Очищенная вода используется в любой лаборатории для приготовления реактивов, буферных растворов, микробиологических сред, питания автоклавов, ополаскивания посуды и т.д. При этом в зависимости от задачи применяют воду различного качества.
В основе классификации очищенной воды лежит электрическая проводимость. Согласно стандарту ASTM 1193-06 различают несколько типов воды, проводимость которой изменяется от 5 до 0,056 мкСм, чем чище вода, тем меньше ее электрическая проводимость. Кроме того, нормируется содержание в воде натрия, хлора, кремния и бактериальной микрофлоры.
Требования к качеству воды определяются следующими стандартами:
- Дистиллированная вода нормируется на основании ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная. Технические условия".
- Вода для лабораторного анализа нормируется по ГОСТ Р 52501-2005 (ISO 3696:1987) "Вода для лабораторного анализа. Технические условия".
- Вода для реактивов нормируется на основании ASTM D1193-06 "Технический норматив для воду для реактивов"
- Вода для электронной промышленности нормируется по ОСТ 11.029.003-80 "ИЭТ. Вода, применяемая в производстве" и ASTM D-5127-90
Типы чистой воды:
Вода тип III (общелабораторного применения) - вода качества дистиллята с удельной электропроводностью не более 5 мкСм/см (ГОСТ 6709-97 «Вода дистиллированная»; вода 3 типа по ASTM, NCCLS, ISO 3696, САР; ФС 42-2619-97 «Вода очищенная»), обратноосмотическая вода.
Дистиллированная вода используется для приготовления некритических растворов, микробиологических сред; питания лабораторного оборудования (автоклавов, парогенераторов, моечных машин); ополаскивания посуды; питания систем, производящих воду типа I; производит воду для питья лабораторных животных.
Вода тип II (вода аналитического качества) - вода качества бидистиллята с удельной электропроводностью не более 1 мкСм/см (вода 2 типа по ASTM, NCCLS, ISO 3696, САР; ФС 42-2619-97 «Вода очищенная»)
Бидистиллированная вода используется для большинства аналитических задач; приготовления буферов, химических и биохимических реагентов, питания клинических анализаторов и другого лабораторного оборудования, мытья посуды.
Вода тип I (вода реагентного качества) - ультрачистая вода с удельным сопротивлением не менее 18 МОм·см. (вода 1 типа по ASTM, NCCLS, ISO 3696, САР)
Ультрачистая вода используется для приготовления растворов для ПЦР анализа, холостых проб и стандартов для ГХ, ВЭЖХ, масс-спектрометрических методов, микробиологических сред, буферов.
Апирогенная вода (вода 2 типа по ASTM, NCCLS, ISO 3696, САР; ФС 42-2620-97 «Вода для инъекций») используется для приготовлении растворов для инъекций.
Методы получения чистой воды
Наиболее распространенным способом приготовления чистой воды является дистилляция (перегонка). В дистилляторе вода испаряется и отводится виде пара с последующей его конденсацией. При повторном испарении дистиллята и конденсации паров получают более чистую воду - бидистиллят. Для дальнейшего повышения чистоты воды используют адсорбцию, обратный осмос и диализ. Сверхчистую воду (воду типа I), как правило, получают методом обратного осмоса из предварительно очищенной воды типа III. Современные лабораторные системы водоочистки используют комбинацию разных способов: фильтрации, дистилляции, деионизации, обратного осмоса и ультрафиолетовой стерилизации. Сочетание различных методов очистки позволяет осуществлять подготовку воды требуемого качества с оптимальной скоростью и минимуме затрат.
Дистилляция
Дистилляторы воды - самое популярное лабораторное оборудование. Дистилляторы широко применяют химических, аналитических и экологических лабораториях, в лабораториях контроля качества и пищевых лабораториях, в больницах, в аптеках, в различных областях промышленности и в быту.
В лабораторных дистилляторах в качестве исходной используется водопроводная вода. Основными деталями дистилляционного устройства являются испарительный бак с водой, нагревательный элемент, и система сбора конденсата с охлаждаемым конденсатором (холодильником). Вода в испарительном баке дистиллятора нагревается до кипения и начинает испаряться. Образовавшийся в результате пар затем конденсируется в холодильнике и получается дистиллят - это уже очищенная вода.
В качестве нагревательных элементов в дистилляторах используются ТЭНы или электроды. В ТЭНном дистилляторе тепло выделяется при прохождении электрического тока через спираль нагревателя (ТЭН). В электродном дистилляторе роль спирали выполняет собственно вода, находящаяся в камере испарения, электрический ток проходит сквозь воду между двумя электродами и вызывает ее нагрев. Для электродного дистиллятора важна степень солесодержания воды – на слишком мягкой воде такой аквадистиллятор будет выдавать слишком низкую производительность по дистилляту.
ТЭНовые дистилляторы имеют малую электрическую мощность по сравнению с электродными, что позволяет их использовать в производствах с низкими требованиями к электрическим мощностям, вплоть до бытовых условий. Для подключения электродных дистилляторов применяются более мощные кабели, вводные устройства и т.д. Электродные аквадистилляторы ориентированы на промышленное, крупномасштабное производство.
ТЭНы не любят перегрева, это влечет за собой их перегорание, поэтому их необходимо регулярно очищать от накипи. Контроль состояния ТЭНов и их очистка производится следующим образом: снимается камера конденсации, становятся видны ТЭНы в камере испарения. Налет удаляется либо механическим способом (тряпкой/губкой/щеткой), либо раствором лимонной кислоты следуя инструкции в паспорте. Очистку необходимо производить регулярно - как минимум один раз в неделю, а при интенсивной эксплуатации - 2-3 раза в неделю. При своевременной очистке ТЭНы прослужат долго.
Метод дистилляции, несмотря на широкое распространение, имеет ряд недостатков. Использование дистилляции требует высоких энергозатрат на нагрев и испарение воды, а также значительных затрат воды на конденсацию пара. Поэтому в насоящее время используются также «мембранные дистилляторы». Получение дистиллированной воды в них основано на комбинации мембранного разделения, микрофильтрации, сорбции и ионного обмена.
Деионизация
Деионизованную воду получают из дистиллированной или водопроводной воды методами обратного осмоса, микрофильтрации и ионного обмена. В зависимости от назначения деионизованная вода имеет удельное сопротивление 1МОм•см и более. Деионизованная вода применяется в электронном приборостроении, энергетике, при выращивании кристаллов, производстве печатных плат.
Требуемая степень чистоты достигается прохождением воды через полупроницаемую мембрану под воздействием давления в направлении обратном осмосу - из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Диаметр поры фильтра (порядка 0,3 нм) соответствует размеру молекулы воды, что обеспечивает отсев большей части химических примесей, всех микроорганизмов и вирусов.
Некоторые лабораторные установки используют сразу несколько методов водоочистки, например, установка УПВА-5-1 объединяет методы механической фильтрации, обратного осмоса, дистилляции и электродеионизации.
Хранение очищенной воды
Очищенную воду необходимо использовать свежеприготовленной или хранить в специальной таре во избежание поглощения из воздуха газов, микроорганизмов и пр. Для хранения дистиллированной воды существуют специальные сборники-емкости, которые удобно объединяются с дистилляторами и оборудуются устройством для отключения дистиллятора при наполнении емкости. Воду II типа можно хранить только в специализированных полностью закрытых системах, гарантирующих отсутствие сообщения с окружающим пространством и растворения газов воздуха, что обеспечивает сохранение качества воды в течение длительного времени. Воду для инъекций можно хранить не более 24 часов в закрытых емкостях только при определенной температуре.
Сравнительная таблица дистилляторов с производительностью 5 л/час.
| Характеристики |  |  |  |  |
| Наименование | Аквадистиллятор АЭ-5 | Дистиллятор ДЭ-4М | Дистиллятор UD-1050 | Дистиллятор GFL 2001/4 |
| Производительность, л/час | 5 | 4 | 5 | 4 |
| Потребляемая мощность, кВт | 3,6 | 3,0 | 4,5 | 3,0 |
| Качество дистиллята | 5 мкСм/см | 5 мкСм/см | 5 мкСм/см | 2,3 мкСм/см |
| Расход воды на охлаждение, л/ч | 36 | 25 | 100 | 40 |
| Масса, кг | 10 | 10,5 | 8 | 7,5 |
| Производитель | Россия | Россия | Китай | Германия |
| Цена(январь 2024г) | 46 000,00 руб | 60 800,00 руб | 24 587,00 руб | снят с производства |