Вредна ли накипь в чайнике. Накипь в чайнике: обычное явление и существенный вред

На протяжении всей жизни человек подвергается воздействию различного рода опасностей, способных наносить ущерб здоровью, то есть вызывать негативные последствия.

Если опустить описания всех природных и антропогенных факторов и углубиться в повседневность, можно выделить одну проблему, серьезность которой зачастую недооценивают – серый твердый налет в чайнике.

Вредна ли накипь в чайнике и какое влияние она оказывает на организм человека, рассмотрим далее.

Твердые отложения, возникающие на стенках и дне металлического, эмалированного, стеклянного чайников и на нагревательном элементе электрочайника, формируются структурами кристаллов различных солей, выпадающих в осадок. Почистить металлический чайник можно тем же способом, что и другие виды чайников, а для стеклянного немного другой способ.

Фактических состав этих нерастворимых солей зависит от жесткости и кислотно-щелочного баланса воды в определенном регионе.

Так чем опасна накипь в чайнике? Ответить на вопрос помогут воспоминания, полученные на уроках химии в школе.

Природный ресурс содержит не только растворимые соли и согласно элементарным знаниям, примеси могут быть:

• малорастворимые;
• нерастворимые.

И все эти частички периодической таблицы химических элементов, в виде слоя серого налета, попадают в организм с каждой чашечкой чая или кофе.

Наиболее часто встречаются карбонатные соли кальция, которые попадая в желудок, растворяются соляной кислотой и полученные в результате распада элементы не несут вреда, а некоторыми учеными даже доказана их польза.

Но не стоит забывать о различных примесях, мельчайшие частицы которых не растворяются даже в желудочном соке, поэтому состав слоя имеет химических набор соединений и их влияние на кухонную посуду и организм будет различным.

Поняв, что выпадающие в осадок соли небезобидны и выяснив, как с ними бороться, можно больше не задаваться вопросом, вредна ли накипь в чайнике.

Что происходит с чайником?

Скорость образования слоя твердых отложений зависит от следующих факторов:

• концентрации химических соединений в воде;
• частота нагревания;
• качество поверхности стенок, а в электрочайнике — нагревательного элемента. Кстати, удаление в электрочайнике вполне под силу убрать в домашних условиях , потратив не более получаса.

Приобретая новый чайник, процесс накопления накипи будет медленным, но ускорится после применения неправильных методов очистки кухонной посуды. К таким относят механическое воздействие металлическими губками и агрессивными химическими средствами.

Повреждая поверхность, образуются мелкие дефекты, в трещины которых попадает накипь и удалить ее становится все труднее.

Чем опасна накипь в чайнике – недостатки образования накипи:

• Низкий коэффициент теплопроводности и как следствие больше затрат электроэнергии (газа) для подогрева или поддержания нужной температуры;
• Деформация. Глубокий слой отложений, при попытке от него избавиться, способен повредить поверхность прибора.

Работая в таком режиме, бытовой прибор быстро выйдет из строя.

Что касается методов борьбы с неприятными отложениями, то на помощь опять приходят ценные знания химии. Проблема в том, что в школе наука преподавалась, не проводя параллели с реальной жизнью.

С бытовой точки зрения, цепочка следующая: «накипь = карбонаты (нерастворимые соли)» — «карбонаты + кислота = растворимая соль + углекислота в газообразном состоянии». В случае с чайником кислота должна быть органической. Наиболее эффективными считаются лимонная и уксусная. Если выбирать между ними, то стоит отметить, что чистить лимонной кислотой немного легче, а также вы избавитесь от запаха. Хотя уксус от накипи имеет ряд собственных преимуществ.

Накипь в чайнике: вред для здоровья

О том, что твердый налет необходимо удалять, хотя бы для сохранности сосуда, знают все. Но не все могут понять – накипь в чайнике хорошо или плохо для организма. Разумеется, заметив крупные «хлопья», свободно плавающие в чайнике, наливать эту смесь в чашку никто не станет, а задумается об очистке.

Но что делать, если мельчайшие частички накипи, которые не видно невооруженным глазом беспрепятственно попадают в организм?

Можно встретить информацию, где черным по белому написано, что неочищенная вода и присутствующие в ней примеси никакого вреда не несут. Соединения кальция, например, являются необходимыми «строительными» элементами для костей.

Безусловно, для поддержания здоровья необходимы минералы, микроэлементы, витамины и питательные вещества, которые можно получить с пищей. Но зачем человеку ненужные химические соединения, загрязняющие организм.

Чрезмерное количество солей жесткости и других примесей в кипяченой жидкости создает уникальный «коктейль», не несущий никакой пользы, а приводящий к ряду малоприятных последствий. Первыми подвергаются негативному воздействию зубы, ну а дальше процесс идет вглубь.

Высокая концентрация солей в жесткой воде, нерастворимых металлов, вредных примесей – такая накипь в чайнике вред для здоровья может нанести непоправимый. В частности, различные формы солей откладываются в разных местах человеческого тела, результатом чего становятся:

• Подагра;
• Остеохондроз;
• Камнеобразование в мочевыделительной системе и др.

При разовом приеме такой смеси никакой симптоматики не будет, соли имеют свойство накапливаться и систематическое употребление может как-то и повлиять на состояние организма в целом.

На счет того, вредна ли накипь в чайнике для здоровья ведется множество дискуссий. Но польза жесткой воды с мелкими частичками накипи явно сомнительная. Рассмотрим обыденную ситуацию – отсутствие хозяев дома какое-то время.

Мелкопористые образования в слое твердого отложения на стенках чайника являются благоприятной средой для размножения микроорганизмов.

Часть уничтожается в процессе длительного кипячения, остальные (более тяжелые) способны оседать, а при смешивании с жидкостью попадают в организм и откладываются. Сама картина такого серого налета на внутренних органах становится ужасной.

Вывод один – очищать воду с помощью фильтров и регулярно мыть чайник. Также, вам может помочь сода от накипи .

Подробнее о народных способах борьбы с накипью (видео)

Каждый сталкивался с проблемой образования накипи на бытовой технике. Примером могут служить известняковые наросты в электрочайниках, стиральных машинах, водонагревательных приборах, хромированных смесителях, разводы на посуде. Почему образуется накипь, какие существуют методы борьбы с ней?

Накипь – отложения химических элементов в теплообменных аппаратах, в которых происходит нагревание или испарение воды. Накипь формируется из солей жесткости, в большей части кристаллов карбоната кальция, магния, бикарбоната. Образуется накипь в процессе химической реакции по следующей схеме:

• разлагается бикарбонат магния и кальция;
• бикарбонаты образуют карбонаты с меньшей степенью растворимости;
• образовывается осадок;
• бикарбонаты (осадок) концентрируются на внутренних поверхностях теплообменных аппаратов.

Образование накипи обусловлено степенью жесткости воды, которая формируется в грунтовых водах, известняковых артезианских скважин. Бытуют различные мнения о вредности жесткой воды для здоровья человека, но научно доказано, что она негативно влияет на бытовую технику, вкусовые качества воды, помимо того она увеличивает траты на моющие средства, ухудшает состояние кожи. Раз мы разобрались в вопросе, почему образуется накипь, следует понять степень ее вредности и рассмотреть методы борьбы.

Вредна ли накипь?

Жесткая вода является причиной образования накипи, которая формируется в процессе испарения или нагрева воды. Накипь приводит к ряду негативных последствий:

• Образуется осадок, известняковый нарост сужает проход в трубах, особенно это заметно в местах изгибов, образует засоры, влияет на давление воды в трубопроводах.
• Образовавшаяся шуба накипи влияет на теплоотдачу нагревательных элементов, тем самым увеличивается потребление электроэнергии. Нарост размером 1 мм приводит к увеличению затрат тепловой энергии на 10%, тогда как осадок в 13 мм способствует 70% потери тепла. Данное обстоятельство влияет на повышенный износ техники, сокращает срок ее службы, преждевременно выводит из строя.
• Накипь негативно влияет на подвижные элементы вентилей и кранов.
• Известняковый нарост может стать причиной образования коррозийных процессов, ведущие к поломке оборудования.
• Частые образования осадков обнаруживаются на душевом шланге, бортиках и внутри ванны, на ободке и горловине унитаза.
• Негативное воздействие накипи также отражается на уплотнителях и прокладках, снижает их эластичность, способствует разрыву.

Защита от накипи

Если вопросы, почему образуется накипь и как с ней бороться, еще актуальны, то предлагаем вам ознакомиться с методами защиты от известкового нароста. Сегодня применяют две технологии предупреждения образования накипи: химическая и безреагентная обработка.

Химическая обработка подразумевает использование реагентов для , подбор водно-химического режима, постоянный контроль над составом исходной воды. Технология химической обработки требует постоянного вмешательства и контроля, что отражается на стоимости конечного продукта, в данном контексте говориться о питьевой воде.

Основано на технологии Hydropath. Принцип ее работы заключается в отталкивании растворенных в воде ионов солей жесткости от внутренних стенок труб оборудования. Технология Hydropath не позволяет избавиться от жесткости воды, она превращает бикарбонаты в микрокристаллы, они выводятся водой из системы. Химический состав воды не подергается изменению, не наносится вред окружающей среде, нет необходимости в постоянном контроле над исходным составом воды и работой системы.

При образовании накипи удалить ее можно двумя способами: механическим и химическим. При механическом удалении накипи существует риск повреждения слоя металла, что может вызвать поломку всего оборудования. При химической очистке применяют кислоты, частицы которой свободно растворяются в воде, удаляют известняковые наросты.

Все выше сказанное отвечает на вопросы,почему образуется накипь и как с ней бороться. Надеемся, что наши советы помогут вам осуществить качественную и сохранить здоровье и бытовую технику от воздействия жесткой воды, которая приводит к образованию накипи.

Первые упоминания об изучении воздействия магнитного поля на воду появились еще в конце XIX века. В XX веке был отмечен ряд интересных фактов, в частности, обработка семян магнитно-структурированной водой ускоряет их всхожёсть и увеличивает урожайность. Существую данные, что употребление омагниченной воды способствует лечению мочекаменной болезни. В том числе, еще в 1945 году был получен патент на способ предохранения паровых котлов методом предварительной магнитной обработки воды. Сегодня магнитная активация воды - это одно из перспективных направлений водоподготовки благодаря своей экологичности и отсутствию необходимости в регулярной замене фильтрующих элементов и добавлении химических реагентов.

Накипь на нагревательном элементе и внутри теплообменника кофе-машины пункта общественного питания

Системы для умягчения воды, магнитные преобразователи воды

Существует ряд отечественных и импортных устройств, именуемых «магнитный преобразователь воды, умягчитель воды , нейтрализатор жёсткости воды, противонакипное устройство, гидромагнитная система, кондиционер воды». Вне зависимости от наименования все эти системы для умягчения воды имеют одинаковый принцип конструкции: внутри системы встроены постоянные магниты, воздействующие на рабочую среду (воду) силой магнитного поля. При этом важным свойством системы для умягчения воды является плотность или индукция магнитного поля, что напрямую влияет на качество обработки воды. Производители действительно эффективных магнитных преобразователей воды применяют постоянные высокоэнергетические неодимовые магниты, изготовленные из сплава неодим-железо-бор (Nd-Fe-B). Неодим - редкоземельный металл; является основным компонентом магнита. Например, если приложить друг к другу два неодимовых магнита, то их, в отличие от обыкновенных ферритовых магнитов, расцепить будет очень сложно. Магнитные преобразователи воды бывают проточные , монтируемые непосредственно перед защищаемым прибором или всей системой (в этом случае вода протекает через устройство), и накладного типа , когда устройство монтируется на трубу или шланг без контакта водой.
Механизм магнитной обработки воды можно описать следующим образом. Молекулу воды (H2O) можно представить в виде элементарного диполя - частицу с положительно (H+) и отрицательно (ОН-) заряженными полюсами. Под действием сил взаимного притяжения диполи воды образуют так называемые кластеры, объединяясь вокруг присутствующих в воде микрочастиц и ионов примесей (в нашем случае Са 2+ и СО3 2-), не давая им взаимодействовать между собой.

При нагревании воды кластерная структура разрушается, и ионы, соединяясь, образуют карбонат кальция CaCO3, который и осаждается на нагревателях и трубах, создавая основу накипи.

При нагревании необработанной воды происходит разрушение кластеров и образование отложений накипи

Постоянные магниты внутри магнитного преобразователя воды расположены таким образом, чтобы на небольшом расстоянии магнитное поле поменяло направление несколько раз. Когда вода протекает между рядами магнитов, диполи воды испытывают воздействие силы Лоренца, которая заставляет диполи совершать колебательные движения, ослабляя структуру кластеров. В результате, значительная часть кластеров распадается. Высвободившиеся при разрушении кластеров микрочастицы становятся как бы центрами кристаллизации, на которые предпочитают осаждаться образующиеся молекулы СаСО3. Далее процесс приобретает лавинообразный характер - к поверхности возникших микрокристаллов прикрепляются все новые молекулы, образуя уже видимые глазу частицы.

Кластеры воды, проходящие между магнитными полями, испытывают воздействие силы Лоренца, которая «расшатывает» кластеры воды и приводит к образованию центров кристаллизации.

Магнитно-активированная вода при нагревании не образует отложений накипи; арагониты (центры кристаллизации) «собирают» карбонат кальция на себя и удерживает его в толще воды в виде осадка.

Вместо твердой накипи - так называемого аморфного кальцита - появляются тонкодисперсные частицы арагонита, имеющие иную кристаллическую структуру. Частицы арагонита могут быть удалены фильтрацией или выведены из системы сливом воды. В итоге, при нагревании воды, прошедшей магнитную обработку, увеличивается размер арагонитов, и накипь не образуется.
Со временем карбонат кальция старых отложений накипи также начинает взаимодействовать и присоединяется к арагонитам, находящимся в воде. В результате старая накипь разрыхляется и удаляется со стенок трубопровода и нагревательных элементов (удаление отложений происходит постепенно и занимает от 1 до 4-6 месяцев). Кроме того, с течением времени на трубах и теплообменниках образуется тонкая темная пленка, состоящая из высших окислов железа (Fe3O4, Fe5O6), которая защищает оборудование от коррозии (скорость реакции коррозии, как подтвердили эксперименты, снижается на 40-75 %).

Частицы арагонита «забирают» карбонат кальция из старой накипи, разрыхляют ее и постепенно удаляют. Под старыми отложениями образуется защитная пленка, препятствующая коррозии.

Очистка котлов от накипи

Использование магнитных преобразователей воды является эффективным средством для очистки котлов от накипи. Испытания магнитных преобразователей воды на бытовых отопительных котлах и анализ полученных данных позволяют сделать вывод, что при магнитной обработке уменьшается только действующая жёсткость воды (т.е. ни магний ни кальций из воды не удаляются). Обработка магнитным полем уменьшает тенденцию растворенных минеральных веществ формировать накипь (осадок и отложения) в котлах. Таким образом, несмотря на то, что вода фактически остаётся жёсткой (т.е. концентрация растворенных минеральных веществ не изменяется), она «ведет себя» как мягкая вода. При этом отложения в виде накипи на нагревательных элементах при использовании испытуемых образцов уменьшается до 60%.

Результаты и преимущества, которые достигаются применением магнитной обработкой воды для различных приборов и аппаратов:
- Безусловным плюсом магнитной активации воды является экологичность данного метода. Нет необходимости в периодическом добавлении химических средств для борьбы с накипью, а, кроме того, уходит вопрос загрязнения экологии сливом отработанной воды;
- Умягченная вода способствует лучшему пенообразованию - мыло нормально «мылится». Как следствие, сокращается расход моющих средств для мытья посуды, стирки и мытья в ванной;
- Увеличение срока эксплуатации техники сокращает расходы средств на сантехнические и электрические работы, периодическое обслуживание техники;

Результаты применения магнитных преобразователей для защиты от накипи котлов, водонагревателей и бытовой техники

Применение магнитного преобразователя экономически оправдано. Стоимость сервисного обслуживания отопительной техники или водонагревателя, включающего удаление накипи в теплообменнике котла или бойлера, средней мощности составляет 4000-6000 руб, а очистки трубопроводов - от 150 руб. за пог.метр. Очистка котла от накипи осуществляется кислотами и щелочами с последующей промывкой водой, создавая головную боль с утилизацией отработанной воды. При этом, без последующей профилактики оборудования накипь в котле потребует новых денежных вливаний уже через 1,5-2 года в зависимости от жёсткости воды.
Стоимость магнитного преобразователя условного диаметра Ду12 колеблется от 1000 до 1500 руб. При этом устройство будет работать минимум 10 лет практически без потерь плотности магнитного поля, не требуя расходных реагентов, химикатов, затрат электроэнергии.
Продолжим экономическую тему. Возьмем к примеру всем известное по ТВ-рекламным роликам средство для удаления накипи в стиральной машине. 1 пачка средства стоит порядка 300 рублей (на 3 месяца), т.е. 12000 руб за 10 лет! Можно купить новую стиральную машину. магнитный преобразователь воды для стиральной машины стоит порядка 600-800 руб.
Вывод: магнитная обработка воды - это действенный экологически безвредный и экономически выгодный способ защиты от накипи.

Накипь – это твердые отложения солей жесткости в теплообменных аппаратах, в которых происходит нагревание или испарение воды.

При низкой температуре находятся в воде в растворением состоянии, а при нагреве (особенно при кипении) выделяются в виде шлама — илообразного осадка, находящегося в воде во взвешенном состоянии, или в виде накипи, твердо приставшей к поверхности нагрева котла.

Накипь , в зависимости от ее химического состава, может быть карбонатной с преобладающим (порядка 50% и более) содержанием углекислых солей кальция и магния (CaCO 3 , MgCO 3), сульфатной (CaSO 4) или силикатной (кремнекислые соединения кальция, магния, железа, алюминия).

Карбонатная накипь откладывается обычно в форме плотных кристаллических отложений на тех поверхностях нагрева или охлаждения, где отсутствует кипение воды, а среда нещелочная. Этими поверхностями являются водяные экономайзеры, конденсаторы турбин, водоподогреватели, питательные трубопроводы, тепловые сети и др.

В условиях же кипения щелочной воды (в парогенераторах, испарителях) СаСО 3 обычно выпадает в форме неприкипающего шлама.

Карбонатные накипи имеют самую разнообразную структуру. Они могут быть порошкообразными, представлять собой плотный котельный камень либо мягкие отложения в виде губчатой массы.

Удаление карбонатной накипи производят ингибированной соляной кислотой. При взаимодействии карбонатной накипи с серной кислотой образуется труднорастворимый осадок, препятствующий растворению накипи.

Карбонатная накипь хорошо растворяется при концентрации НСL от 1 — 2 до 3 — 5 % и температуре 50 0 С. Для ускорения процесса удаления накипи, а также при очистке от толстого слоя карбонатной накипи, содержащей соли серной и кремниевой кислот, при которых проникновение кислоты к подслою затруднено, температура и концентрация кислоты должны быть повышены.

Чтобы не допустить при этом коррозии металлических труб и стенок выпарных аппаратов, применяются замедлители коррозии — ингибиторы, позволяющие повысить концентрацию соляной кислоты до 10 % и несколько увеличить температуру раствора.

Отечественные ингибиторы — уротропин, формалин и уникол — выдерживают температуру до 70 0 С. Ингибиторы марок ПБ-7 и БГ пригодны для 10 % — ной соляной кислоты при 80 — 100 0 С.

Растворение карбонатной накипи, как правило, удовлетворительно идет без подогрева промывочного кислотного раствора. Лишь при наличии в накипи значительного количества иных отложений приходится прибегать к подогреву раствора. Вообще же, как правило, к подогреву промывочного раствора без надобности прибегать не следует. Расход ингибитора определяется содержанием его в г / л в рабочем промывочном растворе. Чаще всего применяется дозировка 1 — 2 г / л в зависимости от активности ингибитора. При этом рекомендуется применять крепость промывочного кислотного раствора тем больше, чем толще слой накипи. Применение раствора соляной кислоты крепостью выше 5 % не рекомендуется.

Содово-щелочной метод удаления накипи для карбонатной накипи совершенно неприменим. Он может быть применен для чисто гипсовых или силикатных накипей или же для смешанных накипей с преобладанием в них сульфатных и силикатных составляющих.

Силикатная накипь содержит более 20% кремневой кислоты, образуется на наиболее теплонапряженных элементах поверхности и обладает большой твердостью и очень малой теплопроводностью; чаще всего она встречается в котлах высокого давления и даже при малой толщине очень опасна.

В смешанной накипи имеются карбонаты кальция и магния, гипс и соединения кремневой кислоты. Строение ее зависит от преобладания той или иной составляющей.

Теплопроводность накипи является важной характеристикой, определяющей надежность и экономичность работы теплового оборудования. Величины коэффициентов теплопроводности зависят от структуры и химического состава накипи.

Коэффициент теплопроводности накипи чрезвычайно низок, он в десятки и даже сотни раз ниже, чем у металла. Даже незначительный слой накипи создает большое термическое сопротивление. Слой накипи толщиной в 1 мм по термическому сопротивлению эквивалентен 40 мм стальной стенки.

Средние значения коэффициента теплопроводности для различных видов накипи

Вследствие образования накипи в котельных установках ухудшается передача тепла от топочных газов к воде. Поэтому газы уходят из котла с более высокой температурой и значительно возрастает расход топлива.

При этом пористая накипь, или легко отстающая от стенки, вреднее чем плотно приставшая, так как пар или воздух в порах накипи или между накипью и стенкой, значительно ухудшают теплопередачу. Кроме того, зазор, образующийся между металлической стенкой и слоем накипи, сильно увеличивает температурный напор и приводит к опасному локальному перегреву.

Накипь препятствует охлаждению водой поверхностей нагрева. Вследствие нарушения теплообмена трубы экранов и других устройств нагреваются до высоких температур, значительно снижающих прочность металла.

Влияние толщины и теплопроводности накипи на температуру стенки парообразующей трубы котла для различных значений коэффициента теплопроводности

Приведенные значения температур вычислены при следующих условиях: температура топочного пространства 1100 0 С, температура котловой воды 200 0 С, толщина стенки трубы 5 мм, теплопроводность металла трубы 50 кал /м х ч х 0 С, теплонапряжение поверхности нагрева без накипи 150 тыс. ккал/м 2 х ч.

Как видно из графика, достаточно незначительного по толщине (0,1 — 0,2 мм) слоя мало теплопроводной накипи на поверхности наиболее теплонапряженных экранных труб, чтобы температура металла на внутренней поверхности стенки достигла 500 0 С и более.

Понижение прочности металла труб, испытывающих внутреннее давление воды и пара, приводит к образованию в них выпучин, разрывов. В практике эксплуатации стальных паровых котлов малой мощности весьма часты случаи аварий из-за значительного накипеобразования.

Поэтому при эксплуатации теплоэнергетических устройств необходимо с поверхностей нагрева и дальнейшее поддержание их в чистоте.

Химическое и механическое удаление накипи:
- представляют собой трудоемкий процесс, требующий большого объема ремонтно- профилактических работ, остановки оборудования, затрат на химреагенты и т.п. Кроме того, химическое удаление накипи небезопасно с точки зрения экологии. Главное же - в промежутках между чистками накипь продолжает оседать на стенках оборудования и трубопроводов, а это означает невосполнимые потери в теплопередаче, перерасход энергоресурсов и денежных средств.