Дистиллятор - это аппарат для очистки воды от минеральных солей. Очистка производится термическим способом, т.е. путём выпаривания воды. А дистиллированная вода, это, по сути, конденсат, образовавшийся из остывшего пара.
Ни одна химическая лаборатория не обходится без использования дистиллированной воды. Многие лаборатории получают её сами из водопроводной воды.
Химическая лаборатория Королевского Военного Колледжа в Shivenham, Великобритания не является исключением. Там используются 10-литровые дистилляторы. Однако, как и во многих других городах, расположенных южнее Humber, в Shrivenham жёсткая вода.
При нагревании жёсткой воды на поверхностях нагрева дистиллятора быстро образуется твёрдая корка накипи.
В Shrivenham дистилляторы тоже приходилось постоянно разбирать и отмывать кислотой корку твёрдых отложений со стеклянных стенок дистиллятора и с электронагревательных элементов. Очистки кислотой разрушают поверхности металлических элементов, сокращая срок их службы.
Ранее персонал лаборатории уже пробовал применять самые разные аппараты для защиты от накипи, и ни один из них не показал достаточную эффективность.
Команда химиков Shrivenham, имея соответствующее оборудование, решила провести испытания, насколько эффективным окажется ферритное противонакипное устройство для защиты от накипи дистиллятора.
Решено было взять полностью очищенный дистиллятор и обследовать его через 6 недель после использования устройства. Затем он будет очищен и проработает еще 6 недель уже без устройства.
С помощью сканирующего электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа получены следующие изображения.
С ферритным противонакипным устройством (справа) кристаллы карбоната кальция намного крупнее, их адгезия к стенкам значительно ниже.
Кристаллы карбоната кальция образуются немедленно после достижения водой точки перенасыщения. Интенсивный рост кристаллов наблюдается, когда температура воды становится выше +60.С
Во время наблюдения, было обнаружено следующее. Когда ферритное противонакипное устройство включено, кристаллы карбоната кальция образуются быстрее, и они успевают вырасти до более крупных размеров, чем при работе без устройства.
Также было обнаружено, что кристаллы образуются преимущественно в объёме веды, вдали от стенок аппарата и вдали от нагревательных элементов.
Более крупный размер кристаллов можно объяснить тем, что первоначально создаются микро-кристаллы, которые становятся затравкой, на которой осаждаются минеральные соли.
Результат
В отличие от аппаратов, тестированных ранее, ферритное противонакипное устройство показало себя очень хорошо. Через 6 недель в дистилляторе было относительно немного отложений, и отложения имели другую структуру. Они были рыхлыми и пористыми. Такие отложения достаточно хорошо удаляются без соскабливания или отмачивания кислотой.
Персонал лаборатории доволен работой ферритного противонакипного устройства. Отпала необходимость в очистках дистиллятора кислотой. Теперь персонал избавлен от опасной работы и рутинной работы. И нагревательные элементы теперь будут служить положенное время.