Reinstwasser für Ihr Labor

Reinstwasser ist nahezu frei von gelösten Salzen, organischen Stoffen und Mikroorganismen – es besteht praktisch nur aus H₂O‑Molekülen. Für empfindliche Forschungs‑ und Produktionsprozesse reicht gewöhnliches Leitungs‑ oder Quellwasser nicht aus, weil selbst kleinste Verunreinigungen Ergebnisse verfälschen und Geräte belasten.

Als unabhängiger Partner sorgt GREIF Laborlösungen dafür, dass Sie die passende Reinstwasserlösung erhalten – von der Planung über die Auswahl bis zur Integration ins Labor.

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In dieser Übersicht erfahren Sie, was Reinstwasser ausmacht, wie es hergestellt wird, welche Anwendungen es gibt und worauf Sie bei der Auswahl der passenden Anlage achten sollten.

Warum Reinstwasser im Labor wichtig ist

Wasser spielt in nahezu jedem Laborprozess eine zentrale Rolle – als Lösungsmittel, Spülmedium oder Reagens. Je empfindlicher die eingesetzten Methoden sind, desto stärker wirken sich selbst geringe Verunreinigungen auf Ergebnisse und Geräte aus.

Gelöste Ionen und Salze: verändern Leitfähigkeit, pH-Wert und Hintergrundsignale und führen zu verschobenen Kalibrierkurven.
Organische Verunreinigungen (TOC): erzeugen „Ghost-Peaks“ in der HPLC, beeinflussen Detektorsignale und erhöhen das Grundrauschen.
Mikroorganismen und Endotoxine: stören Zellkulturen, PCR-Reaktionen und enzymatische Prozesse; zudem besteht Kontaminationsrisiko.
Partikel und Kolloide: verstopfen Säulen, Membranen und Kapillaren und reduzieren die Standzeit sensibler Komponenten.

Um solche Effekte zu vermeiden, definieren internationale Standards wie ISO 3696, ASTM D1193 oder CLSI klare Grenzwerte für Leitfähigkeit, TOC-Gehalt und Keimzahl. Daraus ergeben sich drei praxisrelevante Wasserqualitäten:

Typ I – Reinstwasser: höchster Reinheitsgrad (18,2 MΩ·cm), geeignet für HPLC, LC-MS, ICP-MS, PCR, Zellkultur und Ultraspurenanalytik.
Typ II – Laborwasser: für allgemeine chemische Analysen, Herstellung von Puffern, Medien und pH-Lösungen.
Typ III – Reinwasser: für Spülprozesse, Autoklaven, Wasserbäder oder als Speisewasser für Typ-I-Systeme.

Für alle hochsensitiven Verfahren und regulatorischen Anforderungen empfiehlt sich der Einsatz von Typ-I-Reinstwasser. Es sorgt für reproduzierbare Ergebnisse, schützt Geräte und reduziert zeitintensive Fehlersuche.

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Qualitätsanforderungen und Normen

Reinstwasser unterscheidet sich nicht nur durch seine Reinheit, sondern auch durch definierte Qualitätsparameter. Diese Parameter sind in internationalen Normen festgelegt und helfen Ihnen, die richtige Wasserqualität für Ihre Anwendung zu bestimmen.

Typen von Laborwasser

Die ISO 3696 unterscheidet drei Reinheitsgrade für analytisches Wasser. Die folgende Tabelle bietet eine kompakte Übersicht der wichtigsten Typen und ihrer Einsatzbereiche (Grenzwerte beziehen sich auf 25 °C):

Typ / Qualitätsstufe	Kennzahlen (Leitfähigkeit / TOC / Keimzahl)	Typische Anwendungen
Typ I (Reinstwasser)	18,2 MΩ·cm Widerstand (≈ 0,055 µS/cm), TOC < 10 ppb, Bakterien < 10 KBE/ml, Endotoxine < 0,03 EU/ml	HPLC, LC‑MS, PCR, Zellkultur, Ultraspurenanalytik
Typ II (Laborwasser)	≥ 1 MΩ·cm Widerstand, TOC < 50 ppb, Bakterien < 50 KBE/ml	Herstellung von Puffern, Medien, pH‑Lösungen; allgemeine analytische Chemie
Typ III (Reinwasser)	≥ 0,05 MΩ·cm (≈ 20 µS/cm), TOC < 200 ppb	Spülen von Glaswaren, Speisewasser für Autoklaven und Wasserbäder, Vorstufe für Typ‑I‑Systeme

Zusätzlich existiert das europäische Arzneibuch, das für hochreines Wasser (Aqua valde purificata) Grenzwerte von ≤ 1,1 µS/cm Leitfähigkeit, TOC ≤ 0,5 mg/l und endotoxinen < 0,25 IE/ml nennt. Diese strengen Vorgaben sind für pharmazeutische Anwendungen wie Wasser für Injektionszwecke (WFI) verpflichtend. Zum Vergleich: destilliertes Wasser besitzt eine Leitfähigkeit von 0,5–5 µS/cm, während der theoretische Grenzwert von Reinstwasser bei 0,055 µS/cm liegt.

Reinstwasser versus weiches oder destilliertes Wasser

Weiches Wasser aus dem Haushalt ist frei von Härtebildnern wie Magnesium und Kalzium, enthält aber noch Mineralien und gelöste Salze. Reinstwasser hingegen ist praktisch frei von allen Ionen. Aufgrund dieser Reinheit ist es chemisch „hungrig“ und kann Metalle aus Leitungen lösen. Daher empfiehlt sich der Einsatz von Kunststoff- oder Edelstahlleitungen, um Korrosion zu vermeiden. Destilliertes Wasser erfüllt nicht automatisch die Kriterien von Reinstwasser: seine Leitfähigkeit ist um Größenordnungen höher und es können noch organische Verunreinigungen enthalten sein. Für hochsensitive Anwendungen reicht destilliertes oder deionisiertes Wasser daher nicht aus.

Herstellung von Reinstwasser

Die Gewinnung von Reinstwasser ist ein mehrstufiger Prozess, bei dem jede Stufe unterschiedliche Verunreinigungen aus dem Rohwasser entfernt. Eine Kombination aus mechanischen, chemischen und physikalischen Verfahren sorgt dafür, dass am Ende nur H₂O‑Moleküle verbleiben.

Schritt 1: Vorbehandlung

Zu Beginn erfolgt die Entfernung von Schwebstoffen, Chlor und organischen Verbindungen durch Sand‑ und Aktivkohlefilter sowie Enthärtung oder Fällung. Dieser Schritt schützt nachgeschaltete Membranen vor Fouling und sorgt für eine lange Lebensdauer der Anlage.

Schritt 2: Membranverfahren (Umkehrosmose und Ultrafiltration)

Bei der Umkehrosmose strömt das Wasser unter hohem Druck durch eine halbdurchlässige Membran; bis zu 99 % der gelösten Salze und organischen Substanzen werden entfernt. Für Typ‑III‑Reinwasser ist die Umkehrosmose oft ausreichend. Eine nachgeschaltete Ultrafiltration eliminiert Partikel, Kolloide und Mikroorganismen.

Schritt 3: Ionenaustausch und Elektrodeionisation

Ionenaustauscherharze tauschen Kationen gegen Wasserstoff‑ und Anionen gegen Hydroxid‑Ionen. Dadurch entstehen neue Wassermoleküle und gelöste Ionen werden aus dem Wasser entfernt. Beim Elektrodeionisations‑Verfahren (EDI) treibt ein elektrisches Feld die Ionentrennung kontinuierlich voran. EDI kombiniert Ionenaustausch und Elektrolyse, entfernt Spurenionen ohne chemische Regeneration und reduziert so Betriebskosten.

Schritt 4: Polishing und Desinfektion

Um auch letzte Spuren organischer Verbindungen, Endotoxine oder Nukleasen zu eliminieren, werden Ultrafiltration, UV‑Oxidation und Aktivkohlefilter eingesetzt. UV‑Licht zerstört Zellwände und genetisches Material von Mikroorganismen und senkt den TOC‑Gehalt. Ein Endfilter mit 0,2 µm Porengröße stellt sicher, dass keine Partikel und Bakterien mehr im Wasser enthalten sind. Durch die Kombination dieser Schritte entsteht hochreines Wasser, das den definierten Qualitätsparametern entspricht. Je nach Anwendung können einzelne Stufen ergänzt oder ausgelassen werden. In der Praxis werden Umkehrosmose und Ionenaustausch in vielen Laboren als Basismodul genutzt; für höchste Ansprüche empfiehlt sich der Einsatz von Elektrodeionisation und UV‑Sterilisation.

Anwendungen und Nutzen von Reinstwasser

Forschung und Analytik

In analytischen Laboren gehört Reinstwasser zu den wichtigsten Reagenzien. Für die mobile Phase in der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) oder bei LC‑MS‑Analysen ist Wasser mit einer elektrischen Leitfähigkeit von < 0,055 µS/cm erforderlich; organische Verunreinigungen würden „Ghost‑Peaks“ erzeugen und die Säule schädigen. In der Massenspektrometrie, der Gaschromatographie oder der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) ist Reinstwasser Voraussetzung für reproduzierbare Ergebnisse. Zellkultur‑ und Molekularbiologie‑Labore benötigen DNase/RNase‑freies Wasser, das mittels UV‑Sterilisation und Ultrafiltration gewonnen wird.

Pharma, Medizin und QC

In pharmazeutischen QC‑Laboren muss die Wasserqualität jederzeit nachvollziehbar sein. Wasser wird oft bedarfsweise entnommen, ohne vorab analysiert zu werden. Deshalb sind Systeme gefragt, die kontinuierlich überwacht und validiert werden können. Mikrobielle Kontamination stellt eine der größten Herausforderungen dar; Biofilme können sich in Leitungssystemen bilden und das Wasser nach der Aufbereitung verunreinigen. Regelmäßige, dokumentierte Sanitisierungen sind unverzichtbar. Für Arzneimittel, die parenteral verabreicht werden, schreibt das Europäische Arzneibuch Wasser für Injektionszwecke (WFI) vor, dessen Speisewasser mindestens Trinkwasserqualität haben muss. Diese Anforderungen sind höher als bei technischem Reinstwasser.

Halbleiter- und Mikroelektronikfertigung

In der Mikroelektronik wird Reinstwasser zum Waschen von Wafern verwendet. Schon kleinste partikuläre oder ionische Verunreinigungen verursachen Defekte in der Lithographie oder bei der Dotierung und verringern die Ausbeute. Reinstwassersysteme sorgen für eine konstante Wasserqualität über den gesamten Produktionsprozess und verhindern Silikat‑Ablagerungen auf Bauteilen.

Kraftwerke und Energieerzeugung

Kesselspeisewasser in Hochdruckkraftwerken muss eine sehr niedrige Leitfähigkeit besitzen, um Korrosion und Ablagerungen zu verhindern. Für die Speisung von Turbinen gelten Grenzwerte von höchstens 0,2 µS/cm. Hochreines Speisewasser reduziert Maschinenausfälle und erhöht die Effizienz.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Reinstwasser sorgt in der Babynahrungs‑, Getränke‑ und Trockennahrungsproduktion für gleichbleibenden Geschmack und hygienische Sicherheit. Die hohen Reinheitsanforderungen minimieren das Risiko mikrobieller Verunreinigungen.

Auswahl des passenden Reinstwassersystems

Die Wahl eines Reinstwassersystems hängt von mehreren Faktoren ab:

Benötigter Reinheitsgrad: Für HPLC, LC‑MS oder PCR ist Typ‑I‑Wasser erforderlich, während Typ II für allgemeine Analysen und Puffervorbereitungen genügt. Typ III dient hauptsächlich zum Spülen von Glaswaren und als Speisewasser für Autoklaven.
Durchsatz und Verfügbarkeit: Achten Sie auf die benötigte Wassermenge pro Stunde und die Spitzenlasten. In Pharma‑QC‑Laboren ist die kontinuierliche Versorgung wichtig, damit auch kurzfristig große Mengen entnommen werden können.
Rohwasserqualität: Die Qualität des Leitungswassers bestimmt die nötigen Vorbehandlungsschritte. Bei stark belastetem Wasser sind zusätzliche Filtrations‑ oder Enthärtungsstufen sinnvoll.
Platzverhältnisse und Anschlussbedingungen: In bestehenden Laboren kann der Platz begrenzt sein. Modulare Systeme lassen sich flexibel integrieren und passen sich an Ihre räumlichen Gegebenheiten an.
Materialwahl: Aufgrund der hohen Lösungskraft von Reinstwasser sollten alle wasserführenden Komponenten aus korrosionsbeständigem Kunststoff oder Edelstahl gefertigt sein.
Monitoring und Dokumentation: Moderne Anlagen bieten Sensoren für Leitfähigkeit, TOC und Partikelkonzentration, die eine Echtzeitüberwachung ermöglichen. Für pharmazeutische Anwendungen sind validierbare Messungen und rückverfolgbare Dokumentation Pflicht.

Sind Sie unsicher, welches System zu Ihrem Labor passt? Kontaktieren Sie unsere Experten GREIF Laborlösungen berät Sie bei der Auswahl der passenden Anlage und berücksichtigt Ihre Prozesse, Qualitätsanforderungen und räumlichen Bedingungen. Dank unserer 3D‑Planung können Sie die Einbindung der Reinstwasseranlage bereits vor Baubeginn realistisch visualisieren.

Betrieb und Wartung: Tipps aus der Praxis

Regelmäßige Qualitätskontrollen: Kontrollieren Sie Leitfähigkeit, TOC‑Wert und Keimzahl regelmäßig. Anzeigesysteme können automatische Alarme auslösen, wenn Grenzwerte überschritten werden.
Sanitisation und Biofilmkontrolle: Führen Sie geplante Desinfektionszyklen durch, um Biofilme in Leitungen und Tanks zu verhindern. Besonders in pharmazeutischen QC‑Laboren ist eine validierte Desinfektion notwendig.
Harz‑ und Filterwechsel: Ionenaustauscherharze binden Ionen und verlieren mit der Zeit ihre Kapazität. Ein rechtzeitiger Austausch sichert die Wasserqualität.
Materialpflege: Reinigen und inspizieren Sie Leitungen und Anschlüsse, um Korrosion oder Leckagen zu vermeiden. Verwenden Sie ausschließlich kompatible Materialien wie PP, PVDF oder Edelstahl.
Planung der Entnahmestellen: Vermeiden Sie lange Stagnationszeiten. Verteilsysteme mit Ringstruktur sorgen für einen kontinuierlichen Wasseraustausch und verringern die Gefahr mikrobieller Verunreinigungen.

Reinstwasserlösungen von GREIF Laborlösungen

Als unabhängiger Planer und Fachhändler für Laboreinrichtung bieten wir nicht nur eine breite Auswahl an Reinstwassersystemen, sondern integrieren diese nahtlos in Ihre Laborumgebung. Unsere Leistungen umfassen die Laborplanung mit 3D‑CAD, die Lieferung hochwertiger Labormöbel und die Auswahl passender Laborgeräte . Gemeinsam mit führenden Herstellern entwickeln wir modulare Reinstwasseranlagen vom Typ III bis hin zu pharmatauglichem WFI. Im engen Austausch mit Ihnen erstellen wir ein individuelles Konzept, das Ihre analytischen Anforderungen erfüllt und gleichzeitig energieeffizient arbeitet. Unsere Experten beraten Sie zur Materialauswahl, zur Einbindung in vorhandene Labornetzwerke und zur Einhaltung geltender Normen. Nach der Installation begleiten wir Sie mit Wartungs‑ und Serviceleistungen, damit Ihre Anlage dauerhaft zuverlässig arbeitet.

Ihre nächsten Schritte

Sie möchten ein Reinstwassersystem planen oder bestehende Anlagen modernisieren? Wir unterstützen Sie gern. Nutzen Sie unser Kontaktformular oder rufen Sie uns an – wir freuen uns auf Ihre Anfrage und entwickeln gemeinsam mit Ihnen eine Lösung, die zu Ihrem Labor passt.