洗瓶機結垢危害很大，是生產控制的一個難點。本文從洗瓶機水垢的鑒別開始，分析水垢形成的機理，對水垢的危害和影響因素進行討論，并提出防治和治理措施。
1.水垢的分類和鑒定
水垢的組成通常都不是一種單一化合物，而是以一種化學成分為主，并同時含有其它化學成分。按其水垢的化學成分，一般可分為：碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、磷酸鹽水垢、氧化鐵水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等幾種。如碳酸鹽水垢，是以碳酸鈣為主要成分的水垢；而硫酸鹽水垢，則是以硫酸鈣為主要成分的水垢。
筆者對洗瓶機內水垢的采樣用5%的稀鹽酸做溶垢試驗分析，試驗現象為：三角瓶內反應劇烈、垢樣迅速溶解，并有大量氣泡產生。這表明洗瓶機水垢為碳酸鹽水垢，約含80%以上的碳酸鈣。碳酸鈣水垢外觀為白色或灰白色，還可能染上腐蝕產物的顏色，質硬而脆，附著牢固，難以剝離刮除。
2.洗瓶機水垢的形成方式
2.1 化學反應結垢
2.1.1 受熱分解
含有暫時硬度的水進入洗瓶機后，在加熱過程中，一些鈣鎂鹽類受熱分解，從溶于水的物質轉變成難溶于水的物質，附著于洗瓶機內表面，結為水垢，鈣和鎂鹽類熱分解反應式如下華夏 酒 報中國酒業風向標：
Ca（HCO3）2→CaCO3↓+H2O+CO2↑；Mg（HCO3）2 →Mg（OH）2↓+2CO2↑。
2.1.2 相互反應
洗瓶機運行過程中，洗瓶機與水中原溶解度較大的鹽類和堿反應后，生成難溶于水的化合物，從而形成水垢。一些鹽和堿的相互反應式如下：
Ca（HCO3）2+2NaOH→CaCO3↓+Na2CO3+H2O；CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl。
2.2 鹽類析晶結垢
由于洗瓶機內的水不斷蒸發和濃縮，因此，水中溶解的鹽類含量不斷增加。當某些鹽類達到過飽和時，隨著溫度、pH值等的變化，鹽類會在蒸發面上析出固相，形成水垢。同時，還有部分鹽類的溶解度隨洗瓶機水溫的升高而下降，如CaSO4等鹽類，同樣會析出而成垢。
2.3 其它方式
2.3.1 顆粒結垢：流體中懸浮的固體顆粒在換熱面上的積聚。
2.3.2 腐蝕結垢：換熱介質腐蝕換熱面，產生腐蝕產物沉積于受熱面上而形成污垢。
2.3.3 生物結垢：洗瓶冷噴水中往往含有微生物及其所需的營養，這些微生物群體及其排泄物等會在設備表面形成生物垢。3.影響水垢形成的因素分析
3.1 洗瓶用水的總硬度 硬度越大，鈣、鎂離子含量越高。當它們以碳酸鹽形式析出后，將以金屬表面凸起部分為晶核，并牢固地附著在設備表面。而且受熱的金屬表面會被一層氧化膜覆蓋，從而增強碳酸鹽與金屬表面的黏結力。
3.2 溫度
理論上，碳酸鹽的溶解度會隨溫度的上升而下降。但實際上，為保證洗瓶質量和生產效率，必須將堿液加熱至一定的工藝溫度，因此，洗瓶過程會加速碳酸鹽的析出。溫度對于化學反應結垢和鹽類析晶結垢有著重要的作用，流體溫度的增加一般會導致化學反應速度和結晶速度的增大，從而對污垢的沉積量產生影響，導致污垢增長率升高。
3.3 pH
由圖1可以看出，pH越高，CO32-的溶解速率越快，且著陸在設備表面的速率越快，CaCO3的溶解度越低，會更多的沉淀下來。因此，隨著pH的上升，水垢產生量越大。
25 ℃時、不同總鈣濃度下，成垢指數隨pH 值的變化曲線。成垢指數隨著pH值的增大而增大，在pH<8.0 時，成垢指數隨pH值呈線性變化。之后，曲線斜率逐漸減小，表明pH值對成垢指數的影響減小。在相同pH值的條件下，成垢指數會隨總鈣濃度的增大而增大。
3.4 洗瓶耗水量
一般認為，硬度為1°dH的水，約含18克CaCO3/m3。假設每個瓶子的耗水量為0.5L（水壓為0.15MPa）、水的硬度為10°dH，那么，對生產能力為22000瓶/小時的洗瓶機來說，其工作12小時后，大約會形成23.8kg的CaCO3。因此，若不及時清除洗瓶機內的水垢，當水垢積累量很大時，其危害性可想而知。
3.5 設備材料和表面質量 對于常用的碳鋼、不銹鋼而言，可以通過腐蝕產物的沉積而影響結垢。如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料，則不易發生結垢。
設備表面質量會影響污垢的形成和沉積，表面粗糙度越大，越有利于污垢的形成和沉積。4.水垢的危害分析
水垢污物的大量形成并沉積，最終導致的危害有以下幾個方面：
4.1 加熱列管表面結垢，使傳熱效率下降
水垢的導熱系數很低是水垢危害大的主要原因。不同的水垢，因其化學組成、內部孔隙、內部各層次結構不同等原因，導熱性也各不相同。水垢的導熱系數大約僅為鋼材板導熱系數的1×10-1—1×10-2。也就是說，假設有0.lmm厚的水垢附著在金屬壁上，其熱阻相當于加厚了幾毫米到幾十毫米。這不僅對工藝溫度參數的執行不利，還會引起金屬過熱、強度降低，以致危及安全。由于金屬壁溫是隨著水垢厚度增加而增加，水垢越厚，金屬壁溫就越高，因此，事故發生的幾率就越大。
4.2 影響洗瓶質量
4.2.1 水垢污物沉積在噴淋管內部，運行一段時間后會堵塞噴嘴，出現噴點減小、噴出水壓降低，導致瓶內噴沖清洗不干凈，并直接影響啤酒瓶洗凈率。
4.2.2 白色水垢積留在啤酒瓶外壁上，影響洗瓶效果。
4.2.3 因噴洗不徹底，洗瓶機出口瓶子殘堿超過要求。
4.2.4 由于水垢過多，致使工作溫度、噴沖壓力等參數不能準確執行，不但影響洗瓶效果和效率，而且因溫差問題將增加瓶子的破損率。 4.2.5 水垢上容易聚集和繁殖微生物，從而加速微生物腐蝕，不利于出瓶微生物的控制及設備表面衛生狀況的保持，還會產生難聞的氣味。
4.3 減弱設備性能，縮短設備、部件的使用壽命
4.3.1 有水垢的金屬，其表面會形成差異腐蝕電池，加速垢下設備表面的腐蝕，縮短設備的使用壽命。此外，垢下腐蝕速度越快，越易造成設備管路嚴重的穿孔泄露。
4.3.2 水垢沉積在循環泵內腔和葉輪表面，使泵腔容積減小和泵葉槽縮小，導致泵的工作壓力下降，甚至使葉輪卡死，無法保證清洗質量。
4.3.3 水垢沉積在水循環系統的管道內壁，使流通面積減小，水的流動性減弱，增加了水循環的流通阻力。
4.3.4 水垢沉積在載瓶架周圍，加大了設備的運行負荷，使設備磨損加重，噴淋系統對中度失準。
4.4 增消耗，不利于生產
4.4.1 多孔質沉積物在載瓶架運行過程中，攜帶堿量增加，導致浸泡槽堿液流失，增加堿消耗量。
4.4.2 由于洗瓶機內表面沉積水垢，阻止了阻垢劑、緩蝕劑、殺菌劑等在金屬表面的發揮，以致增加了內部清洗的難度，也增加了設備維護和操作人員的勞動強度。
4.4.3 設備運行的單位時間內，增加了水、電、汽的消耗，同時，也增加了洗瓶質量消耗的堿液和洗瓶添加劑數量。
5 洗瓶機水垢的防治措施
5.1 加強原水的前處理力度，改善補充水水質 對洗瓶用水進行軟化處理，既是防治洗瓶機水垢最有效的途徑之一，也是保證洗瓶安全和經濟運行的重要環節。通常有離子交換法、反滲透法等，至少可以保證洗瓶機用水硬度在7°dH以內，并保證pH在6.5—7.5之間。
5.2 選用合適的阻垢劑
由阻垢劑和分散劑復合而成的水質穩定處理劑具有一定的防垢效果，可在洗瓶機供水中添加。同時，選擇合適的洗瓶助劑也很重要，因為洗瓶助劑常含有一些鈉鹽等無機鹽。它們具有分散、阻垢、螯合鈣鎂離子的作用，能使水得到軟化。
5.3 加強設備結構防護和結構的改進
系統結構中的滯水區和流速低的部位是水垢的高發部位，在設計和安裝時應盡量避免，并選擇合適的管道路徑和閥門位置；存水區、管道連接處易于存水排干，避免因水平管線過長，而造成水垢異常堆積，難以清除；水平管線應保持一定的坡度，并設置排氣閥和隔離閥，以利于排水。
對洗瓶機性能的一些要求：在堿液噴淋后設置一個較長的滴水區域；用顛瓶導軌使載瓶架在經過交界區時產生振動，使液滴靠自身重力下落而除去；選擇浸泡時間長的洗瓶機。
5.4 加強運行維護和設備清洗規程
設計切合實際的設備清洗規程，主要包括清洗頻次、清洗方式與工藝、清洗劑等。要加強運行過程中的監控和維護，發現異常及時處理。長時間停產，必須將各槽、管道內殘水排放干凈。
5.5 制定合理的洗瓶工藝 洗瓶工藝的確定和參數的執行，應盡量減少因溫度、pH因素過多而形成水垢。6.洗瓶機水垢的清除和治理
水垢清除的一種常用方法是化學法，清除原理可歸納為以下幾點：
6.1 溶解作用
酸溶液容易與鈣、鎂的碳酸鹽水垢發生反應，生成易溶化合物，使水垢溶解。
6.2 剝離作用
酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞其與水垢的結合，從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來。
6.3 氣掀作用 酸溶液與鈣、鎂碳酸鹽水垢發生反應后，產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中，對難溶
或溶解較慢的水垢層具有一定的掀動力，以致水垢從設備表面脫落下來。
因此，化學法清除洗瓶機水垢常采用酸性除垢劑，可在常溫下，將稀鹽酸或硫酸溶液經一定時間溶解后，進行人工清洗除去。化學法對1mm以下的水垢清除效果比較好。
另外，常用的除垢方法還有機械法，即：對設備等工質界面進行電錘錘擊、手工鑿除，低濃稀酸溶解，最后刷洗。比較先進的方法還有電磁法、超聲波法等。
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