Osmosi inversa come funziona, a cosa serve, esempi

IL Osmosi inversa Usmosi Reverse è una procedura che consente la creazione di un flusso d'acqua, attraverso una membrana semipermeabile, dal compartimento con la più alta concentrazione di soluto al compartimento con la concentrazione inferiore di soluto.

Il flusso d'acqua nell'osmosi inversa è ottenuto dall'offerta di pressione alla soluzione di maggiore concentrazione di soluto. Nel frattempo, nell'osmosi l'acqua scorre dalla soluzione meno concentrata alla soluzione più concentrata, grazie a una differenza nella presenza idrostatica tra i due compartimenti.

Rappresentazione generale dell'osmosi inversa. Fonte: Gabriel Bolívar.

Come visto sopra, la pressione applicata porta alle molecole d'acqua per attraversare la membrana asimmetrica, sebbene gli ioni disciolti sul lato del comportamento più concentrato.

Per l'istituzione della procedura di osmosi inversa, era necessaria la creazione di membrane asimmetriche, realizzata da Sidney Loeb e Srinivasa sourirajan.

Allo stesso modo, il design fornito da John Cadotte di un metodo di polimerizzazione era indispensabile, che consentiva l'elaborazione delle membrane che consentono il flusso di acqua e riducono il flusso di sali ad alto livello.

L'osmosi inversa ha numerose applicazioni, come: desalinizzazione dell'acqua marina, purificazione dell'acqua, trasformazione degli alimenti, produzione di idrogeno, ecc.

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Come funziona l'osmosi inversa?

Pressione osmotica e flusso d'acqua

Nell'osmosi c'è un flusso d'acqua attraverso una membrana semipermeabile: della soluzione più diluita alla soluzione più concentrata. Ciò determina un aumento della pressione esercitata dall'acqua nel compartimento con la massima concentrazione di soluto. Questa pressione è nota come pressione osmotica.

La pressione osmotica si oppone al flusso d'acqua del compartimento con la più bassa concentrazione di soluti al compartimento con la più alta concentrazione di soluti. Pertanto, è favorito il ripristino di un equilibrio osmotico tra compartimenti.

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Nell'osmosi inversa, il flusso d'acqua è orientato dalla soluzione più concentrata alla più diluita. La soluzione concentrata è la soluzione acquosa che viene trattata per diluizione o purificazione. La pressione osmotica è orientata nella direzione di questo flusso e, quindi, lo favorisce.

Bomba

Nell'osmosi inversa, la pressione viene fornita mediante una pompa dell'acqua trattata. Ciò promuove un flusso d'acqua dal compartimento che contiene la soluzione trattata verso il compartimento con acqua purificata.

La concentrazione di acqua trattata sta aumentando con il passare del tempo del processo di osmosi inversa. La potenza della pompa utilizzata dipenderà dall'uso che verrà dato.

Membrana asimmetrica

Il flusso d'acqua dalla soluzione trattata per la sua purificazione si verifica attraverso una membrana asimmetrica. Questa membrana è molto permeabile all'acqua e poco permeabile ai sali, essendo necessario per essere resistente alla pressione esercitata sulle acque trattate e sulle sostanze presenti in esse.

Le membrane asimmetriche sono costituite da due strati: una pelle sottile e uno di maggiore spessore e resistenza, molto poroso. Come la pompa utilizzata, il tipo di membrana da utilizzare nell'osmosi inversa dipende dall'uso a cui è previsto.

Componenti di un impianto di purificazione dell'acqua mediante osmosi inversa

Impianto di produzione di osmosi inversa. Fonte: TWHAIR/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)

Pompa di alimentazione

Schematico, questo impianto è costituito da una pompa di alimentazione che fornisce la pressione necessaria per il sistema di osmosi inversa. In alcuni casi, viene utilizzata una pompa aggiuntiva prima del sistema di osmosi inversa

Sistema di filtro

Un sistema di filtro la cui funzione è l'eliminazione delle sostanze inquinanti dell'acqua. Tra i filtri, un carbone attivo viene utilizzato per l'eliminazione di composti organici che producono odori di acqua cattiva e un altro filtro per eliminare il cloro, nonché un sistema che assorbe calcio e magnesio per ammorbidire l'acqua.

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Sistema di dosaggio anti-indotto

Un sistema di dosaggio anti-record che elimina le sostanze che possono danneggiare la membrana del sistema di osmosi inversa.

Ha anche un sistema di osmosi inverso e un serbatoio di stoccaggio del prodotto.

Qual è l'osmosi inversa per?

In termini generali, l'osmosi inversa ha le seguenti applicazioni:

-Purificazione dei liquidi

-Concentrazione di sostanze disciolte nei liquidi

Entrambi saranno affrontati nella sezione successiva e nell'ultima con esempi.

Esempi

Purificazione dell'acqua nelle case

In molte case piante che usano il sistema di osmosi inversa per ottenere acqua da bere e cuocere. Quest'acqua è caratterizzata dall'essere cristallino, di buon sapore e priva di batteri o altri organismi inquinanti.

Gli impianti di lavorazione dell'acqua, oltre al sistema di osmosi inversa, sono dotate di un sistema di filtro e persino una sorgente di luce ultravioletta che garantisce la qualità dell'acqua.

Desalinazione dell'acqua marina

Molte popolazioni si trovano in aree aride in mare.

Ciò ha prodotto l'idea di desalinizzazione dell'acqua di mare, essendo l'osmosi inversa una procedura utilizzata in migliaia di impianti di desalinizzazione per la produzione di acqua potabile.

Il problema energetico necessario per il funzionamento degli impianti di osmosi inversa, lo ha risolto utilizzando l'energia solare. L'energia solare viene utilizzata per caricare celle fotovoltaiche che fungono da fonte di elettricità per il funzionamento degli impianti di desalinizzazione.

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L'uso dell'osmosi inversa nella desalinizzazione dell'acqua è stato utilizzato nelle popolazioni australiane, ad esempio: Perth.

Trasformazione dei prodotti alimentari

Si pensava che l'unica applicazione di osmosi inversa fosse ottenere acqua potabile. Tuttavia, un'applicazione molto importante è la concentrazione di liquidi alimentari, come succhi, latte, birra, ecc. L'osmosi inversa consente l'estrazione dell'acqua da questi alimenti.

Nel caso del latte, la sua presentazione per invertire l'osmosi consente di aumentare la concentrazione delle sue proteine ​​e persino facilita l'ottenimento delle proteine ​​sieriche del latte. Il succo di pomodoro può essere concentrato con una procedura simile per la produzione di pasta di pomodoro e ketchup.

L'osmosi inversa è stata utilizzata in Bordeaux, in Francia, per concentrare i vini, usando numerosi impianti di osmosi inversa.

Cura dell'acquario

In molti acquari della barriera corallina, viene utilizzata l'osmosi inversa per la produzione di acqua utilizzata in essi, poiché l'acqua corrente contiene molti elementi e composti dannosi per la crescita e la riproduzione del pesce in cui abitano questi acquari abitati

L'osmosi inversa ha il vantaggio della produzione di acqua di alta qualità a basso costo. Pertanto, è la procedura preferita per ottenere l'acqua da utilizzare in questi acquari.

Riferimenti

1. Montoreano, r. (1995). Manuale di fisiologia e biofisica. 2^dà Edizione. Edizioni del rettorato dell'Università di Carabobo
2. Wikipedia. (2020). Osmosi inversa. Recuperato da: in.Wikipedia.org
3. Soluzioni d'acqua complete. (2020). La storia dell'osmosi inversa. Recuperato da: acqua completa.com
4. Lentech b.V. (2020) Cos'è l'osmosi inversa? Recuperato da: lentech.È
5. Puro acqua. (S.F.). Qual è l'osmosi inversa? Recuperato da: è.Pureaqua.com