Gaz dissous
Dans l'eau purifiée, le dioxyde de carbone est dissocié pour former un acide carbonique faible, qui réduit la capacité des résines échangeuses d'anions.
CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
Impact sur les systèmes d'eau de laboratoire
Les gaz dissous peuvent avoir un impact sur la concentration en acide carbonique, ainsi que sur la formation de bulles d'azote ou d'oxygène, susceptibles d'avoir des effets négatifs sur des processus tels que la numération des particules ou la spectrophotométrie. Dans les processus microbiologiques, où l'eau purifiée est utilisée dans des récipients ouverts, l'eau se rééquilibrera rapidement avec les gaz présents dans l'air.
Si votre eau d'alimentation a des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone, il sera utile d'ajouter un dispositif de dégazage (en option). Contactez votre spécialiste ELGA local afin de connaître la meilleure solution pour votre eau d'alimentation.
Le dégazage dans le PURELAB® Chorus
Le dioxyde de carbone (CO2) est l'un des trois principaux gaz, avec l'oxygène et l'azote, qui se dissolvent depuis l'atmosphère dans l'eau. Toutefois, contrairement aux deux autres, qui ne sont pas chargés, le CO2 porte une légère charge négative et se comporte par conséquent comme un anion faible.
Effets du CO2 dans les systèmes de purification de l'eau
Le CO2 dégradera la résistivité de l'eau purifiée et, comme il existe en équilibre avec l'acide carbonique (H2CO3) lorsqu'il est dissous dans l'eau, il abaissera le pH. Dans la mesure où il se comporte comme un anion, il consomme également de la capacité dans le kit de résine lorsqu'il est retiré. Il convient de noter que sur une plage de pH “ normal ” de l'eau, l'osmose inverse n'est pas en mesure de l'éliminer du tout, il traverse donc la membrane avec le perméat.
Comment éliminer le CO2 de l'eau ?
Essentiellement, le CO2 peut être éliminé, soit en le forçant hors de la solution, soit en le convertissant en une forme sous laquelle la membrane d'osmose inverse (RO) peut l'éliminer. Sur les systèmes importants, on utilise des tours de dégazage à tirage forcé, mais à plus petite échelle, on utilise plus couramment une membrane de dégazage. La “ méthode de conversion ” alternative consiste à doser la solution d'hydroxyde de sodium dans la charge d'osmose inverse, de sorte que le pH soit supérieur à 8,5, ce qui permet à la totalité du CO2 d'être converti en HCO3-, que l'osmose inverse élimine très efficacement. Bien entendu, un kit de résine à lit mixte l'éliminera également très efficacement, mais cela peut nécessiter un échange de kit plus fréquent, si la concentration de CO2 entrant est élevée.
Comment la société ELGA choisit-elle d'éliminer le gaz carbonique de l'eau de laboratoire ?
L'approche d'ELGA LabWater consiste à utiliser une membrane de dégazage puisque les débits que nous rencontrons sont relativement faibles. Pour éliminer le CO2, il est d'usage de faire passer un flux d'air basse pression à travers la membrane pour forcer le CO2 à “ quitter ” l'eau, mais nous préférons appliquer un vide induit par éjecteur sur la phase non aqueuse pour “ aspirer ” le CO2 à travers la membrane.
Ceci présente les avantages de réduire la tuyauterie/les raccordements et d'éviter le recours à de l'air comprimé (ou à un compresseur !).
Rendement
Avec une membrane de dégazage, nous prévoyons d'atteindre systématiquement un niveau nettement inférieur à 5 mg/l de CO2 et généralement moins de 1 mg/l dans l'eau purifiée. Ce niveau sera encore plus faible après l'utilisation d'un kit de polissage DI.
Quand l'élimination du CO2 doit-elle être utilisée ?
Il existe un argument pour l'utiliser en permanence, mais elle sera particulièrement efficace (en termes de qualité du perméat RO et/ou de la durée de vie du kit DI en aval) sur les eaux qui ont un pH bas (< 6) et/ou une alcalinité élevée du bicarbonate (> 200 mg/l).
Mise en garde : le pH du perméat RO sera toujours inférieur au pH de l'eau d'alimentation. Ceci est normal et est dû à l'élimination d'autres impuretés tampons par l'osmose inverse, laissant un perméat riche en CO2. Aucun acide n'a été ajouté !