Vorwort
Calciumkarbonat (CaCO3) ist eines der häufigsten Carbonate in sedimentären Gesteinen auf der gesamten Erdoberfläche. CaCO3 ist in der Natur in sechs verschiedenen Formen vorhanden: drei anhydrische kristalline Polymorphs.
Calcit, Aragonit und Vaterit, zwei hydrierte Phasen und einige anhydre oder hydrierte amorphe Formen. Die drei kristallinen Polymorph-Formen zeigen gut unterschiedene Strukturen
- Calcit (dreieckiges Gitter)
- Aragonit (ortorhombisches Gitter)
- Vaterit (sechseckiges Gitter)
Als solche haben die drei Phasen unterschiedliche Röntgendiffraktionsspektren und sind daher mit spezifischen Untersuchungsmethoden gut identifizierbar.
Analysemethode
Die Identifizierung der verschiedenen Phasen von Calciumkarbonat im Trinkwasser wurde sowohl mittels Röntgenbeugungsanalyse (Diffraktometer) als auch mittels Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) durchgeführt.
Beide Analysen wurden an dem festen Rückstand durchgeführt, der mit einem spezifischen Verfahren erhalten wurde, um die Analyse selbst nicht zu beeinträchtigen. Die Spektren, die die verschiedenen kristallinen Formen von CaCO3 identifizieren, reagieren mit unterschiedlichen Beugungswinkeln und geben daher gut identifizierbare Diagramme (als ob jede Phase ihren eigenen Fingerabdruck hätte).
Die von den verschiedenen Proben erhaltenen Ergebnisse wurden mit den Spektren der reinen Phasen: Calcit – Aragonit – Vaterit verglichen.
Dieser Vergleich wurde für das unbehandelte Wasser und für das mit dem ExtraH2O-Gerät behandelte Wasser durchgeführt. Die Analysen wurden bei verschiedenen Bedingungen durchgeführt: Aquedukttemperatur bei Zeitpunkt null; Temperatur 60°C nach 36 Stunden; Temperatur 80°C bei Zeitpunkt null.
Schlussfolgerungen
In allen analysierten Proben erhöht die Behandlung des Wassers mit ExtraH2O sicherlich den Gehalt an amorphen Formen und das Vorhandensein möglicher hydrierter Formen (insbesondere durch die Infrarot-Analysen hervorgehoben).
In diesen Bedingungen gibt es eine Erhöhung der Löslichkeit von Calciumkarbonat im Wasser mit einer entsprechenden Verringerung der Kristallbildung und einer Ansammlung von festem Rückstand.
Das Verschwinden von Calcit und die Bildung von Aragonit ist bei Temperaturen von etwa 60°C deutlich. Literatur beschrieben, hätte sich der Aragonit nach 36 Stunden bei 60°C in Calcit (stabileres Polymorph) verwandeln sollen, aber diese Transformation trat aufgrund der Behandlung des Wassers mit ExtraH2O nicht auf.
Wenn man bis zur Temperatur von 80°C geht und das Wasser zu Zeitpunkt null analysiert, verhindert das System die Bildung von stabilen Calcit-Kristallen und lässt nur hydrierte amorphe Formen der verschiedenen Kristalle zurück, wodurch die Ablagerung und schnelle Ansammlung von Kalkskonkretionen vermieden werden. Laut Literatur wird das Wasser nach einer gewissen Zeit wieder Calcit bilden. Aufgrund dieser Temperaturen ist der Effekt von ExtraH2O daher temporär.
Die innovative Technologie von PEF zur Mikrobeninaktivierung von Lebensmitteln
Diese Arbeit befasst sich mit der Anwendung eines innovativen Systems zur Mikrobeninaktivierung durch elektrische Pulsfeld- (PEF) Technologie.
Der Einsatz von PEF, wie er von den Analyse von früheren Erfahrungen und der Fachliteratur des Bereichs vorgeschlagen wird, deutet darauf hin, dass diese Technik effektiv zur Reduktion der Bakterienpopulation von flüssigen Lebensmitteln ist.
Ergebnisse
Zunächst wurde das unbehandelte Wasser analysiert. In Abbildung 1 können wir sehen, wie sich in der Probe des unbehandelten Trinkwassers (schwarze Linie) ein Peak für Calcit (im Vergleich zur roten Linie, purer Calcit-Referenz) zeigt, der diese Kristallform als die vorherrschende identifiziert.
In Abbildung 2 können wir sehen, wie der Peak für Calcit in demselben Wasser, das mit dem ExtraH2O-Gerät behandelt wurde, verschwindet und durch einen „Buckel“ ohne spezifischen Peak ersetzt wird. Im Allgemeinen verschwinden alle Peaks, die für eine Kristallisation charakteristisch sind. Dies zeugt davon, dass sich keine Calcit-Kristalle gebildet haben, sondern dass es sich um eine unkristallisierte hydrierte amorphe Form handelt.
Wenn wir dann in Abbildung 3 die beiden Wasserproben behandeltes Wasser (orange Linie) und unbehandeltes Wasser (schwarze Linie) vergleichen, ist das Nicht-Kristallisations-Phänomen deutlich sichtbar. CaCO3 hat keine Möglichkeit, sich in einer seiner stabilen Kristallformen zu aggregieren.
Die Probe des mit ExtraH2O behandelten Wassers, das 36 Stunden lang bei 60°C belassen wurde (Abb. 4), zeigt das deutliche Vorhandensein von Aragonit in kristalliner Form. Das Spektrum der Probe (lila Linie) ist perfekt mit dem von reinem Aragonit (blaue Linie) überlappt. Wie auch in der Literatur beschrieben, ist bei 60°C die stabilste Phase von CaCO3 Aragonit in völliger Abwesenheit von kristallinem Calcit.
In Abbildung 5 können wir die Probe bei Raumtemperatur (schwarze Linie) mit der behandelten Probe, die auf 80°C erhitzt wurde (violette Linie), vergleichen. Aus der Grafik ist deutlich zu erkennen, dass sich alle Peaks verringert haben, was darauf hinweist, dass es nicht möglich ist, stabile Calcit-Kristalle zu bilden.
