A água ultrapura é o nível mais elevado de qualidade da água que está praticamente isenta de impurezas. É utilizada em processos altamente sensíveis na indústria de semicondutores, farmacêutica, laboratórios e produção de energia. A produção e o manuseamento de água ultrapura requerem tecnologias de ponta e um conhecimento profundo das propriedades físicas e químicas da água. Este artigo fornece uma visão abrangente da definição, produção, aplicações e desafios do manuseamento de água ultrapura.
Índice
Definição e caraterísticas de qualidade da água ultrapura
O que é a água ultrapura?
A água ultrapura é água que foi libertada de quase todas as impurezas, tais como sais dissolvidos, substâncias orgânicas, partículas, microrganismos e gases, através de processos de purificação em várias fases. Tem valores de condutividade extremamente baixos e uma elevada pureza química.
Parâmetros de qualidade da água ultrapura
Leitfähigkeit: < 0,1 µS/cm (oft bis zu 0,055 µS/cm bei 25 °C).
Resistência: > 18,2 MΩ-cm.
TOC (Total Organic Carbon): < 1 ppb (parts per billion).
Partikelkonzentration: < 10 Partikel/ml (abhängig von der Größenkategorie).
Bakterienkonzentration: < 1 KBE (Kolonienbildende Einheit) pro 100 ml.
Gases dissolvidos: Concentração de oxigénio e dióxido de carbono na gama inferior de ppb.
Produção de água ultrapura
1. pré-tratamento da água bruta
O pré-tratamento é o primeiro passo na remoção de impurezas grosseiras e inclui:
Filtro de areia e carvão ativado: Eliminação de partículas em suspensão, cloro e compostos orgânicos.
Amaciamento: Redução da dureza da água para evitar a formação de incrustações nos processos a jusante.
Precipitação: Remoção de metais pesados e partículas coloidais.
Foto: O nosso sistema de filtração dupla com areia e carvão ativado
2. Osmose inversa (OR)
A osmose inversaremove até 99% dos sais dissolvidos e das substâncias orgânicas. Funciona como uma fase preliminar central no tratamento de água ultrapura e reduz significativamente a carga nos sistemas a jusante.
3. electrodeionização (EDI)
A EDI combina a permuta iónica e os campos eléctricos para remover continuamente os iões. Esta tecnologia é particularmente eficiente e reduz a necessidade de produtos químicos para a regeneração da resina.
Foto: O nosso sistema de água ultrapura com descalcificação, osmose inversa e EDI, para pequenos caudais de água
4. ultrafiltração e microfiltração
As tecnologias de membranas removem partículas, colóides e microorganismos. A ultrafiltração é frequentemente utilizada como fase final para minimizar a concentração de partículas.
5. polimento por permuta i ónica e carvão ativado
Os últimos vestígios de iões e compostos orgânicos são removidos utilizando resinas especializadas e carvão ativado. Este é um passo crítico para alcançar a qualidade da água ultrapura.
6. irradiação UV e ozonização
Estes processos reduzem o teor de COT através da oxidação de substâncias orgânicas e desinfectam a água ao mesmo tempo.
Foto: O nosso sistema de permutador de iões seletivo com sistema de regeneração
Aplicações da água ultrapura
1. indústria de semicondutores e eletrónica
A água ultrapura é essencial para a limpeza de wafers e para a produção de microchips. Mesmo as mais pequenas impurezas podem levar a erros de produção.
2. indústria farmacêutica
Água para injeção (WFI): A água ultrapura é utilizada para a produção de soluções estéreis e para sistemas de limpeza.
Produção de medicamentos: A água ultrapura serve de solvente e de meio de reação.
3. centrais eléctricas e produção de energia
Água para alimentação de caldeiras: A água ultrapura minimiza a corrosão e os depósitos nas caldeiras de vapor, aumentando assim a eficiência.
Sistemas de arrefecimento: A água ultrapura é utilizada em sistemas de refrigeração fechados para evitar reacções químicas e incrustações.
4. indústria alimentar e de bebidas
A água ultrapura é utilizada no fabrico de produtos como alimentos para bebés, alimentos secos e bebidas. Garante uma qualidade e pureza consistentes.
5. laboratórios e instalações de investigação
Nos laboratórios de análises, a água ultrapura é utilizada para testes químicos e biológicos, uma vez que não interfere com os resultados.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para grandes caudais de água
Desafios na prática
1. Corrosão devida a água ultrapura
A água ultrapura tem uma elevada solubilidade e pode corroer metais. Os sistemas que entram em contacto com a água ultrapura devem, por isso, ser feitos de materiais resistentes à corrosão, como o aço inoxidável ou o plástico.
2. custos de funcionamento elevados
A produção e manutenção da qualidade da água ultrapura requerem processos que consomem muita energia e manutenção contínua. No entanto, a seleção de tecnologias eficientes pode reduzir significativamente os custos de funcionamento.
3. bioincrustação e incrustação
Apesar da elevada pureza, podem ocorrer microorganismos e depósitos minerais. A desinfeção regular e o pré-tratamento são necessários para evitar estes problemas.
4. risco de contaminação
Mesmo as mais pequenas impurezas podem afetar a qualidade da água ultrapura. Por isso, os sistemas devem ser hermeticamente fechados e monitorizados continuamente.
Inovações tecnológicas
1. monitorização em tempo real
Os sensores de condutividade, TOC e concentração de partículas permitem uma monitorização precisa e uma reação imediata a desvios.
2. processo híbrido
A combinação de tecnologias como a EDI e a ultrafiltração aumenta a eficiência e reduz o consumo de energia.
3. membranas de auto-limpeza
Membranas inovadoras com revestimentos resistentes a incrustações reduzem os custos de manutenção e melhoram a vida útil.
Conclusão
A água ultrapura é um componente essencial de muitas aplicações altamente sensíveis na indústria e na investigação. A sua produção requer tecnologias avançadas e um controlo preciso do processo. Com as crescentes exigências de pureza e sustentabilidade, as tecnologias também estão em constante evolução para aumentar a eficiência e minimizar o impacto ambiental.
Para mais informações sobre os nossos produtos, não hesite em contactar-nos a qualquer momento!
