Masterflex®-pumppu vähentää riskiä altistua raskasmetalleille

Elohopea, joka on erittäin reaktiivinen ja myrkyllinen aine, voi vaurioittaa keskushermostoa, munuaisia, keuhkoja ja aivoja, kun ihminen altistuu riittävän suurille annoksille. Elohopeamyrkytys voi aiheuttaa oireita, kuten turvotusta, perifeeristä neuropatiaa ja ihon irtoamista. Oak Ridgen kansallisen laboratorion (ORNL) etäjärjestelmäryhmän tutkijat, jotka ovat käsitelleet alkuaine-elohopean siirtoja, ovat hyvin tietoisia sen vaaroista.

Ryhmä toteutti elohopean siirtoa aluksi osana Spallation Neutron Source (SNS) -hanketta ja myöhemmin MERcury Intense Target (MERIT) -hanketta, joka on korkean energian fysiikan yhteistyöhanke, jossa demonstroidaan virtaavaa elohopeasuihkukohtaa voimakkaassa magneettikentässä. Äskettäin ORNL:n tutkijat tutkivat vuosikymmeniä vanhojen elohopean varastointipullojen rakenteellista kestävyyttä, mikä edellytti elohopean siirtämistä uusiin pulloihin.

Kauaskantoiset vaikutukset

ORNL on Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) laitos, joka tekee teknisiä läpimurtoja puhtaan energian ja maailmanlaajuisen turvallisuuden alalla. Suurimpana energiaministeriön (DOE) tiede- ja energialaboratoriona ORNL:n neutronitieteen, materiaalitieteen ja -tekniikan sekä ydintieteen ja -tekniikan tutkimus- ja kehitystyöllä on kauaskantoisia sovelluksia. ORNL:n suorittama materiaalien ominaisuuksien tutkiminen subatomisella tasolla SNS:n avulla voi lopulta johtaa parempiin lääkkeisiin, metalleihin, muoveihin ja keramiikkaan.

Elohopean siirto voi kuitenkin olla riskialtista. Hankkeen insinöörit ja teknikot käyttävät ORNL:n turvallisuusstandardien mukaisia suojalaseja, nitriilikäsineitä, laboratoriotakkeja ja turvakenkiä. Tutkijat ovat suhteellisen hyvin suojattuja, kun he saavat varovaisen hengityssuojainkoulutuksen ja käyttävät snorkkeleita ja vetokaappeja höyryjen vähentämiseksi. Kun aineen siirtämiseen käytettiin keskipako- ja/tai vakuumipumppuja, pumpun mekaniikka kuitenkin saastui. Tiimi tarvitsi paremman ratkaisun.

"Tutkimme tuolloin 'veripumppuja', joita käytetään lääketieteessä ja elintarviketeollisuudessa", selittää ORNL:n vanhempi insinööri Philip Spampinato. "Etsintä johti meidät peristalttisiin pumppuihin, jotka johtivat meidät Masterflex®-pumppuun."

Käyttötarkoitukseen soveltuva tekniikka

Remote Systems Group on käyttänyt Masterflex-pumppuja nesteiden siirtoon vuodesta 1999 lähtien. Kun hiljattain piti siirtää 34 kiloa elohopeaa tavallisesta varastopullosta suoja-astioihin, Masterflex I/P® Precision Brushless Drive -laite analogisella kaukosäätimellä osoittautui monella tasolla edulliseksi. Yhdessä Masterflex I/P Easy-Load® -pumpunpään ja yhteensopivan Tygon® long-life -letkun kanssa pumppujärjestelmä ratkaisi kerralla useita ryhmän ongelmia.

"Elohopeavirtauksen määrää voidaan säätää vaihtelemalla pumpun nopeutta ja sulkeutumista", Spampinato sanoo. "Pumpun mekaaniset osat eivät likaannu. Elohopea joutuu kosketuksiin vain letkun kanssa. Tämä vähentää altistumisriskiä alkuaine-elohopealle ja sen höyryille. Meidän on huolehdittava vain siitä, että letku hävitetään turvallisesti, kun se on tarpeen vaihtaa. Lopuksi, koska letku on kirkas, käyttäjä voi tarkkailla siirtoa visuaalisesti. Tämä lisää luottamusta siihen, että prosessi toimii hyvin."

Se myös automatisoi prosessin, joka muuten olisi saatettu hoitaa manuaalisesti, mikä on sekä tehotonta että mahdollisesti vaarallista.

"Masterflex-pumppujärjestelmä on merkittävä etu verrattuna elohopean kaatamiseen pullosta, joka painaa noin 36 kiloa", Spampinato sanoi. "Vaikka elohopean viskositeetti on samanlainen kuin veden, sen tiheys on 13,6 kertaa suurempi kuin veden, ja se on neste, joka ei kostu. Siksi hallittu kaataminen on käytännössä mahdotonta."