Woda demineralizowana: Zastosowanie, właściwości i proces demineralizacji
- Szczegóły
Zapotrzebowanie na wodę o szczególnie wysokim stopniu czystości występuje w wielu branżach. Zwykła ciecz mineralna nie jest w stanie zaspokoić wielu potrzeb, ponieważ jest niestety pełna różnego rodzaju mikrocząsteczek i drobnych zanieczyszczeń, co znacznie zmniejsza trwałość urządzeń produkcyjnych. Z tego powodu zakłady przemysłowe korzystają zazwyczaj z mającej niezwykłe właściwości wody demineralizowanej.
Co charakteryzuje wodę demineralizowaną?
Specjalna woda demineralizowana, znana również jako ultraczysta, charakteryzuje się najwyższym możliwym stopniem czystości. Gotowy produkt jest w zasadzie całkowicie pozbawiony wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń - mowa tutaj na przykład o bakteriach, wirusach, cząsteczkach metali ciężkich i wielu innych substancjach. Taki rezultat jest możliwy do osiągnięcia w procesie usunięcia z wody wszelkich soli naturalnych.
W stacjach uzdatniania stosuje się w większości przypadków trzy główne metody demineralizacji:
- filtracja metodą odwróconej osmozy,
- wymiana jonowa,
- elektrodejonizacja.
Ogromną zaletą wody ultraczystej jest możliwość produkowania jej na skalę przemysłową. Wynika ona z tego, że przedstawione metody uzdatniania są po prostu bardzo wydajne i pozwalają na osiągnięcie pewnych rezultatów. Decyzję o wyborze którejkolwiek z nich można jednak podjąć dopiero po wykonaniu analizy fizykochemicznej cieczy. Na tej podstawie uzyskuje się wiele cennych informacji na temat zawartości soli i innych substancji, a następnie dobiera się optymalną metodę.
Proces demineralizacji
Proces demineralizacji wody polega na usunięciu wszelkich zanieczyszczeń i minerałów, które znajdują się w naturalnej wodzie. Najczęściej wykorzystuje się do tego odwróconą osmozę lub żywice demineralizujące, które eliminują wszelkie jony. Można to osiągnąć właśnie za pomocą odwróconej osmozy, w której specjalne membrany zatrzymują wszelkie zanieczyszczenia (99,99%). Proces ten eliminuje z wody także rozpuszczone gazy, w tym dwutlenek węgla, co czyni ją idealną do szerokiej gamy zastosowań.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Aby dowiedzieć się, jak zrobić wodę demineralizowaną, warto sprawdzić, na czym polega demineralizacja. Proces działa poprzez wymianę zanieczyszczeń kationowych na jony wodorowe, a zanieczyszczeń anionowych na jony hydroksylowe.
Co odróżnia ją od wody destylowanej?
Proces destylacji jest skrajnie odmienny od demineralizacji i nie można tych dwóch pojęć traktować synonimicznie. Woda ultraczysta powstaje wskutek przepuszczenia pod wysokim ciśnieniem cieczy przez membranę, rozdzielającą ją na dwa roztwory. Destylowaną uzyskuje się natomiast poprzez podgrzanie jej do temperatury 100 stopni Celsjusza - para wodna ulega wówczas skropleniu i produkt jest gotowy.
Należy jednak zwrócić uwagę na to, że proces destylacji jest wysoce niedoskonały. Ze względu na konieczność utrzymywania sterylnego wręcz poziomu czystości, a także zużycia wielkiej ilości energii produkcja takiej wody na skalę przemysłową jest po prostu nieopłacalna. Efekt końcowy również pozostawia wiele do życzenia - wszystkich zanieczyszczeń nie da się w taki sposób usunąć, nawet jeśli dla pewności chciałbyś się zdecydować także na redestylację.
Wiele osób zastanawia się, jaka jest różnica między wodą destylowaną a demineralizowaną. Tak naprawdę żadna, ponieważ są to pojęcia synonimiczne. Ten rodzaj wody nazywany jest także wodą dejonizowaną. Charakteryzuje się tym, że nie posiada obcych jonów, soli oraz zanieczyszczających substancji, które zostały wytrącone w wyniku destylacji. Zawiera natomiast rozpuszczone gazy, takie jak azot, tlen oraz dwutlenek węgla.
Właściwości chemiczne i fizyczne
Chcąc poznać szczegóły dotyczące właściwości chemicznych i fizycznych, warto sięgnąć do karty charakterystyki wody demineralizowanej. Znajdują się tam również informacje na temat składu, identyfikacji zagrożeń, środków pierwszej pomocy, dane dotyczące stabilności i reaktywności, porady o postępowaniu z odpadami oraz informacje toksykologiczne i ekologiczne. Najważniejsze jednak są parametry dotyczące barwy, zapachu, temperatury (topnienia, wrzenia, zapłonu), palności, gęstości oraz przewodnictwa elektrycznego. W karcie znaleźć można także informacje o tym, ile wynosi pH wody demineralizowanej oraz czy woda demineralizowana zamarza.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Do czego przydaje się woda demineralizowana?
Doskonałe właściwości, jakie ma woda demineralizowana, przekładają się oczywiście na jej szerokie zastosowanie w wielu różnych branżach i gałęziach przemysłu. Popularność ultraczystej cieczy wynika nie tylko z jej wysokiego stopnia czystości, ale też faktu, że zupełnie nie pozostawia ona żadnych osadów. Woda demineralizowana ma szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle, jak i codziennym użytkowaniu.
W użytku domowym?
Produkty, które zostały wytworzone z wykorzystaniem wody demineralizowanej, z łatwością znajdziesz nawet w swoim najbliższym otoczeniu. Mowa tutaj na przykład o części wyrobów szklanych, takich jak bombki choinkowe czy lustra kryształowe. Stosowana jest również w żelazkach parowych, nawilżaczach powietrza czy w szeroko pojmowanym ogrodnictwie. Pasjonaci fotografii analogowej wykorzystują ją też do tworzenia odbitek zdjęć. Demineralizowana woda jest idealnym rozwiązaniem do chociażby żelazek parowych, nawilżaczy powietrza oraz parownic. Całkowite usunięcie soli czyli demineralizacja wody, chroni urządzenia przed osadzaniem się kamienia i wydłuża ich żywotność.
W przemyśle?
Czysta, niepozostawiająca jakichkolwiek osadów woda demineralizowana ma oczywiście szerokie zastosowanie w wielu zakładach przemysłowych i chemicznych. Powszechnie wykorzystuje się ją do produkcji leków i kosmetyków, a branża motoryzacyjna używa jej do wytwarzania elektrolitów w akumulatorach. Zapewnia ona też możliwość długotrwałego działania różnych urządzeń produkcyjnych - nie pozostawia wspomnianych już osadów, a brak soli mineralnych sprawia, że znacząco spowalnia ona także proces ich korozji.
W przemyśle farmaceutycznym woda demineralizowana odgrywa kluczową rolę. Jest używana do produkcji leków, roztworów do iniekcji, kropli do oczu i innych preparatów, gdzie czystość jest absolutnie niezbędna. Produkcja kosmetyków również wymaga użycia wody demineralizowanej. Jest ona składnikiem kremów, balsamów, szamponów i innych produktów pielęgnacyjnych. W przemyśle elektronicznym woda demineralizowana jest niezbędna do płukania i czyszczenia komponentów elektronicznych. Wysoka czystość wody zapobiega uszkodzeniom spowodowanym przez zanieczyszczenia. Woda demineralizowana jest wykorzystywana w akumulatorach samochodowych, gdzie jej czystość zapobiega osadzaniu się minerałów, co mogłoby uszkodzić ogniwa akumulatora. W przemyśle spożywczym woda demineralizowana jest stosowana do produkcji napojów, aby zapewnić ich czystość i brak zanieczyszczeń. W laboratoriach chemicznych i biologicznych woda demineralizowana jest powszechnie używana jako rozpuszczalnik. W przemyśle tekstylnym woda demineralizowana jest używana do płukania i barwienia tkanin. W przemyśle energetycznym woda demineralizowana jest stosowana w systemach parowych kotłów i turbin, aby zapobiec osadzaniu się minerałów i korozji.
Woda demineralizowana w procesach galwanicznych
W kontekście szeroko rozumianych procesów galwanicznych - takich jak anodowanie aluminium, czernienie metali, cynkowanie galwaniczne czy chromowanie - woda destylowana i woda demineralizowana pełnią kluczową rolę w zapewnieniu odpowiedniej jakości powłok. Każda z tych metod galwanizowania wymaga bowiem specyficznych parametrów kąpieli, a obecność nawet śladowych ilości jonów mineralnych czy związków organicznych potrafi znacząco wpłynąć na trwałość, wygląd i funkcjonalność tworzonych warstw.
Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety
Anodowanie aluminium
Podczas anodowania aluminium podstawą jest elektrolit (najczęściej roztwór kwasu), w którym kluczowe znaczenie ma poziom czystości wody. Obecność zbędnych jonów czy rozpuszczonych soli mogłaby zaburzyć proces tworzenia jednolitej warstwy tlenkowej. Po wyjęciu detalu z kąpieli anodującej dokładne płukanie w wodzie destylowanej usuwa pozostałości elektrolitu z porów nowo wytworzonej warstwy tlenkowej. Dzięki temu unikamy zanieczyszczeń wpływających na barwienie końcowe czy odporność korozyjną.
Czernienie metali
Czernienie metali (zwłaszcza stali) to proces polegający na wytworzeniu cienkiej powłoki tlenkowej, zapewniającej ochronę korozyjną i efekt estetyczny. Zawartość jonów żelaza, wapnia czy chloru w wodzie może prowadzić do powstawania niepożądanych osadów na powierzchni, a nawet wywoływać wżery korozyjne. Zarówno woda destylowana, jak i demineralizowana pełnią ważną funkcję w płukaniu elementów pomiędzy poszczególnymi etapami czernienia. Zapobiega to przenoszeniu niepożądanych zanieczyszczeń, które mogłyby pogorszyć przyczepność i trwałość powłoki.
Cynkowanie galwaniczne
Cynkowanie galwaniczne często stosuje się na masową skalę w branży motoryzacyjnej czy maszynowej, aby zabezpieczyć elementy stalowe przed korozją. Zawartość soli w wodzie, może prowadzić do niepożądanych wytrąceń, skutkujących zmatowieniem czy nierównomiernym rozprowadzeniem powłoki. Z racji wysokich wolumenów cynkowania, stosuje się głównie wodę demineralizowaną, ponieważ koszt produkcji wody destylowanej na tę skalę byłby zbyt duży. W większości przypadków uzyskiwana czystość wody (kontrolowany poziom przewodności) jest wystarczająca do zachowania stabilnych parametrów kąpieli cynkowej.
Chromowanie
Chromowanie to kolejny proces wymagający wysokiej kontroli składu kąpieli, często opartej na związkach chromu (Cr3+ lub Cr6+). Obecność jonów wapnia, magnezu czy siarczanów może zakłócać reakcje elektrolityczne, prowadząc do defektów powłoki (pory, odpryski). Wysoki połysk i idealnie gładka powierzchnia to efekt, na którym zależy producentom galwanicznym - zwłaszcza w branży AGD, automotive czy design.
Woda demineralizowana a obróbka CNC
Wiele elementów metalowych trafia do galwanizacji bezpośrednio po obróbce na maszynach CNC (tokarki, frezarki, centra obróbcze). Aby uzyskać idealną powierzchnię pod kąpiel galwaniczną, kluczowe jest nie tylko właściwe chłodzenie i smarowanie narzędzi, lecz także uniknięcie wytrącania się kamienia lub innych osadów wewnątrz układów chłodzących.
Maszyny CNC (tokarki, frezarki, centra obróbcze) korzystają najczęściej z chłodziwa opartego na emulsji wodno-olejowej lub płynach syntetycznych. Zawartość wody bywa wysoka (nawet kilkadziesiąt procent), co oznacza, że jakość tej wody przekłada się na stabilność chemiczną emulsji.
Jeśli do wytwarzania chłodziwa użyje się wody z nadmierną ilością wapnia, magnezu czy innych soli (typowej wody wodociągowej), w wysokiej temperaturze i przy intensywnym tarciu (kontakt z narzędziem i obrabianym detalem) mogą zacząć się wytrącać związki mineralne. Powoduje to powstawanie kamienia lub osadów w kanalikach chłodzących i dyszach podających płyn, szybsze zużycie pomp i uszczelek oraz obniżenie skuteczności chłodzenia i smarowania narzędzi.
Korzystanie z wody pozbawionej jonów mineralnych (zwłaszcza wapnia i magnezu) minimalizuje ryzyko wytrącania się twardego osadu na krytycznych elementach układu chłodzenia. Woda destylowana i demineralizowana znacząco redukują stężenie agresywnych jonów, przedłużając żywotność pomp, zaworów i rurociągów.
Czy można pić wodę demineralizowaną?
Picie wody demineralizowanej w małych ilościach nie jest szkodliwe. Zaleca się jednak, aby to było okazjonalne, traktowane jako alternatywa dla słabo przebadanej lub silnie zanieczyszczonej wody. Woda demineralizowana do picia nie jest zalecana, a szczególnie do codziennego spożycia. Brak soli mineralnych (elektrolitów) może być szkodliwy dla zdrowia. Wodą demineralizowaną nie posiada soli mineralnych, a długotrwałe picie takiej wody może przyczynić się do zaburzeń równowagi elektrolitowej, co może prowadzić do schorzenia znanego jako hiponatremia (niedobór sodu).
Gdzie kupić wodę demineralizowaną?
Bardzo ważne pytanie, które należy sobie zadać przy prowadzeniu zakładu przemysłowego brzmi: gdzie kupić wodę demineralizowaną lub destylowaną. Sprzedaż takiej cieczy odbywa się za pomocą profesjonalnych firm wyposażonych w odpowiednie urządzenia, które zapobiegną nagromadzeniu się osadu. Zawsze musimy dokładnie przeczytać specyfikację. Czy nasza demineralizowana woda pochodzi z urządzenia, które zapewnia odpowiednią kontrolę ciśnienia? Czy jej źródłem jest stacja zapewniająca autoflushing, czyli czyszczenie membran na bieżąco, nie pozwalając, by zostały w nich zanieczyszczenia?
tags: #woda #demineralizowana #zastosowanie
