Purificação ultra pura água

Tipos de purificação de água ultrapura

Existem vários tipos de sistemas de purificação de água ultrapura disponíveis para fornecer água ultrapura em diferentes configurações. Esses sistemas visam remover compostos orgânicos, microrganismos, pirógenos, íons, colóides, partículas e gases da água de alimentação para produzir água de alta qualidade.

• Osmose reversa: A OR é um processo em que a pressão é usada para forçar a água através de uma membrana semipermeável. A membrana permite apenas a passagem de compostos polares de baixo peso molecular e água, rejeitando moléculas orgânicas maiores e gás. A água residual ou salmoura contendo impurezas é enviada na direção oposta, enquanto a água purificada é coletada do outro lado.
• Eletrodeionização: EDI é um processo que remove substâncias ionizadas ou sais da água usando eletricidade em combinação com membranas de troca iônica. A EDI usa corrente direta para remover íons da água que já passaram por desionização, o que melhora a qualidade da água produzida. A EDI tem a vantagem de não usar agentes químicos e pode desionizar a água continuamente.
• Trocadores de íons de leito misto: Um leito misto refere-se a uma unidade que consiste em resinas de troca iônica catiônica de ácido forte e aniônica de base forte no mesmo vaso. As resinas são normalmente misturadas completamente para produzir um meio de desionização altamente eficiente. O uso de leitos mistos pode ajudar a produzir água destilada dupla ou até tripla a custos operacionais reduzidos. No entanto, as pessoas precisam considerar que a vazão dos leitos mistos é geralmente baixa em comparação com a dos leitos fixos.
• Desativação UV: A purificação de água por luz ultravioleta usa radiação eletromagnética para desativar microrganismos. É altamente eficaz na eliminação de bactérias sem o uso de produtos químicos ou alteração do sabor e composição da água. A lâmpada UV emite comprimentos de onda que destroem o DNA dos patógenos, impedindo-os de se reproduzir e causar doenças. No entanto, deve-se notar que os dispositivos de descontaminação UV exigem um pré-filtro para remover partículas grandes da água e são ineficazes contra vírus, a menos que um sistema de filtragem adicional seja incluído.
• Purificação por ozônio: A purificação de água por ozônio é um processo que utiliza gás ozônio para purificar a água. O ozônio, uma molécula de oxigênio triatômica que ocorre naturalmente, é usado como agente oxidante para eliminar contaminantes, incluindo bactérias, vírus e outros poluentes. O gerador de ozônio produz o gás ozônio expondo o ar atmosférico à luz ultravioleta ou injetando-o em uma descarga elétrica. O tratamento com ozônio não requer produtos químicos e pode ser usado em água com alta quantidade total de sólidos dissolvidos. No entanto, os equipamentos e o ozônio residual devem ser monitorados porque o ozônio se decompõe rapidamente.

Especificação e manutenção de purificações de água ultrapura

As seguintes especificações devem ser consideradas ao adquirir um filtro de água ultrapura.

• Faixa de tamanho do produto: Isso descreve o tamanho físico das máquinas produzidas por vários fabricantes. Normalmente, vem como um pequeno dispositivo de mesa, um modelo de tamanho de armário ou um modelo maior que pode ser montado na parede.
• Qualidade da água de alimentação: Isso descreve a qualidade da água que pode ser usada como fonte para produzir água ultrapura. Por exemplo, água de um ponto específico na superfície de um lago, rio ou mar, ou água municipal tratada com certos desinfetantes.
• Qualidade da água ultrapura: Isso se refere ao nível específico de pureza que a máquina deve atingir. Pode ser definido em termos de resistividade, níveis de TOC ou remoção de íons e contaminantes específicos.
• Aplicações: Diferentes filtros de água ultrapura são projetados para diferentes aplicações. Por exemplo, alguns podem ser projetados para uso em laboratório, enquanto outros são feitos para fabricação farmacêutica ou de semicondutores.
• Taxa de produção de água: Esta é a velocidade com que a água é produzida quando a máquina está funcionando normalmente. Geralmente é descrito em litros por hora ou galões por minuto.
• Tecnologia de membrana: O tipo e o modelo da membrana que a máquina usa são cruciais para sua capacidade de purificação. Por exemplo, pode usar uma membrana de osmose reversa (OR), nanofiltração ou membrana de ultrafiltração.
• Configuração do sistema: Isso descreve o arranjo dos componentes da máquina, incluindo pré-filtros, unidades de OR, pós-filtros, lâmpadas UV e quaisquer sistemas de monitoramento ou controle integrados.
• Cartuchos de reposição: Estes são consumíveis que devem ser substituídos em intervalos regulares para manter a especificação da água ultrapura. Por exemplo, diferentes tipos de resina para desionização ou diferentes graus de cartuchos de filtro para contaminantes orgânicos e inorgânicos.
• Requisitos de manutenção: Isso se refere à frequência com que a máquina de água ultrapura deve ser limpa ou esterilizada. Também pode incluir outros requisitos de água ultrapura, como recalibração e verificações do sistema.

O equipamento de água ultrapura deve ser mantido regularmente para que continue produzindo o mesmo nível de água ultrapura. As seguintes práticas de manutenção são muito importantes para que um sistema de purificação de água ultrapura funcione eficientemente por um longo período.

• Verificações de rotina: É necessário realizar verificações diárias na máquina para garantir que tudo está funcionando corretamente. Alguns parâmetros vitais para verificar são a qualidade da água de alimentação, diferenças de pressão, condutividade/resistividade da água ultrapura final produzida, temperatura, alarmes e indicadores de status do sistema.
• Substituição do filtro: É importante registrar a data e o uso de água ultrapura em cada aplicação. Defina um cronograma para substituir os pré-filtros e pós-filtros com base nesses dados. Normalmente, antes que os contaminantes estejam saturados. Isso ajudará a evitar qualquer contaminação ou dano a equipamentos sensíveis.
• Calibração: Calibre regularmente os componentes de monitoramento da máquina, como medidores de condutividade, para garantir que as leituras sejam precisas. Isso é muito importante para manter o controle de qualidade em aplicações como experimentos de laboratório.
• Limpeza e sanitização: Ocasionalmente, a limpeza e a sanitização de todo o sistema são necessárias, incluindo reservatórios e tubulações. Fazer isso controla o crescimento microbiano e previne problemas com biofilme.
• Manutenção sistemática: Realize manutenção planejada periodicamente para componentes vitais como membranas de desgasificação, unidades de osmose reversa, tanques de resina de desionização e lâmpadas UV. Durante essas verificações de manutenção, é importante inspecionar todos os componentes quanto a desgaste, entupimentos ou danos, e então limpar, substituir ou recalibrar conforme necessário.
• Documente tudo: É uma boa prática registrar quaisquer atividades de manutenção, substituições de filtro, calibrações, procedimentos de limpeza e verificações do sistema em um log. Isso é muito importante para a rastreabilidade, conformidade com os regulamentos e otimização do cronograma de manutenção ao longo do tempo.

Aplicações de purificação de água ultrapura

A água ultrapura é usada principalmente por indústrias e laboratórios que possuem processos de produção que exigem a água mais refinada e imaculada. Normalmente, os sistemas de purificação de água empregam vários métodos, como destilação, osmose reversa e eletrodeionização, para remover contaminantes até as partes por bilhão ou trilhão.

Algumas indústrias precisam de água ultrapura para a fabricação. Aqui estão algumas:

• Fabricação de semicondutores e eletrônicos

  A água ultrapura é um componente indispensável na fabricação de semicondutores e dispositivos eletrônicos. É usada para enxaguar pastilhas após a gravação, implantação de íons, deposição química em fase de vapor e litografia. A ausência de sólidos dissolvidos, baixa contagem de partículas e pH neutro da água ultrapura a tornam a solução de enxágue ideal para garantir que sensores de pressão, transistores, capacitores e outros componentes semicondutores funcionem perfeitamente.

• Indústrias farmacêutica e biotecnológica

  As indústrias farmacêutica e biotecnológica usam água ultrapura de muitas maneiras. É frequentemente o ingrediente principal de medicamentos, injeções e infusões preparadas em conformidade com os padrões farmacopéicos. A água purificada é usada para diluir e dissolver medicamentos e para enxaguar e sanitizar equipamentos e recipientes. Além disso, a água ultrapura serve como solvente para técnicas cromatográficas como HPLC (Cromatrografia Líquida de Alta Eficiência) e para culturas de células, preparação de meios e processamento a jusante em estudos microbiológicos e bioprocessamento.

• Geração de energia

  A água ultrapura é essencial para produzir eletricidade em usinas termoelétricas, como usinas a gás, carvão e nucleares. A água desionizada é usada para fazer vapor em caldeiras, sistemas de refrigeração e água condensada. A água desmineralizada também é utilizada em sistemas hidráulicos, turbinas a gás e procedimentos de limpeza de usinas de energia.

• Indústria de alimentos e bebidas

  A água ultrapura é empregada na produção de alimentos e bebidas, onde o conteúdo mineral ou as impurezas podem afetar o sabor, a qualidade ou a vida útil. Indústrias como cervejarias, destilarias, engarrafadoras, laticínios e indústrias que processam sucos, água purificada serve como ingrediente, agente de limpeza para equipamentos e recipientes e fonte de água para a fabricação de produtos de alta qualidade.

• Pesquisa de laboratório e acadêmica

  A água ultrapura é essencial para laboratórios e pesquisa acadêmica. A água super pura é o solvente padrão em laboratórios químicos, biológicos e ambientais e um reagente para equipamentos analíticos como espectrômetros de massas, espectrofotômetros de absorção atômica e sistemas ICP de plasma indutivamente acoplado. A água ultrapura é a base para experimentos e investigações onde a água normal pode interferir nos resultados.

• Equipamentos médicos e saúde

  A água ultrapura é crítica para a produção e manutenção de dispositivos e sistemas médicos na área da saúde. Por exemplo, máquinas de diálise que tratam pacientes com insuficiência renal; soluções de inalação para nebulizadores e ventiladores e umidificadores em cuidados respiratórios e bombas intravenosas que fornecem medicamentos e nutrição precisos aos pacientes. Além disso, a água ultrapura é um componente crucial em tecnologias de imagem médica como contraste para RM e TC.

Como escolher sistemas de purificação de água ultrapura

Os sistemas de água ultrapura são essenciais em laboratórios, campos médicos, indústrias de semicondutores e quaisquer outras aplicações em que as impurezas devem ser eliminadas. As dicas a seguir podem ajudar os compradores a fazer uma escolha sensata.

• Identificar as impurezas da fonte

  É crucial conhecer as características da água que precisa ser purificada. Parâmetros como sólidos totais dissolvidos (TDS), contaminantes específicos e bactérias devem ser analisados. Identificar as impurezas da fonte informará a escolha da tecnologia e do filtro.

• Conhecer os requisitos de uso

  Considere a aplicação e a qualidade do sistema de água ultrapura. Diferentes aplicações exigem diferentes tipos de água - por exemplo, água ASTM Tipo I, II, III e IV, conforme definido pela American Society for Testing and Materials (ASTM). Selecione um sistema de purificação que atenda aos padrões exigidos.

• Considerando a taxa de produção

  Dependendo da aplicação, o comprador precisa considerar a rapidez com que o sistema de purificação deve produzir água ultrapura. Escolha um sistema com a taxa de produção correta e um que tenha componentes de armazenamento e distribuição para atender às demandas de pico.

• Considerando o design do sistema

  Selecione um sistema de purificação de água ultrapura com design modular. Isso facilitará a manutenção, reparo e substituição. Além disso, considere a manutenção preventiva e o serviço programado. Para manter o sistema funcionando corretamente, é vital escolher um fornecedor que ofereça serviços de manutenção e suporte.

• Avaliar os custos

  Os compradores devem avaliar os custos de compra, instalação e operação do sistema de purificação. Calcule as despesas relacionadas à substituição de filtros, consumo de energia e manutenção. Selecione um sistema acessível que ofereça o menor custo total de operação a longo prazo.

Perguntas frequentes sobre purificação de água ultrapura

P1: Para que serve a água ultrapura?

R1: A água ultrapura é comumente usada na indústria farmacêutica, na fabricação de semicondutores, em laboratórios e em outras aplicações em que mesmo as menores impurezas podem ter consequências significativas.

P2: Qual a diferença entre água pura e ultrapura?

R2: A água pura foi removida da maioria dos contaminantes, mas alguns minerais naturais permanecem. A água ultrapura vai além, eliminando até mesmo os minerais naturais e quaisquer outras impurezas microscópicas.

P3: Como funciona um sistema de água ultrapura?

R3: Um sistema de purificação de água ultrapura normalmente usa várias etapas, como filtração, osmose reversa, troca iônica e destilação, para remover contaminantes até o nível molecular.

P4: Por que a água ultrapura é essencial?

R4: A água ultrapura é essencial para processos industriais e científicos específicos em que é necessária água da mais alta pureza possível, como reações químicas, refrigeração de equipamentos e como solvente ou reagente em laboratórios.