NCaracterístiques estructurals, mecanismes anticorrosió i limitacions d'aplicació dels tubs de calefacció anticorrosió de quars
Els tubs d'escalfament de quars són components d'escalfament anticorrosió inorgànics especials que s'utilitzen àmpliament en laboratoris i fermentacions químicas en petits-lots. A diferència dels tubs d'escalfament metàl·lics i fluoroplàstics, el vidre de quars d'alta -puresa té una inercia química ultra-, la qual cosa li permet resistir la majoria dels àcids forts i els mitjans corrosius oxidatius que danyen els tubs d'acer inoxidable i titani 316L. Amb una superfície llisa no metàl·lica, una precipitació zero d'ions i una excel·lent resistència a les altes-temperatura, els escalfadors de quars omplen el buit d'aplicació dels tubs de calefacció metàl·lics en entorns àcids extrems. Tanmateix, la seva estructura trencadissa i la seva poca resistència als àlcalis comporten limitacions d'ús evidents. En aquest article s'analitza els principis de la-corrosió, els avantatges-in situ i els riscos de fallada dels tubs de calefacció de quars.
L'avantatge bàsic anticorrosió dels tubs de quars prové de la seva estructura molecular estable de diòxid de silici. El quars fos d'alta -puresa no reacciona amb l'àcid sulfúric diluït, l'àcid clorhídric, l'àcid cítric i diversos àcids de fermentació orgànica a temperatures de calefacció convencionals. A diferència de l'acer inoxidable que depèn de la protecció passiva de la pel·lícula i dels tubs de titani que depenen de la capa d'òxid d'autoreparació-, el quars en si és un material inherentment resistent a la corrosió- sense capa de protecció superficial. No hi ha cap risc de danys a la pel·lícula, corrosió per picadura o dissolució d'ions metàl·lics, cosa que pot mantenir una puresa química estable en entorns d'escalfament àcid-a llarg termini i evitar la contaminació creuada-mitjana.
Els tubs d'escalfament de quars tenen avantatges estèrils i anti{0}}superficials únics. La superfície ultra-no porosa-llisa impedeix l'adhesió del biofilm microbià i la deposició de cristal·lització d'escala. En escenaris de fermentació i escalfament de reactius químics, els metabòlits residuals i els sediments de sal no són fàcils d'unir fermament. El rentat d'aigua convencional i la neteja circulant CIP poden aconseguir una descontaminació completa sense racons de brutícia residuals. Aquesta característica fa que els tubs de quars siguin adequats per a l'escalfament de reactius de gran-puresa i experiments de fermentació estèril-a petita escala que requereixen residus d'impureses extremadament baixos.
Pel que fa a l'adaptabilitat a alta-temperatura, els escalfadors de quars superen els tubs de calefacció recoberts de PFA. Els materials PFA són propensos a l'envelliment tèrmic, a les butllofes del recobriment i a la descomposició a temperatures superiors a 120 graus, mentre que els tubs de quars d'alta-qualitat poden funcionar de manera estable a menys de 300 graus de calefacció a llarg termini-. Per a sistemes d'escalfament d'esterilització a -alta temperatura i sistemes de reacció mitjà àcid d'alta-ebullició, els tubs de quars tenen una estabilitat estructural fiable i no produiran fallades d'envelliment ni contaminació per precipitació orgànica.
Malgrat l'excel·lent resistència a l'àcid, els tubs de calefacció de quars tenen defectes d'aplicació fatals. El major desavantatge és la poca resistència als àlcalis. La solució alcalina d'alta-concentració experimentarà una reacció química amb el diòxid de silici, provocant gelades superficials, corrosió i disminució de la permeabilitat. La neteja d'àlcali calent a llarg termini-erosionarà gradualment la paret del tub, formarà petites fosses i, finalment, provocarà la ruptura del tub. Per tant, els tubs de quars no poden adaptar-se als processos convencionals de neteja-CIP dels tallers de fermentació que contenen àlcali, que és el major obstacle per a la-promoció industrial a gran escala.
La propietat estructural fràgil és una altra limitació clau. A diferència dels tubs metàl·lics dúctils, el vidre de quars és extremadament sensible a l'impacte mecànic, vibració i xoc tèrmic. L'augment i la baixada ràpids de la temperatura produiran una tensió interna, donant lloc a micro-esquerdes invisibles i fractures sobtades. La-instal·lació, el desmuntatge i la patrulla diària requereixen uns estàndards de protecció extremadament estrictes, i no és adequat per a entorns de producció industrial de gran-vibració i-flux gran. A més, els tubs de quars tenen una baixa densitat de potència superficial i una eficiència de transferència de calor lenta, incapaços de satisfer la ràpida demanda de calefacció dels tancs de fermentació a gran-escala.
En resum, els tubs d'escalfament anticorrosió de quars tenen avantatges insubstituïbles en escenaris d'escalfament d'àcid fort, d'alta-temperatura i d'alta-puresa, amb zero contaminació per metalls i un rendiment estable d'anti-incrustació. Restringits per la susceptibilitat a la corrosió alcalina i l'estructura trencadissa, no són aplicables a la producció de fermentació industrial convencional amb neteja alternant àcid-base. Les empreses haurien de tenir com a criteris bàsics de selecció la fragilitat estructural i la capacitat d'adaptació mitjana i aplicar escalfadors de quars a condicions de treball corrosives especials de laboratori,-lots petits i especials per aconseguir un equipament raonable.
