Kakvu ulogu imaju PTFE grijači u perilicama laboratorijskog stakla i autoklavima?

Perilice laboratorijskog staklenog posuđa koriste vruće, jake otopine za čišćenje-često limunsku kiselinu, fosfornu kiselinu ili natrijev hidroksid-za uklanjanje onečišćenja. Grijaći element korita mora biti u stanju izdržati ovaj kemijski napad iz dana u dan bez kvara ili kontaminacije tekućine za pranje. Autoklavi koji se koriste za sterilizaciju staklenog posuđa i instrumenata također zahtijevaju stalnu, čistu toplinu za stvaranje pare ili održavanje vruće vodene kupke. Obje primjene iskorištavaju izvrsna svojstva otpornosti na koroziju PTFE uronjenih grijača koja omogućuju dobru laboratorijsku praksu (GLP).

Okolina laboratorijskog spremnika za pranje je neprijateljska.
Automatizirani laboratorijski perači staklenog posuđa rade u ciklusima, koji općenito uključuju pred{0}}ispiranje, pranje, ispiranje i posljednje korake ispiranja. U koraku glavnog pranja, vruće otopine za čišćenje pumpaju se preko prskalica za uklanjanje organskih ostataka, puferskih soli, tragova metala i drugih zagađivača. Uobičajeno korišteni spojevi uključuju:

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

Neutralizatori kiseline (limunska kiselina, fosforna kiselina, octena kiselina, pH 2-4)

Surfaktanti i kelirajuća sredstva (EDTA, NTA)

Ove se otopine zagrijavaju na 60-85 stupnjeva kako bi se poboljšala učinkovitost čišćenja. Tipično, grijaći element je uronjen u mali rezervoar ili cirkulacijski rezervoar i stalno je izložen izmjeničnim kiselim i kaustičnim sredinama tijekom različitih ciklusa pranja.

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

Rupičasta i pukotinska korozija - Lokalizirani napad, obično na zavarenim spojevima ili gdje se stvaraju naslage

Pucanje uslijed korozije – Ubrzano kloridima u nekim formulama za čišćenje ili ostacima vode iz slavine

Opće stanjivanje - Progresivni gubitak materijala omotača

Metalni omotač može korodirati i mrlje hrđe (željezni oksidi) mogu se ispustiti u tekućinu za pranje. Te se mrlje zatim talože na staklenom posuđu ostavljajući očite, tamne naslage koje je teško ukloniti. Za analitičke laboratorije, čak i tragovi kontaminacije metala na staklenom posuđu mogu ometati osjetljive testove (npr. ICP-MS, analiza tragova metala). Također, grijač će u konačnici otkazati 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 potpuno je obložen PTFE-om (politetrafluoroetilen), a sve navlažene površine su od PTFE-a ili fluoropolimera. Prednosti PTFE grijača laboratorijskog autoklava za pranje staklenog posuđa su:

potpuna kemijska otpornost - PTFE je otporan na natrijev hidroksid, fosfornu kiselinu, limunsku kiselinu, EDTA i druge uobičajeno korištene laboratorijske deterdžente u cijelom pH rasponu (0-14).

Bez otpuštanja metalnih iona - Tekućina za pranje je bez mrlja hrđe ili metalnih iona, što stakleno posuđe održava čistim za analizu u tragovima.

Bez galvanske korozije PTFE je električni izolator i kemijski inertan stoga nema galvanskih veza s drugim komponentama u perilici (npr. prskalice ili košare od nehrđajućeg čelika).

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

Radna temperatura laboratorijskih perilica (60–85 stupnjeva) je ugodno unutar temperaturnog raspona u kojem se PTFE može sigurno kontinuirano koristiti. PTFE može tolerirati temperature do 110 stupnjeva u vodenim uvjetima bez deformacije ili gubitka mehaničkog integriteta.

Primjena u autoklavima: čista para, manje kamenca
Vanjski generatori pare koriste se za veće autoklave, ali manji stoni autoklavi i sterilizatori općenito koriste uronjeni grijač za kuhanje vode i stvaranje zasićene pare unutar komore. U ovim jedinicama grijaći element je u izravnom kontaktu s vodom, koja može biti voda iz slavine, deionizirana voda ili mješavina koja uključuje zaostale kemikalije iz ranijih ciklusa.

Prednosti PTFE uronjenih grijača za autoklaviranje:

Otpornost na nakupljanje kamenca - Tvrda voda bogata je kalcijevim i magnezijevim solima koje se talože kao kamenac (vapnenac) na vrućim površinama. Kamenac se gradi na metalnim grijačima. Ovo nije dobra stvar. Smanjuje učinkovitost prijenosa topline i uzrokuje lokalno pregrijavanje. S vremenom element izgori. PTFE ima tako nisku površinsku energiju da se kamenac ne lijepi za njega. Sve mineralne naslage koje se pojave mogu se lako ukloniti toplinskim širenjem ili blagim ispiranjem.

Čisto stvaranje pare - Kada metalni grijač korodira, metalni ioni (željezo, nikal, krom) mogu se otpustiti u parnu fazu i potom kondenzirati na staklenom posuđu ili instrumentima. Ovo nije prikladno za primjene gdje su potrebne površine bez -pirogena ili metala (npr. kultura stanica, molekularna biologija). Čistu paru, bez metalne kontaminacije, stvara PTFE grijač.

Najviša temperatura na kojoj PTFE može raditi u primjenama s parom je oko 110 stupnjeva. Većina laboratorijskih autoklava radi na 121 ili 134 stupnja. Za takve uređaje PTFE grijač se koristi samo u spremniku vode (ispod vrenja) ili u predgrijanoj dovodnoj vodi. Drugi fluoropolimeri kao što je PFA (perfluoroalkoksi) s višim temperaturnim ocjenama (do 180 stupnjeva) mogu se specificirati za izravno stvaranje pare na 121 stupanj iako je PTFE i dalje prikladan za mnoge sterilizatore na nižim temperaturama (npr. ciklusi pasterizacije . 105 stupnjeva ili sterilizatori u vodenoj kupelji).

Bonus za održavanje: potrebno je manje uklanjanja kamenca
Prednost održavanja Metalni-grijači s omotačem koji se koriste u laboratorijskim perilicama i autoklavima zahtijevaju povremeno uklanjanje kamenca kako bi se uklonile-nakupljene mineralne naslage. Uklanjanje kamenca uključuje propuštanje kiselih otopina (kao što je limunska ili fosforna kiselina) kroz sustav koji ubrzava koroziju metalnog omotača. Njegova PTFE-grijana ne-neljepljiva površina uvelike smanjuje prianjanje kamenca. Razdoblja uklanjanja kamenca mogu se produljiti s tjednog ili mjesečnog na nekoliko mjeseci ili čak godišnje. Također, sami procesi uklanjanja kamenca manje su oštri za sustav, jer nijedan metal nije izložen kiselini. Time se smanjuju troškovi rada, potrošnog materijala i zastoja opreme, što sve doprinosi poboljšanom laboratorijskom rezultatu.

Pouzdanost u analitičkim i GLP laboratorijima
Bilo da se radi o GLP ili analitičkom laboratoriju, pouzdanost i čistoća opreme jednako su kritični. Pokvareni grijač u perilici staklenog posuđa može odgoditi cijeli dan obrade uzorka, što može smanjiti vremenske okvire istraživanja. Kontaminacija-povezana s korozijom može učiniti analitičke podatke netočnima i rezultirati skupom preradom ili ponovnim uzorkovanjem. Korištenje PTFE grijača u perilicama i autoklavima omogućuje laboratorijima da:

Konzistentno čisto stakleno posuđe – Bez mrlja hrđe ili metalnih ostataka

Pouzdano vrijeme rada opreme – Nema iznenađenja s kvarovima grijača zbog korozije

Pojednostavljena provjera valjanosti - PTFE je inertan i ne-ekstrabilan podržava zahtjeve GLP dokumentacije za čišćenje opreme

Zaključak: Mala komponenta, veliki utjecaj na produktivnost laboratorija
PTFE grijači poboljšavaju vrijeme rada i pouzdanost čišćenja u laboratorijskim perilicama i autoklavima kako bi zadovoljili GLP zahtjeve. Ovi grijači eliminiraju koroziju, onečišćenje metala i lijepljenje kamenca i održavaju stakleno posuđe istinski čistim, a sterilizator radi učinkovito iz ciklusa u ciklus. Male izmjene u materijalima komponenti mogu imati veliki utjecaj na produktivnost laboratorija. Kada laboratoriji rukuju velikim količinama staklenog posuđa ili provode studije na razinama u tragovima, promjena grijača s metalnim-plaštom obloženih PTFE-om-jednostavna je nadogradnja s jasnim prednostima za osiguranje kvalitete i uštede na operativnim troškovima.