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超純水機純化柱的柱容量越高越好嗎?
經(jīng)常有實驗室純水機的用戶,咨詢純化柱的使用壽命,更換周期等問題,要想真正理解為什么純化柱需要定期更換,有幾個概念一定要清楚:
1. 什么是純化柱的交換容量?
l 交換容量是指離子交換樹脂能提供交換離子的總量,又稱為總交換容量,它反映離子交換樹脂與溶液中離子進行交換的能力,這個值只和離子交換樹脂本身的性質(zhì)有關(guān)。在實際上,交換容量不僅與所用的離子交換劑有關(guān),還與實驗條件(如流速,流路等)有很大的關(guān)系,稱之為有效交換容量(或動態(tài)交換容量),比理論計算所得的總交換容量低。這兩者的單位都是mol/g。
2. 有效交換容量如何測定?
l 測定方法:裝有一定數(shù)量離子交換樹脂的純化柱,進口水管與蠕動泵連接,出口水管連接電導(dǎo)率檢測儀。測定時,通過蠕動泵,將預(yù)先配置好的一定濃度的NaCl溶液輸入到純化柱,然后檢測純化柱出口溶液的電導(dǎo)率,當其數(shù)值高于設(shè)定值時,記錄消耗的NaCl溶液的體積,計算后得到離子交換樹脂的有效交換容量。
3. 什么是純化柱的柱容量?
l 純化柱中所裝填的離子交換樹脂的總交換容量,就稱為柱容量。柱容量同樣分為總交換柱容量和有效柱容量,通常用可交換NaCl的克數(shù)來進行評估。 每個實驗室純水機廠家純化柱設(shè)計不同,裝填量不同,柱容量會有差別。
常規(guī)而言,純化柱的柱容量在36 g NaCl的水平是正常的。
4. 過水量是什么意思?如何計算?
l 純化柱的過水量指的是它能夠生產(chǎn)超純水的量。過水量可以用下面的公式來計算:
式中:V——過水量,L E:超純化柱的有效交換容量,g n:超純化柱的數(shù)量 a:進水的離子含量,g/L b:進水的CO2量,g/L
如果一支超純化柱(n=1),其有效交換容量為39 g NaCl(E=39),進水為EDI純水,電導(dǎo)率為0.1 μS/cm(計算a=0.05*10-3),EDI純水CO2為0(b=0)。計算得出理論上該超純化柱過水量為780000 L。
可見純化柱的過水量與其中離子交換樹脂的裝填量和進水水質(zhì)有關(guān),進水水質(zhì)越差,對離子交換樹脂的消耗越快,純化柱的更換周期也就越快。如果僅憑介紹裝填量高,推論出純化柱壽命長的說法,其實是有失偏頗的。
5. 柱容量或者過水量是否越高越好?
有些廠家會將高過水量作為產(chǎn)品的賣點,有的純化柱甚至?xí)^60 g NaCl的水平,這樣確實是優(yōu)勢嗎?
l 并非如此!柱容量高其實是容易做到的,但過高柱容量的做法其實并不可取。
a) 純水機工作時,隨原水進入的微生物會漸漸富集在純化柱上,這個吸附過程是一個吸附-解離的平衡過程,而且這些細菌在代謝中還會釋放大量的TOC、熱原等雜質(zhì),對水質(zhì)產(chǎn)生很大影響。
b) 純化柱使用超過一年,即使離子交換能力尚有,但微生物滋生的幾率大大提高,水質(zhì)污染的風(fēng)險增大,這時就需要馬上更換純化柱。
l 通常純水機中,為了達到水質(zhì)和成本較好地平衡,超純化柱更換有兩個報警限:①使用時間1年,②過水量;哪個條件先突破,都表示純化柱需要盡快更換;
l 柱容量過高,水質(zhì)不達標更換純化柱時,會有相當數(shù)量未使用完的離子交換樹脂不得不被扔棄,對使用成本是一種浪費。
所以,不是柱子交換能力/過水量越高越好,而是理性平衡柱容量/使用成本之間的關(guān)系更為重要。這就是為什么實驗室純水機市場中,一些大公司不會將這個參數(shù)作為自己產(chǎn)品推廣噱頭的原因。
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關(guān)于樂楓生物
樂楓生物(Rephile Bioscience,Ltd.) 是一家從事水純化和實驗室分離純化產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計和制造的企業(yè),為高科技生物技術(shù)和生命科學(xué)領(lǐng)域的用戶服務(wù)。樂楓公司在中國、美國、法國、印度、南非等近20個國家建立了銷售機構(gòu),同時也為國際大型公司提供OEM和ODM,產(chǎn)品銷往包括歐美的近100個國家,多所美國常春藤大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院丹娜法伯癌癥研究院和約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院都是設(shè)備的用戶。2020年,樂楓產(chǎn)品獲選進入華大基因火眼實驗室,為疫情防控提供支持。成立十余年,樂楓持續(xù)投入研發(fā),創(chuàng)立出了自己的產(chǎn)品品牌RephiLe(瑞楓),推出了多個新概念產(chǎn)品 - 無線連接的Genie系列純水系統(tǒng)和智能型大流量純水工作站Super-Genie等。目前樂楓提供包括低鎂型,低硼型,ICP-MS型等適用于各種應(yīng)用的全范圍超純化柱系列,也提供多款密理博純水系統(tǒng)的兼容耗材,讓國產(chǎn)的品牌為用戶提供可與進口產(chǎn)品媲美的服務(wù)。
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