Arten von Labor-Reinstwassersystemen

Ein Labor-Reinstwassersystem ist so konzipiert, dass alle Arten von Verunreinigungen entfernt werden, um hochwertiges Wasser für den Einsatz in komplexen Laboren zu erzeugen. Es werden Techniken wie Umkehrosmose (RO), Destillation, UV-Photolyse und Ionenaustauschfiltration eingesetzt, um die verschiedenen Verunreinigungen zu eliminieren.

Je nach Verwendung des Labor-Reinstwassers kann es in Typ 1, Typ 2 und Typ 3 Wasser eingeteilt werden, basierend auf den Reinheitsgraden des erzeugten Reinstwassers:

• Typ 1: Dies ist die höchste Qualität an Reinstwasser, die verfügbar ist. Typ-1-Wasser ist unerlässlich für Anwendungen, die ein hohes Maß an Präzision und Genauigkeit erfordern, wie z. B. analytische Chemie, Chromatographie, Spektroskopie und Zellkulturen. Typ-1-Wasser wird typischerweise mit einer Kombination aus Umkehrosmose, Destillation und Deionisationsverfahren hergestellt. Es hat einen spezifischen Widerstand von 18,2 MΩ cm bei 25 °C und einen niedrigen Gehalt an Gesamtkohlenstoff (TOC).
• Typ 2: Typ-2-Wasser eignet sich für weniger kritische Laboranwendungen. Es wird häufig zum Spülen, Verdünnen und für allgemeine Laborprozeduren verwendet, die nicht die hohe Reinheit von Typ-1-Wasser erfordern. Typ-2-Wasser wird mit ähnlichen Verfahren wie Typ-1-Wasser hergestellt, kann jedoch einen etwas niedrigeren spezifischen Widerstand und einen höheren TOC-Gehalt aufweisen. Es ist jedoch immer noch ausreichend rein für viele routinemäßige Laborarbeiten.
• Typ 3: Typ-3-Wasser ist das am wenigsten reine der drei Typen und nicht für kritische analytische Anwendungen geeignet. Es wird für weniger anspruchsvolle Anwendungen wie das Waschen von Geräten, das Füllen von Puffern und andere nicht kritische Laborarbeiten verwendet. Typ-3-Wasser wird mit weniger strengen Reinigungsmethoden als Typ 1 und 2 hergestellt und kann höhere Gehalte an Verunreinigungen enthalten.

Spezifikationen und Wartung eines Labor-Reinstwassersystems

Spezifikationen

• Zulauf: Das Speisewasser kann aus verschiedenen Quellen stammen, wie z. B. Leitungswasser, destilliertes Wasser oder Brunnenwasser. Es befindet sich in einem Drucktank, aus dem es von einer Pumpe angesaugt und zur Vorbehandlung geleitet wird.
• Vorbehandlung: Die Vorbehandlung erfolgt in der Wasseraufbereitungsanlage, in der Regel mit einem mehrstufigen Filtersystem, das einen Sandfilter, einen Kohlefilter und eine UV-Sterilisation umfasst. Sandfilter fangen große, unlösliche Partikel ab. Kohlefilter blockieren organische Verbindungen, insbesondere solche, die für unangenehme Geschmacks- und Geruchsstoffe sorgen. Die UV-Sterilisation verwendet Licht, um Mikroorganismen abzutöten. Die Vorbehandlungsstufe erhöht die Wasserqualität, um die nachfolgende Reinigung effizienter zu gestalten.
• Membran: Dies ist der Kern von Umkehrosmose (RO)-Systemen. Es kann sich um eine Spiralwicklung, ein homogenes Flachblatt oder eine Hohlfaser handeln. Die semipermeable Membran lässt Wassermoleküle passieren, während sie 90 % bis 99 % der gelösten Salze, anorganischen Verbindungen und einiger Mikroorganismen zurückhält, die im Speisewasser zurückbleiben.
• Drucktank: Reines oder RO-Wasser hat einen geringen Gehalt an gelösten Feststoffen, daher benötigt es einen Drucktank zur Verteilung an das Labor. Der Tank komprimiert eine Blase in seinem Inneren, die das gereinigte Wasser aufnimmt.
• Pumpe: Der Elektromotor der Pumpe befindet sich außerhalb des Drucktanks. Er verwendet Gleichstrom (DC) mit niedriger Spannung, um deionisiertes Wasser durch das Labor-Reinstwassersystem zu zirkulieren.
• UV-Lampe: Dies ist die Lichtquelle, die in einem UV-Reinigungssystem verwendet wird. Sie emittiert Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm, um Bakterien, Viren und andere Krankheitserreger zu deaktivieren. UV-Lampen können Niederdruck-Quecksilberdampflampen, Mitteldruck-Quecksilberdampflampen oder laserinduzierte Halbleiter-UV-Emitter sein.
• Elektrodialyse-Modul (EDI): EDI-Module kombinieren Ionenaustausch und Elektrolyse, um Ionen zu entfernen. Sie enthalten einen elektrischen Stromkreis mit Gleichstrom, der von einem Transformator geliefert wird.
• Point-of-Use (POU)-Filter: Ein POU-Filter ist in der Regel ein Mischbett-, Einweg-, nicht regenerierbarer Filter, der alle verbleibenden Spurenverunreinigungen entfernt, bevor das Wasser durch den Ausgabehahn aus dem Labor-Reinstwassersystem austritt.

Wartung

• Reinigung: Der Einsatz eines geeigneten Reinigungsansatzes ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Leistung und Lebensdauer eines Reinstwassersystems. Andernfalls kann die verbleibende Ausrüstung beschädigt werden. Verwenden Sie im Allgemeinen immer kompatible, hochwertige Reinigungsprodukte, wie von den Herstellern von Reinstwassergeräten angegeben. Verwenden Sie niemals abrasive Produkte, die Oberflächen zerkratzen könnten.
• Austausch von Filtern: Filter, Kartuschen, Lampen und andere Komponenten sind in erster Linie Verbrauchsmaterialien im Reinstwassersystem. Ihre Lebensdauer hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Wasserqualität, die Nutzungsfrequenz und die Durchflussmenge des Geräts. Reinstwassersysteme werden in der Regel mit austauschbaren Komponenten geliefert. Beachten Sie die Anweisungen des Herstellers zu Teilenummern, Austauschintervallen und eventuellen besonderen Einbauvorkehrungen. Achten Sie darauf, dass Sie Verbrauchsmaterialien immer mit sauberen Händen oder Handschuhen handhaben, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden, und lagern Sie sie an sauberen, trockenen Orten, die frei von potenziellen Verunreinigungen sind.
• Desinfektion: Alle Reinstwassersysteme sind auf einen konstanten und großflächigen Durchfluss von gereinigtem Wasser angewiesen, um das Bakterienwachstum zu minimieren. Erwägen Sie, das System zu desinfizieren, indem Sie es mit einer geeigneten, hochwertigen chemischen Desinfektionslösung spülen, die vom Gerätehersteller bereitgestellt wird, wenn das System nicht täglich in Betrieb ist. Stellen Sie eine 1:100-Lösung dieses Produkts her und zirkulieren Sie sie mindestens einmal durch das gesamte System.

Szenarien für Labor-Reinstwassersysteme

Der Hauptzweck eines Reinstwassersystems ist die Bereitstellung des für Labore und Forschung benötigten Wassers. Das Labor-Reinstwassersystem ist in folgenden Bereichen unverzichtbar:

• Biomedizinische Forschung: Biomedizinische Studien, einschließlich Molekularbiologie, Zellkultur, Gentechnik und Medikamentenentwicklung, beinhalten oft sensible Experimente, die hochwertiges Wasser benötigen, das frei von Verunreinigungen ist. Reinstwassersysteme liefern das Reinstwasser, das erforderlich ist, um den Erfolg und die Reproduzierbarkeit biomedizinischer Forschungsergebnisse zu gewährleisten.
• Klinische Diagnostik: Klinische Labore, die diagnostische Tests durchführen, einschließlich klinischer Chemie, Mikrobiologie, Immunologie und Pathologie, müssen Reinstwasser verwenden, um Interferenzen zu vermeiden und zuverlässige Testergebnisse zu gewährleisten. Das Wasser dient als wichtiger Bestandteil in automatisierten Analysatoren, Probenvorbereitung, Reagenzienverdünnung und Geräte-Reinigung.
• Pharmazeutische Herstellung: Pharmaunternehmen müssen sicherstellen, dass ihre Produkte strenge Qualitäts- und Reinheitsstandards erfüllen. Wasser für Injektionen (WFI), eine standardisierte Form von Reinstwasser, ist unerlässlich für die Formulierung von Arzneimitteln, die Herstellung von sterilen Geräten und Hilfsstoffen sowie die Herstellung von Arzneimitteln. Labore in pharmazeutischen Unternehmen nutzen Reinstwassersysteme, um die Vorschriften einzuhalten und die Qualität ihrer Produkte zu gewährleisten.
• Umweltanalytik: Umweltüberwachung und -analyse spielen eine wichtige Rolle bei der Beurteilung der Luft- und Wasserqualität, der Überwachung von Ökosystemen und dem Nachweis von Schadstoffen. Umweltschutzlabore benötigen Reinstwasser für die Probenahme, -konservierung und -analyse. Die hohe Reinheit des Wassers trägt dazu bei, Kontaminationen während der Probenhandhabung zu minimieren und eine genaue Messung von Umweltkontaminanten zu gewährleisten.
• Materialwissenschaft: Reinstwassersysteme sind für die Untersuchung und Entwicklung neuer Materialien unerlässlich, darunter Nanomaterialien, Polymere, Keramiken und Verbundwerkstoffe. Diese Systeme liefern das Reinstwasser, das für die Synthese, Charakterisierung und Verarbeitung von Materialien im Nanobereich benötigt wird. Forscher können die Eigenschaften und die Leistung neuer Materialien mithilfe von Reinstwasser steuern.
• Atomabsorptionsspektroskopie und Atomfluoreszenzspektroskopie: Wasser, das frei von elementaren Verunreinigungen ist, ist für empfindliche Atomabsorptionsspektroskopie- und Atomfluoreszenzspektroskopie-Messungen unerlässlich. Diese analytischen Verfahren bestimmen die Konzentration bestimmter Elemente in Proben auf sehr niedrigem Niveau. Die Verwendung von Reinstwasser minimiert das Risiko von Störungen durch unerwünschte Spurenelemente und sorgt für präzise und genaue Ergebnisse. Darüber hinaus wird durch die Minimierung der Ansammlung von Mineralablagerungen in optischen Geräten mithilfe von hochreinem Wasser ihre Lebensdauer verlängert und der Bedarf an ständiger Wartung reduziert.

Wie Sie Labor-Reinstwassersysteme auswählen

Bei der Auswahl eines Laborsystems zur Wasseraufbereitung müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um das am besten geeignete System für die spezifischen Laborbedürfnisse zu finden.

• Wasserreinheitsanforderungen:

  Es ist wichtig, die gewünschten Wasserreinheitsgrade zu ermitteln. Verschiedene Anwendungen erfordern unterschiedliche Reinigungsgrade. Sobald die Art der Verunreinigung identifiziert ist, sollte der Test durchgeführt werden, um festzustellen, auf welchem Niveau jede Verunreinigung vorhanden ist. Dies ist unerlässlich, um ein geeignetes Reinigungssystem zu bestimmen.

• Reinigungstechnologien:

  Es stehen verschiedene Reinigungsverfahren zur Verfügung, von denen jedes gegen bestimmte Verunreinigungen wirksam ist. Sobald die spezifischen Anforderungen des Labors verstanden sind, sollten entsprechende Reinigungstechnologien wie Umkehrosmose (RO), Destillation, Deionisierung usw. ausgewählt werden. Idealerweise sollte eine Kombination von Techniken eingesetzt werden, um alle potenziellen Verunreinigungsquellen zu adressieren.

• Täglicher Wasserbedarf:

  Schätzen Sie das tägliche Volumen an gereinigtem Wasser, das für die Experimente und Verfahren des Labors benötigt wird. Dies hilft bei der Bestimmung der Produktionsrate und der Lagerkapazität des Systems.

• Qualität des Speisewassers:

  Beurteilen Sie die Qualität des Speisewassers des Labors, einschließlich seiner chemischen Zusammensetzung und der enthaltenen Verunreinigungen. Dies hilft bei der Auswahl eines Reinigungssystems, das das jeweilige Speisewasser effektiv aufbereiten kann.

• Systemzuverlässigkeit und Wartung:

  Reines Wasser ist für viele Laborfunktionen unerlässlich. Daher ist es wichtig, ein System zu wählen, das eine konstante Versorgung mit hochwertigem Wasser bietet. Wassersysteme sollten einen minimalen Wartungs- und Überwachungsaufwand erfordern, um ihre dauerhafte Wirksamkeit zu gewährleisten.

• Kosten und Budgetbeschränkungen:

  Berücksichtigen Sie die Anschaffungskosten, die Installationskosten, die Wartungskosten und die laufenden Betriebskosten (z. B. Verbrauchsmaterialien, Energie), um die Budgetbeschränkungen einzuhalten.

Fragen und Antworten

F1: Warum ist es wichtig, ein Labor-Reinstwassersystem zu haben?

A1: Um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen vorhanden sind, müssen im Labor Reinstwassersysteme vorhanden sein.

F2: Was ist der Unterschied zwischen destilliertem und deionisiertem Wasser?

A2: Deionisiertes Wasser hat alle seine Ionen entfernt, einschließlich Kalzium und Magnesium, während destilliertes Wasser einen Prozess des Siedens und Kondensierens durchläuft, um Verunreinigungen zu entfernen. Das Labor-Reinstwassersystem kann beide Arten von Wasser erzeugen.

F3: Wie oft sollte das Labor-Reinstwassersystem gewartet werden?

A3: Es wird empfohlen, das System einmal im Jahr zu warten, um seine Effizienz und Leistung zu erhalten.

F4: Kann das Labor-Reinstwassersystem Umkehrosmosewasser erzeugen?

A4: Ja, das System kann sowohl Umkehrosmosewasser als auch andere Arten von reinem Wasser erzeugen.