智能整体纯水系统

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实验室整体纯水定制化系统设计,顾问式、管家式服务

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  全球领先的实验室纯水

  作为享誉全球的实验室纯水品牌,默克实验室纯水自上世纪六十年代起,就已经开始致力于实验室用纯水系统的研究和开发,为世界各地高校、科研、临床、政府和制药实验室提供日产几升至几千升的超纯水(I级)、分析级水(II级)和实验室级水(III级)纯化系统。其中著名的Milli-Q ® 系列已成为实验室超纯水器的事实标准,旗下的Elix®、Super-Q、RiOs、Direct-Q和Simplicity等品牌也已经成为全球科研工作者心目中的权威品牌。40多年来默克实验室纯水凭借其不断的技术创新一直引领着实验室纯水行业的发展:

  60年代初,首次在世界上提出超纯水的概念;

  1969年,研制并生产了全球第一台大流量超纯水机Super-Q系统;

  1973年,推出世界上第一台实验室级的超纯水系统Milli-Q®系统,奠定了实验室超纯水领导者的地位;

  80年代初,将Millipore专利EDI技术首先引入实验室纯水领域;

  1987年,首次将超滤技术应用于超纯水系统;

  1989年,推出首台紧凑型台式超纯水系统,并首次将双波长紫外灯技术应用于超纯水系统;

  1997年,首次将内置TOC检测仪应用于纯水系统,开创了实验室纯水电阻率、TOC在线双监测的时代;

  2000年,首次在世界上推出以应用分型的世纪版Milli-Q®系列,树立了实验室超纯水金标准;

  2003年,推出新一代Elix®,RiOs大流量智能产水模块;

  2007年,推出全新一代POD系列纯水系统,引发超纯水取水新革命;

  2009年,提出定制化实验室整体纯水理念

  实验室整体纯水系统

  实验室整体纯水系统 —— 是取代实验室传统的每个使用点分别设计和实施纯水系统的方式,而采用优良设计、中央集中产水及使用点产水相结合,达到有效满足各个使用点不同水质、水量需求、使用方便、整体系统经济性高、实现水质科学管理的纯水系统。其特点和优势在于:

  • 整个系统经济性高,有效节省硬件、消耗品及维护成本;

  • 使用点不需要单独考虑纯水系统的设计、实施、使用和维护的问题,使用十分的方便;

  • 纯水质量统一管理,相对于分散设计实施的纯水系统、不同品牌、年代、技术的纯水设备,纯水质量能够实现科学管理,能够得到有效的保障,也节约整体管理成本。

  纯水也是一种试剂!

  水中不同污染物会对各种实验、各种应用、各种操作产生不同程度的影响,导致实验结果的错误和偏差。对具有一定规模和工作量的实验室,纯水品质和稳定性将影响到实验室整体的实验能力和水平。


影响

颗粒

• 损坏过滤系统与泵系统

• 吸附电荷影响离子浓度

• 折射光线影响判读

• 提供细菌滋生载体

• 土壤和沙砾是硅的重要来源去除和监测方法

• 需要逐级使用砂滤,深度过滤,反渗透膜,终端绝对过滤膜等去除

• 不易监测,需要使用挑战性实验验证终端过滤器


     离子

   

• 水的硬度与结垢问题

• 影响溶液PH值

• 带电基团与反应物结合

• 对无机分析产生严重干扰

• 硅化物使塑料材质变黄

• 主要使用反渗透技术,离子交换技术(各种树脂),或最新的连续电流去离子技术去除

• 通过电导率或电阻率仪较容易监测


微生物及其他谢物

• 活的细胞并有生长繁殖能力

• 直径0.27 µm 到3.0 µm,水源,空气,人体都带菌,纯水易被细菌二次污染

• 细菌本身影响生物学实验

• 裂解释放热原,酶等多种物质

• 产生菌膜持续释放污染物 (严重)(菌膜模拟照片)

• 由于自来水抑制微生物的Cl2被纯水系统首先去除,故纯水微生物污染影响原超出想象!

• 除菌过滤膜,杀菌UV灯,循环水设计,以及防菌材料的使用,生产储存系统的特殊设计,可以有效减少细菌的影响

• 监测难度大专业要求高,需要采用特殊培养基及采样方法


有机物

• 干扰有机分析的背景

• 微生物滋生的营养物质,促进微生物污染水平提高

• 通过螯合等作用包住离子(最近10年研究新的发现)

• 活性炭,反渗透都可有效去除

• 高级别的有机物需要用特殊紫外灯去除

• 重要参数,可在线监控,有纯水专用TOC仪器


气体

• 影响水的离子浓度和PH值

• 气体中的溶解氧参与反应

• 影响水有效体积

• 影响光学测定结果

• 有些仪器和试剂是需要一定溶解氧参与

• 由于脱气组件有较多空隙,容易产生死水,进水微生物多后容易产生菌膜

• 特殊实验要求进行响应的监测 (如气体饱和度测试)


  涉及到纯水应用的各个行业、实验室,其都有相关的纯水标准,国际标准中其核心内容和精神都是一致的:Water is Reagent!纯水是实验室的一种特殊试剂!纯水系统解决的不只是简单纯水量和水质参数的问题,应包括系统的合理设计、水质参数设定、检测和监控方法、维护和保养程序等。实验室水质管理也是实验室整体纯水系统的全面管理。

  实验室整体纯水的构成和关键点

  整体纯水系统是由纯水制备模块、纯水储存模块、纯水分配模块、管道纯化和监控设备、终端纯化模块等五个核心部分组成,每一部分对整个纯水系统的实施成功都起到关键的影响。

      默克实验室纯水定制化实验室整体纯水系统

  作为新建或老实验室改造中,考虑设计整体纯水系统的用户,往往会面临系统设计、产品选型、管理维护等全面考虑的挑战。

  整个整体纯水系统中从产水模块、储水模块、分配模块、管道纯化和监控设备、到最后的终端纯化模块的选配,涉及到对实验应用的了解、实验室管理的思考、系统投入成本的控制、运行维护的要求、安装操作和工程实施等多方面因素,用户往往在牵涉大量精力后,效果却并不很好。

  作为全球领先的实验室纯水系统研发、生产、设计、实施和服务商,默克实验室纯水凭借40余年纯水系统设计、及数万整体纯水系统用户的使用经验,以及顾问式服务和专业化设计模式,为您提供从系统论证、设计和选型、系统实施及管理维护等全面的解决方案。

  量身定制的专业设计

  在整体纯水系统的设计实施整个过程中,默克实验室纯水能够为您提供以下服务:

  • 系统实施调查和论证

  • 实验室应用调查,水质、水量的需求和定义

  • 整体纯水系统设计和专业设备配置

  • 实验室纯水系统和水质管理方案

  • 各种系统安装及设计图纸

  • 系统进水水质的检测和确认

  • 施工方案及现场管理要求

  • 其它的要求和服务

  

  默克实验室纯水整体纯水系统顾问和设计团队,是由多名资深的纯水系统设计师组成。设计师团队具备医疗、制药、水务、工业等多种应用背景和项目实施经验,可以为您提供全面的系统咨询和设计服务。

  整体纯水系统的不同设计和选择方法


  整体纯水系统的不同设计和选择方法

  简单的中央纯水系统或者用水点的单机纯水系统只是整体纯水系统设计和选择中的两种极端情况。

  针对不同的情况,整体纯水系统可以有很多不同的设计和选择。设计前期清晰定义项目的需求能够帮助设计和选择的结果是最合适实际使用需要的。

  基础的设计方案

  纯水通过单一纯水模块产水和分配到各个用水点。适合实验室规模小、水质需求单一、用水量不大、用水点不多和运行强度小、安全性要求低的实验室。

  双产水模块能够避免设备维护和维修时的断水,也大大降低了系统运行风险性,使整体纯水系统供水更稳定、更安全。

  适合规模较大或者工作强度较大的实验室:其水量需求大、水质要求高、用水点较多,对系统稳定性和安全性要求严格。

  设计2b:精确优化设计的多子单元的整体纯水系统

  结合小流量纯水模块满足特殊或者较远的用水点的纯水需求。避免了有些有特殊需求、或者距离较远的用水点,采用管道和的集中供水不合理设计。

  这种设计在2a的基础上,灵活性和适用性更强,满足多数使用者、管理者的需求,成本和性能做到最佳的平衡,是整体纯水发展的趋势。

  强大丰富的产品线

  实验室整体纯水系统,其应用范围在每天200升~8000升之间。多数实验室或实验楼纯水总消耗量在500~2000升之间,只有少数实验室或实验楼每日用水量会大于2000升。在这些极少数实验室或实验楼中,由于有较多耗水量大的全自动检测设备、或者冲洗设备,及可能的特殊应用 (如电子及材料行业),导致其使用大于2000升甚至更多的纯水。针对这些情况,需要仔细的定义用水量和进行特殊的设计。一般来讲,过多的冗余会造成系统开机量不足,纯化模块不能充分发挥作用,也因为流动性不足,造成系统潜在污染的风险。默克实验室纯水为客户提供了丰富的,有多种选择的实验室产水模块及其组合,可以满足各种实验室对水质、水量及不同使用特点的需求。

  纯水储存系统













产水模块
RIOS
ELIX
Duplex RIOS
Duplex ELIX
Multi- RIOS
Multi-ELIX
Synergy
MILLI-Q®
Super-Q
Duplex-Super-Q
Multi-Super-Q
日产水量
300~4,000
200~2,000
600~2,000
200~4,000
6,000~10,000
3,000~10,000
30~50
30~200
3,500~7,000
>14,000
>21,000
平均产水量(升/小时)
30, 50, 100, 150, 200
20, 35, 70, 100
60, 100, 200, 300, 400
40, 70, 140, 200
300, 600, 800, 1000
300, 600, 800, 1000
60
120
720
>1,400
>2,100
分配 (高峰) 流量(升/分钟)
10~30
10~30
20~60
20~60
30~90
30~90
1 2 12
24
36~60
系统回收率 (%)
>70%
>50%
>70%
>50%
>70%
>50%
100%
100%
100%
100%
100%
产水电导率(25˚C)
< 0.10 µ S/cm Typically 0.067-0.10 µS/cm
0.055 µ S/cm
0.056 µS/cm

产水电阻率(25˚C)
> 10 MΩ·cm Typically 10-15 MΩ·cm
18.2 MΩ·cm
18.2 MΩ·cm

产水有机物(TOC)
< 30 ppb (< 10ppb*)
< 5 ppb
< 20 ppb (< 10ppb*)

产水微生物(菌落/毫升)
< 10 cfu/ml (< 1cfu/ml**)
< 1 cfu/ml
< 10 cfu/ml (< 1cfu/ml**)

其它指标
根据需要可加装不同纯化组件,达到需要的产水指标

热源 < 0.001eu/ml 

RNA酶 < 0.001ng/ml

DNA酶 < 4pg/ µl

溶解性固体 < 0.03ppm

硅化物 < 0.01ppm

重金属 < 0.01ppm


      * 加装紫外灯及去除有机物的高纯活性炭

  **根据需求增加0.22 µm除菌过滤器或除酶过滤器,可以达到<1cfu/ml和除外源性酶纯水

      纯水储存系统

  纯水制备系统生产纯水最佳状态是平均生产,每日保证至少5~10小时开机,而实验室中使用纯水往往是不均匀的,很多实验室由于其工作特点和固定的工作时间,造成每天有一个或多个工作高峰,其使用水量可能占据了每日用水量的50%甚至以上,针对这种产水和用水极度不均匀的情况,通过不同容量的纯水储存模块,能够有效解决生产和使用之间矛盾。纯水系统的储存是必须的。考虑到纯水容易吸收污染物的特性,储存中就必须有特殊的设计,以最大程度避免二次污染的产生。

  纯水水箱的选择需要遵循以下基本原则:

  • 足够体积能储存一定的水量,满足高峰时刻的大量用水需求

  • 合适的材质、工艺及设计以降低二次污染的可能

  • 适合不同行业水质或者验证的要求

  • 加装不同级别的清洗模块、空气过滤、紫外杀菌等配件,提升水箱防污染功能

  默克实验室纯水为您提供多种可选的、纯水专用的防菌设计水箱:

  1) 内置 (外置) 杀菌紫外灯

  2) 高纯材质、内壁足够光滑的水箱

  3) 清洗口

  4) 卫生溢流阀

  5) 空气过滤器

  6) 液位传感器

  7) 水箱分配泵

  8) 进出水、排水阀门

水箱容量
材质选择
空气过滤
紫外杀菌
液位控制
溢流保护
其它配件
200升

高纯PE


标准过滤器 (包括0.22 µm除菌过滤器、人工活性炭、苛性钠)

水箱内杀菌

3%精度全程 卫 生 级 溢 流 360度喷淋液位控制保护水箱自动放空装置

水箱自动清洗组件*

350升
500升

高纯PE

不锈钢

及其他材质*

标准过滤器

除菌过滤器*

水箱外杀菌

1000升

>2000升*

* 定制产品

    纯水分配系统

  管道优良设计的重要性

  整体纯水系统的实施成功,水质及系统是否运行稳定,合理的管道设计和施工也是一个关键因素!

  管道设计与选材 (降低纯水二次污染可能性)

  • 特定管材选择,让水质不易受到二次污染

  – 纯水被污染的原因:来自外界杂质的引入;系统内各种材料中所含污染物的溶出

  – 因管道材质造成纯水水质下降主要有两点:管道材质中的不纯物质溶解于纯水中,致使水中阳、阴离子增加、电阻率下降以及TOC (总有机物) 增大;因管道内壁不光滑及接头、阀门等原因造成细菌滞留繁殖以及其他颗粒的聚积,致使水中各种污染物参数的升高 (微生物污染,会带来离子、有机物、颗粒物多个指标的升高)

  – 为了减少上述不利因素的影响,应选用溶出度低、内壁光滑的管道,并尽可能减少接头及管件的凹凸不平。当然也要根据纯水水质的级别进行选材,并注意材料的价格等,做到统筹兼顾。

  • 专业的设计

  – 循环管道的原则

  – 形成湍流的基本流速原则

  – 无死角设计和施工的原则

  – 焊接方法选择的原则

  – 防止新污染物进入的原则

  – 管理者平衡考虑的原则

  • 不同管材及应用建议表

   

名称
UPVC
PP-H
PP-N
PVDF
Stainless Steel
使用极限温度/˚C
60
95
80
120
NA
表面粗糙度/ µm
1.8
0.8
0.8
0.17~0.5
0.4~0.1
离子溶出量/mg/m2
Cl- 1.7
Cl- 0.1~0.2
Cl- 0.1~0.2
F- 1.8~2.6*
Fe2- 10~300
TOC溶出量mg/m2
15.3
4.2
3.5
1.7
NA
适用水质电阻率 MΩ·cm
<2
>1~15
1~15
15~18.2
<2
适用水质总有机物 (TOC, ppb)
100~500
10~100
10~100
5~10
<10
适用水质微生物 (cfu/ml)
50~500
10~50
10~50
<1
<1
材料成本系数比* (以UPVC为1)
1
5~10
5~10
20
10~20
施工成本系数比* (以UPVC为1)
1
2~5
2~5
10~20
10~50

  管道纯化及水质监控设备

  纯水在输送和储存的过程中,水质不可避免的有衰减,为应对这个过程水质的衰减和可能的二次污染,管道纯化设备成本必须 根据不同的出水点水质要求、管道长度,需要在管道上增加不同的纯化设备。

  管路纯化设备维持纯水水质

  • 紫外灯

  – 控制微生物

  – 降低有机物 (TOC) 含量

  • 管路过滤器

  – 采用滤膜控制微生物和颗粒

  – 采用超滤控制热源含量

  整体纯水系统的水质监测是了解和评价整个系统水质的必要手段。水质监测设备的使用,不仅保证了日常使用纯水的水质可靠性、安全性,也是对整个纯水系统维护和保养进行指示和监控。

  管路水质监控设备

  • 管道电阻率监测 (专利设计)

  – 同心套筒的电极设计,易于保持稳定和形成非常小的电池常数

  – 316 L高品质的不锈钢

  – 电池常数0.01 cm -1

  – 没有积水的死角

  – 温度计保护,精确到 0.1 ˚C

  • 管道TOC监测 (专利设计) 管道TOC在线监测,按照CLSI要求,需要监测电阻率、TOC、及微生物等指标

  – 默克实验室纯水专利TOC仪可校验 (提供原产地校验证书),量程1~999ppb(USP标准)

  – 国内首家安装专利管道TOC监测仪,真正实现全指标监测

  • 管道微生物监测

  – 卫生级取样阀

  • 为卫生取样和监测而设计 (微生物和内毒素)

  • 水流中心取样

  • 关闭时零死角

  • 消毒容易

  • 可直接与取样器连接

  – 专业的检测方法

  • 按照国际标准要求设计的取样阀、操作流程及检测套件;

  • 按照国际标准要求的R2A培养基 (低营养度高修复,针对纯水中特殊细菌)

  

  顾问式、管家式服务体系

  整体纯水系统的实施和管理维护是项目成功和稳定运行的重要保障。

  安装项目管理

  整体纯水工程项目除了专业的设计外,还需要专业的管理经验来保证项目有效地实施。默克实验室纯水中国工程师能够作为合作伙伴与用水的实验人员、建筑商、咨询师、设施经理、承包商、设备提供商一起紧密合作致力于实现客户项目的成功实施。

  培训与售后支持

  默克实验室纯水中国客户支持团队能够为您和您的团队提供专业的使用培训和高级培训,并随时为您提供专业的技术支持。可根据您的需求制定专门的售后服务计划,包括:定期维护、快速响应和定制化的售后服务方案 (例如水质监测设备的校验)。

 

  验证支持 – 符合法规

  默克实验室纯水中国拥有超过15年的纯水系统验证经验,并且已为分布于全球的数以千计的纯水系统用户提供了验证服务。默克实验室纯水拥有资质认证的售后工程师,能够在GMP或GLP环境下,利用校验过的仪器和业的测试仪器,协助您顺利的进行安装验证 (IQ),操作验证 (OQ) 以及预防性维护。

 

  默克实验室纯水在各地常驻有应用专员、服务工程师以及不同级别的服务网点。全国拥有超过30人的应用专员团队、120名初高级工程师团队,具备扎实的专业知识和工作经验。在北京、上海、广州、成都设有维修中心,在各省会城市常设零配件库。可以快速方便的进行维修响应,以及提供多层次多种选择的服务方式。

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