Zmäkčenie a úprava vody

Pojem tvrdá voda alebo vodný kameň počul asi každý z nás. Čo to ale v praxi znamená?

Hodnota pH indikuje, či je voda neutrálna (pH 7), kyslá (menej ako 7) alebo zásaditá (viac ako 7).
Pitná voda by mala mať pH medzi 6,5 až 9. Kyslá voda a mäkká voda (pH menej ako 7) zvyšujú koróziu
medených a pozinkovaných vodovodných trubiek.

Čo všetko vo vode nájdeme?

Vo vode je niekoľko základných skupín látok. Okrem nerozpustených častíc, ktoré možno bežne odstrániť filtráciou, ide predovšetkým o látky rozpustené. Soli sú vo vode rozpustené iónovo, čo znamená, že sú rozložené na dve zložky: anióny a katióny. Ióny sú elektricky nabité častice, ktoré majú kladný náboj (katión) alebo záporný náboj (anión). Pevná soľ či voda, ako molekula (H2O), sú elektricky neutrálne.

Obsah iónov (rozpustených solí) vo vode sa líši podľa jej pôvodu. Najmenej ich má voda dažďová. Ako voda ďalej putuje prírodou, rozpúšťa sa v nej stále viac látok ktoré sa postupne kumulujú. Najviac solí sa do vody dostane priechodom podzemnými ložiskami minerálov a činnosťou človeka. Okrem prirodzene obsiahnutých iónov sa do vody dostávajú teda aj ióny vodárenských prípravkov (hlavne chlór), ďalšie ióny sa do nej potom dostanú zo železného potrubia. Podzemná voda je prirodzene tvrdá, čo nie je vhodné pre množstvo spotrebičov (bojlery, práčky, varné kanvice, kávovary, umývačky...) a od určitých hodnôt to nie je vhodná ani pre dlhodobé pitie.

Čo sa týka solí vo vode, nebojte sa, že by snáď voda mala byť slaná! Soľ je všeobecné chemické označenie pre látky, ktoré sa skladajú z páru katión + anión a kuchynská soľ (NaCl - chlorid sodný) je len jednou z mnohých. Ak budete vodu variť až pokiaľ sa celkom neodparí, hrniec vám nezostane čistý. To, čo zostane v hrnci, sú práve tie soli, ktoré sa vo vode vyskytujú (u bežnej vody je to menej ako jeden gram solí v litri vody). To isté sa potom deje, keď kvapka vody priľne na pohároch či na zástene sprchovacieho kúta. Voda sa odparí a zostanú škvrnky so soľou. Hlavnými katiónmi bežnej vody sú vápnik, horčík, sodík a draslík. Hlavnými aniónmi sú uhličitany, sírany, chloridy a dusičnany. Menej časté a početné, ale z hľadiska úpravy vody dôležité sú potom železo, mangán a amoniak. Ďalej sú vo vode v stopovom množstve obsiahnuté v podstate všetky známe prvky v širokej škále zlúčenín, ale ich koncentrácie sú obvykle tak nízke, že nemajú žiadny vplyv na zdravie.

Tvrdosť vody

Tvrdosť vody indikuje množstvo minerálnych látok (najčastejšie oxid vápenatý CaO a oxid horečnatý MgO) vo vode. Tvrdosť vody má význam pre jej využitie ako pitnej, tak aj úžitkovej vody. Je zdrojom tvorby vodného i kotolného kameňa a ovplyvňuje aj chuťové vlastnosti vody. Tvrdosť vody môže byť trvalá alebo prechodná. Trvalá obsahuje rozpustené chloridy, sírany, dusičnany a kremičitany. Prechodná obsahuje rozpustený Ca(HCO3)2 (hydrogenuhličitan vápenatý). Po jeho vyzrážaní vzniká CaCO3 (uhličitan vápenatý), ktorý je ľudovo nazývaný vodný kameň. Prechodnú tvrdosť vody ide na rozdiel od trvalej tvrdosti odstrániť varom.

Tvrdosť vody sa vyjadruje pomocou stupňov nemeckých (°d, dH) alebo francúzkych (°F), resp. mmol/l. Medzi jednotlivými stupňami existujú prepočty cez pevne stanovené koeficienty.

Na meranie tvrdosti vody existujú špeciálne prístroje, indikačné kvapky či kontrolné papieriky.

Tvrdosť vody má vplyv na jej chuť, výsledok umývania či prania a prevádzkovú spoľahlivosť zariadení. A to spravidla na ich výhrevné elementy (telesá v bojleroch, umývačkách, konvektomatoch, kávovaroch, kotloch...), trysky (nástreky u výrobníkov ľadu, konvektomatov, kávovarov ...) či sondy (bojlerov, vaní...). V prípade nánosu vodného kameňa dochádza k prehrievaniu telies, nekvalitnému umývaniu, výrobe nekvalitného ľadu či nesprávnej funkcii stroja (zanesené sondy hladiny). Toto všetko sa odzrkadlí na zvýšenej spotrebe elektriny, technických problémoch na zariadeniach a nespokojnom zákazníkovi. Preto je veľmi dôležité venovať úprave vody patričnú a pravidelnú pozornosť.

Tvrdosť vody má vplyv aj na spotrebu umývacích a pracích práškov.
Pokiaľ je úroveň tvrdosti vody nízka a teda voda je mäkká, znamená to, že stačí použiť menšie množstvo umývacieho prostriedku či pracieho prášku. Ak je voda veľmi mäkká, netreba použiť zmäkčovače či aviváž. Na druhej strane tvrdá voda potrebuje zmäkčiť, pretože kvôli obsahu vápnika sa bielizeň stáva tvrdšou. Prepláchnutie bielizne vodou s trochou octu rozpustí vápnik a bielizeň znova zmäkne. Toto iste poznajú všetky gazdinky.

Zariadenia na úpravu vody sa nazývajú zmäkčovače vody.
Na trhu existuje relatívne veľké množstvo zmäkčovačov, ktoré pracujú na rôznom princípe. Tu sú najrozšírenejšie:

Magnetická úprava vody - elektronická jednotka funguje vysielaním modulovaného signálu riadeného počítačom, ktorý rozhýbe vápnik a ďalšie minerály, spôsobí ich oddelenie od roztoku a tie zostanú viazané. Táto akcia zastaví akékoľvek ďalšie hromadenie vodného kameňa tým, že bráni molekulám priľnúť na akýkoľvek povrch. Taktiež sa zvyšuje schopnosť vody rozpúšťať minerály, preto sa vodný kameň znova rozpustí do vody a postupne sa odstráni.

Galvanická úprava vody pracuje na elektrochemickom princípe, kde počas pretekania vody (ktorá obsahuje soli vápnika, horčíka a iné minerálne zlúčeniny) zariadením vzniká rozdiel potenciálov vo vode 0,7-1 Volta v závislosti od hustoty nasýtených solí vápnika a horčíka, inak aj nazývaných celková tvrdosť vody. Popri tom sa do vody z titánovo-zinkovej anódy, kde podiel zinku je až 99,985%, uvoľňujú voľné ióny zinku v podobe katiónov a aniónov.

Úprava vody pomocou IÓNOMENIČOV
Úprava funguje na princípe katalytickej výmeny iónov, bez závislosti na pH vstupnej vody. Po upravení určitého množstva vody je potreba filtračnú náplň obnoviť. Regenerácia náplne sa vykonáva regeneračnou soľou (sypkou alebo tabletovou) a nevyžaduje vysoký prietok vody.

Voda prechádza cez iónomenič, čo sú zrnité organické látky, ktoré nie sú rozpustné vo vode. Keď tvrdá voda prechádza vrstvou iónomeniča, dochádza k výmene katiónov Ca2 + a Mg2 +, ktoré sú obsiahnuté v tvrdej vode, za sodík či vodík pomocou výmeny iónov.

Pri zmäkčení vody sa používajú zmäkčovacie katexové filtre. Filter, ktorý je naplnený katexom, čo je zmäkčovacia živica, je vložený do rozvodu a pri priechode vody cez neho dochádza k iónovej výmene.

Tento druh úpravy vody je najrozšírenejší v oblasti technického a priemyselného využitia a takisto v gastronómii. Rieši však iba odstránenie vodného kameňa s ohľadom na prevádzkovú spoľahlivosť zariadení. Nerieši odstránenie iných pevných či rozpustných látok vo vode (ako napríklad mangán, železo, chlór, dusičnany, nebezpečné látky ...) ani odstránenie zápachu či mechanických nečistôt. Na toto slúžia špecifické filtre, ktoré sa predkladajú pred samotnú úpravu vody slúžiacu na odstránenie vodného kameňa.
Problémom odstránenia špecifických látok z vody sa venujú špecializované firmy.

Ďalším stupňom delenia zmäkčovačov je delenie podľa ich fungovania a obsluhy.
Najlacnejšie modely sú mechanické (kohútikové), kvalitnejšie modely sú plnoautomatické s riadiacou jednotkou. Obidva typy môžu byť vybavené systémom By-pass, ktorý neobmedzuje chod zariadenia v čase regenerácie zmäkčovača. Po túto dobu (cca 40 minút) ide do zariadenia nezmäkčená voda.
Najvyššie triedy zmäkčovačov sú tzv. duplexné, tzn. že majú dve zmäkčovacie náplne (tubusy) kedy sa pri regenerácii jedného tubusu zariadenie automaticky prepne na druhý tubus, čím ide aj po dobu regenerácie do zariadenia stále zmäkčená voda.
Na lepších zmäkčovačoch býva k dispozícii aj Mixter, ktorý je schopný na zmäkčovači nastaviť mixovanie zmäkčenej vody a nezmäkčenej vody v určitom pomere, ktorý je dôležitý pre správny chod niektorých technologických zariadení (napríklad konvektomatov či kávovarov).
Aby bola voda vodivá, potrebuje minerály, ktoré spôsobujú vodivosť, ale zároveň aj tvrdosť. Vodivosť je dôležitá pre hladinové sondy, ktoré strážia výšku hladiny vody v bojleroch a následne tým spúšťajú iné funkcie stroja. Pokiaľ je voda príliš mäkká, alebo sondy sú zanesené od vodného kameňa, stroje nepracujú správne a môže dôjsť k poškodeniu vplyvom nepresného vyhodnotenia stavu hladiny vody.

Manuálne zmäkčovače je nutné regenerovať ručne v presne stanovených intervaloch podľa presne stanoveného postupu (postupné zatváranie a otváranie kohútikov). Automatické zmäkčovače sa nastavia presne na určitú hodinu a deň, kedy sa majú regenerovať (môžu byť nastavené aj na noc, kedy nijako neobmedzujú chod prevádzky), alebo v prípade duplexov sa autonómne prepnú na druhý tank (tubus) bez akéhokoľvek obmedzenia obsluhy.
Všetky zmäkčovače však majú jednu spoločnú vec a tou je renegerácia prírodnej živice pomocou soli (NaCl) v práškovej forme (pre manuálne zmäkčovače) alebo v tabletovej podobe (pre automatické zmäkčovače). Modely Kinetico majú výhodu merania objemu pretečenej vody, či nezávislosť ovládacej jednotky na elektickom prúde. Modely HW sú určené na pripojenie teplej vody. Bežne sa totiž zmäkčovače môžu pripájať iba na studenú vodu.

Pokiaľ by základné odstránenie vodného kameňa (tj. solí Ca2 + a Mg2 +) nestačilo pre kvalitné umývanie, predovšetkým skla, je možné zvoliť automatické čiastočné odsoľovače či reverznú osmózu.
Tieto zariadenia odstraňujú vysoký stupeň minerálov obsiahnutých vo vode. Sú však spojené s vyššou vstupnou a prevádzkovou investíciou.

Problémom úpravy vody s ohľadom na kvalitu umývania (predovšetkým skla a príborov) sme sa už zaoberali v inom článku nášho blogu tu:

Používate zmäkčovač a máte stále problémy s vodným kameňom. Kde je chyba?

Najčastejšiou príčinou je ľudský faktor meniaci sa v čase. Manuálne i automatické iónomeničové zmäkčovače je nutné pravidelne regenerovať, resp. dopĺňat soľ do zásobníka soli. Tu sa veľmi často stáva, že obsluha na to jednoducho zabudne alebo to nerobí pravidelne. Zo zmäkčovača sa tak stane jednoducho prietokový prvok, ktorý sa síce tvári, že funguje, ale v skutočnosti nefunguje alebo nefunguje správne v čase.
Pri najjednoduchších manuálnych kohútikových zmäkčovačoch sa zriedka stane, že obsluha nesprávnym postupom pri regenerácii dokonca vypustí obsah zmäkčovača do stroja, alebo vysype živicu do kanála v domnení, že je zkorodovaná (ide totiž o malé žlto-hnedé kryštalické gulôčky pripomínajúce koróziu). To môže mať za následok aj priame poškodenie stroja (napríklad upchatím trubičiek kávovaru či zkorodovaním komory konvektomatu pri vysokých teplotách) alebo totálnu nefunkčnosť zmäkčovača (bez živice). Preto niektoré novšie modely majú optickú aj zvukovú signalizáciu nedostatku soli v zásobníku.
Ďalšou pomerne častou príčinou je odpojenie napájacieho transformátora automatického zmäkčovača (omylom napríklad pri upratovaní) či spáleniu transformátora, alebo zaseknutí zmäkčovača (napríklad po búrke vplyvom prepätia v el. sieti). Pokiaľ si to obsluha nevšimne, tak zmäkčovač nepracuje (soľ však v zásobníku môže byť stále), ale reálne nefunguje.
Vzhľadom k tomu, že stroje využívajúce hladinové sondy potrebujú k svojej prevádzke určitú vodivosť a tým aj určitú tvrdosť vody (zvyčajne 4-7°d) môže sa aj u nich po čase (cca po roku) objaviť vodný kameň nazrážaný na samotných sondách či telesách, alebo v komore. Tomuto sa nedá zabrániť. Preto je nutné vodný kameň odstraňovať v rámci pravidelných servisných prehliadok.

Vodný kameň nie je iba predmetom termických zariadení. Vyskytuje sa vo zvýšenej miere aj u výrobníkoch ľadu, na klasických vodovodných batériach, sprchách či bubnoch práčok.
V gastronomickej prevádzke je potrebné zvážiť použitie centrálneho zmäkčovača na celý objekt. Ide totiž o stovky až tisíce litrov vody denne a nie na všetky činnosti je nutné používať zmäkčenú vodu. Zriadenie veľkého centrálneho zmäkčovača totiž nie je ivestične ani prevádzkovo zanedbateľné. Bežne sa preto rieši samostatne sekundárny okruh upravenej zmäkčenej vody len pre spotrebiče, ktoré takúto vodu potrebujú.

Páčil sa vám tento článok?

Zanechajte nám email a názov prevádzky spolu s mestom, v ktorom pôsobíte. Budeme vás pravidelne informovať o podobných článkoch a aktualitách z našej oblasti. Prihlásením sa na odber noviniek súhlasíte so spracovaním osobných údajov.