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纯化柱的柱容量越高越好吗
点击次数:1147 发布时间:2021-07-21

超纯水机纯化柱的柱容量越高越好吗?

经常有实验室纯水机的用户,咨询纯化柱的使用寿命,更换周期等问题,要想真正理解为什么纯化柱需要定期更换,有几个概念一定要清楚:

1.    什么是纯化柱的交换容量?

l  交换容量是指离子交换树脂能提供交换离子的总量,又称为总交换容量,它反映离子交换树脂与溶液中离子进行交换的能力,这个值只和离子交换树脂本身的性质有关。在实际上,交换容量不仅与所用的离子交换剂有关,还与实验条件(如流速,流路等)有很大的关系,称之为有效交换容量(或动态交换容量),比理论计算所得的总交换容量低。这两者的单位都是mol/g

2.    有效交换容量如何测定?

l  测定方法:装有一定数量离子交换树脂的纯化柱,进口水管与蠕动泵连接,出口水管连接电导率检测仪。测定时,通过蠕动泵,将预先配置好的一定浓度的NaCl溶液输入到纯化柱,然后检测纯化柱出口溶液的电导率,当其数值高于设定值时,记录消耗的NaCl溶液的体积,计算后得到离子交换树脂的有效交换容量。

3.    什么是纯化柱的柱容量?

l  纯化柱中所装填的离子交换树脂的总交换容量,就称为柱容量。柱容量同样分为总交换柱容量和有效柱容量,通常用可交换NaCl的克数来进行评估。 每个实验室纯水机厂家纯化柱设计不同,装填量不同,柱容量会有差别。

常规而言,纯化柱的柱容量在36 g NaCl的水平是正常的。

4.    过水量是什么意思?如何计算?

l  纯化柱的过水量指的是它能够生产超纯水的量。过水量可以用下面的公式来计算:

纯化柱的过水量.png

式中:V——过水量,L                    E:超纯化柱的有效交换容量,g                   n:超纯化柱的数量            a:进水的离子含量,g/L                  b:进水的CO2量,g/L

如果一支超纯化柱(n=1),其有效交换容量为39 g NaClE=39),进水为EDI纯水,电导率为0.1 μS/cm(计算a=0.05*10-3),EDI纯水CO20b=0)。计算得出理论上该超纯化柱过水量为780000 L

可见纯化柱的过水量与其中离子交换树脂的装填量和进水水质有关,进水水质越差,对离子交换树脂的消耗越快,纯化柱的更换周期也就越快。如果仅凭介绍装填量高,推论出纯化柱寿命长的说法,其实是有失偏颇的。

5.    柱容量或者过水量是否越高越好?

有些厂家会将高过水量作为产品的卖点,有的纯化柱甚至会超过60 g NaCl的水平,这样确实是优势吗?

l  并非如此!柱容量高其实是容易做到的,但过高柱容量的做法其实并不可取。

a)      纯水机工作时,随原水进入的微生物会渐渐富集在纯化柱上,这个吸附过程是一个吸附-解离的平衡过程,而且这些细菌在代谢中还会释放大量的TOC、热原等杂质,对水质产生很大影响。

b)     纯化柱使用超过一年,即使离子交换能力尚有,但微生物滋生的几率大大提高,水质污染的风险增大,这时就需要马上更换纯化柱。

l  通常纯水机中,为了达到水质和成本较好地平衡,超纯化柱更换有两个报警限:使用时间1年,过水量;哪个条件先突破,都表示纯化柱需要尽快更换;

l  柱容量过高,水质不达标更换纯化柱时,会有相当数量未使用完的离子交换树脂不得不被扔弃,对使用成本是一种浪费。

所以,不是柱子交换能力/过水量越高越好,而是理性平衡柱容量/使用成本之间的关系更为重要。这就是为什么实验室纯水机市场中,一些大公司不会将这个参数作为自己产品推广噱头的原因。

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关于乐枫生物

      乐枫生物(Rephile BioscienceLtd.) 是一家从事水纯化和实验室分离纯化产品研发、设计和制造的企业,为高科技生物技术和生命科学领域的用户服务。乐枫公司在中国、美国、法国、印度、南非等近20个国家建立了销售机构,同时也为国际大型公司提供OEMODM,产品销往包括欧美的近100个国家,多所美国常春藤大学、哈佛医学院丹娜法伯癌症研究院和约翰霍普金斯大学医学院都是设备的用户。2020年,乐枫产品获选进入华大基因火眼实验室,为疫情防控提供支持。成立十余年,乐枫持续投入研发,创立出了自己的产品品牌RephiLe(瑞枫),推出了多个新概念产品 - 无线连接的Genie系列纯水系统和智能型大流量纯水工作站Super-Genie等。目前乐枫提供包括低镁型,低硼型,ICP-MS型等适用于各种应用的全范围超纯化柱系列,也提供多款密理博纯水系统的兼容耗材,让国产的品牌为用户提供可与进口产品媲美的服务。

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