نظام المياه المقطرة للمختبر

ما هي أنظمة تقطير المياه المخبرية؟

يُعد الماء بلا شك المذيب الأكثر طلبًا في المختبرات. يُستخدم الماء بخصائصه المختلفة لتحقيق تأثيرات مختلفة. عادةً ما يتم إنتاج ماء عالي الجودة صالح للمختبرات باستخدام آليات متنوعة. على سبيل المثال، يُستخدم التقطير عادةً لإنتاج ماء مقطر صالح للمختبرات، والذي يُستخدم بشكل أساسي كعامل تنظيف وفي تطبيقات المختبرات العامة. تهدف المقالة التالية إلى شرح أجهزة تقطير مياه المختبرات والوظائف المختلفة للماء المقطر الذي توفره.

➣ما هي آلة المياه المقطرة للمختبر؟

أ مختبر نظام المياه المقطرة جهاز تنقية مياه يزيل المعادن غير المرغوب فيها والملوثات الأخرى لإنتاج مياه مقطرة مطابقة للمواصفات المختبرية. تستطيع أجهزة تقطير مياه المختبرات إزالة ما يصل إلى 99.9% من الشوائب غير المرغوب فيها، مثل المواد الكيميائية والمعادن والفلزات والكائنات الدقيقة، مما ينتج عنه في النهاية مياه نقية. يعود تاريخ تقنية التقطير المستخدمة إلى عام 200 ميلادي، ولكنها طُوّرت لرفع الكفاءة.

تُنتج هذه الأجهزة عادةً مياهًا نقية بجودة أعلى من أنظمة إزالة الأيونات من الماء. تُصنّع شركة NEWater أجهزة تقطير مياه مختبرية بتصميم مميز، سواءً للمختبرات الصغيرة أو الصناعية. تعمل هذه الأجهزة على غلي الماء حتى درجة التبخر قبل تكثيف البخار. ومع ذلك، تُعالَج مياه التغذية مسبقًا باستخدام مرشحات وسائط لإزالة المواد الصلبة العالقة والغرويات.

➣كيف تعمل أنظمة المياه المقطرة؟

تقطير المياه عمليةٌ استُخدمت على نطاق واسع منذ عام 200 ميلادي. استُخدمت في البداية لتحلية مياه البحر عن طريق فصل الأملاح الذائبة. بفضل الابتكار، شهدت هذه التقنية تحسنًا هائلًا في الإنتاج وكفاءة الطاقة. ببساطة، عملية التقطير هي محاكاة لعملية تكوّن المطر الطبيعي.

باستخدام مصدر حراري، يُغلى ماء التغذية حتى يتحول إلى بخار. بمجرد وصول الماء إلى درجة غليانه، تُحفظ الحرارة عند هذه الدرجة لتسهيل التبخير الأمثل. وتتبقى مكونات ذات درجة غليان أعلى من درجة غليان الماء أثناء تحوله إلى بخار. وتشمل هذه المكونات الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض، والمواد الصلبة الذائبة، والمعادن، والمعادن الثقيلة، والمواد الكيميائية.

يُدفع البخار، وهو في الأساس ماء نقي، إلى مكثف. يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تحوله مجددًا إلى سائل. ثم يُضخ الماء المقطر إلى خزان تخزين جاهز للمعالجة اللاحقة أو للاستخدام الفوري.

انقر على الرابط أدناه لمشاهدة فيديو توضيحي لعملية تقطير المياه.

➣ما هي الاستخدامات الرئيسية لأنظمة المياه المقطرة في المختبر؟

تُستخدم أنظمة تقطير مياه المختبرات بشكل رئيسي لإزالة الشوائب من الماء، وبالتالي إنتاج مياه نقية. يتميز الماء المقطر الناتج عنه بخواصه الخاملة، مما يجعله مثاليًا لمختلف التطبيقات المخبرية. كما أن تركيز الملوثات فيه أقل نسبيًا مقارنةً بالماء منزوع الأيونات. تُستخدم هذه الأنظمة بشكل رئيسي لإنتاج مياه لتعقيم معدات المختبرات، بالإضافة إلى تحضير الوسائط.

استخدام الماء المقطر من أجهزة التقطير المخبرية يُجنّب خطر التلوث. في المختبرات الطبية، يُستخدم الماء المقطر أيضًا لتعقيم أيدي العاملين، وفي الحقن الوريدي للأطباء البيطريين. كما تُستخدم أجهزة تقطير الماء في مجالات أخرى، مثل القاطرات، ومستحضرات التجميل، وعلم الأحياء، والمجالات الطبية.

➣ما هي مكونات أنظمة المياه المقطرة للمختبرات؟

عادةً ما تكون أجهزة تقطير المياه المختبرية بسيطة التصميم، ومكونة من مكونات متنوعة تعمل بتناغم لإنتاج مياه مقطرة. بصفتك مستخدمًا، يجب أن تفهم جهاز التقطير الخاص بك ومكوناته الأساسية. فيما يلي شرح تفصيلي للمكونات الرئيسية التي تُكوّن جهاز تقطير مياه مختبري فعال.

● حجرة الغليان.

يُضخ الماء المراد تقطيره (ماء التغذية) إلى حجرة الغليان، حيث يُسخّن حتى يغلي. عادةً ما تُفتح فتحة تهوية لحجرة الغليان، ويُدفع البخار الناتج عن تبخير ماء التغذية عبر الفتحة إلى المكثف. تُترك الشوائب المُنفصلة، بما في ذلك الكائنات الدقيقة والمعادن، في حجرة الغليان.

● مصدر التدفئة.

عادةً ما يُربط مصدر التسخين بغرفة الغليان، حيث يُوفر الحرارة اللازمة لغلي مياه التغذية حتى درجة التبخر. يمكن تشغيل مصدر التسخين بمصادر طاقة متجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، أو بمصادر طاقة غير متجددة كالوقود الأحفوري.

●المكثف.

ينتقل البخار من حجرة الغليان إلى المكثف عبر فتحة تهوية. يتكون المكثف عادةً من ملف أنبوبي مصنوع عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ. عادةً ما تقوم مروحة عالية الطاقة موجودة أعلى جهاز التقطير بتبريد البخار، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج قطرات ماء.

● فلتر ما بعد المعالجة.

غالبًا ما تتسرب بعض الملوثات، مثل المركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، من عملية التقطير وتوجد في الماء المقطر. تتطلب إزالتها نظام معالجة لاحقة، مثل مرشح الكربون المنشط. تعمل مرشحات الكربون المنشط اللاحقة على إزالة المركبات العضوية المتطايرة والغازات المذابة والمواد الكيميائية المتطايرة الأخرى من خلال الامتصاص.

➣ما هي الشوائب التي يتم إزالتها بواسطة مختبر أنظمة المياه المقطرة؟

تحظى أنظمة المياه المقطرة بتقدير كبير نظرًا لتنوع الشوائب التي تزيلها من مياه التغذية. في الواقع، تتفوق أنظمة المياه المقطرة المختبرية على أنظمة إزالة الأيونات من الماء عندما يتعلق الأمر بنطاق الملوثات المُزالة، فهي تُزيل الشوائب الأيونية والبيولوجية وغير العضوية والعضوية. عادةً، تُزيل آلة تقطير المياه عالية الجودة للمختبر 99.9% من الملوثات غير المرغوب فيها من مياه التغذية.

تشمل الشوائب غير العضوية التي تُزيلها هذه الأجهزة النترات، ومعادن عسر الماء، والحديد، والفلورايد، والأسبستوس، والباريوم، والزئبق، والزرنيخ، والرصاص، والنحاس. أما الشوائب البيولوجية المُطرودة من الماء فتشمل الكريبتوسبوريديوم، والبكتيريا، والأكياس، والفيروسات، والكلاميديا، والفطريات، والجيارديا. في الواقع، تستطيع أجهزة التقطير المخبرية إزالة جميع الملوثات البيولوجية تقريبًا من الماء.

بالإضافة إلى ذلك، فهي تزيل الملوثات العضوية مثل هرمونات النمو، والمذيبات، والمبيدات الحشرية، ومبيدات الأعشاب، والأسمدة، والمضادات الحيوية. وقد أدى هذا التنوع في المنتجات إلى انتشار استخدام أجهزة التقطير المختبرية بشكل كبير. أنظمة تنقية المياه المخبرية.

➣ما هي فوائد استخدام آلة الماء المقطر للمختبر؟

يعتبر معظم مستخدمي أنظمة تقطير المياه في المختبرات أن تجربتهم معها مثمرة للغاية. سنستعرض أدناه المزايا الكبيرة التي حصل عليها مستخدمو أجهزة تقطير المياه من NEWater.

● معدل تنقية عالي.

تستطيع أنظمة مياه نيوتر المقطرة إنتاج مياه مقطرة بنقاء يصل إلى 99.9%. هذا يعني إزالة ما يصل إلى 99.9% من الشوائب الموجودة في مياه التغذية بفعالية. فهي تزيل مجموعة من الملوثات على الرغم من اختلاف خصائصها. على سبيل المثال، تزيل أجهزة تقطير مياه المختبرات جميع الشوائب البيولوجية تقريبًا.

● العائد على الاستثمار.

على الرغم من ارتفاع أسعارها، تضمن مختبرات أنظمة المياه المقطرة عوائد استثمارية جيدة. فمقارنةً بشراء المياه المقطرة، يُعدّ إنتاج المياه المقطرة بنفسك أرخص بكثير وأكثر موثوقية. كما أنها لا تتطلب تكاليف صيانة باهظة، وهي صديقة للبيئة.

● لا يوجد تثبيت.

آخر أنظمة معالجة المياه تتطلب أنظمة المياه المقطرة تركيبًا، وهو أمر قد يكون مكلفًا نسبيًا. أما مختبرات أنظمة المياه المقطرة، فلا تحتاج سوى إلى توصيلها بمصدر طاقة. وهي أنظمة سهلة التشغيل والتشغيل، مما يجعلها حلولًا موفرة للوقت ومنخفضة التكلفة لتنقية مياه المختبرات.

العودة إلى الدليل ⇪

➣ما هي نوعية المياه التي يتم إنتاجها بواسطة أجهزة تقطير المياه المعملية؟

تُنتج مختبرات أنظمة المياه المقطرة عادةً مياهًا مقطرة للاستخدام المختبري. وهي في الأساس مياه نقية ذات نقاء عالٍ. عملية التقطير المُستخدمة لإنتاج المياه المقطرة تُزيل العديد من الملوثات، وبالتالي تتمتع بنقاء لا تشوبه شائبة.

الموصلية الكهربائية هي المعيار الأكثر فعالية لقياس جودة المياه المقطرة والمنقاة. فهي تُقيّم قدرة الماء على تمرير تيار كهربائي. وكدليل على نقائه العالي، تتراوح موصلية الماء المقطر بين 0.5 و3 ميكرومتر/سم. وكلما انخفضت الموصلية الكهربائية، زادت نقاوة الماء المقطر.

يُعد مستوى المواد الصلبة الذائبة (TDS) معيارًا أساسيًا آخر يُستخدم لتصنيف المياه المقطرة. تُقلص أجهزة تقطير المياه المخبرية تركيز المواد الصلبة الذائبة الكلية إلى أقل من 10 ملغم/لتر. يتميز الماء المقطر بأنه خامل، لذا فهو مناسب للاستخدام في تطبيقات مخبرية متنوعة.

العودة إلى الدليل ⇪

➣كم تكلفة مختبر أنظمة المياه المقطرة؟

مع اعتماد أحدث التقنيات سنويًا، تواصل تكلفة إنتاج المياه المقطرة باستخدام أجهزة تقطير المياه المخبرية الانخفاض. انخفضت تكاليف الإنتاج بشكل كبير، مما أدى إلى انخفاض أسعار أجهزة تقطير المياه. كما انخفضت تكاليف التشغيل أيضًا، لا سيما بفضل التقدم الكبير في ترشيد استهلاك الطاقة في عملية التقطير.

نظراً لتعدد العوامل التي تُحدد أسعار أنظمة المياه المقطرة، نشجع عملائنا المحتملين على إرسال استفساراتهم عبر موقعنا الإلكتروني. تشمل العوامل الرئيسية التي تُحدد تكلفة مختبر أنظمة المياه المقطرة الطاقة الإنتاجية، وعنصر التسخين المُستخدم، ومستوى التخصيص.

تكاليف تشغيلها أقل نسبيًا نظرًا لقلة الحاجة إلى التركيب. تشمل تكاليف التشغيل الشائعة العمالة، وشراء مياه التغذية، والصيانة، والترشيح اللاحق. يُعدّ انخفاض معدلات استهلاك الطاقة أمرًا مذهلًا (يُقدّر بنحو 50%). والأهم من ذلك، أن تفاني مهندسينا في تطوير حلول أكثر كفاءةً واقتصادًا يُبشر بأجهزة تقطير مياه مختبرية أكثر بأسعار معقولة في المستقبل القريب.

العودة إلى الدليل ⇪

➣ما هي ممارسات الصيانة المطلوبة لمقطرات المياه المعملية؟

إن كفاءة أجهزة تقطير المياه المعملية من حيث التكلفة تعزى بشكل رئيسي إلى انخفاض تكاليف صيانتها. فهي لا تتطلب سوى تنظيف حجرة الغليان، التي غالبًا ما تكون عرضة لتراكم الملوثات غير المرغوب فيها في قاعها. ومن المرجح أن يؤدي تراكم أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الحجرة إلى تدهور أداء جهاز التقطير أو حتى إتلافه قبل الأوان. لتنظيف جهاز تقطير المياه المعملية، عليك اتباع الخطوات التالية.

● الخطوة 1.

قبل تنظيف جهاز تقطير المياه المختبري، يجب عليك أولاً إيقاف تشغيله. بالإضافة إلى ذلك، انزع الغطاء القابل للإزالة من حجرة الغليان. املأ وعاءً أو حوضًا قريبًا بالماء، ثم أضف إليه الخل أو الليمون أو مزيل الترسبات الكلسية أو عصير الليمون.

● الخطوة 2.

اغمر الغطاء في المحلول الذي حضّرته للتو واتركه يتشربه لبعض الوقت. للأغطية غير القابلة للإزالة، استخدم قطعة قماش أو فرشاة مغموسة في محلول التنظيف لفرك الغطاء جيدًا.

● الخطوة 3.

أضف محلول التنظيف المُستخدم إلى حجرة الغليان، ثم صبّ الماء. سيُزيل مُنظف القشور من حجرة الغليان. اترك المحلول في حجرة الغليان لبعض الوقت. يمكنك أيضًا تحريك الحجرة لضمان ملامسة مُنظف القشور لجميع القشور.

● الخطوة 4.

تخلص من محلول التنظيف في حجرة الغليان واشطفها جيدًا بالماء. يمكنك استخدام الماء الدافئ وتكرار عملية الشطف عدة مرات. اترك جهاز التقطير يجف قليلًا، ثم وصله بالكهرباء. لا تنسَ وضع الغطاء أعلى حجرة الغليان.

العودة إلى الدليل ⇪

➣ما هي كمية الطاقة التي يستخدمها مختبر أنظمة المياه المقطرة؟

يعمل عنصر التسخين في مختبر نظام المياه المقطرة بشكل أساسي بالطاقة الكهربائية. في الواقع، يُعد استهلاك الكهرباء أكبر تكلفة تشغيلية لأنظمة تقطير المياه. وقد قطعت أنظمة تقطير المياه شوطًا طويلًا في كفاءة الطاقة. وقد حوّلت التطورات التكنولوجية، وعدم كفاءة استخدام الطاقة، أنظمة المياه المقطرة للمختبرات إلى أنظمة تنقية فعّالة واقتصادية.

يتطلب نظام تقطير المياه النموذجي 3 كيلوواط/ساعة من الطاقة الكهربائية لإنتاج جالون واحد من الماء المقطر. وهذا يعني فواتير كهرباء معقولة وتكاليف إنتاج منخفضة عمومًا. بافتراض أن معدل دفع وحدة الكهرباء هو $ 0.1، فإن تكلفة تقطير جالون واحد من الماء تبلغ $ 0.3 للجالون. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن معدل الدفع يختلف اختلافًا طفيفًا بين المناطق.

العودة إلى الدليل ⇪

➣ما هي تقنيات المعالجة المسبقة المستخدمة في مختبرات أنظمة المياه المقطرة؟

تُعتبر مختبرات أنظمة المياه المقطرة حلولاً عالية الإنتاجية قادرة على إزالة شوائب محددة. إلا أن نجاحها في المياه المقطرة يتأثر جزئيًا بآلية المعالجة المسبقة المستخدمة. نناقش هنا بعض تقنيات المعالجة المسبقة عالية المستوى المستخدمة لجعل أجهزة تقطير مياه المختبرات أكثر فعالية واقتصادية.

● مرشحات الرواسب.

عند الحصول على مياه التغذية من الأنهار أو الآبار الجوفية، يُنصح بتعريضها أولًا لمرشحات الرواسب. يمكنك اختيار مرشحات متعددة الوسائط أو مرشحات تقليدية. مرشحات الرمل المضغوطة لإزالة الجسيمات والغبار والحطام والمواد الصلبة العالقة الأخرى، والتي قد تتراكم في غرفة الغليان.

● مرشحات الكربون المنشط المسبقة.

إذا كانت مياه التغذية لديك تحتوي على تركيزات عالية من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) والكلور، فينبغي عليك استخدام فلتر كربون نشط. كما يُحسّن هذا المرشح جودة المياه بإزالة المواد الكيميائية العضوية التي تُسبب روائح ونكهات كريهة.

• مُليّن المياه.

أ نظام تنقية المياه يُخفف تراكم الترسبات الكلسية في حجرة الغليان. فهو ببساطة يزيل أيونات الصلابة (كالسيوم Ca2+ ومغنيسيوم Mg2+) باستخدام عملية التبادل الأيوني، مما يُخفف من الآثار المدمرة لتراكم الترسبات الكلسية.

العودة إلى الدليل ⇪