Яку роль відіграють PTFE нагрівачі в мийних машинах для лабораторного посуду та автоклавах?

У мийних машинах для лабораторного посуду для видалення забруднень використовуються гарячі сильні миючі розчини-часто лимонна кислота, фосфорна кислота або гідроксид натрію-. Нагрівальний елемент піддону повинен бути здатний витримувати цю хімічну атаку день у день без збою або забруднення промивної рідини. Автоклави, які використовуються для стерилізації скляного посуду та інструментів, також вимагають постійного чистого тепла для генерації пари або підтримки гарячої водяної ванни. Обидва застосування використовують переваги чудових корозійних властивостей занурювальних нагрівачів PTFE, які забезпечують належну лабораторну практику (GLP).

Навколишнє середовище лабораторного відстійника омивача є ворожим.
Автоматичні лабораторні мийні машини для скляного посуду працюють у циклах, які зазвичай включають етапи попереднього-поліскування, миття, ополіскування та останнього ополіскування. На етапі основного миття гарячі миючі розчини подаються через розпилювачі для видалення органічних залишків, буферних солей, слідів металів та інших забруднюючих речовин. Зазвичай використовувані сполуки включають:

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

Нейтралізатори кислоти (лимонна кислота, фосфорна кислота, оцтова кислота, pH 2-4)

Поверхнево-активні речовини та хелатоутворювачі (EDTA, NTA)

Ці розчини нагрівають до 60-85 градусів для покращення ефективності очищення. Як правило, нагрівальний елемент занурюється в невеликий відстійник або циркуляційний резервуар і постійно піддається впливу змінних кислотних і їдких середовищ під час різних циклів миття.

Проблеми з металевими нагрівальними елементами
Старомодний занурювальний нагрівач використовує металеву оболонку, зазвичай із нержавіючої сталі 304, 316 або Incoloy, для захисту резистивного дроту всередині. Повторний контакт із гарячими кислотами та основами призводить до корозії металевих оболонок у лабораторних шайбах. Типи невдач:-

Точкова та щілинна корозія - Локалізований вплив, як правило, на зварних з’єднаннях або в місцях утворення відкладень

Корозійне розтріскування під напругою – прискорюється хлоридами в деяких миючих засобах або залишками водопровідної води

Загальне витончення - Прогресуюча втрата матеріалу оболонки

Металева оболонка може піддатися корозії, а плями іржі (оксиди заліза) можуть потрапити в рідину для миття. Потім ці плями осідають на скляному посуді, залишаючи очевидні темні відкладення, які важко видалити. Для аналітичних лабораторій навіть сліди забруднення металом на скляному посуді можуть заважати чутливим тестам (наприклад, ICP-MS, аналіз слідів металів). Крім того, нагрівач остаточно вийде з ладу, що призведе до затримки, заміни запасних частин і, можливо, втрати цінних зразків у середині-циклу.

Нагрівачі PTFE: альтернатива корозії
PTFE занурювальні нагрівачі виключають будь-який контакт з металом. Резистивний нагрівальний елемент повністю покритий PTFE (політетрафторетиленом), а всі зволожені поверхні виготовлені з PTFE або фторполімеру. Переваги нагрівача PTFE лабораторного автоклава для миття скляного посуду:

повна хімічна стійкість - PTFE стійкий до гідроксиду натрію, фосфорної кислоти, лимонної кислоти, EDTA та інших широко використовуваних лабораторних миючих засобів у повному діапазоні pH (0-14).

Відсутність вивільнення іонів металу - Промивний розчин не містить плям іржі чи іонів металу, тому скляний посуд залишається чистим для аналізу слідів.

Відсутність гальванічної корозії PTFE є електричним ізолятором і хімічно інертним, тому немає гальванічних зв'язків з іншими компонентами в пральній машині (наприклад, розпилювачами або кошиками з нержавіючої сталі).

Довгий термін служби - Тефлонові нагрівачі зазвичай служать у 3–5 разів довше, ніж металеві-нагрівачі в корозійних умовах.

Робоча температура лабораторних промивних машин (60–85 градусів) комфортно знаходиться в межах температурного діапазону, в якому PTFE можна безпечно використовувати безперервно. PTFE може витримувати температуру до 110 градусів у водних середовищах без деформації або втрати механічної цілісності.

Застосування в автоклавах: чиста пара, менше утворення накипу
Зовнішні парогенератори використовуються для великих автоклавів, але менші настільні автоклави та стерилізатори зазвичай використовують занурений нагрівач для кип’ятіння води та генерування насиченої пари всередині камери. У цих агрегатах нагрівальний елемент знаходиться в прямому контакті з водою, яка може бути водопровідною, деіонізованою водою або сумішшю, що містить залишкові хімічні речовини з попередніх циклів.

Переваги занурювальних нагрівачів PTFE для автоклавування:

Стійкість до накопичення накипу - Жорстка вода має високий вміст солей кальцію та магнію, які осідають у вигляді накипу (вапняного нальоту) на гарячих поверхнях. Накип будується на металевих нагрівачах. Це погано. Це знижує ефективність теплопередачі та викликає локальний перегрів. З часом елемент перегорає. PTFE має настільки низьку поверхневу енергію, що накип не прилипає до нього. Будь-які мінеральні відкладення, які виникають, можна легко видалити за допомогою теплового розширення або м’якого промивання.

Чисте утворення пари - Під час корозії металевого нагрівача іони металу (заліза, нікелю, хрому) можуть вивільнятися у фазу пари, а потім конденсуватися на скляному посуді чи приладах. Це не підходить для застосувань, де потрібні апірогенні-або металеві-поверхні (наприклад, культура клітин, молекулярна біологія). Чиста пара, без металевих забруднень, генерується нагрівачем PTFE.

Найвища температура, при якій PTFE може працювати в парах, становить близько 110 градусів. Більшість лабораторних автоклавів працюють при 121 або 134 градусах. Для таких пристроїв PTFE нагрівач використовується тільки в резервуарі для води (нижче кипіння) або в попередньому підігріві подачі води. Інші фторполімери, такі як PFA (перфторалкокси) з вищими температурними показниками (до 180 градусів) можуть бути призначені для прямого генерування пари при 121 градусі, хоча PTFE все ще підходить для багатьох стерилізаторів з нижчою температурою (наприклад, цикли пастеризації . 105 градусів або стерилізатори на водяній бані).

Бонус за технічне обслуговування: менше потрібно видалення накипу
Переваги технічного обслуговування Нагрівачі в металевій-оболонці, які використовуються в лабораторних мийних машинах і автоклавах, потребують періодичного видалення накипу для видалення накопичення-мінеральних відкладень. Видалення накипу передбачає пропускання кислих розчинів (наприклад, лимонної або фосфорної кислоти) через систему, що прискорює корозію металевої оболонки. Його PTFE-нагріта анти-непригарна поверхня значно зменшує прилипання накипу. Періоди видалення накипу можуть подовжуватися від тижня чи місяця до кількох місяців або навіть року. Крім того, самі процеси видалення накипу менш жорсткі для системи, оскільки жоден метал не піддається впливу кислоти. Це скорочує витрати на робочу силу, витрати на витратні матеріали та час простою обладнання, що разом сприяє покращенню результатів роботи лабораторії.

Надійність в аналітичних і GLP лабораторіях
Незалежно від того, чи це GLP чи аналітична лабораторія, надійність і чистота обладнання мають однакове значення. Зламаний нагрівач у мийній машині для скляного посуду може затримати обробку зразка на цілий день, що може погіршити часові рамки дослідження. Забруднення,-пов’язане з корозією, може зробити аналітичні дані неправильними та призвести до дорогої переробки або повторного відбору проб. Використання PTFE нагрівачів у мийних машинах і автоклавах дозволяє лабораторіям:

Постійно чистий скляний посуд – без плям іржі чи металевих залишків

Надійна безвідмовна робота обладнання – жодних сюрпризів з корозійними поломками нагрівача

Спрощена перевірка - PTFE є інертним і не-екстрагованим, що підтримує вимоги документації GLP для очищення обладнання

Висновок: маленький компонент, великий вплив на продуктивність лабораторії
Тефлонові нагрівачі покращують час безвідмовної роботи та надійність очищення в лабораторних мийних машинах і автоклавах відповідно до GLP. Ці нагрівачі усувають корозію, металеві забруднення та адгезію накипу та зберігають скляний посуд справді чистим, а стерилізатори працюють ефективно від циклу до циклу. Невеликі модифікації матеріалів компонентів можуть мати величезний вплив на продуктивність лабораторії. Коли лабораторії обробляють великі обсяги скляного посуду або проводять дослідження на слідових рівнях, заміна занурювальних нагрівачів із PTFE-оболонкою з металевих-нагрівачів із оболонкою є простим оновленням із очевидними перевагами для забезпечення якості та економії експлуатаційних витрат.