المعرفة

كيف يعمل جهاز تقطير المياه؟ العلم البسيط وراء الفكرة

TL;DR

يغلي جهاز تقطير المياه الماء، ويترك البخار يتصاعد بعيدًا عن المعادن والفلزات والكائنات الدقيقة، ثم يبرّده ليعود ماءً سائلًا ويمرّره عبر الكربون المنشّط. يزيل الجهاز الغالبية العظمى من الشوائب، لكن بعض المركبات المتطايرة قد تنتقل مع البخار، ولهذا الغرض بالتحديد يوجد مرشّح الكربون اللاحق.

جهاز تقطير المياه ينقل دورة الماء في الطبيعة إلى سطح مطبخك: فهو يغلي الماء، ويترك البخار يتصاعد بعيدًا عن المعادن والفلزات والكائنات الدقيقة الذائبة فيه، ثم يبرّد هذا البخار ليعود ماءً سائلًا، ويمرّره عبر مرشّح من الكربون المنشّط إلى زجاجة التجميع. ولأن التقطير يفصل الماء بتغيير حالته الفيزيائية بدلًا من تصفيته، فإنه يزيل الغالبية العظمى من الشوائب، غير أن بعض المركبات المتطايرة التي تغلي مثل الماء قد تنتقل مع البخار، ولهذا السبب تحديدًا يوجد مرشّح الكربون اللاحق.

ما التقطير في جملة واحدة؟

التقطير هو فصل المواد اعتمادًا على اختلاف درجات غليانها. يتحوّل الماء إلى بخار عند 100 درجة مئوية عند مستوى سطح البحر، أما الأملاح والفلزات الذائبة مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والرصاص فلا تتبخّر عند هذه الدرجة. لذلك حين يغادر الماء على شكل بخار، تبقى هي في مكانها. وهو المبدأ نفسه الذي يجعل ماء المطر عذبًا مع أن جزءًا كبيرًا منه تبخّر من البحار المالحة.

ماذا يحدث داخل جهاز التقطير خطوة بخطوة؟

يعمل جهاز التقطير المنزلي مثل Megahome MH-943TWS على أربع مراحل، دون أي تمديدات أو تركيب: تملؤه بالماء، وتغلق الغطاء، وتشغّله.

  1. الغليان. تسكب نحو 4 لترات من ماء الصنبور في حجرة الغليان المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. يرفع عنصر تسخين بقدرة 565 واط أسفل الحجرة حرارة الماء حتى الغليان الكامل ويحافظ عليه. كما يقضي الغليان المستمر على البكتيريا والفيروسات والطفيليات الموجودة في الماء أو يعطّل نشاطها.
  2. التبخّر. يتصاعد البخار إلى قبة البخار المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. أما المعادن والفلزات والأملاح ومعظم المواد غير المتطايرة الأخرى فلا تستطيع مرافقته، فتبقى في الحجرة وتتركّز تدريجيًا في كمية الماء المتناقصة.
  3. التكثيف. يمرّ البخار عبر أنبوب تكثيف، وهو في أجهزة Megahome أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مزوّد بزعانف من الألومنيوم، بينما تدفع مروحة بقدرة 15 واط في الغطاء هواء الغرفة فوق الزعانف. يفقد البخار حرارته ويعود ماءً سائلًا.
  4. التنقية والتجميع. يقطر الماء المكثّف عبر كيس صغير من الكربون المنشّط المصنوع من قشر جوز الهند داخل الفوهة، ثم ينزل إلى زجاجة تجميع من الزجاج أو من مادة PP. يلتقط الكربون المركبات المتطايرة التي ربما انتقلت مع البخار، ويحسّن المذاق.

عندما يجفّ الماء في حجرة الغليان، ترتفع حرارتها بسرعة فيقطع مفتاح حساس للحرارة التيار الكهربائي. يتوقّف الجهاز من تلقاء نفسه، فلا حاجة إلى مؤقّت يُركَّب في المقبس، بل إن Megahome تنصح بعدم استخدامه.

ما الذي يزيله التقطير، وما الذي قد يفوته؟

تُدرج المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها (CDC) التقطير ضمن طرق المعالجة المنزلية التي تزيل الطفيليات والبكتيريا والفيروسات، إضافة إلى كثير من المواد الكيميائية، منها الزرنيخ والباريوم والكادميوم والكروم والرصاص والنترات والصوديوم والكبريتات والكالسيوم والمغنيسيوم وكثير من المركبات العضوية. ويضيف الإرشاد الزراعي في جامعة نبراسكا-لينكولن إلى القائمة الفلوريد والحديد والمنغنيز والكلور والكلورامينات، ويصف التقطير بأنه يزيل ما يصل إلى 99.5 في المئة من الشوائب.

أما نقطة الضعف فتكمن في قوانين الفيزياء نفسها. فالمركبات التي تغلي عند درجة غليان الماء أو دونها، مثل بعض المركبات العضوية المتطايرة كالبنزين والتولوين، وبعض المذيبات المتطايرة وبعض المبيدات، قد تتبخّر مع الماء وتصل إلى المكثّف. وتشير CDC إلى أن التقطير لا يزيل بعض هذه المواد، فيما تذكر جامعة نبراسكا-لينكولن أن تمرير الماء المكثّف عبر مرشّح من الكربون المنشّط هو إحدى طرق التعامل معها. وهذه هي مهمة المرشّح اللاحق.

يبقى في حجرة الغليانقد ينتقل مع البخار
الكالسيوم والمغنيسيوم (العسر)، والصوديوم، والكبريتات، والنتراتبعض المركبات العضوية المتطايرة مثل البنزين والتولوين
الرصاص والزرنيخ والكادميوم والكروم وغيرها من الفلزاتبعض المذيبات المتطايرة
الفلوريد والحديد والمنغنيزبعض المبيدات
البكتيريا والفيروسات والأكياس الطفيليةالمواد المذكورة أعلاه هي ما يوجد مرشّح الكربون اللاحق للحدّ منه

للاطلاع على كل ملوِّث على حدة، اقرأ مقالنا هل يزيل جهاز تقطير المياه الفلوريد والرصاص ومركبات PFAS؟

ما الفرق بين ذلك وبين الفلتر أو الغلي العادي؟

يعمل الفلتر مثل المصفاة أو الإسفنجة: يمرّ الماء عبر مادة معيّنة، ولا يُزال إلا ما تستطيع هذه المادة احتجازه أو امتصاصه. وتستهدف الفلاتر المختلفة موادَّ مختلفة، ويجب استبدالها في مواعيدها حتى تبقى فعّالة. أما التقطير فيسلك الطريق المعاكس: فبدلًا من سحب الشوائب من الماء، يسحب الماء بعيدًا عن الشوائب، ولذلك يتعامل مع طيف واسع من المواد الذائبة دفعة واحدة، بما فيها المعادن التي تتركها معظم الفلاتر في الماء.

وغلي الماء في الغلاية ليس الشيء نفسه أيضًا. فالغلي يقضي على الكائنات الدقيقة، لكن الماء وكل ما ذاب فيه يبقيان معًا في الإناء، ومع تبخّر جزء من الماء تزداد الأملاح والفلزات تركيزًا قليلًا. وتقولها وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) بوضوح: غلي الماء لا يزيل الرصاص. جهاز التقطير يغلي الماء أيضًا، لكنه يحتفظ بالبخار ويترك الرواسب. ولمزيد من التفاصيل، اقرأ دليلَينا عن الماء المقطّر مقابل الماء المفلتر وعن الغلي والترشيح والتقطير.

لماذا يستغرق التقطير ساعات ويستهلك هذا القدر من الكهرباء؟

تحويل الماء إلى بخار يحتاج طاقة أكبر بكثير من مجرد تسخينه. فتسخين لتر من الماء من درجة حرارة الغرفة إلى 100 درجة مئوية يحتاج نحو 0.09 كيلوواط ساعة، أما تبخير هذا اللتر بالكامل فيحتاج نحو 0.63 كيلوواط ساعة إضافية. أي أن أفضل جهاز تقطير ممكن يحتاج نحو 0.7 كيلوواط ساعة من الحرارة لكل لتر ينتجه، وهذا من قوانين الفيزياء وليس دليلًا على ضعف الكفاءة.

تبلغ القدرة الاسمية لأجهزة Megahome نحو 580 واط (565 واط للسخّان و15 واط للمروحة). ويفيد المالكون بأن الدفعة الواحدة البالغة 4 لترات تستغرق نحو 4.5 إلى 6 ساعات، أي أن الدفعة النموذجية تستهلك قرابة 0.58 كيلوواط × 5.75 ساعة تقريبًا ≈ 3.3 كيلوواط ساعة، أو نحو 0.8 كيلوواط ساعة لكل لتر، وهو رقم قريب من ذلك الحد الأدنى الفيزيائي. ولمعرفة ما يعنيه ذلك وفق سعر الكهرباء في منطقتك، اضرب 0.8 في سعر الكيلوواط ساعة لديك، أو استخدم حاسبة التكلفة لدينا.

وتفسّر الفيزياء نفسها أمرين يلاحظهما المالكون. فالحرارة التي تُنتزع من البخار في المكثّف لا بد أن تذهب إلى مكان ما، فتدفعها المروحة إلى الغرفة التي تدفأ قليلًا. كما أن صوت المروحة مسموع: فقد قاست مراجعة طويلة الأمد لأحد المالكين نحو 60 ديسيبل (A)، بينما يذكر موزّع ياباني 56 ديسيبل على بعد 30 سم و52 ديسيبل على بعد متر واحد. ولهذا يشغّل كثير من المالكين الجهاز في المطبخ أو في غرفة الغسيل.

ماذا يبقى في الحجرة، وكيف تحافظ على أداء الجهاز؟

كل ما يتركه البخار وراءه يبقى في حجرة الغليان. وفي المناطق ذات المياه العسرة تظهر بعد كل دفعة طبقة واضحة من الترسّبات الكلسية البيضاء أو المائلة إلى البني. وهذه الترسّبات مهمة: إذ تشير جامعة نبراسكا-لينكولن إلى أنها تقلّل الكفاءة وتزيد استهلاك الكهرباء، ويذكر المالكون أن الترسّبات المتكلّسة هي السبب الأكثر شيوعًا لانطلاق مفتاح إعادة الضبط الحراري مبكرًا. والعادات الجيدة بسيطة:

  • أفرغ الحجرة واشطفها بعد التقطير، وتخلّص من الرواسب، فهي ما أزاله الجهاز من الماء، لذا لا تشربها ولا تُعِد استخدامها.
  • أزل الترسّبات مرة واحدة على الأقل شهريًا بحمض الستريك، كما ينص دليل استخدام Megahome، وبوتيرة أعلى إذا كانت مياهك عسرة.
  • استبدل كيس الكربون خلال 25 يومًا، كما ينص الدليل، أو قبل ذلك إذا لاحظت طعمًا أو رائحة غير معتادة في الماء.
  • حافظ على نظافة الجهاز بين مرات الاستخدام. تشير CDC إلى أن البكتيريا قد تنمو على ملفات التبريد في جهاز التقطير عندما لا يكون قيد الاستخدام، كما أن الماء المقطّر نقي لكنه ليس معقّمًا. بعد بضعة أيام من التوقّف، نظّف الجهاز والزجاجة قبل إعادة التشغيل.
  • أبقِ المروحة وفتحات التهوية خالية من الغبار، فتيار هواء التبريد جزء من طريقة عمل الجهاز.

ومع العناية الصحيحة، تقول جامعة نبراسكا-لينكولن إن جهاز التقطير الجيد ينبغي أن يدوم من 10 إلى 15 عامًا، ويذكر مالكو أجهزة Megahome أنهم استخدموها يوميًا لسنوات طويلة.

هل تهمّ طريقة تصنيع جهاز التقطير؟

مسار البخار هو نفسه مسار الماء، ولذلك فإن المواد مهمة. تصنع Megahome أجهزة التقطير المنزلية في مدينة تاينان بتايوان منذ عام 1992، بحجرة غليان من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 في الطراز القياسي، ومن الفولاذ المقاوم للصدأ 316 في طراز MH-943SBS، مع قبة بخار من الفولاذ المقاوم للصدأ وخيار بين زجاجة تجميع من الزجاج أو من PP. ويحمل الطرازان MH943T-SW وMH943S-SW شهادة TÜV Rheinland GS رقم 50514575، وحتى سبتمبر 2026 حصلت أجهزة Megahome على نحو 5,000 تقييم على Amazon بمتوسط 4.5 إلى 4.7 نجوم. يمكنك مقارنة MH-943TWS بالطرازات الأخرى، أو العثور على موزّع قريب منك عبر صفحة أماكن الشراء.

أهم النقاط

  • يعمل جهاز التقطير على أربع مراحل: الغليان، ثم التبخّر، ثم التكثيف، ثم التنقية عبر الكربون المنشّط.
  • تبقى المعادن والفلزات والأملاح والكائنات الدقيقة في حجرة الغليان، ويزيل التقطير الغالبية العظمى من الشوائب.
  • قد تنتقل بعض المركبات المتطايرة مع البخار، ولهذا تستخدم أجهزة التقطير مرشّحًا لاحقًا من الكربون المنشّط.
  • تحويل الماء إلى بخار يحتاج نظريًا نحو 0.7 كيلوواط ساعة لكل لتر، ويستهلك جهاز Megahome عمليًا نحو 0.8 كيلوواط ساعة لكل لتر.
  • أزل الترسّبات شهريًا على الأقل، واستبدل كيس الكربون خلال 25 يومًا، وحافظ على نظافة الجهاز، ولا حاجة إلى مؤقّت المقبس.

الأسئلة الشائعة

كم يستغرق جهاز التقطير لإنتاج 4 لترات؟

يفيد مالكو أجهزة Megahome بأن الدفعة الواحدة البالغة 4 لترات تستغرق نحو 4.5 إلى 6 ساعات، تبعًا لظروف مثل درجة حرارة الماء عند البدء. وعندما تفرغ حجرة الغليان، يطفئ الجهاز نفسه تلقائيًا.

هل الماء الناتج عن جهاز التقطير المنزلي معقّم؟

لا. يزيل التقطير الغالبية العظمى من الشوائب، لكن الماء بمجرد وصوله إلى زجاجة التجميع يتعرّض للهواء وللزجاجة والفوهة. الماء المقطّر نقي وليس معقّمًا، لذا احرص على نظافة الزجاجة وإبقائها مغطاة. جهاز التقطير المنزلي جهاز منزلي، وليس جهازًا طبيًا ولا جهاز تعقيم.

لماذا يختلف طعم الماء المقطّر؟

يأتي معظم طعم ماء الصنبور من المعادن الذائبة ومن مواد التطهير مثل الكلور. ويزيل التقطير هذه المواد، فيصبح طعم الماء محايدًا جدًا. يصفه كثير من المالكين بأنه منعش ونظيف، بينما يجده آخرون باهتًا في البداية ويفضّلونه باردًا.

هل يحتاج جهاز التقطير إلى تركيب؟

لا. لا يحتاج جهاز التقطير المنزلي إلى أي تمديدات، بل يكفيه مقبس كهربائي وسطح ثابت مع ترك مساحة حول المروحة ليتدفّق هواء التبريد بحرية.

هل يمكن وضع سوائل أخرى غير الماء في الجهاز؟

لا. استخدم الجهاز لتقطير الماء فقط. فالأضرار الناتجة عن سوائل غير الماء غير مشمولة بضمان Megahome.

المصادر

← العودة إلى المدونة