Electro deionizador

Tipos de electrodesionizadores

Un sistema de electrodesionización (EDI) representa una evolución en la tecnología de purificación de agua, fusionando los procesos de intercambio iónico y electrodiálisis. Tradicionalmente, el agua se desionizaba mediante electrodos cargados continuamente para atraer iones con carga positiva y negativa. Sin embargo, con la aplicación de corriente directa, los iones se transportan a través de las membranas de intercambio iónico, lo que aumenta la eficiencia de eliminación de los iones no deseados.

Debido al flujo continuo de corriente directa, los iones en el agua pueden moverse casi libremente, lo que resulta en un nivel de desionización constante en la planta de tratamiento de agua. Esto hace que el proceso EDI sea adecuado para la producción estable de agua de alta pureza. Otro punto de distinción para el dispositivo de electrodesionización es su capacidad de funcionamiento continuo y su mínima necesidad de regeneración de resina de intercambio iónico en comparación con los métodos convencionales.

Este avance reduce los costes operativos y hace que la tecnología sea particularmente atractiva para aplicaciones industriales que requieren una producción constante de agua de alta pureza. Mientras que los métodos de desionización convencionales pueden enfrentar fluctuaciones en la pureza del agua o requerir ciclos frecuentes de reemplazo de resina, los electrodesionizadores allanan el camino para un proceso de purificación de agua más eficiente e ininterrumpido.

Dependiendo de la demanda actual y las instalaciones subsecuentes de sistemas de producción de agua de alta pureza, se espera una tendencia global hacia sistemas de electrodesionización de 1 a 200 m3/h de capacidad. Industrias como la generación de energía, la fabricación de semiconductores, la producción farmacéutica y otras que necesitan agua de alta pureza se encuentran a menudo en los mercados más altos de estos sistemas. Lo mismo puede decirse de los países que se esfuerzan por trabajar hacia prácticas sostenibles, como la recuperación de energía, donde la electrodiálisis puede ser una tecnología clave.

Especificaciones y mantenimiento del electrodesionizador

Las especificaciones de la unidad de electrodesionización comienzan con sus dimensiones y capacidad de trabajo. La capacidad de trabajo se refiere a la cantidad de agua de alimentación que la unidad puede desionizar. Las unidades EDI generalmente funcionan bien cuando el agua de alimentación tiene un pH de 5-10. Además, una conductividad de hasta 500 uS/cm es ideal para la capacidad de procesamiento de un EDI. Las empresas pueden encontrar unidades EDI de diferentes tamaños adecuadas para manejar cualquier cosa, desde la producción de alimentos a pequeña escala hasta la electrodesionización industrial de agua para torres de refrigeración o alimentación de calderas.

Los operadores deben controlar varios parámetros para garantizar que el EDI funcione correctamente. Deben monitorear los siguientes aspectos para programar el mantenimiento regular y evitar daños irreparables del electrodesionizador:

• Temperatura: El agua de alimentación del EDI debe permanecer dentro del rango de temperatura aceptable indicado en el manual del usuario del fabricante. Es vital tener en cuenta que cada unidad EDI tendrá una temperatura de trabajo óptima diferente. Mantener la temperatura indicada ayudará a prevenir daños en la membrana y maximizar la eficiencia de la desionización.
• Caudal: Los usuarios deben asegurarse de que el caudal de agua de alimentación del electrodesionizador esté dentro del rango indicado en el manual del usuario. Un caudal bajo puede provocar agua estancada en el dispositivo, lo que provoca el crecimiento bacteriano y la incrustación. Por otro lado, un caudal alto puede resultar en un tiempo de contacto inadecuado entre el agua y las membranas EDI.
• Presión: La presión de funcionamiento de una unidad EDI es muy importante para el funcionamiento de la membrana y el rendimiento general. Una presión demasiado alta o demasiado baja puede resultar en una compresión incorrecta de la membrana y un movimiento de la solución electrolítica, respectivamente. Por lo tanto, es esencial asegurarse de que la presión ejercida por el agua de alimentación esté dentro de los parámetros establecidos por el fabricante.
• Conductividad: Los usuarios deben tomar lecturas de conductividad del agua EDI con un probador electrónico de agua con frecuencia. Monitorear las lecturas ayudará a identificar la incrustación o el agotamiento de la resina. Actuar lo antes posible evitará que el EDI sufra daños irreversibles, lo que hará que el mantenimiento y las reparaciones sean más fáciles y menos costosos.

Aplicaciones de los electrodesionizadores

Los electrodesionizadores se utilizan en una amplia gama de industrias para muchas aplicaciones que requieren el uso de agua pura.

• Generación de energía: En las plantas de energía, los electrodesionizadores se utilizan para tratar el agua de reposición para calderas y sistemas de refrigeración. El agua desionizada garantiza una producción de energía eficiente, evita la formación de incrustaciones en los equipos y mantiene el rendimiento de los sistemas de refrigeración.
• Fabricación farmacéutica: La industria farmacéutica debe utilizar agua desionizada para la formulación de medicamentos, la limpieza de equipos y el procesamiento estéril. Los electrodesionizadores proporcionan el agua de alta pureza necesaria para cumplir con los estándares regulatorios y garantizar la seguridad y la eficacia del producto.
• Procesamiento de alimentos y bebidas: En el procesamiento de alimentos y bebidas, los electrodesionizadores producen agua desionizada para la formulación de ingredientes, la limpieza de equipos y el tratamiento de agua de microcervecerías. El agua desionizada ayuda a mantener la calidad del producto, el sabor y la higiene en la producción de alimentos.
• Fabricación de microelectrónica: Los electrodesionizadores son esenciales en la fabricación de semiconductores para producir el agua ultrapura necesaria para la limpieza de obleas, la fotolitografía, el grabado y el enjuague. El agua desionizada elimina las impurezas que pueden afectar el rendimiento y el rendimiento de los chips.
• Análisis de laboratorio: En el análisis de laboratorio, los electrodesionizadores crean el agua desionizada que se utiliza en el análisis químico, la microscopía, los medios de cultivo biológico y la preparación de tampones. El agua desionizada minimiza la contaminación y garantiza resultados experimentales precisos y confiables.
• Fabricación de cosméticos: La fabricación de cosméticos requiere el uso de agua desionizada para la formulación de productos y la limpieza de equipos. Los electrodesionizadores proporcionan el agua de alta pureza necesaria para cumplir con los estándares de calidad esperados en los productos cosméticos.

Cómo elegir electrodesionizadores

Al seleccionar un electrodesionizador industrial, se deben considerar cuidadosamente varios factores importantes para garantizar que se elija la unidad correcta para una aplicación determinada.

• Requisitos de caudal:

  Determine la capacidad de trabajo requerida del ionizador. Esto generalmente se indica por la cantidad y la calidad del agua que necesita tratar dentro de un período específico.

• Calidad del agua:

  Evalúe la calidad del agua que tratará el electrodesionizador. Considere factores como los sólidos disueltos totales (TDS), la naturaleza de las impurezas (catiónicas y aniónicas) y cualquier contaminante específico que pueda estar presente en el agua de origen.

• Material del electrodo:

  El material que compone los electrodos del dispositivo de electrodesionización puede afectar su eficiencia, duración y resistencia a la corrosión. Los diferentes materiales de electrodos tienen propiedades distintas que los hacen adecuados para diversas aplicaciones.

  Por ejemplo, los electrodos de grafito se utilizan a menudo en unidades a pequeña escala o aplicaciones donde el coste es una consideración primordial. Son asequibles pero pueden tener una vida útil más corta debido al desgaste del electrodo. Los electrodos de titanio recubiertos de platino, por otro lado, ofrecen mayor durabilidad y resistencia a la corrosión. Son adecuados para aplicaciones más exigentes donde la calidad del agua debe ser constantemente alta. Además, los electrodos de titanio tienen una mejor conductividad que el grafito, lo que puede mejorar el proceso de electrodesionización.

• Configuración del electrodesionizador:

  Considere el diseño y la configuración de la unidad de electrodesionizador. Algunas unidades están diseñadas para operar de forma independiente, mientras que otras se pueden integrar en un sistema de tratamiento de agua.

• Mantenimiento y servicio:

  Elija un proveedor o fabricante con una red de soporte y servicio confiable. Considere la disponibilidad de piezas de repuesto y los requisitos de mantenimiento del desionizador elegido para garantizar el rendimiento y la confiabilidad a largo plazo de la unidad.

Preguntas frecuentes sobre el electrodesionizador

P1: ¿Qué tipos de intercambiadores de iones utiliza un electrodesionizador?

A1: Los sistemas ED utilizan varios tipos de intercambiadores de iones, que incluyen:
>Intercambiador de cationes de ácido fuerte: Esto generalmente está representado por grupos de sulfonato de sodio. Intercambia iones hidrógeno por cationes.
>Intercambiador de aniones de base fuerte: Esto consiste en grupos de amonio cuaternario. Intercambia iones hidroxilo por aniones.
>Intercambiador de cationes de ácido débil: Contiene grupos de ácido carboxílico. Intercambia iones hidrógeno por ciertos cationes en condiciones selectivas.
>Intercambiador de aniones de base débil: Esto contiene grupos de amina. Intercambia iones hidroxilo por aniones en ciertas condiciones. Pueden liberar aminas primarias que pueden convertir algunos iones nitrato en iones nitrato durante el proceso de intercambio.

P2: ¿Cuál es el caudal típico de un sistema de electrodeionización?

A2: El caudal de un sistema de electrodeionización (EDI) puede variar mucho en función de varios factores. Entre ellos se encuentran el diseño del sistema, la calidad del agua de alimentación, la calidad del agua del producto deseada y la aplicación específica del sistema EDI. En general, los sistemas EDI se fabrican para manejar caudales que van de bajos a moderados a altos. Para sistemas de micro o escala de banco, el caudal típico podría estar en el rango de unos pocos mililitros por minuto a litros por minuto. Para sistemas de escala moderada o estándar, el caudal podría oscilar entre decenas y cientos de litros por hora. Para sistemas industriales a gran escala, los caudales podrían ser de varios cientos a miles de litros por hora.

P3: ¿Cuáles son las principales aplicaciones de la ionización de electrodos?

A3: La ionización de electrodos se utiliza en varias aplicaciones, que incluyen los siguientes procesos industriales:
>La electrodeionización se utiliza comúnmente en la industria de la fabricación de semiconductores para producir agua pura para su uso en la fabricación de dispositivos semiconductores.
>También se utiliza para el tratamiento de agua de alimentación de calderas industriales para eliminar las sales disueltas y los iones. Esto garantiza que la caldera funcione de manera eficiente y no experimente incrustaciones o ensuciamiento.
>La electrodeionización también se utiliza en la producción de agua de alta pureza para aplicaciones farmacéuticas y biotecnológicas.