Katere razlike v kemični sestavi naredijo kremen popolnoma odporen na fluoridne medije?

# Kakšne so razlike v kemični sestavi, zaradi katerih je kremen popolnoma odporen na fluoridne medije? Kvarčne grelne cevi so sposobne prenesti visoko{0}}koncentracijo fluorida-, ki vsebuje fermentacijsko kulturo in lužilne raztopine, kljub dejstvu, da so fluoridne snovi zelo jedke za večino kovinskih grelnih cevi. Izjemna anti-fluoridna učinkovitost taljenega kremena visoke -čistosti je neposreden rezultat njegove značilne kemične sestave, po kateri se razlikuje od nerjavečega jekla 316, titana stopnje 2 in premaznih materialov PFA. Odpornost kremena na fluoridno korozijo je mogoče razjasniti s preučevanjem njegove molekularne sestave in značilnosti kemijske reakcije. Spremna tabela ponuja intuitivno primerjavo sestave in odpornosti na fluorid štirih priljubljenih proti-korozijskih materialov grelnih cevi.|Material grelne cevi|Glavna kemična sestava|Reakcijska lastnost s fluoridnimi ioni|Najvišja dopustna koncentracija fluorida|Tveganje trajne škode|| ----|----|----|----|----|| Taljeni kremen visoke čistosti|SiO₂ kristal silicijevega dioksida|Pri normalni temperaturi ni spontane kemične reakcije|Neomejena koncentracija|Samo razjedena zaradi visokotemperaturne koncentrirane fluorovodikove kisline|| 316 nerjaveče jeklo|Železo, krom, nikelj, molibden|Hitra luknjičasta korozija|Pod 10 ppm|Puščanje skozi steno v tednih|| Čisti titan stopnje 2|Kovinski titan preprosta snov|Nepovratno enakomerno redčenje|Pod 1 ppb|Odpad celotne cevi, ko je kontaminirana|| Grelnik s prevleko iz PFA|Podlaga iz ogljikovega jekla + prevleka iz fluoropolimera|Počasno nabrekanje in staranje premaza|Pod 50 ppm|Penetracija premaza po dolgotrajnem stiku|Osrednja komponenta kvalificiranih industrijskih kvarčnih cevi je silicijev dioksid s čistostjo nad 99,99 %. V kristalni strukturi silicijevega dioksida se vzpostavijo stabilne kovalentne vezi. Delovne temperature 20–90 stopinj F so značilne za običajno fermentacijo. Fluoridni ioni ne morejo prekiniti tesne vezi Si-O pri stopinji , kar povzroči odsotnost topnih stranskih produktov kovinskega fluorida in odsotnost sledi jedkanja na površini cevi. V nasprotju s kovinskimi grelnimi cevmi, ki so za zaščito odvisne od površinskih pasivnih filmov, protikorozijske lastnosti kremena izhajajo iz njegove intrinzične molekularne strukture in ne iz krhke površinske zaščitne plasti. S tem se odpravi nevarnost poškodbe zaščitne folije zaradi srednje erozije ali čiščenja. Kremen je popolnoma odporen na fluor; vendar ima očitno ranljivost: kristalno strukturo silicijevega dioksida bo uničil močan alkalni CIP detergent, kar bo povzročilo nepopravljive zmrznjene plasti, ki so nagnjene k rasti biofilma. To pomeni, da se kvarčne grelne cevi lahko ujemajo samo s procesnimi tokovi, ki vsebujejo kisline in fluoride, in da je treba namestiti mehanske zapore za popolno izolacijo alkalne čistilne tekočine. Cevi iz titana in nerjavečega jekla so popolnoma nedostopne v fermentacijskih laboratorijih, ki pogosto uporabljajo reagente, ki vsebujejo fluorid, grelniki PFA pa lahko delujejo le kot začasna prehodna oprema zaradi svoje omejene tolerance na fluor. Edina dolgoročno stabilna rešitev ogrevanja so kvarčne cevi. Da bi v celoti izkoristili edinstveno antifluoridno prednost njegove posebne kemične sestave, morajo upravljavci proizvodnje strogo ločiti kislinske in alkalne cevovode ter uravnavati hitrost segrevanja pod 0,4 stopinje/min v delovnih pogojih, ki vsebujejo fluorid. To bo zmanjšalo stroške zamenjave opreme in srednje tveganje onesnaženja.