Medición contínua de TOC y control bacteriostático
En equipos de agua Ultrapura para química analítica e investigación. PURELAB flex. Sistema COT (Carbono Orgánico Total) en tiempo real.
¿Por qué vigilamos el carbono orgánico total – COT?
Está bien establecido que la resistividad es un buen indicador del nivel de impurezas iónicas inorgánicas en el agua pura. Si la resistividad del agua es mayor que 17 MΩ-cm. podemos estar seguros que sólo puede haber presentes unas pocas partes por mil millones (ppmm). A una resistividad de 1 MΩ-cm., los niveles iónicos pueden ser tan altos como una parte por millón.
De la misma manera, el carbono orgánico total (cot) es un indicador universal útil de la presencia de impurezas orgánicas en el agua. Vigilando el cot en línea y en tiempo real, podemos asegurar la pureza orgánica global del agua.
La pureza global, iónica y orgánica del agua se puede confirmar vigilando la resistividad y el cot, el registro de estos valores facilita la identificación de las tendencias y la detección de los cambios en el rendimiento del sistema.
Las limitaciones en la vigilancia del COT
Igual que un monitor de resistividad no puede especificar los iones inorgánicos particulares en el agua, la medición del cot no nos puede ayudar para definir cuáles son las impurezas orgánicas específicas que están presentes. Además, la relación entre el cot y las concentraciones equivalentes de los distintos compuestos orgánicos variará según el porcentaje de carbono en cada contaminante y el efecto de otros iones, como el cloro, sobre el compuesto orgánico, los análisis sensibles tales como HPlc y gc-MS miden las impurezas hasta niveles de partes por mil millones de contaminantes. Se usa agua ultra pura para preparar muestras y patrones, y como componente de la fase móvil en HPlc. los compuestos orgánicos de carbono que permanecen en el agua pueden por tanto tener un drástico efecto en la precisión y la sensibilidad de estos aparatos de análisis.
¿Cómo se vigila el COT en el PURELAB flex?
En un monitor básico de cot, se mide la resistividad del agua, después se oxida y se mide de nuevo. El valor del cot es función de la diferencia entre la resistividad antes y después de la oxidación.
A medida que el Purelab flex dispensa agua, el agua de alimentación, previamente purificada, se bombea a través de una cámara irradiada con luz UV de alta energía. Los compuestos orgánicos en el agua se oxidan a sus componentes iónicos, lo que hace bajar la resistividad del agua. Midiendo el cambio de resistividad producido por la foto-oxidación con UV se puede estimar el cot del agua producida. Los iones orgánicos producidos se eliminan en el cartucho de purificación aguas abajo. El cartucho se mantiene limpio por recirculación intermitente de agua altamente purificada.
La eficiencia oxidativa de la lámpara UV se controla periódicamente para asegurar la exactitud de la medición del cot. Cuando la eficiencia oxidativa empieza a cambiar, el monitor de cot se auto-recalibra para asegurar que el cot se sigue midiendo con exactitud. Cuando la eficiencia cae por debajo de los niveles de ajuste de la auto-recalibración, se indica una sustitución de la lámpara UV. Esto asegura que la lámpara UV se cambie en el momento debido.
Ventajas de la vigilancia del COT en tiempo real
La principal ventaja de la vigilancia del cot en tiempo real, tal como la usa el PURelaB flex, es que el valor del cot que usted ve es el cot del agua que está dosificando. Los monitores de cot convencionales toman una muestra del agua que se está dosificando y la oxidan durante un período de cuatro a ocho minutos antes de dar el resultado. Durante este tiempo el cot del agua es desconocido y cuando usted tiene el resultado es posible que hubiera tenido que interrumpir el suministro de agua bastante tiempo atrás.
Tal como ilustran las figuras, la línea roja muestra que en el cot del agua suministrada tiene lugar un cambio súbito. En el cot las líneas de color azul claro de los monitores convencionales muestran que éstos no detectan el cambio en el cot hasta muchos minutos más tarde. La línea azul oscuro de un monitor en tiempo real demuestra su respuesta inmediata.
El PURelaB flex vigilará con éxito el cot mientras se le alimente con agua cuya resistividad sea mayor que 5 MΩ-cm.
El uso eficiente de la luz ultravioleta (UV)
La luz de onda corta (UV-C) ha sido usada, desde principios del siglo XX, para el control bacteriano y la reducción del COT en el agua. La Nota de Tecnología 17 explica la acción de la luz de 254nm sobre el ADN y el ARN, y detalla el diseño de las unidades UV de ELGA dentro de nuestros sistemas para dar la máxima eficacia germicida.
Una ventaja adicional de la luz UV de onda corta es la oxidación y subsiguiente rotura de los enlaces de carbono en los compuestos orgánicos. La luz UV de 185 nm se usa eficazmente para reducir los niveles de COT en el agua. La información sobre las ventajas de la luz UV de 185 nm y el valor de la vigilancia del COT se discuten en la Nota de Tecnología 7.La efectividad de la luz UV es proporcional a la exposición y a la intensidad, expresada normalmente en μwatt.seg./cm2. La pérdida de eficacia del UV tendrá un efecto sobre la capacidad para reducir el COT y las bacterias asegurando la mínima contaminación orgánica. Para asegurar una pureza óptima del agua, la lámpara ultravioleta (UV) debe sustituirse cuando se avería o su efectividad cae por debajo del 80%, afectando su capacidad para reducir la contaminación orgánica. La pérdida de eficiencia UV viene causada por deterioro de la lámpara o por la pérdida de transmisibilidad de la lámpara o de su manguito, debida a contaminación o solarización.
Dado que las lámparas UV se deterioran con el tiempo, las emisiones a diferentes longitudes de onda cambian y se alteran las características de descarga. Esto puede cambiar la relación entre la intensidad de las emisiones a 254 y a 185 nm. Históricamente, elga labWater y otras empresas de purificación de agua y fabricantes de UV han afirmado siempre que las lámparas UV deben sustituirse transcurridos 12 meses, garantizando así que no se pierda rendimiento.
Uso de la tecnología UV para optimizar la pureza del agua en el PURELAB flex
El PURelaB flex está equipado con una lámpara UV de doble longitud de onda: 185/254 nm. Esto no sólo controla los micro-organismos y sus productos secundarios (254nm), sino que también se usa para reducir la contaminación orgánica (185nm). El carbono orgánico total (cot) es un indicador global de la contaminación orgánica y puede afectar algunos procesos de detección como HPlc y MS. La emisiones a 185 nm se absorben mucho más fácilmente por el agua que las de 254 nm y probablemente se pierden mucho antes a medida que se deteriora el cuarzo. La vigilancia de la intensidad a 254 nm es una guía poco fiable de la eficacia oxidante de la lámpara.
Como vigilamos la eficacia del UV en el PURELAB flex
Cuando los compuestos orgánicos se oxidan en una cámara UV se convierten en sustancias con carga eléctrica que se pueden eliminar aguas abajo con resinas de intercambio iónico. Estas sustancias cargadas aumentan la conductividad eléctrica del agua y pueden vigilarse midiendo el cambio en la conductividad al pasar por la cámara UV. Al suministrar agua, el cambio en la conductividad se usa para calcular el cot en el agua producida. De un exclusivo modo secundario, el PURelaB flex usa el cambio en la conductividad, medido bajo condiciones muy controladas de recirculación, para vigilar la efectividad de la lámpara y su envolvente en la oxidación de los compuestos orgánicos.
Se ha demostrado que este cambio en la conductividad bajo estas condiciones es independiente del cot en el agua de alimentación, según ilustra el diagrama. El nivel del 100% se fija automáticamente y cualquier disminución se registra y se utiliza para compensar la salida del monitor de cot. Cuando este nivel cae por debajo del 80%, se inicia una alerta de cambio de lámpara. Ésta es una medida genuina de efectividad a 185 nm, al contrario que otros sistemas que usan una medida de la emisión a 254 nm. La mayoría de los sistemas no tienen medición de ninguna clase. La vigilancia del UV da al usuario una confianza absoluta de que el PURelaB flex está suministrando agua ultra pura y fiable para poder dedicar más tiempo a concentrarse en obtener resultados precisos.
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