Системы для получения сверхчистой воды. Критический взгляд на известные модели производства Merck, Sartorius, ELGA, Fischer
В данном обзоре мы проводим сравнение нескольких наиболее известных моделей систем для получения сверхчистой воды (ультрачистой воды Тип 1).
Мы не будем останавливаться на описании их преимуществ и технических характеристиках, это все прекрасно изложено на сайтах производителей и дистрибьюторов.
Мы приведем нашу критическую точку зрения на продукцию известных производителей, таких как Merck Millipore, Sartorius, ThermoFisher Scientific, ELGA. Здесь представлены их наиболее известные модели систем для получения сверхчистой воды в лаборатории.
Ничто не безупречно, но каждый должен понимать, за что он платит!
Надеемся, что этот материал будет полезен тем, кому еще предстоит сделать выбор системы для получения воды Тип 1 для своей лаборатории.
Начнем с Arium Mini от Sartorius.
Эта система предназначена для получения ультрачистой воды Тип 1 в небольших количествах.
Данная модель привлекает внимание своей компактностью. Это – преимущество, однако мы сейчас обсуждаем недостатки. В данных системах накопительная емкость выполнена в виде пластикового пакета - Bag tank.
Это, на наш и не только наш взгляд, весьма сомнительный подход.
Во-первых, в воде, которая находится в статичном состоянии не важно, в пакете или резервуаре, обязательно образуются бактерии. В случае с Arium Mini не предусмотрено никакой антибактериальной обработки за все время службы пакета. При такой ситуации на внутренней поверхности пакета стремительно образуется биопленка, что приводит к падению удельного сопротивления и быстрому увеличению TOC выше 50 ppb. Есть данные, согласно которым, уровень бактерий в статично хранящейся воде в пакете увеличивается до 80,000 CFU/ml в течение недели. Вот почему Sartorius предлагает периодически менять финишные фильтры, а это увеличивает эксплуатационные расходы. Более того, после установки нового фильтра требуется его промывка пятью литрами воды, и это потребует перезаполнения пакета, а значит и соответственно уменьшит ресурс очистительных картриджей, емкость которых рассчитана на малое потребление воды Тип 1.
Что касается замены Bag tank, которую рекомендуется производить раз в пол года, то сразу после замены пакета на новый, из него довольно длительное время будут поступать в воду примеси в виде органических молекул и ионов.
Отсутствие санитизации (антибактериальной обработки) – серьезное ограничение для Arium Mini! Санитизация не предусмотрена даже через распределительную петлю. Это говорит о том, что если в течение нескольких дней система была отключена (по разным причинам), то убрать бактериальный фон в магистралях уже будет невозможно!
У Arium Mini отсутствует гибкий шланг для раздачи воды, который стал уже очень распространенным атрибутом систем для получения ультрачистой воды у других производителей. Гибкий шланг упрощает процесс заполнения емкостей. С его помощью можно заполнять емкости разного объема вплоть до 2 л. цилиндров, что невозможно при использовании Arium Mini с фиксированным краном. Что касается дозирования фиксированного объема воды, то точность дозирования при выборе такой опции у Arium Mini весьма скромная - 3%, это в три раза ниже, чем у систем Duo илиAlto от Avidity Science .
Smart2Pure от ThermoFisher Scientific
Система Smart2Pure представляет собой двойную систему, которая позволяет получать воду Тип I Типа II одновременно.
Сразу очень важный момент! Стандартные комплекты моделей с производительностью 3 и 6 л/ч не включают ультрафиолетовую лампу. И дооснастить их УФ-лампой в дальнейшем при необходимости будет невозможно. Если у пользователя в будущем возникнет потребность в воде с уровнем TOC от 1 до 5 ppb, то ему придется приобрести другую систему!
В системе Smart2pure картридж для предварительной обработки объединен с модулем RO.
Зачастую такая конфигурация для систем получения воды Тип 1 является нерациональной. Ресурс отсека с активированным углем может заканчиваться раньше, чем ресурс RO, т.е приходится выполнять замену всего модуля, хотя часть RO могла бы еще послужить.
Smart2Pure раздает ультрачистую воду со скоростью от 0,6 до 1 л/мин. Этот довольно медленно, учитывая, что системы конкурентов, такие как Alto или Flex раздают воду Тип 1 со скоростью до 2 л/мин. В добавок, у Smart2Pure отсутствует возможность дозирования определенного объема.
Производительность по воде Тип II у Smart2Pure скромная и составляет 3, 6 или 12 л/час.
Замена картриджа предварительной обработки занимает длительное время. Процесс длится 2–4 часа для моделей объемом 3 и 6 л/ч и 5–10 часов для модели 12 л/ч! Обязательным пунктом является опустошение резервуара для хранения воды дважды!
Начальный процесс установки системы весьма сложен. Пользователь должен опустошить и снова наполнить резервуар. Через 2 или 4 часа в зависимости от модели необходимо удалить воду, установить стерильный фильтр, что является обязательным требованием и отрегулировать различные параметры на дисплее. Во время длительного процесса установки (для инсталляции системы с производительностью 12 л/ч потребуется 5–10 часов), инженер должен отрегулировать клапан сброса концентрата обратного осмоса. Необходимо отметить также, что система с производительностью 3 л/час имеет эффективность очистки по обратному осмосу всего 6%, что естественно означает увеличенный расход воды. Сравните, у некоторых систем Avidity Science этот параметр составляет 50%!
Процесс санитизации для моделей Smart2Pure 3, 6 и 12, включая резервуар для хранения воды, сложный и довольно трудоемкий. Процесс включает в себя использование опасного химического вещества: микрохлор-гранулят. Для всех моделей требуется час для замачивания плюс время для заполнения резервуара (3–6 часов для модели объемом 3 и 6 литров и 7,5–15 часов для модели объемом 12 литров). Здесь еще не учтено дополнительное время для опустошения резервуара, которое может быть значительным, особенно для 60-литрового резервуара.
Arium Comfort 1
Это другая модель фирмы Sartorius, которая предназначена для получения воды Тип IIIи Тип I
Опять возвращаемся к пакетам (Bag Tank). Напомним, что Sartorius рекомендует менять резервуар в системе Arium Comfort 1 каждые 6 месяцев. При каждой смене пакета необходимо промывать пакет не менее 2,5 часов.
Представьте, что пользователю потребуется около 2 дней, чтобы промыть 100-литровый резервуар!
Таки образом рекламируемое 5-и минутное время замены пакета полностью сводится на нет 2-х дневной его промывкой перед началом использования, не так ли?
По причине неизбежного выделения примесей из пакетов Sartorius рекомендует менять стерильный конечный фильтр ежемесячно (см. Стр. 76 руководства по эксплуатации), а это естественно увеличивает стоимость эксплуатационных расходов.
Как и в случае с Arium Mini (см. выше), мы констатируем, что использование Bag tank – весьма сомнительное преимущество.
Arium Comfort 1 не имеет функции автоматического дозирования определенного объема.
RO мембраны Arium Comfort 1 чувствительны к образованию налетов жесткости и органических пленок, поэтому требуют регулярных очисток каждые 2 месяца. Это увеличивает эксплуатационные расходы и усложняет процесс эксплуатации.
В руководстве по эксплуатации по Arium Comfort 1 систему рекомендуется чистить каждые 2–4 месяца в зависимости от жесткости питательной воды. Интервал очистки определяется блоком управления iJust (если блок управления iJust выключен, очистка рекомендуется каждые 3 месяца). Пользователь при этом должен использовать опасные жидкие вещества для удаления накипи и органических загрязнений.
Milli-Q® IQ7000
Это одна из последних разработок Merck-Millipore. Предназначена для получения воды Тип I из воды Тип III или дистиллята.
Возможна комплектация четырьмя отдельными внешними диспенсерами.
Интересная деталь! В Milli-Q® IQ7000 рециркуляция активируется пользователем. Получается, что рециркуляция зависит от пользователя, активирующего эту кнопку. А что если он забудет? Как это повлияет на качество воды? Помимо этого, ресурс картриджей, которые должны будут очистить воду, простоявшую долго без рециркуляции существенно снизится. Для современного и весьма дорогого решения этот подход нам кажется странным.
Картриджи тонкой очистки Meta & Quanta IPAK работают только в паре. Они содержат комбинацию смол: Jetpore - ионообменной смолы со смешанным слоем и IQnano - ионообменной среды, которая имеет меньший размер зерен, что, как считается, улучшает ее кинетические свойства. IQnano имеет на 33% меньше носителя, чем прежний картридж Milli-Q®, но при этом обеспечивает удаление ионов до уровня следовых количеств.
Картриджи IPAK Meta и Quanta подлежат замене единовременно, даже если один из них не выработал полный ресурс замене подлежат оба сразу. Это, очевидно, увеличивает эксплуатационные расходы.
Система Milli-Q® IQ7000 позволяет вести полный лог файл со всеми данными: чистота, время отбора воды, количество отобранной воды и т.д. Это – несомненно преимущество данной модели.
В качестве недостатков можем привести еще следующее. Замена картриджа очистки выполняется пользователем, а вот замена УФ-лампы и даже процедура санитизации должна выполняться квалифицированным сервисным специалистом!
Еще один важный нюанс! При покупке систем Merck все расходные материалы в стандартный комплект не входят.
Надо отметить, что компания Мерк, продавая свои системы по привлекательным ценам, затем «компенсирует» эту привлекательность ценами на расходные материалы.
Для системы Milli-Q® IQ7000 компания Мерк предлагает финишные фильтры различного предназначения: для очистки от бактерий, микрочастиц, пирогенов, нуклеаз, протеаз, ультра следовых количеств органических соединений и т.п.
Milli-Q Direct
Система предназначена для получения воды Тип III + Тип I
Здесь мы вновь вынуждены отметить дороговизну расходных материалов и соответственно высокую стоимость эксплуатационных расходов систем Merck Millipore.
Для сравнения, стоимость обслуживания системы Millli-Q Direct в течение 5 лет на 5 тысяч долларов превысит стоимость обслуживания, к примеру системы Duo.
RFID технология распознавания картриджей – это основная фишка данных систем. При замене, серийный номер картриджей Progard и Quantum автоматически регистрируется системой с целью контроля их последующей своевременной замены и для защиты от установки подделок.
Merck предлагает различные сервисные контракты для обслуживания своих систем. Это большой плюс если у вас достаточно средств.
Вернемся к недостаткам. Стандартная комплектация системы не предполагает обеззараживания воды, накопленной в резервуаре, т.е бактерии в нем будут образовываться быстро, со всеми вытекающими последствиями в прямом и переносном смыслах.
В системе отсутствует рециркуляция, что увеличивает вероятность образования примесей, уровень которых выражается в повышении TOC. Большая нагрузка при этом ляжет на финишные фильтры, которые необходимо будет часто менять. Кстати, некоторые исследования, проведенные в лабораториях, показали, что финишные фильтры Merck могут наоборот повышать уровень TOC! Этот факт должен заставить задуматься о целесообразности покупки такой системы для чувствительных методов.
Время обслуживания очень велико. К примеру, процесс санитизации картриджа обратного осмоса занимает более 2х часов, при этом после каждой такой процедуры необходимо выполнять калибровку потока.
После замены деионизационного картриджа всякий раз необходимо проверять кривую TOC и на это также уходит время. В купе с предыдущим пунктом, обслуживание системы вам не покажется таким привлекательным, как это обещает Merck в своей рекламе.
Система очистки воды DIRECT-Q 3 UV
Модель Direct–Q от Merck Millipore позволяет получать два типа воды: III и I.
Система Direct-Q3 имеет встроенный резервуар на 6л, в котором накапливается вода Тип III. Для больших объемов по воде Тип III используются системы с внешними резервуарами на 30 и 60 л: Direct-Q5 и Direct-Q8 соответственно.
При этом, основной расчет, что потребление воды Тип I не превышает 10л в день. Если отбирать больше, то будут слишком велики затраты на замену расходных материалов, в первую очередь блока SmartPack. Объединение RO и DI в один заменяемый модуль – это очень странное решение! С практической точки зрения это реально лишние расходы.
Длительность стандартных технологических процессов у Direct-Q3 значительно выше, чем у аналогов, например нашей системы Duo. Это касается всего: инсталляции, замены расходных материалов, перезаполнения резервуара, санитизации. Эти процессы у Direct-Q занимают часы, а некоторые этапы требуют оставления системы на ночь. Кстати, санитизация производится только с применением жидких вредных реагентов, в то время как у той же Duo использование специального картриджа позволяет провести санитизацию без контакта оператора с опасными веществами..
Вода в накопительных резервуарах систем Direct-Q никак не обрабатывается, что приводит к росту бактерий на стенках. Во избежание загрязнения отбираемой воды, Merck предлагает использовать различные виды финишных фильтров. При этом, как мы уже писали выше, эти фильтры могут наоборот привносить примеси органического и неорганического характера в воду, поэтому важно проверять их эффективность для ваших конкретных целей!
Система ELGA Chorus 1
Система Chorus1 производства компании ELGA предназначена для получения воды Тип I из предварительно очищенной.
В данной системе есть рециркуляция. Накопленная в резервуаре вода рециркулирует через DI картриджи и УФ для поддержания необходимого уровня электропроводности.
Есть разные виды диспенсеров: с отображением информации на дисплее, с жестким креплением к системе и на гибком шланге. Возможна установка нескольких точек раздачи воды Тип I последовательно расположенных.
Основной недостаток состоит в том, что в систему Chorus 1 вода должна подаваться под давлением (мин. 0,07 бар, макс 0,7 бар), т.е отбирать из емкости воду самостоятельно эта система не может, в отличие от нашей системы Alto.
ELGA также предлагает системы с накопительным резервуаром, это модели PURELAB Chorus 1 Complete. Вода в резервуаре периодически проходит по рециркуляционной петле, что поддерживает ее чистоту, однако при этом надо понимать, что при использовании картриджей в «спящем» режиме их ресурс снижается.
ELGA Flex 3, 4
Системы Flex от компании Elga позволяют получать воду Тип 2 и Тип 1, при этом модель Flex 4 можно заполнять вручную предварительно очищенной, например дистиллированной водой. Обе системы имеют встроенный резервуар на 8 л.
Системы имеют диспенсер на гибком шланге и основное их преимущество, о котором мало где сообщают даже на сайтах дистрибьюторов и в рекламных материалах – это то, что датчик проводимости воды Тип 1 находится прямо перед выходным клапаном диспенсера, что означает, что измеряется именно «то, что выходит».
Эти системы компактны, что является их преимуществом, но одновременно и недостатком. Электронные платы управления в корпусе этих систем расположены внизу, под картриджами, т.е в случае протечки система может полностью выйти из строя.
Кстати, датчики протечки – это весьма полезная опция в системах очистки воды, например системы Alto и Duo от Avidity ими оснащаются стандартно.
Поинтересуйтесь у поставщиков есть ли такая опция у тех систем, которые вы хотите приобрести.
Возвращаясь к системам ELGA сообщим, что основная проблема – то, что
с 2017 года системы ELGA официально не поставляются в Россию.
Из-за политических санкций концерн Veolia, членом которого является Elga, прекратил взаимодействие с Россией. Если Вам достанется такая система, имейте в виду, это означает, что поставка выполнена без согласования с производителем и сервисной поддержки вам не окажут.
На этом пока все. Знакомьтесь с нашими системами, сравнивайте, делайте свой выбор. Если у вас возникнут вопросы мы с удовольствием проконсультирвуем.
Данный материал можно оценить и обсудить на нашей странице ВКонтакте здесь.