Odwrócona osmoza, jak to działa, co to jest, przykłady

Odwrotna osmoza Odwrotność USMOSS jest procedurą, która umożliwia ustanowienie przepływu wody przez półprzepuszczalną membranę, z przedziału o najwyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do przedziału z niższym stężeniem substancji rozpuszczonej.

Przepływ wody w odwróconej osmozie osiąga się przez dopływ ciśnienia do roztworu większego stężenia substancji rozpuszczonej. Tymczasem w osmozie woda przepływa z mniej skoncentrowanego roztworu do najbardziej skoncentrowanego roztworu, dzięki różnicy w obecności hydrostatycznej między obiema przedziałami.

Ogólna reprezentacja odwrotnej osmozy. Źródło: Gabriel Bolívar.

Jak widać powyżej, przyłożone ciśnienie prowadzi do cząsteczek wody w celu przekroczenia asymetrycznej membrany, chociaż rozpuszczone jony z boku najbardziej skoncentrowanego zachowania.

Do ustanowienia procedury odwrotnej osmozy konieczne było tworzenie asymetrycznych błon, wykonane przez Sidneya Loeba i Srinivasa Sourirajan.

Podobnie projekt dostarczony przez Johna Cadotte z metody polimeryzacji był niezbędny, co pozwoliło na opracowanie błon, które umożliwiają przepływ wody i zmniejszają przepływ soli w wysokim stopniu.

Odwrotna osmoza ma liczne zastosowania, takie jak: odsalanie wody morskiej, oczyszczanie wody, przetwarzanie żywności, produkcja wodoru itp.

[TOC]

Jak działa odwrotna osmoza?

Ciśnienie osmotyczne i przepływ wody

W osmozie występuje przepływ wody przez półprzepuszczalną membranę: roztworu najbardziej rozcieńczonego do najbardziej skoncentrowanego roztworu. To określa wzrost ciśnienia wywieranego przez wodę w przedziale z największym stężeniem substancji rozpuszczonej. Ciśnienie to jest znane jako ciśnienie osmotyczne.

Ciśnienie osmotyczne sprzeciwia się przepływowi wody przedziału z najniższym stężeniem substancji rozpuszczonych do przedziału o najwyższym stężeniu substancji rozpuszczonych. Dlatego preferowane jest przywrócenie równowagi osmotycznej między przedziałami.

Może ci służyć: 6 naturalnych wskaźników pH i ich cechy

W odwróconej osmozie przepływ wody jest zorientowany z najbardziej skoncentrowanego roztworu do najbardziej rozcieńczonego. Stężonym roztworem jest roztwór wodny, który jest traktowany w celu rozcieńczenia lub oczyszczania. Ciśnienie osmotyczne jest zorientowane w kierunku tego przepływu, a zatem faworyzuje.

Bomba

W odwróconej osmozie ciśnienie jest dostarczane za pomocą oczyszczonej pompy wodnej. Sprzyja to przepływowi wody z przedziału zawierającego roztwór oczyszczone w kierunku przedziału oczyszczoną wodą.

Stężenie obróbkiej wody rośnie wraz ze czasem procesu odwrotnego osmozy. Moc używanej pompy będzie zależeć od zastosowania, które zostanie podane.

Membrana asymetryczna

Przepływ wody z oczyszczonego roztworu do jego oczyszczania występuje przez asymetryczną błonę. Ta membrana jest bardzo przepuszczalna dla wody i niewiele przepuszczalna dla soli, konieczne jest, aby być odpornym na ciśnienie wywierane na obróbce wód i obecne w nich substancje.

Membrany asymetryczne składają się z dwóch warstw: cienkiej skóry i jednej o większej grubości i odporności, bardzo porowatej. Podobnie jak użyta pompa, rodzaj membrany do użycia w odwróconej osmozie zależy od zastosowania, do którego jest przeznaczona.

Składniki rośliny oczyszczania wody przez odwróconą osmozę

Odwrotna roślina produkcyjna osmozy. Źródło: TWHair/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)

Pompa mocy

Schematycznie roślina składa się z pompy zasilającej, która zapewnia niezbędne ciśnienie dla systemu odwróconej osmozy. W niektórych przypadkach dodatkowa pompa jest używana przed systemem odwrotnej osmozy

System filtra

System filtra, którego funkcją jest eliminacja substancji zanieczyszczających wodę. Wśród filtrów węgiel aktywny służy do eliminacji związków organicznych, które wytwarzają złe zapachy wody, a kolejny filtr w celu wyeliminowania chloru, a także układu pochłaniającego wapń i magnez w celu zmiękczenia wody.

Może ci służyć: siła jonowa: jednostki, jak to obliczyć, przykłady

System dawkowania anty-incaputant

System dawkowania anty-rekordowego, który eliminuje substancje, które mogą uszkodzić błonę systemu odwrotnego osmozy.

Ma również odwrotny system osmozy i zbiornik przechowywania produktu.

Jaka jest odwrotna osmoza?

Ogólnie rzecz biorąc, odwrotna osmoza ma następujące aplikacje:

-Oczyszczanie cieczy

-Stężenie rozpuszczonych substancji w cieczach

Oba zostaną rozwiązane w następnej i ostatniej sekcji z przykładami.

Przykłady

Oczyszczanie wody w domach

W wielu domach roślin, które wykorzystują system odwrotnej osmozy do uzyskania wody do picia i gotowania. Ta woda charakteryzuje się krystalicznie, dobrym smakiem i wolnym od bakterii lub innych organizmów zanieczyszczających.

Zakłady przetwarzania wody, oprócz systemu odwróconej osmozy, są wyposażone w system filtracyjny, a nawet źródło światła ultrafioletowego, które gwarantuje jakość wody.

Odsalanie wody morskiej

Wiele populacji znajduje się na suchych obszarach na wybrzeżu.

To wywołało ideę odsalania wody morskiej, będąc odwrotną osmozą procedurą stosowaną w tysiącach roślin odsalania do produkcji wody pitnej.

Problem energetyczny niezbędny do funkcjonowania roślin odwróconej osmozy, rozwiązał go za pomocą energii słonecznej. Energia słoneczna służy do ładowania ogniw fotowoltaicznych, które służą jako źródło energii elektrycznej do obsługi roślin odsalania.

Może ci służyć: karbondy: elementy, cechy i zastosowania

Zastosowanie odwrotnej osmozy w odsalaniu wody zastosowano w populacjach australijskich, na przykład: Perth.

Przetwórstwo spożywcze

Uważano, że jedynym zastosowaniem odwrotnej osmozy było uzyskanie wody pitnej. Jednak bardzo ważnym zastosowaniem jest koncentracja płynów spożywczych, takich jak soki, mleko, piwo itp. Odwrotna osmoza pozwala na ekstrakcję wody z tych pokarmów.

W przypadku mleka jego poddanie się odwróconej osmozy pozwala na zwiększenie stężenia jej białek, a nawet ułatwia uzyskanie białek surowicy mlecznej. Sok pomidorowy może być skoncentrowany przez podobną procedurę produkcji pasty pomidora i keczupu.

W Bordeaux we Francji zastosowano odwrotną osmozę.

Opieka akwariowa

W wielu akwariach rafowych stosuje się odwrotną osmozę do produkcji wody zużywanej w nich, ponieważ bieżąca woda zawiera wiele pierwiastków i związków, które są szkodliwe dla wzrostu i reprodukcji ryb, które zamieszkują te akwaria

Odwrotna osmoza ma tę zaletę, że produkcja wody wysokiej jakości przy niskich kosztach. Dlatego jest to preferowana procedura uzyskiwania wody do zastosowania w tych akwariach.

Bibliografia

1. Montoreano, r. (1995). Podręcznik fizjologii i biofizyki. 2^daje Wydanie. Edycje odbytnicy University of Carabobo
2. Wikipedia. (2020). Odwrócona osmoza. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Kompletne rozwiązania wodne. (2020). Historia odwrotnej osmozy. Odzyskane z: kompletna woda.com
4. Lentech b.V. (2020) Co to jest odwrotna osmoza? Odzyskane z: lentech.Jest
5. Pure Aqua. (S.F.). Jaka jest odwrotna osmoza? Odzyskane z: jest.Pureaqua.com