Koju ulogu imaju PTFE grijači u laboratorijskim mašinama za pranje stakla i autoklavima?

Laboratorijske mašine za pranje stakla koriste vruće, jake otopine za čišćenje-često limunske kiseline, fosforne kiseline ili natrijum hidroksida- za uklanjanje zagađivača. Grejni element korita mora biti u stanju da izdrži ovaj hemijski napad iz dana u dan bez kvara ili kontaminacije tečnosti za pranje. Autoklavi koji se koriste za sterilizaciju staklenog posuđa i instrumenata također zahtijevaju stalnu, čistu toplinu za stvaranje pare ili održavanje toplih vodenih kupki. Obje primjene koriste prednosti izvrsnih svojstava otpornih na koroziju PTFE uranjajućih grijača koji omogućavaju dobru laboratorijsku praksu (GLP).

Okruženje laboratorijskog korita za pranje je neprijateljsko.
Automatske mašine za pranje laboratorijskog staklenog posuđa rade u ciklusima, uglavnom uključujući prethodno{0}}ispiranje, pranje, ispiranje i završne korake ispiranja. U glavnom koraku pranja, vrući rastvori za čišćenje se pumpaju preko prskalica kako bi se uklonili organski ostaci, puferne soli, metali u tragovima i drugi zagađivači. Često korišteni spojevi uključuju:

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

Kiseli neutralizatori (limunska kiselina, fosforna kiselina, octena kiselina, pH 2-4)

Surfaktanti i kelatni agensi (EDTA, NTA)

Ovi rastvori se zagrevaju na 60-85 stepeni radi poboljšanja performansi čišćenja. Tipično, grijaći element je uronjen u mali rezervoar ili cirkulacijski rezervoar i stalno je izložen naizmjeničnim kiselim i kaustičnim sredinama tokom različitih ciklusa pranja.

Problem s metalnim grijaćim elementima
Staromodni-uronjeni grijač koristi metalni omotač, obično od nehrđajućeg čelika 304, 316 ili Incoloy, za zaštitu otporne žice iznutra. Ponavljani kontakt sa vrućim kiselinama i bazama dovodi do korozije metalnih omotača u laboratorijskim podloškama. Načini kvara su:-

Korozija udubljenja i pukotina - Lokalizirani napad, obično na zavarenim spojevima ili gdje se formiraju naslage

Pucanje od korozije pod naprezanjem – Ubrzano hloridima u nekim formulama za čišćenje ili ostacima vode iz slavine

Opće stanjivanje - Progresivni gubitak materijala omotača

Metalni omotač može korodirati i mrlje od hrđe (oksidi željeza) mogu se ispustiti u tekućinu za pranje. Ove mrlje se zatim talože na staklenim posuđem ostavljajući vidljive, tamne, naslage koje je teško ukloniti. Za analitičke laboratorije, čak i kontaminacija metalom u tragovima na staklenom posuđu može ometati osjetljive testove (npr. ICP-MS, analiza metala u tragovima). Također, grijač će na kraju pokvariti što će dovesti do kašnjenja, zamjene rezervnih dijelova i mogućeg gubitka vrijednih uzoraka u sredini -ciklusa.

PTFE grijači: Alternativa koroziji
PTFE uronjeni grijači eliminiraju svaki kontakt s metalom. Otporni grijaći element je u potpunosti obložen PTFE (politetrafluoroetilenom) i sve vlažne površine su od PTFE ili fluoropolimera. Prednosti PTFE grijača laboratorijskog autoklava za pranje stakla su:

potpuna hemijska otpornost - PTFE je otporan na natrijum hidroksid, fosfornu kiselinu, limunsku kiselinu, EDTA i druge najčešće korištene laboratorijske deterdžente u cijelom pH opsegu (0-14).

Bez otpuštanja metalnih jona - Tečnost za pranje je bez mrlja rđe ili metalnih jona, što stakleno posuđe održava čistim za analizu tragova.

Bez galvanske korozije PTFE je električni izolator i hemijski inertan, stoga se ne uspostavljaju galvanski parovi sa drugim komponentama u mašini za pranje (npr. prskalice od nerđajućeg čelika ili korpe).

Dug vijek trajanja - PTFE grijači obično traju 3 do 5 puta duže od metalnih-grijača u korozivnim uvjetima.

Radna temperatura laboratorijskih mašina za pranje (60-85 stepeni) je udobna unutar temperaturnog opsega u kojem se PTFE može bezbedno koristiti kontinuirano. PTFE može tolerisati temperature do 110 stepeni u vodenom okruženju bez deformacije ili gubitka mehaničkog integriteta.

Primjena u autoklavima: čista para, manje kamenca
Vanjski generatori pare se koriste za veće autoklave, ali manji stoni autoklavi i sterilizatori općenito koriste potopljeni grijač za uranjanje da proključa vodu i stvori zasićenu paru unutar komore. U ovim jedinicama grijaći element je u direktnom kontaktu s vodom, koja može biti voda iz slavine, dejonizirana voda ili mješavina koja uključuje preostale kemikalije iz ranijih ciklusa.

Prednosti PTFE potopnih grijača za autoklaviranje:

Otpornost na nakupljanje kamenca - Tvrda voda je bogata solima kalcija i magnezija koje se talože u obliku kamenca (kamenca) na vrućim površinama. Vaga se gradi na metalnim grijačima. Ovo nije dobra stvar. Smanjuje efikasnost prijenosa topline i uzrokuje lokalizirano pregrijavanje. Vremenom element pregori. PTFE ima tako nisku površinsku energiju da se kamenac neće zalijepiti za njega. Sve mineralne naslage koje se pojave mogu se lako ukloniti termičkim širenjem ili blagim ispiranjem.

Generacija čiste pare - Kada metalni grijač korodira, ioni metala (gvožđe, nikl, hrom) mogu se osloboditi u parnoj fazi i zatim kondenzovati na staklenom posuđu ili instrumentaciji. Ovo nije prikladno za aplikacije gdje su potrebne površine bez pirogena-ili bez metala- (npr. kultura ćelija, molekularna biologija). PTFE grijač proizvodi čistu paru, bez metalne kontaminacije.

Najveća temperatura na kojoj PTFE može da radi u parnim aplikacijama je oko 110 stepeni. Većina laboratorijskih autoklava radi na 121 ili 134 stepena. Za takve uređaje PTFE grijač se koristi samo u rezervoaru za vodu (ispod ključanja) ili u predgrijavanju dovodne vode. Drugi fluoropolimeri kao što je PFA (perfluoroalkoksi) sa višim temperaturnim ocjenama (do 180 stepeni) mogu biti specificirani za direktnu proizvodnju pare na 121 stepen iako je PTFE još uvijek prikladan za mnoge sterilizatore niže temperature (npr. ciklusi pasterizacije . 105 stepeni ili sterilizatori u vodenom kupatilu).

Bonus za održavanje: potrebno je manje uklanjanja kamenca
Prednost održavanja Grejači sa metalnim-obloženim plaštem koji se koriste u laboratorijskim mašinama za pranje i autoklavima zahtijevaju periodično uklanjanje kamenca kako bi se uklonile-nagomilane mineralne naslage. Uklanjanje kamenca uključuje propuštanje kiselih rastvora (kao što je limunska ili fosforna kiselina) kroz sistem koji ubrzava koroziju metalnog omotača. Njegova PTFE-zagrijana neprijanjajuća površina uvelike smanjuje prianjanje kamenca. Periodi uklanjanja kamenca mogu se produžiti sa sedmičnih ili mjesečnih na nekoliko mjeseci ili čak godišnje. Takođe, sami procesi uklanjanja kamenca su manje oštri za sistem, jer nijedan metal nije izložen kiselini. Ovo smanjuje radnu snagu, troškove potrošnog materijala i vrijeme zastoja opreme, što sve doprinosi poboljšanju laboratorijskog učinka.

Pouzdanost u analitičkim i GLP laboratorijama
Bilo da se radi o GLP ili analitičkoj laboratoriji, pouzdanost i čistoća opreme su jednako kritični. Pokvareni grijač u mašini za pranje stakla može odgoditi cijeli dan obrade uzorka, što može umanjiti vremenske okvire istraživanja. Kontaminacija povezana sa-korozijom može učiniti analitičke podatke netačnima i rezultirati skupim preradom ili ponovnim uzorkovanjem. Upotreba PTFE grijača u mašinama za pranje i autoklavu omogućava laboratorijama:

Stakleno posuđe dosljedno čisti – nema mrlja od rđe ili metalnih ostataka

Pouzdan rad opreme – Nema iznenađenja zbog kvarova grijača zbog korozije

Pojednostavljena validacija - PTFE je inertan i ne-izdvojiv, podržava GLP zahtjeve dokumentacije za čišćenje opreme

Zaključak: Mala komponenta, veliki uticaj na laboratorijsku produktivnost
PTFE grijači poboljšavaju vrijeme rada i pouzdanost čišćenja u laboratorijskim mašinama za pranje i autoklavima kako bi ispunili GLP usklađenost. Ovi grijači eliminišu koroziju, kontaminaciju metala i adheziju kamenca i održavaju stakleno posuđe istinski čistim, a sterilizatori rade efikasno iz ciklusa u ciklus. Male modifikacije u materijalima komponenti mogu imati ogroman uticaj na laboratorijsku produktivnost. Kada laboratorije rukuju velikim količinama staklenog posuđa ili izvode studije na nivoima tragova, promjena na PTFE-uronjene grijače sa metalnim-obloženim grijačima je jednostavna nadogradnja s jasnim prednostima za osiguranje kvaliteta i uštedu na operativnim troškovima.