Kokį vaidmenį PTFE šildytuvai atlieka laboratorinėse stiklo indų poveržlėse ir autoklavuose?

Laboratorinėse stiklo indų plovimo mašinose naudojami karšti, stiprūs valymo tirpalai -dažnai citrinos rūgštis, fosforo rūgštis arba natrio hidroksidas-, kad pašalintų teršalus. Karterio kaitinimo elementas turi atlaikyti šią cheminę ataką kiekvieną dieną be gedimų ar plovimo skysčio užteršimo. Stikliniams indams ir instrumentams sterilizuoti naudojamiems autoklavams taip pat reikalinga pastovi, švari šiluma, kad susidarytų garai arba būtų palaikomos karšto vandens vonios. Abiejuose pritaikymuose naudojamos puikios korozijai atsparios PTFE panardinamųjų šildytuvų savybės, kurios įgalina gerą laboratorinę praktiką (GLP).

Laboratorinės skalbyklės karterio aplinka yra priešiška.
Automatinės laboratorinės stiklo indų plovimo mašinos veikia ciklais, paprastai apimančius pirminio-skalavimo, plovimo, skalavimo ir galutinio skalavimo veiksmus. Pagrindiniame plovimo etape per purškimo svirtis pumpuojami karšti valymo tirpalai, kad būtų pašalintos organinės liekanos, buferinės druskos, metalų pėdsakai ir kiti teršalai. Dažniausiai naudojami junginiai:

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

Rūgščių neutralizatoriai (citrinų rūgštis, fosforo rūgštis, acto rūgštis, pH 2-4)

Paviršinio aktyvumo medžiagos ir kompleksonai (EDTA, NTA)

Šie tirpalai pašildomi iki 60–85 laipsnių, kad pagerintų valymo efektyvumą. Paprastai kaitinimo elementas panardinamas į nedidelį karterį arba cirkuliacinį rezervuarą ir yra nuolat veikiamas kintamosios rūgšties ir šarminės aplinkos įvairių plovimo ciklų metu.

Bėdos su metaliniais kaitinimo elementais
Senamadiškas panardinamasis šildytuvas naudoja metalinį apvalkalą, dažniausiai iš nerūdijančio plieno 304, 316 arba Incoloy, kad apsaugotų viduje esančią varžos laidą. Pakartotinis kontaktas su karštomis rūgštimis ir bazėmis sukelia metalinių apvalkalų koroziją laboratorinėse poveržlėse. Gedimo būdai yra šie:-

Taškinė ir plyšinė korozija - Lokalus pažeidimas, paprastai suvirinimo jungtyse arba ten, kur susidaro nuosėdos

Įtempių korozijos įtrūkimai – pagreitėja dėl kai kurių valymo formulių chloridų arba vandentiekio vandens likučių

Bendras retinimas - Laipsniškas apvalkalo medžiagos nykimas

Metalinis apvalkalas gali korozuoti, o rūdžių dėmės (geležies oksidai) gali patekti į plovimo skystį. Šios dėmės nusėda ant stiklinių indų, paliekant akivaizdžias, tamsias, sunkiai pašalinamas apnašas. Analitinėse laboratorijose net metalo užteršimas ant stiklinių indų gali trukdyti atlikti jautrius bandymus (pvz., ICP-MS, metalo pėdsakų analizę). Be to, šildytuvas galiausiai suges, o tai gali užtrukti, pakeisti atsargines dalis ir galbūt prarasti vertingų pavyzdžių ciklo viduryje.

PTFE šildytuvai: alternatyva korozijai
PTFE panardinami šildytuvai pašalina bet kokį kontaktą su metalu. Atsparus kaitinimo elementas yra visiškai padengtas PTFE (politetrafluoretilenu), o visi sudrėkinti paviršiai yra iš PTFE arba fluoropolimero. PTFE šildytuvo laboratorijos stiklo indų plovimo autoklavo privalumai yra šie:

visiškas cheminis atsparumas - PTFE yra atsparus natrio hidroksidui, fosforo rūgščiai, citrinų rūgščiai, EDTA ir kitiems dažniausiai naudojamiems laboratoriniams plovikliams visame pH diapazone (0–14).

Neišsiskiria metalo jonai - Skalbimo skystyje nėra rūdžių dėmių ar metalo jonų, todėl stikliniai indai yra švarūs, kad būtų galima analizuoti pėdsakus.

Be galvaninės korozijos PTFE yra elektros izoliatorius ir chemiškai inertiškas, todėl nesusidaro galvaninės poros su kitais poveržlės komponentais (pvz., nerūdijančio plieno purškimo svirtimis ar krepšeliais).

Ilgas tarnavimo laikas - PTFE šildytuvai korozinėmis sąlygomis paprastai tarnauja 3–5 kartus ilgiau nei šildytuvai su metaliniu-apvalkalu.

Laboratorinių poveržlių darbinė temperatūra (60–85 laipsniai) patogiai atitinka temperatūros diapazoną, kuriame PTFE gali būti saugiai naudojamas nuolat. PTFE gali toleruoti iki 110 laipsnių temperatūrą vandeninėje aplinkoje be deformacijos ar mechaninio vientisumo praradimo.

Taikymas autoklavuose: švarus garas, mažiau mastelio
Išoriniai garo generatoriai naudojami didesniems autoklavams, tačiau mažesniuose staliniuose autoklavuose ir sterilizatoriuose paprastai naudojamas panardinamasis šildytuvas, skirtas vandeniui užvirti ir kameroje generuoti sočiųjų garų. Šiuose įrenginiuose kaitinimo elementas tiesiogiai liečiasi su vandeniu, kuris gali būti vandentiekio vanduo, dejonizuotas vanduo arba mišinys, kuriame yra chemikalų likučių iš ankstesnių ciklų.

PTFE panardinamųjų šildytuvų privalumai autoklave:

Atsparumas nuosėdų kaupimuisi - Kietame vandenyje yra daug kalcio ir magnio druskų, kurios nusėda nuosėdų (kalkių) pavidalu ant karštų paviršių. Svarstyklės statomos ant metalinių šildytuvų. Tai nėra geras dalykas. Tai sumažina šilumos perdavimo efektyvumą ir sukelia vietinį perkaitimą. Laikui bėgant elementas perdega. PTFE turi tokią mažą paviršiaus energiją, kad nuosėdos prie jo neprilips. Bet kokias mineralines nuosėdas galima lengvai pašalinti terminiu plėtimu arba švelniu skalavimu.

Švaraus garo generavimas - Kai metalinis šildytuvas korozuoja, metalo jonai (geležis, nikelis, chromas) gali išsiskirti į garų fazę ir kondensuotis ant stiklinių indų ar prietaisų. Tai netinka tais atvejais, kai reikia paviršių be pirogeno -bei metalo- (pvz., ląstelių kultūrai, molekulinei biologijai). PTFE šildytuvas sukuria švarų garą, kuriame nėra metalo užteršimo.

Aukščiausia temperatūra, kurioje PTFE gali veikti naudojant garą, yra apie 110 laipsnių. Dauguma laboratorinių autoklavų dirba 121 laipsniu arba 134 laipsniu. Tokiems įrenginiams PTFE šildytuvas naudojamas tik vandens rezervuare (žemiau verdančio) arba tiekiamo vandens pašildymui. Kiti fluorpolimerai, tokie kaip PFA (perfluoralkoksi), kurių temperatūra yra aukštesnė (iki 180 laipsnių), gali būti nurodyti tiesioginiam garų generavimui esant 121 laipsniui, nors PTFE vis tiek tinka daugeliui žemesnės temperatūros sterilizatorių (pvz., . 105 laipsnių pasterizavimo ciklai arba vandens vonios sterilizatoriai).

Priemoka už priežiūrą: reikia mažiau kalkių šalinimo
Techninės priežiūros nauda Laboratorinėse poveržlėse ir autoklavuose naudojamiems metalo{0}}apvalkalams šildytuvams reikia periodiškai nukalkinti, kad būtų pašalintos{1}}susikaupusios mineralų nuosėdos. Kalkių šalinimas apima rūgščių tirpalų (pvz., citrinos arba fosforo rūgšties) praleidimą per sistemą, kuri pagreitina metalinio apvalkalo koroziją. Jo PTFE-šildomas nepridegantis paviršius labai sumažina nuosėdų sukibimą. Kalkių šalinimo laikotarpis gali būti pratęstas nuo savaitės ar mėnesio iki kelių mėnesių ar net metų. Be to, patys nukalkinimo procesai sistemai yra ne tokie atšiaurūs, nes joks metalas nėra veikiamas rūgšties. Tai sumažina darbo sąnaudas, vartojimo išlaidas ir įrangos prastovą, o tai prisideda prie geresnio laboratorijos našumo.

Patikimumas analitinėse ir GLP laboratorijose
Nesvarbu, ar tai būtų GLP, ar analitinė laboratorija, įrangos patikimumas ir švara yra tokie pat svarbūs. Sugedęs šildytuvas stiklo indų plovimo mašinoje gali uždelsti visą dieną mėginio apdorojimą, o tai gali sutrumpinti tyrimo laiką. Dėl su korozija{2}}susijusio užteršimo analizės duomenys gali būti neteisingi ir dėl to reikės brangiai apdoroti arba paimti mėginius. PTFE šildytuvų naudojimas poveržlėse ir autoklavuose leidžia laboratorijoms:

Nuolat valykite stiklinius indus – nėra rūdžių dėmių ar metalo likučių

Patikimas įrangos veikimo laikas – nieko nestebina šildytuvo korozijos gedimai

Supaprastintas patvirtinimas - PTFE yra inertiškas ir ne{1}}ištraukiamas, atitinkantis įrangos valymo GLP dokumentų reikalavimus

Išvada: mažas komponentas, didelis poveikis laboratorijos produktyvumui
PTFE šildytuvai pagerina veikimo laiką ir pagerina laboratorinių poveržlių bei autoklavų valymo patikimumą, kad atitiktų GLP reikalavimus. Šie šildytuvai pašalina koroziją, metalo užterštumą ir nuosėdų sukibimą ir išlaiko stiklinius indus tikrai švarius, o sterilizatoriai efektyviai veikia nuo ciklo iki ciklo. Nedideli komponentų medžiagų pakeitimai gali turėti didžiulį poveikį laboratorijos produktyvumui. Kai laboratorijos apdoroja didelius stiklo dirbinių kiekius arba atlieka tyrimus nedideliais kiekiais, šildytuvų su PTFE-apvalkalais pakeitimas metaliniais