Brzina prijenosa topline u izmjenjivaču postupno je opadala tijekom nekoliko tjedana, pad tlaka preko strane školjke se neočekivano povećao, a slabašan miris pljesniva izlazi kada se otvor otvori. Inspekcija otkriva proziran, sklizak film koji prekriva vanjsku stranu PTFE cijevi. Na izmjenjivaču nema naslaga kamenca ili korozije. Bakterijski biofilm kolonizirao je stranu ljuske, stvarajući živi izolacijski sloj koji ometa prijenos topline i protok tekućine.
Pravilnočišćenje PTFE izmjenjivača na strani školjke biofilmapostupak zahtijeva više od jednostavnog ispiranja. Biološko onečišćenje tvori otpornu polimernu matricu koja štiti ugrađene mikroorganizme od uobičajenih pokušaja čišćenja. Učinkovito uklanjanje ovisi o kemijskoj obradi i agresivnom hidrauličkom ispiranju kako bi se uništio i odvojio živi film.
Razumijevanje stvaranja biofilma
Živi sloj obraštanja
Biofilm je kolonija mikroorganizama ugrađena u ljepljivu izvanstaničnu polimernu matricu koju proizvode sami organizmi.
Sluz je živa i izolira prema dizajnu. Mikrobni sloj zadržava vodu, hranjive tvari i stanične ostatke dok štiti bakterije od kemijskog napada i turbulencije protoka.
Na površinama PTFE izmjenjivača biofilmovi se obično razvijaju kada:
Brzina protoka je preniska
Prisutni su hranjivi tragovi
Postoje zone stagnacije
Tople temperature potiču rast
Kontaminacija organskim ugljikom ulazi u tok procesa
Čak i izuzetno male koncentracije otopljenih organskih tvari mogu podržati mikrobnu kolonizaciju pod povoljnim toplinskim uvjetima.
Zašto se na PTFE površinama i dalje stvaraju biofilmovi
Iako je PTFE gladak i kemijski inertan, nije imun na biološko vezivanje.
S vremenom se mikroorganizmi mogu usidriti na mikroskopske površinske nepravilnosti ili područja smanjene brzine protoka. Nakon što se razvije prvi sloj, dodatni biološki rast se brzo ubrzava jer matrica hvata hranjive tvari i štiti koloniju od sila smicanja.
Posebno su ranjiva područja na strani -ljuske sa slabom cirkulacijom.
Simptomi bioobraštanja-strane školjke
Opadanje toplinske izvedbe
Jedan od prvih znakova nakupljanja biofilma je postupno smanjenje ukupnog koeficijenta prijenosa topline.
Biofilm djeluje kao izolacijski pokrivač jer sadrži velike količine zarobljene vode i organskog materijala. U nekim slučajevima, biološko onečišćenje može smanjiti toplinsku učinkovitost čak i ozbiljnije nego naslage mineralnog kamenca.
Tipični simptomi uključuju:
Smanjena izvedba izlazne temperature
Dulje vrijeme procesa zagrijavanja ili hlađenja
Povećana potrošnja energije
Niža učinkovitost izmjenjivača
Nestabilna toplinska kontrola
Za razliku od tvrdog mineralnog kamenca, nakupljanje biofilma često napreduje sporo i u početku se može činiti da ga je teško otkriti.
Neuobičajeni pad tlaka
Kako se biofilm zgušnjava, prolazi-na strani ljuske postaju djelomično začepljeni.
To može uzrokovati:
Povećani pad tlaka-na strani školjke
Smanjeni protok cirkulacije
Povećava se opterećenje pumpe
Neravnomjerni obrasci distribucije
Mrtve zone protoka
Kombinacija opadanja toplinske učinkovitosti i rastućeg pada tlaka često je snažan pokazatelj biološkog onečišćenja.
Vizualni tragovi i znakovi mirisa
Tijekom inspekcije, kontaminacija biofilmom može izgledati kao:
Prozirna sluz
Mliječni gel premazi
Smeđi ili zeleni filmovi
Žilavo organsko nakupljanje
Meke želatinozne naslage
Biološki ili pljesniv miris također može postati primjetan kada se izmjenjivač otvori ili odzrači.
Priprema za čišćenje PTFE izmjenjivača na strani školjke biofilma
Provjerite kompatibilnost materijala
Prije početka bilo kakvog kemijskog čišćenja, kompatibilnost se mora provjeriti za sve materijale -strane školjke.
Izbor biocida mora biti kompatibilan sa:
PTFE cijevi
brtve
Materijali školjke
Brtve pumpe
Elastomeri ventila
Komponente instrumentacije
Obavezna je provjera kompatibilnosti sa svakim namočenim materijalom prije unošenja bilo koje kemikalije za čišćenje.
Iako je sam PTFE kemijski vrlo otporan, okolni materijali brtvi ili elastomeri mogu biti osjetljivi na oksidirajuća sredstva ili sredstva za čišćenje-na bazi otapala.
Izolirajte i ispraznite izmjenjivač
Izmjenjivač treba biti potpuno izoliran od radnog procesa i potpuno ispražnjen prije početka cirkulacijskog čišćenja.
Rahle otpatke i sediment treba prvo isprati cirkulacijom čiste vode pri najvećoj praktičnoj brzini protoka.
Visoke brzine protoka su važne jer hidraulično smicanje pomaže oslabiti i odvojiti biološke filmove od površina snopa cijevi.
Postupak tretiranja biocidima
Ubijanje biološke kolonije
Prva faza čišćenja usmjerena je na uništavanje živih mikroorganizama ugrađenih u biofilm.
Kompatibilni biocid širokog-spektara cirkulira kroz stranu ljuske nekoliko sati na povišenoj temperaturi.
Često korišteni tretmani mogu uključivati:
Biocidi na bazi izotiazolinona-
Otopine klor dioksida
Specijalizirani ne{0}}oksidirajući biocidi
Točan odabir kemikalije ovisi o:
Vrsta kontaminacije procesa
Kompatibilnost materijala
Zahtjevi za zbrinjavanje otpadnih voda
Lokalni propisi o zaštiti okoliša
Povišena temperatura otopine općenito poboljšava prodiranje u zaštitnu polimernu matricu i povećava učinkovitost ubijanja mikroba.
Veliki protok poboljšava uklanjanje
Brzina protoka čišćenja treba se održavati što je moguće većom tijekom cirkulacije.
Jaka hidraulička turbulencija pomaže:
Fizički odrezati biofilm
Poboljšati prodor kemikalija
Odvojite odvojene fragmente
Spriječiti ponovno odlaganje
Niske stope protoka čišćenja mogu ostaviti omekšani biološki materijal zarobljen unutar ustajalih područja-strane ljuske.
Čišćenje toplim nagrizajućim deterdžentom
Uklanjanje matrice mrtvog biofilma
Nakon što su mikroorganizmi ubijeni, preostala organska matrica još se mora ukloniti mehanički i kemijski.
Topla otopina kaustičnog deterdženta obično cirkulira zatim kroz stranu školjke.
Ova faza čišćenja pomaže:
Raspršite zaostalu sluz
Otopiti organske ostatke
Podignite mrtvi biološki materijal
Uklonite zarobljena ulja i hranjive tvari
Povišena temperatura poboljšava učinkovitost deterdženta i smanjuje viskoznost organske kontaminacije.
Ovisno o jačini onečišćenja, može biti potrebno više ciklusa cirkulacije.
Praćenje procesa čišćenja
Pokazatelji uspješnog čišćenja mogu uključivati:
Smanjen pad tlaka
Poboljšana brzina protoka
Čišći izgled ispiranja
Smanjeni miris
Obnovljena toplinska izvedba
Otvori za vizualni pregled, ako su dostupni, mogu pomoći u potvrdi učinkovitosti uklanjanja.
Završno ispiranje s-svježom vodom
Uklanjanje ostataka kemikalija za čišćenje
Nakon završetka kemijskog čišćenja, izmjenjivač se mora temeljito isprati slatkom vodom.
Ovo posljednje ispiranje uklanja:
Rezidualni biocid
Jetki tragovi
Odvojeni organski ostaci
Suspendirane tvari
Nedovoljno ispiranje može ostaviti kemijske ostatke koji mogu:
Štetna procesna kemija
Izazivanje korozije na drugim mjestima
Ometanje bioloških sustava za obradu
Zagađivanje nizvodne opreme
Vodljivost vode za ispiranje i pH često se prate dok se ne postignu prihvatljive vrijednosti.
Sprječavanje budućeg rasta biofilma
Poboljšajte uvjete protoka
Biofilmovi se najlakše stvaraju u područjima niske-brzine ili stagnirajućim područjima.
Povećanje brzine protoka-na strani ljuske može smanjiti budući potencijal pričvršćivanja poboljšanjem površinskog smičnog naprezanja.
Gdje je praktično, modifikacije dizajna mogu uključivati:
Poboljšana cirkulacija
Smanjene mrtve zone
Bolji dizajn pregrade
Uklanjanje ustajalih džepova
Smanjite unos hranjivih tvari
Čak i tragovi organske kontaminacije mogu podržati rast mikroba.
Preventivne mjere mogu uključivati:
Poboljšana filtracija
Obrada vode
Periodično doziranje biocida
Kontrolirano čišćenje pri isključivanju
Upravljanje temperaturom
Rutinsko praćenje pomaže u prepoznavanju rane-faze stvaranja biofilma prije nego što dođe do velikih toplinskih gubitaka.
Zaključak
Kontaminacija biofilmom na strani školjke PTFE izmjenjivača predstavlja biološki mehanizam zaprljanja, a ne konvencionalni problem mineralnog kamenca. Živa mikrobna matrica tvori izolacijski sloj koji smanjuje učinkovitost prijenosa topline, povećava pad tlaka i ometa stabilan rad izmjenjivača.
Uspješno čišćenje PTFE izmjenjivača na strani školjke biofilma zahtijeva ciljani kemijski pristup koji uključuje kompatibilne biocide, cirkulaciju toplog kaustičnog deterdženta, agresivno hidrauličko ispiranje i opsežno ispiranje. Ispravna provjera kompatibilnosti materijala ostaje bitna tijekom cijelog procesa jer okolni materijali brtve i školjke mogu biti kemijski osjetljiviji od samih PTFE cijevi.
Ponovno uspostavljanje performansi izmjenjivača često zahtijeva tretiranje kontaminacije kao žive kolonije, a ne inertne naslage. Nisu sve onečišćenja mineralna; ponekad je opstrukcija biološka i mora se u skladu s tim iskorijeniti.
