Leidingwater bevat van nature vijf typen verontreinigingen: gesuspendeerde deeltjes, anorganische verbindingen (ionen, zouten), organische moleculen, opgeloste gassen en micro-organismen inclusief bijbehorende biomoleculen zoals endotoxinen. In het laboratorium kunnen al deze verontreinigingen storende effecten hebben op analyses, reagentia en instrumenten. Het gevolg: afwijkende meetresultaten, verstopte membranen, kalkafzetting op verwarmingselementen of bacteriologische besmetting van kweekmedia. Welke waterkwaliteit nodig is, hangt volledig af van de toepassing.
Voor laboratoriumwater bestaan meerdere internationale normeringen. De meest gebruikte zijn ASTM D1193 (van de American Society for Testing and Materials) en ISO 3696. Beide hanteren een indeling van zuiver naar ultrapuur, maar met een verschillende nummering.
Type I – Ultrapuur water De hoogste zuiverheidsklasse. Weerstand minimaal 18,2 MΩ·cm (gelijkwaardig aan een geleidbaarheid van 0,055 µS/cm), TOC < 10 ppb, nagenoeg kiemvrij. Vereist doorgaans een combinatie van omgekeerde osmose, ionenwisseling en UV-behandeling. Toepassingen: HPLC, LC-MS, ICP-MS, celkweek, DNA-analyse, PCR, traceranalyse.
Type I+ – Ultrapuur water (hoogste klasse) Een subtype boven ASTM Type I, gehanteerd door fabrikanten van ultrapuurwatersystemen voor de meest kritische toepassingen. Resistiviteit 18,2 MΩ·cm, TOC < 5 ppb, endotoxinen < 0,03 EU/ml. Toepassingen: ICP-MS, ultra-trace-analyse, veeleisende moleculaire biologie waarbij de laagst mogelijke achtergrondcontaminatie vereist is.
Type II – Puur water Weerstand minimaal 1 MΩ·cm, geleidbaarheid < 1 µS/cm. Geschikt als voeding voor Type I-systemen, voor klinische analysatoren, bufferpreparatie en microbiologische voedingsbodems. Typisch geproduceerd door ionenwisseling of omgekeerde osmose. Voor de bepaling van de totale alkaliniteit en zuurgraad van water via titratie, zie ook zuurgraadtitratie. De organische belasting van water wordt bepaald via COD- en BZV-analyse.
Type II+ – Puur water (verhoogde anorganische zuiverheid) Een subtype tussen Type I en Type II in, met een resistiviteit > 10 MΩ·cm en TOC < 50 ppb. Geschikt voor toepassingen die een hogere anorganische zuiverheid vereisen dan standaard Type II, zoals AAS, FAAS, RIA, ELISA, wateranalyse, elektrofysiologie en bereiding van verdunningen en buffers.
Type III – RO-water (omgekeerde osmose) Geleidbaarheid < 4 µS/cm. Voldoende voor algemeen labgebruik: spoelen van glaswerk, vaatwasmachines, autoclaven, waterbaden en klimaatkamers. Dient ook als voorbehandelingstap voor hogere klassen.
Type IV – Leidingwater / voorgezuiverd water De laagste klasse binnen ASTM, met geleidbaarheid < 5 µS/cm (niet altijd strikt gedefinieerd). Bruikbaar voor de meest eenvoudige toepassingen zonder kritische kwaliteitseisen.
ISO 3696 onderscheidt drie graden voor water voor analytisch gebruik:
Daarnaast bestaan er klinische normen (CLSI/CLRW) en farmaceutische normen (USP, Ph. Eur.) voor specifieke toepassingen in medische en farmaceutische laboratoria.
De meest eenvoudige en veelgebruikte methode om gedemineraliseerd water (demiwater) te produceren voor dagelijks labgebruik is ionenwisseling via een mixed-bed patroon. Een mixed-bed patroon bevat een mengsel van kation- en anionhars. Terwijl water door het harspakket stroomt, wisselen de kationen (zoals Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺) en anionen (zoals Cl−, SO₄²−, NO₃−) uit tegen respectievelijk H⁺- en OH−-ionen. Netto worden zo alle opgeloste ionen verwijderd en ontstaat zuiver water.
De kwaliteit van het geproduceerde water wordt bewaakt via de geleidbaarheid: een waarde die richting nul µS/cm gaat, geeft aan dat de hars nog actief is. Zodra de geleidbaarheid stijgt, is de capaciteit van de hars uitgeput en moet er actie worden ondernomen.
Bij kleine labpatronen is het gebruikelijker om de hars te vervangen dan om te regenereren. Dit gaat als volgt: het patroon wordt geleegd, gevuld met verse mixed-bed hars en weer in gebruik genomen. Verse hars is voorgeregenereerd geleverd in H/OH-vorm en direct inzetbaar.
Let bij het vullen op twee praktische punten. Ten eerste moet de hars goed verdicht worden: gooi de hars niet droog in het patroon, maar breng het samen met water in. Door vervolgens voorzichtig te tikken of de hars met water door te spoelen, zakt het harspakket gelijkmatig neer. Ten tweede mogen er geen kanaaltjes ontstaan waarbij water de hars omspoelt zonder contact te maken. Kanaaltjes verlagen de zuiveringsefficiëntie sterk en zijn te voorkomen door de hars goed te verdichten en het pakket luchtbelvrij te maken voordat de patroon in gebruik wordt genomen.
De effectiviteit van een ionenwisselaarpatroon hangt af van de doorstroomsnelheid en de totale harscapaciteit. Als richtlijn gelden de volgende waarden bij een inkomende waterhardheid van 10°dH:
Capaciteit is sterk afhankelijk van de inkomende waterhardheid. Hoe harder het leidingwater, hoe sneller de hars verzadigd raakt.
Bij grotere systemen of industrieel gebruik kan mixed-bed hars worden geregenereerd. Dit is complexer dan bij enkelvoudige ionenwisselaars, omdat de kation- en anionharsen eerst gescheiden moeten worden op basis van dichtheid (anionhars is lichter en drijft boven). Daarna worden ze afzonderlijk behandeld: de kationhars met zoutzuur (HCl), de anionhars met natriumhydroxide (NaOH). Na spoelen en hermening is de hars opnieuw inzetbaar.
In de praktijk wordt professionele regeneratie van mixed-bed hars voor laboratoriumtoepassingen voornamelijk uitgevoerd door gespecialiseerde bedrijven, onder andere in Duitsland en België. Het proces vereist goede voorzieningen voor zuren en basen en gepaste afvalwaterbehandeling van de regeneraatvloeistoffen. Belangrijk om te weten: elke regeneratiecyclus leidt tot een klein kwaliteitsverlies van de hars. Na meerdere cycli is de maximale weerstand die het water bereikt iets lager dan met verse hars. Voor kritisch analytisch werk wordt bij twijfel over de harskwaliteit vervanging aanbevolen in plaats van regeneratie.
Voor toepassingen die ASTM Type I of ISO Grade 1 water vereisen, volstaan eenvoudige ionenwisselaarpatronen niet. Ultrapuurwatersystemen combineren meerdere zuiveringstechnieken in één geautomatiseerde unit:
De systemen bewaken de waterkwaliteit continu via geleidbaarheidsmeting (voor en na de zuiveringstrap) en temperatuurcompensatie. Een circulatiepomp houdt het water in beweging om stagnatie en hergroei van bacterieën in de opslagtank te voorkomen.
De keuze van het juiste systeem hangt af van de beschikbare voedingswaterkwaliteit, het benodigd watervolume en de toepassingen in het laboratorium.
Een polisher (polijstsysteem) wordt gevoed met al voorgezuiverd water, bijvoorbeeld RO-water of water met een geleidbaarheid onder 20 µS/cm. Dit type systeem is compact en geschikt wanneer er al een voorbehandelingsstap in het lab aanwezig is.
Een all-in-one TWF-systeem (Tap Water Feed) is direct aangesloten op de waterleiding en combineert RO, ionenwisseling en UV in één kast. Dit is de meest toegepaste oplossing voor labs zonder bestaande waterzuivering.
Systemen met een opslagtank van 7, 30 of 60 liter zijn geschikt wanneer er regelmatig grotere volumes nodig zijn of wanneer meerdere gebruikers tegelijk water aftappen. Een interne circulatiepomp houdt de waterkwaliteit op peil ook bij laag verbruik.
Demiwater is gedemineraliseerd water waarbij de geleidbaarheid typisch tussen 0,1 en 10 µS/cm ligt, afhankelijk van de gebruikte methode en de staat van de ionenwisselhars. Ultrapuur water (ASTM Type I) heeft een weerstand van 18,2 MΩ·cm (0,055 µS/cm) en is tevens vrijwel vrij van organische stoffen, deeltjes en micro-organismen. Demiwater voldoet voor autoclaafvoeding, glaswerkafspuiting en waterbaden; ultrapuur water is noodzakelijk voor kritische analyses.
Dat hangt af van de kwaliteit van het inkomende water (hardheid, ionenbelasting) en het volume dat per dag wordt verwerkt. Hoe harder het leidingwater, hoe sneller de hars uitgeput raakt. De geleidbaarheid van het water na het patroon is de beste indicator: zodra deze merkbaar stijgt boven vrijwel nul, is vervanging van de hars aan te raden.
Ja, dat is goed zelf te doen. Leeg het patroon, breng de hars samen met water aan en verdicht het harspakket goed zodat er geen luchtinsluiting of kanaaltjes ontstaan. Zorg dat het pakket gelijkmatig vult en spoel het systeem na het vullen kort door voordat u het in gebruik neemt. Gebruik altijd voorgeregenereerde hars in H/OH-vorm.
Bij elke regeneratiecyclus treedt een kleine mechanische slijtage op van de harskorrels. Bovendien is de scheiding van kation- en anionhars nooit volledig perfect, wat tot een geringe vermenging van de fracties bij de grenslaag leidt. Na meerdere cycli bereikt de hars een iets lagere maximale zuiverheid. Professionele regeneratie bij gespecialiseerde bedrijven minimaliseert dit verlies, maar het is een inherent gegeven van het proces.
Ultrapuur water is vereist voor hoge-resolutie chromatografie (HPLC, IC, LC-MS), massaspectrometrie (ICP-MS, GC-MS), PCR en DNA-sequencing, celkweek en weefselkweek, traceranalyse en ultralage TOC-metingen. Voor autoclaven, glaswerkafspuiting en voeding van laboratoriumvaatwasmachines is puur water van Type III/Grade 3 voldoende.
Dat verschilt per model. Compacte systemen voor routinegebruik produceren 2–5 liter per uur, met een opslagcapaciteit van 7 tot 60 liter. De tapflow aan het dispenserpunt bedraagt bij de meeste systemen tot 2 liter per minuut. Systemen met hogere RO-capaciteit (10–20 l/h) en grote opslagtanks zijn beschikbaar voor labs met een hoog waterverbruik.
Geautomatiseerde systemen bewaken de waterkwaliteit continu via geleidbaarheidssensoren. Zodra de gemeten weerstand onder een instelbare drempelwaarde daalt, geeft het systeem een waarschuwing. Als vuistregel geldt een vervangingsinterval van 12 maanden voor zowel de voorbehandelingscartridge als de ultrapuurwatercartridge, maar bij intensief gebruik of slecht voedingswater kan dat eerder zijn.
Nee. Gedemineraliseerd water (demiwater) is water waaruit de opgeloste ionen zijn verwijderd via ionenwisseling. De geleidbaarheid ligt typisch tussen 0,1 en 5 µS/cm, afhankelijk van de kwaliteit van de hars en het voedingswater. Ultrapuur water (ASTM Type I) gaat een stap verder: naast ionen zijn ook organische verbindingen, deeltjes en micro-organismen vrijwel volledig verwijderd. De weerstand bedraagt 18,2 MΩ·cm (0,055 µS/cm) en de TOC-waarde ligt onder 10 ppb. Demiwater kan dienen als voedingswater voor een ultrapuurwatersysteem, maar is zelf niet geschikt voor kritische analytische toepassingen.
Ultrapuur water (ASTM Type I / ISO Grade 1) wordt gekenmerkt door een weerstand van 18,2 MΩ·cm bij 25 °C, een TOC-waarde onder 10 ppb (bij UV-systemen onder 5 ppb), minder dan 1 deeltje per ml boven 0,2 µm, en een bacterieniveau onder 0,01 KVE/ml. Systemen met een ultrafiltratiemembraan of geladen Sterielfilter leveren bovendien water dat vrij is van endotoxinen (< 0,001 EU/ml) en aantoonbaar RNase- en DNase-vrij is. Deze combinatie van eigenschappen maakt ultrapuur water geschikt voor de meest gevoelige toepassingen in analytische chemie, moleculaire biologie en celkweek.
Gedemineraliseerd water is de standaard waterkwaliteit voor algemeen labgebruik waarbij ionenvrij water nodig is maar de hoogste zuiverheid niet vereist is. Typische toepassingen zijn: voeding van autoclaven en stoomgeneratoren (kalkvrij water voorkomt afzetting op verwarmingselementen), spoelen van glaswerk na wassen, voeding van laboratoriumvaatwasmachines, aanvullen van waterbaden en klimaatkamers, en als voedingswater voor een ultrapuurwatersysteem als eerste zuiveringsstap. Demiwater is niet geschikt als oplosmiddel voor HPLC-analyses, celkweek of PCR — daarvoor is type I ultrapuur water vereist.
Beide watersoorten hebben een lage ionenconcentratie, maar het productieproces verschilt wezenlijk. Osmosewater (RO-water) wordt geproduceerd door water onder druk door een semipermeabel membraan te persen. Het membraan houdt 95–99% van de opgeloste stoffen, deeltjes en micro-organismen tegen, maar laat een kleine hoeveelheid ionen door. De geleidbaarheid van RO-water ligt typisch tussen 1 en 50 µS/cm (ASTM Type III). Gedemineraliseerd water via ionenwisseling bereikt een lagere geleidbaarheid (< 0,5 µS/cm met een goed gevuld mixed-bed patroon) doordat ionen actief uitgewisseld worden. In de praktijk worden beide methoden ook gecombineerd: RO als voorbehandelingsstap, gevolgd door een ionenwisselaar als polijststap voor hogere zuiverheid.
Nee. Onthard water heeft een lager gehalte aan hardheidszouten (calcium en magnesium), maar bevat nog altijd alle andere opgeloste ionen — waaronder natrium, dat bij ontharding wordt ingezet als uitwisselion. De geleidbaarheid van onthard water is daardoor vergelijkbaar met die van leidingwater. Gedemineraliseerd water daarentegen heeft vrijwel alle ionen verwijderd en heeft een geleidbaarheid die richting nul µS/cm gaat. Onthard water is niet geschikt als voedingswater voor autoclaven of als voeding voor een ultrapuurwatersysteem; gedemineraliseerd water wel.
Ja, dat is goed zelf te doen met een mixed-bed ionenwisselaarpatroon op de waterleiding. Het patroon wordt eenvoudig in de waterleiding geschakeld; leidingwater stroomt door de hars en verlaat het patroon als gedemineraliseerd water. De kwaliteit is te bewaken via een geleidbaarheidsmeter: een waarde die richting nul nadert geeft aan dat de hars nog actief is. Zodra de geleidbaarheid stijgt, is de hars uitgeput en moet deze vervangen worden. Voor kleine volumes is ook destillatie mogelijk, maar dat is energieverbruikender en tijdsintensiever dan ionenwisseling.
Inloggen
Wachtwoord vergeten
Account aanmaken
Uw winkelwagen is leeg.
