Em domínios com requisitos de qualidade da água extremamente rigorosos, como o fabrico de semicondutores, produtos biofarmacêuticos e laboratórios, o sistema de purificação de água ultra pura tornou-se um equipamento central indispensável. Assim, através da ação coordenada destes módulos do sistema, as impurezas são separadas da água da torneira comum ou da água industrial para produzir água ultrapura com uma pureza extremamente elevada.
O que é a água ultra pura?
O termo “água ultra pura” refere-se normalmente a água de elevada pureza com uma resistividade de 18,2 MΩ-cm, um teor de carbono orgânico total inferior a 10 ppb e um teor de partículas próximo de zero.
Qual é o objetivo do sistema de purificação de água ultra pura?
Em primeiro lugar, na indústria de fabrico de chips, a água ultra pura elimina a interferência das impurezas, garantindo o desempenho dos circuitos.
Em segundo lugar, no domínio farmacêutico, tem um impacto direto na qualidade dos medicamentos e na saúde dos doentes, exigindo a prevenção dos riscos de contaminação da água e o cumprimento das normas de segurança.
Em terceiro lugar, nas experiências de precisão, a água ultra pura elimina as interferências de fundo, garantindo resultados fiáveis.
Por último, nos novos domínios da energia, como a energia fotovoltaica e as baterias de lítio, a água ultra pura garante a pureza dos materiais e optimiza o desempenho dos produtos.
Como funciona um sistema de purificação de água ultra pura?
O sistema de purificação de água ultra pura remove vários poluentes da água através de uma combinação de vários processos, incluindo principalmente as seguintes etapas principais de tratamento de água.
- Sistema de pré-processamento
O objetivo do pré-tratamento é principalmente remover sólidos suspensos, colóides, cloro residual, iões de dureza, etc. da água bruta. Processos como a filtração em areia de quartzo, a adsorção de carvão ativado e a troca de resinas de amaciamento reduzem a carga dos processos de tratamento avançados subsequentes e evitam o entupimento ou danos nos módulos de membrana.
- Tecnologia de dessalinização profunda
Este processo utiliza a tecnologia de osmose inversa + EDI para remover mais de 99% de iões da água.
As membranas de osmose inversa utilizam a diferença de pressão para separar os sais das moléculas de água, atingindo uma taxa de dessalinização superior a 99,5%, o que o torna o método de dessalinização mais económico e eficiente atualmente disponível.
A tecnologia EDI combina eletrodiálise e permuta iónica, eliminando a necessidade de regeneração química e permitindo a produção contínua e estável de água de elevada pureza.
- Processo de refinação terminal
Para cumprir os requisitos de qualidade da água em cenários extremos, o terminal tem de remover microrganismos residuais, partículas e iões vestigiais através de processos de esterilização por ultravioleta (UV) ou ozono.
Quais são as normas de medição da água ultrapura?
Os principais indicadores de desempenho dos sistemas de purificação de água ultrapura incluem
Resistividade: Reflecte o conteúdo de iões na água; 18,2 MΩ-cm (25℃) é o máximo teórico.
Carbono orgânico total (TOC): Reflecte o conteúdo de poluentes orgânicos; as aplicações topo de gama requerem níveis inferiores a 1-5 ppb.
Contagem de partículas: O número de partículas maiores do que um tamanho específico (por exemplo, 0,1 μm) por unidade de volume.
Conteúdo microbiano: Deve ser controlado abaixo de 1 CFU/mL; a esterilidade é necessária em alguns cenários.
Tendências de desenvolvimento do sistema de purificação de água ultra pura
A nível mundial máquina de purificação de água ultrapura O mercado de produtos de limpeza de embalagens vale cerca de $30 mil milhões de dólares e há muito que é dominado por gigantes internacionais (como a Pall Corporation dos Estados Unidos, a Siemens da Alemanha e a Asahi Kasei do Japão).
As empresas chinesas, por outro lado, dominam o mercado de gama baixa a média (como a energia fotovoltaica e os produtos farmacêuticos convencionais), com uma quota de mercado nacional que atingirá 58% até 2025.
1. Direcções inovadoras para as empresas chinesas
Penetração no mercado de gama alta
Tendo em vista as necessidades das fábricas de bolachas de semicondutores de 12 polegadas ou mais, algumas empresas, em colaboração com as principais universidades, desenvolveram “sistemas de lixiviação com baixo teor de metais”, que já entraram nos sistemas dos fornecedores da SMIC e da Hua Hong Semiconductor.
Inovação do modelo de serviço: Algumas empresas lançaram o “aluguer de sistemas de água ultra pura + serviços de operação e manutenção”, eliminando a necessidade de custos iniciais de equipamento e permitindo o pagamento com base no consumo de água, reduzindo assim a barreira de entrada para os clientes de pequena e média dimensão.
Exportação de tecnologia verde: Muitas empresas já promoveram a “tecnologia de tratamento de concentrados com elevada taxa de recuperação” em regiões com escassez de água, como o Sudeste Asiático e o Médio Oriente.
2. Foco competitivo futuro
Os gigantes internacionais lançaram sistemas com “emissões de carbono inferiores a 10 kg de CO₂/m³ ao longo de todo o ciclo de vida”, enquanto as empresas chinesas se esforçam por reduzir as emissões de carbono dos seus sistemas para menos de 8 kg de CO₂/m³ até 2026, através de uma combinação de “fornecimento de energia fotovoltaica + recuperação de calor residual”.
Resumir
As empresas chinesas estão gradualmente a transformar-se de "fornecedoras de equipamentos" em "fornecedoras de soluções completas". No futuro, com a internacionalização de setores como os semicondutores e as novas energias, os sistemas de purificação de água ultrapura oferecerão uma dupla oportunidade de "aperfeiçoamento tecnológico + expansão do mercado", proporcionando um sólido suporte para o desenvolvimento sustentável da manufatura de alta tecnologia.
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