Come funzionano i filtri per l'acqua a scambio ionico?
Lo sappiamo tutti acqua dura è il nemico del buon caffè: può rendere il caffè un sapore pesante, gessoso e opaco e causerà anche il caos con la tua attrezzatura.
I filtri per l'acqua a scambio ionico sono il metodo più comune per ridurre la durezza dell'acqua: sono relativamente economici e le versioni più semplici possono anche essere "rigenerate" e riutilizzate.
Un rapido aggiornamento sulla durezza dell'acqua
La "durezza" dell'acqua è una misura della concentrazione di minerali di calcio e magnesio nell'acqua. Questo è diviso in "durezza temporanea" nota anche come alcalinità, che si riferisce alle concentrazioni di bicarbonato di calcio e magnesio, e "durezza permanente", che si riferisce a tutti gli altri minerali di calcio e magnesio, come solfati e cloruri. Entrambi sommati, o la concentrazione totale di calcio e magnesio, viene definita "durezza totale".
Questi minerali hanno effetti diversi sull'aroma del caffè e sull'attrezzatura, quindi lo scopo del trattamento dell'acqua è rimuovere selettivamente gli ioni minerali, ad esempio il calcio (Ca2+), Magnesio (Mg2+), o bicarbonato (H2C032-) dall'acqua.
Ridurre la durezza
La carica netta nell'acqua deve essere sempre neutra, quindi se si rimuovono ioni di calcio con carica positiva, è necessario rimuovere una quantità equivalente di ioni con carica negativa (ad es. bicarbonato) o sostituirli con altri ioni con carica positiva (ad es. sodio) . Le resine a scambio ionico funzionano sostituendo gli ioni che vogliamo rimuovere con altri ioni della stessa carica che non contribuiscono alla durezza, solitamente sostituendo gli ioni calcio con sodio.
Resine a scambio ionico
Un tipico filtro per l'acqua contiene una lunga colonna, riempita con perline di una resina polimerica. Le piccole perle indicano che c'è un'ampia superficie a contatto con l'acqua mentre scorre.
Nel caso di un filtro scambiatore di calcio, la resina è costituita da un polimero che lega ioni caricati positivamente. Il polimero è progettato per legarsi al calcio e al magnesio più fortemente che al sodio. Inizialmente, il polimero è saturato con ioni sodio, il che significa che ci sono ioni sodio sulla superficie di ciascuna perlina disponibili per essere scambiati.
Quando la canalizzazione acqua dura scorre oltre questa resina, gli ioni calcio e magnesio si legheranno al polimero, spostando il sodio nell'acqua. L'acqua che fuoriesce è quindi più morbida ma contiene invece più sodio.
A sinistra: acqua alcalina che contiene un alto livello di ioni calcio e magnesio " class="glossaryLink" target="_self">L'acqua dura scorre
Al centro: scambio di ioni calcio e magnesio con ioni sodio sulla superficie della resina
A destra: fuoriesce acqua dolce con aggiunta di ioni sodio
Una volta che la resina è esaurita, può essere rigenerata passando sopra una soluzione salina forte, costringendo il sodio a legarsi nuovamente alla resina, così da poter essere riutilizzata.
Altri ioni, come bicarbonati o metalli pesanti, possono essere rimossi allo stesso modo con diversi tipi di resina. Un tipico filtro per l'acqua moderno conterrà diversi tipi di resina, in modo da ridurre sia la durezza totale che il alcalinità. Esistono anche filtri a scambio ionico progettati per aumentare la durezza, aggiungendo magnesio all'acqua, per migliorare l'aroma del caffè.
Cos'altro c'è in un filtro?
Dopo aver attraversato le resine a scambio ionico, l'acqua passa attraverso uno stadio filtrante finale a carbone attivo. Questo assorbe altri contaminanti dall'acqua – inclusi cloro e composti organici, che influenzano il gusto dell'acqua – ma non cambia il contenuto di minerali.