitu, antikorozivna svojstva kvarca proizlaze iz njegove intrinzične molekularne strukture, a ne iz krhkog površinskog zaštitnog sloja. Ovo eliminira rizik od kvara zaštitnog filma zbog srednje erozije ili čišćenja. Kvarc je savršeno otporan na fluor; međutim, ima jasnu ranjivost: kristalna struktura silicijum dioksida će biti uništena jakim alkalnim CIP deterdžentom, što će rezultirati nepovratnim smrznutim slojevima koji su skloni rastu biofilma. To implicira da se kvarcne cijevi za grijanje mogu uskladiti samo s procesnim tokovima koji sadrže kiselinu i fluor, a mehaničke blokade moraju biti instalirane kako bi se u potpunosti izolirala alkalna tekućina za čišćenje. Cijevi od titana i nehrđajućeg čelika potpuno su nedostupne u laboratorijama za fermentaciju koje često koriste reagense koji sadrže fluor, a grijači PFA mogu funkcionirati samo kao privremena prijelazna oprema zbog svoje ograničene tolerancije na fluor. Jedino dugoročno stabilno rješenje za grijanje su kvarcne cijevi. Da bi u potpunosti iskoristili jedinstvenu antifluoridnu prednost njegovog specijalnog hemijskog sastava, operateri u proizvodnji moraju strogo odvojiti kiselinske i alkalne cevovode i regulisati brzinu grejanja ispod 0,4 stepena/min u radnim uslovima koji sadrže fluor. To će smanjiti troškove zamjene opreme i srednji rizik od zagađenja.