Osmose

Osmose eller osmose er et fysisk fenomen relatert til bevegelsen av et løsemiddel gjennom en semipermeabel membran . Slik oppførsel forutsetter en enkel diffusjon gjennom membranen, uten forbruk av energi. Osmose av vann er et viktig biologisk fenomen for cellemetabolismen til levende vesener .

Historikk

I 1748 bemerket abbed Nollet at når vann og alkohol ble separert i et dyrs blære , passerte vannet gjennom alkoholen, men aldri omvendt. [ 1 ] I sitt arbeid med vandige løsninger mellom 1827 og 1832 foreslo Henri Dutrochet begrepene "endosmose" og "exosmose" (endosmosis and exosmosis, i sitt arbeid fra 1828, Recherches sur l'Endosmose et l'Exosmose ) for å beskrive dette fenomenet , som er grunnen til at den vanligvis regnes som oppdageren. K. Vicordt ble også interessert i dette fenomenet i 1848. I 1854 arbeidet den skotske kjemikeren Thomas Graham med kolloidale stoffer og oppdaget at de ikke kunne passere gjennom en dyremembran. Det var da han laget begrepet "osmose" fra det greske ὠσμός, som betyr 'støt'. [ 2 ]

Det var M. Traube, i 1864, som unnfanget den første kunstige membranen av kobberferrocyanid Cu 2 Fe(CN) 6 . I 1877 utfelte Wilhelm Friedrich Philipp Pfeffer (1845-1920) kobberferrocyanid i et porøst materiale, noe som gjorde at han kunne ha en membran med god mekanisk motstand.

I 1884 arbeidet Hugo de Vries med plasmolyse og turgiditet av planteceller .

I 1886 publiserte Jacobus Henricus van 't Hoff en analogi mellom vandige løsninger og perfekte gasser og anvendte termodynamikk på osmose. Han etablerte en lov som i form ligner den perfekte gassloven , loven om osmometri , og foreslo adjektivet "semi-permeable" for å betegne membraner. Han mottok Nobelprisen i kjemi i 1901 for sitt arbeid.

I 1899 brukte A. Crum Brown tre flytende faser (en vandig løsning av kalsiumnitrat mettet med fenol i bunnen, et lag med ren fenol i midten og en løsning av vann mettet med fenol på toppen). Han la merke til et fenomen med osmose (vann gikk fra den øvre fasen til den nedre fasen), væskefasen til mediet fungerte som en semipermeabel membran. Han etablerte dermed viktigheten av løseligheten til diffuserende arter i membranen.

Mellom 1901 og 1923 foretok HN Morse og JCW Frazer systematiske målinger av permeabiliteten til forskjellige gelatinøse utfellinger: ferrocyanider og fosfater av uran, jern, sink, kadmium og mangan.

Mekanisme

En semipermeabel membran er en struktur som inneholder porer eller hull, som ethvert filter, av molekylstørrelse. Størrelsen på porene er så liten at den lar små molekyler passere gjennom, men ikke store, vanligvis mikrometer i størrelse. For eksempel slipper den gjennom vannmolekyler, som er små, men ikke sukkermolekyler, som er større.

Hvis en membran som den som er beskrevet skiller en væske i to skillevegger, en rent vann og en sukkervann, skjer det flere ting, forklart på slutten av 1800-tallet av Jacobus Henricus van 't Hoff og Gibbs ved bruk av begreper elektrokjemisk potensial og diffusjon Enkelt , å forstå at dette siste fenomenet innebærer ikke bare den tilfeldige bevegelsen av partiklene til de oppnår deres homogene fordeling, og dette skjer når partiklene som kommer er lik de som går tilfeldig, men også balansen mellom de kjemiske potensialene til begge partisjonene. De kjemiske potensialene til komponentene i en løsning er mindre enn summen av potensialet til disse komponentene når de ikke er bundet i løsning. Denne ubalansen, som er direkte relatert til løsningens osmolaritet , genererer en strøm av løsemiddelpartikler mot området med lavere potensial som uttrykkes som osmotisk trykk som kan måles i form av atmosfærisk trykk , for eksempel: "det er et osmotisk trykk på 50 atmosfærer mellom avsaltet vann og sjøvann". Løsningsmidlet vil strømme mot det oppløste stoffet til det balanserer dette potensialet eller til det hydrostatiske trykket balanserer det osmotiske trykket. [ 3 ] [ 4 ]

Sluttresultatet er at selv om vann passerer fra sonen med lav konsentrasjon til sonen med høy konsentrasjon og omvendt, er det en større netto fluks av vannmolekyler som går fra sonen med lav konsentrasjon til sonen med høy konsentrasjon.

Med andre ord: gitt nok tid vil noe av vannet i den sukkerfrie sonen ha gått over i sukkervannssonen. Vannet går fra sonen med lav konsentrasjon til sonen med høy konsentrasjon.

Vannmolekyler krysser den semipermeable membranen fra løsningen med lavere konsentrasjon, hypoton løsning, til den med høyere konsentrasjon, hypertonisk løsning. Når overføringen av vann tilsvarer de to konsentrasjonene, kalles løsningene isotoniske.

I levende ting kan denne bevegelsen av vann over cellemembranen føre til at noen celler rynker seg på grunn av overdreven vanntap, eller til å hovne opp, muligens til å briste, på grunn av en overdreven økning i cellulært vanninnhold. For å unngå disse to situasjonene, med katastrofale konsekvenser for cellene, har de mekanismer for å drive ut vann eller ioner gjennom en transport som krever energiforbruk. Tilstedeværelsen av oppløste mineralsalter i vann betinger bevegelsen av vannmolekyler gjennom plasmamembranen for å utjevne konsentrasjonene.

Fysisk fundament

Det er et binært reagerende system, der komponentene ikke bærer en elektrisk ladning og det er en jevn og lik temperatur for to reservoarer.Produksjonen av entropi er den lineære kombinasjonen av produkter mellom strømninger og krefter i systemet: [ 5 ]

\sigma =\sum{i}{Y_{i}X_{i}}=j_{1}'{\frac {(\Delta \mu{1})_{T,p}}{ T} }-j_{v}{\frac {\Delta p}{T}}

hvor fluksene ganske enkelt er den relative diffusjonsfluksen til forbindelse 1 og den relative fluksen av komponenthastigheter:

j_{1}'=j_{1}-{\frac {c_{1}}{c_{2}}}j_{2}\qquad j_{v}=v_{1}j_{1}+ v_{2}j_{2}

De termodynamiske kreftene er forskjeller mellom intensive størrelser mellom de to reservoarene : kjemisk potensial og trykk

X_{1}=-{\frac {(\Delta \mu 1})_{T,p}}{T}}=-\mu 11}^{c}{\frac { \Delta c_{ 1}}{T}}\qquad ;\qquad X_{v}=-{\frac {\Delta p}{T}}

De fenomenologiske lovene er:

{\begin{bmatrix}\;j_{1}'\\\;j_{v}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}\;\Lambda{11}&\lambda{ v1} \\\;\Lambda 1v}&\Lambda vv}\\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\;-\mu 11}^{c}{\frac { \Delta c_{1}}{ T}}\\\;-{\frac {\Delta p}{T}}\end{bmatrise}}

Hvorav det følger, for en stasjonær situasjon ( ) at en forskjell i konsentrasjoner i avsetningene forårsaker en trykkforskjell og omvendt. De er fenomenene osmose og omvendt osmose, gitt av forholdet: $j_{v}=0$

{\frac {\Delta p}{\Delta c_{1}}}=-\mu{11}^{c}{\frac {\Lambda{v1}}{\Lambda{vv} }}.

Trykkforskjellen som forårsaker en gitt konsentrasjonsforskjell kalles osmotisk trykk . $\Deltap$ $\Delta c_{1}$

Osmose i en dyrecelle

Cellemembraner er semipermeable, derfor er passasjen av vann i begge retninger balansert i et isotonisk miljø. Hvis cellen er i et hypotonisk medium (som har en lavere konsentrasjon av oppløst stoff) vil den ha en tendens til å absorbere vann, hevelse og kan til og med sprekke, noe som gir opphav til cytolyse .

På den annen side, hvis cellen er i et hypertonisk miljø, vil det indre vannet ha en tendens til å lekke ut, noe som fører til dehydrering, og i ekstreme tilfeller kan det føre til celledød, en prosess som kalles kreasjon . [ 6 ]

Osmose i en plantecelle

Plantecellemembraner er også semipermeable, og i dette tilfellet også i et isotonisk medium balanseres vannpassasjen i begge retninger. I nærvær av et hypotont medium absorberer cellen vann som fyller vakuolene, noe som gir opphav til en situasjon som kalles turgiditet. På den annen side, i et hypertonisk miljø, forlater vannet cellen gjennom membranen, og celleveggen kan løsne fra plasmamembranen og forårsake det som kalles plasmolyse. [ 6 ]

Omvendt osmose

Det som er beskrevet så langt skjer i normale situasjoner, der de to sidene av membranen har samme trykk; Økes trykket på siden med høyest konsentrasjon, kan vannet fås til å passere fra siden med høy konsentrasjon til siden med lav konsentrasjon av salter.

Det kan sies at det motsatte av osmose blir gjort, og det er derfor det kalles omvendt osmose. Merk at i omvendt osmose passerer bare vann gjennom den semipermeable membranen. Det vil si at vannet fra området med høy konsentrasjon går over til området med lav konsentrasjon.

Hvis den høye konsentrasjonen er salt, for eksempel sjøvann, når det påføres trykk, går sjøvannet over til den andre siden av membranen. Bare vann, ikke salt. Det vil si at vannet har blitt avsaltet ved omvendt osmose, og kan bli drikkbart .

Applikasjoner

De fleste anvendelsene [ 7 ] av osmose kommer fra evnen til aktivt å separere oppløste stoffer i løsning ved omvendt osmose ved bruk av semipermeable membraner.

Avsalting

Se også: Avsalting

Ved hjelp av denne prosedyren er det mulig å oppnå avsaltet vann (mindre enn 5000 mikrosiemens /cm elektrisk ledningsevne ) med utgangspunkt i en kilde med brakkvann, sjøvann, som under normale forhold kan ha mellom 20 000 og 55 000 mikrosiemens/cm ledningsevne.

Målingen av ledningsevnen til vann gir en indikasjon på mengden oppløste salter det inneholder, siden rent vann ikke er en god leder av elektrisitet (dets dissosiasjonspotensial er mindre enn 0,00001).

Omvendt eller omvendt osmose har i dag blitt et av de mest effektive systemene for å avsalte og gjøre vann drikkebart , og brukes i skip, fly, industri, sykehus og hjem.

Gjennom omvendt osmose omdannes råvannet som kommer til avsaltingsanlegget på den ene siden til 40 % produktvann og 55-60 % brakkvann.

Nøkkelen ligger i sammensetningen av bunten av membraner som krysser nettverk-sirkulasjonskanaler mellom lag og lag og til slutt konvergerer i midten av systemet. Siden det er en innløpsstrøm og to utløpsstrømmer, er den ene kjent som saltvannsavvisning og den andre som permeatstrøm, og verdiene deres vil avhenge av innløpstrykket som påføres systemet. Generelt er det mulig å finne membraner laget av polyamid eller celluloseacetat (sistnevnte materiale forsvinner) med en saltavvisning på mellom 96,5-99,8%. Det finnes spesialiserte membraner for hver type vann, fra sjøvann til brakkvann.

Industrielt utstyr for omvendt osmose setter sammen flere sammenkoblede membrantog eller traller, en høytrykkspumpe, TDS- og pH -målere og kolonnestrømningsmålere. Det er lag som er plassert i store rom på grunn av sin enorme størrelse.

For at disse systemene skal fungere optimalt, er det nødvendig å opprettholde et avleiringsmiddel mot silika (nøytral gelert silika) som forsegler systemet, i tillegg til et biocid for å holde lagene i systemet fri for biomasse .

Omvendt osmose har noen begrensninger, det er visse kjemiske arter som systemet ikke er i stand til å beholde, disse er arsenitt (As+3), nøytral silika (allerede nevnt) og bor . For å beholde disse artene, er det nødvendig å modifisere den kjemiske tilstanden til arten, enten via oksidasjon , samtidig utfelling eller endringer i pH i mediet. For eksempel opplever arsenitt (As+3) en avvisning på mindre enn 25 %, arsenat (As+5) er i stand til å beholdes ved 95-98 %.

Membranbegroing er en ikke ubetydelig faktor i effektiviteten til utstyret.Dette oppstår når permeatstrømmen tvinges, og forårsaker metningsfronter på membranoverflaten. Andre stoffer er begroing, slik som nevnte silika, biomasse av mikroorganismer. Når membranen er innebygd, er det bare mulig å snu situasjonen ved å demontere enheten og behandle den med sterke syreblandinger og tilbakespyling.

En spesielt relevant nyere teknologisk utvikling er omvendt osmose for avsalting basert på solcelleenergi , og bruker kun og utelukkende et lite batteri for at alt skal fungere som det skal.

Hardhetsreduksjon

Hardt vann inneholder kalsium- og magnesiumioner som kan utfelles kombinert med ioner som karbonater , sulfater eller hydroksyder , disse utfellingene akkumuleres (tilstoppes) i distribusjonsrør, varmeovner, etc. Omvendt osmose reduserer disse utfellingene. Når det gjelder svært dyrt industrielt utstyr, anbefales en tilleggsbehandling av utveksling av kalsiumioner mot natriumioner ved hjelp av mykningskjeder med harpiks.

Dekontaminering og behandling av avløp

Se også: avløp

For eliminering av forurensninger i løsning, hovedsakelig rettet mot å spare vann. Hvis du har vann med forurensning "X" hvis molekyler har en størrelse på "Y" mikron , er "Y" større enn størrelsen på vannmolekylet. Hvis det søkes etter en semipermeabel membran som lar molekyler på størrelse med vann passere gjennom, men ikke "Y", vil påføring av trykk (omvendt osmose) oppnå vann uten forurensninger.

Bruken av omvendt osmose i behandlingen av avløp forfølger ett av følgende tre mål: [ 8 ]

Konsentrer forurensning i et lite volum.
Gjenvinne produkter av høy økonomisk verdi.
Resirkuler vannet.

Omvendt osmose ødelegger ikke forurensning, men lar den på det meste konsentreres i et lite volum.

Reduksjon av nitratinnhold

Grunnvann inneholder vanligvis høye konsentrasjoner av nitrater , høyere enn de som er tillatt i teknisk-sanitære forskrifter. Omvendt osmosemembraner med en høy prosentandel av nitrittioneavvisning gjør at vann med lavt innhold av ionene kan oppnås.

Nitritt og nitratkonsentrasjon

Avløpet fra rensing av tanker som inneholder nitrogentetroksider (N 2 O 4 ) er forurenset med nitritt (NO 2 - ) og nitrationer (NO 3 - ). Avløpene er tidligere nøytralisert med kaustisk soda , hvoretter de sendes til et første trinn i en omvendt osmose som fungerer med en utvinning på 95%. Avvisningen av dette første trinnet sendes til et andre stadium av omvendt osmose som fungerer med en utvinning på 75 %. Rejektet fra dette andre trinnet resirkuleres til tanken som er plassert i toppen av installasjonen og permeatet, med et innhold på mindre enn 10 ppm, kan gjenbrukes.

Fjerning av farge og trihalometanforløpere

Fargen som kommer fra nedbrytningen av det naturlige organiske materialet oppløst av vannet. Fargen, i tillegg til at den ikke er tillatt i drikkevann av estetiske årsaker, er en forløper til trihalometaner (THM).

Stillages Se også: Stillages

Vinassene gjennomgår først en filtreringsprosess for å fjerne suspendert materiale som kan tette membranene. De skyves deretter mot omvendt osmosemembraner som tillater passasje av både vann og etylalkohol . Permeatet for omvendt osmose, som utgjør 90 % av det opprinnelige volumet av destillasjonen, sendes til en destillasjonskolonne som tillater utvinning av alkohol og andre edle produkter. Destillasjonskolonneresten er vann med lavt BOD-innhold som kan sendes til et konvensjonelt urbant avløpsanlegg. Omvendt osmose-rejektet, som utgjør 10 % av det opprinnelige volumet av vinassene, sendes til en kolonne hvor det destilleres ved lav temperatur for å unngå nedbrytning av termosensitive produkter, slik at de gjenvinnes.

Grønnsaksvann Se også: Grønnsaksvann

Avløpet fra oljemøllene , som består av vannet fra olivenene og vannet som brukes til å utvinne olivenoljen , er svært forurensende og nesten ikke biologisk nedbrytbart . Omvendt osmose, kombinert med ultrafiltrering, gjør det mulig å gjenvinne høyverdige materialer fra avløp og få gjenbrukbart vann.

Bruk som drikkevann

Avsalting brukes stadig oftere for å produsere vann til konsum , og trenden vil sannsynligvis fortsette ettersom vannmangelen øker på grunn av press fra befolkningsvekst , overutnyttelse av vannressurser og forurensning fra andre kilder.

Nåværende avsaltingssystemer er designet for å behandle både elvemunnings-, kyst- og sjøvann, samt brakkvann i innlandet (både overflate- og grunnvann).

Vannet som produseres ved omvendt osmose er aggressivt mot materialene som brukes, for eksempel i vanndistribusjon og i husholdningsrør og rørleggeranlegg.

Materialene som vanligvis brukes i husholdningsinstallasjoner kan bli angrepet av disse aggressive vannet, av denne grunn er vannet vanligvis stabilisert selv etter avsalting. Denne prosessen lager kjemikalier som kalsium og magnesiumkarbonat med karbondioksid. Når denne behandlingen er påført, bør det avsaltede vannet ikke være mer aggressivt enn det vanlige drikkevannet.

Avsaltet vann blandes ofte med små mengder mer mineralrikt vann for å forbedre dets akseptbarhet og spesielt for å redusere dets aggressivitet. Noe grunnvann eller overflatevann kan brukes, etter riktig behandling, til blanding i større proporsjoner og kan forbedre hardhet og ionebalanse. [ 9 ]

Industriell bruk

Vannproduksjon av høy kvalitet

Produksjon av demineralisert vann : lavtrykksmembraner eliminerer det meste av saltene i vannet, og fullfører dens totale demineralisering med ionebytting.

Produksjon av ultrarent vann : i tillegg til å eliminere salter i vannet og en rekke organiske stoffer, renser den også mikroorganismer , og oppnår ultrarent vann.

Halvåpne kjølekretser Se også: kjøling

Kraftverk må overføre store mengder energi til kuldekilden i form av varme. Mediet som brukes til denne overføringen er vanligvis vann fra en kjølekrets . For å spare maksimalt mulig vann, konsentreres tilførselsvannet så mange ganger som dets ioniske sammensetning og korrosjonsmotstanden til kretsmaterialene tillater. Samtidig, for dette formålet og for å overholde gjeldende lovgivning i enkelte land, for å redusere den økologiske virkningen som utslipp av vann med høy saltholdighet fra rensing av kretsen vil medføre, behandles disse for å oppnå et praktisk utslipp på null der omvendt osmose spiller en viktig rolle i konsentrasjonen av utslippet.

Elektrodeponeringsmaling Se også: elektroavsetning

I denne prosessen senkes karosseriet ned i en kolloidal dispersjon av elektrisk ladede malingspartikler i vann. Påføringen av en potensiell gradient forårsaker en migrering av malingpartiklene mot kroppen de er avsatt på. Når karosseriet kommer ut av elektromalingsbadet, drar det uavsatt maling, så det vaskes ved å spraye vann mot strømmen. På denne måten gjenvinnes den slepte malingen og føres tilbake til badekaret.

Malingsbadet pumpes mot ultrafiltreringsmembraner hvis permeat inneholder hovedsakelig vann, små mengder harpiks, oppløseliggjørende løsemiddel og oppløste uorganiske salter. Rejektet fra ultrafiltrering er for det meste maling fra badekaret som returneres til badekaret.

Ultrafiltreringspermeatet sendes tilbake til omvendt osmose, hvis permeat er vann med høy renhet som brukes, sammen med en liten mengde demineralisert vann, til den siste vaskingen av karosseriet.

Omvendt osmose-rejekt inneholder løsningsmidler, solubiliseringsmidler, oppløste salter, etc. og den brukes på den ene siden til å trekke malingen som ikke har blitt avsatt på karosseriet etter at den kommer ut av elektromalingsbadet og på den annen side for å dekonsentrere kretsen av saltene som samler seg.

Farging av tekstilfiber

Bruken av omvendt osmose og nanofiltrering for behandling av avløp fra farging av tekstilfibre tillater på den ene siden å resirkulere omtrent 95 % av de kjemiske produktene som brukes i fargebadene, og på den annen side å gjenbruke rundt 90 %. av avløpsvann som genereres.

Katalysatorproduksjon Se også: Katalysator

Noen brukte bilkatalysatorer er laget av en pasta av aluminium , cerium og nikkel . Kombinasjonen av ultrafiltrering og omvendt osmose gjør det mulig å gjenvinne både produksjonsråmaterialet og prosessvannet. Avløpsvannet fra produksjonen av katalysatorer er en slurry som inneholder komponentene i pastaen fortynnet mellom 3 og 50 ganger, samt et sett med tilsetningsstoffer. Oppslemmingen, hvis konsentrasjon varierer mellom 1 og 15 % faststoff, passerer først gjennom ultrafiltrering med en kuttekraft i størrelsesorden 100.000, og oppnår et konsentrat med et faststoffinnhold på 50 %, som kan gjenbrukes direkte i prosessen. Ultrafiltreringspermeatet går deretter gjennom omvendt osmose, som gjør at det meste av prosessvannet kan gjenvinnes.

Fotografisk papirbehandling Se også: fotopapir

De høye kostnadene for både sølv og vann av høy kvalitet gjør det lønnsomt å gjenvinne begge elementene fra avløpsvann fra fotografisk papirbehandling. Avløpene med et sølvinnhold på rundt 30 ppm sendes til omvendt osmosemembraner som har en gjennomsnittlig avvisning av sølvtiosulfat på 99,7 %. Permeatet resirkuleres tilbake til prosessen og osmose-rejektet, med et sølvinnhold på 220 til 570 ppm, utsettes for en behandling med ditionitt og aluminium for å felle ut sølvet. Etterfølgende sentrifugering gjør at bunnfallet kan separeres fra avløpet og sølvet kan gjenvinnes.

Matbruk

Den samme evnen til å konsentrere molekyler har blitt mye brukt for å oppnå matkonsentrater av god kvalitet.

Produksjon av potetstivelse

Avløpsvannet fra potetstivelsesfabrikkene går først gjennom en ultrafiltrering der innholdet inneholder 10 % av tørrstoffet, hvorav ca. 60 % er protein som kan gjenvinnes ved nedbør.

Ultrafiltratet sendes tilbake til omvendt osmose hvis permeat har mindre forurensning og kan sendes til et konvensjonelt urbant avløpsanlegg.

Ved omvendt osmoseavvisning konsentreres all initial forurensning i et lite volum og må behandles i et høylastanlegg.

Fruktjuicekonsentrat

Konsentrasjonen eliminerer vannet, og opprettholder aromaen og resten av molekylene. Produksjonen av konsentrert juice ved omvendt osmose har følgende fordeler:

Det ødelegger ikke vitaminene og heller ikke aromaene går tapt , siden det lages ved romtemperatur.
Lavt energiforbruk så det er en reduksjon i produksjonskostnadene.

Men også følgende begrensninger:

Omvendt osmose må brukes med andre konsentrasjonsprosesser fordi når konsentrasjonen øker, øker det osmotiske trykket .
Noen uønskede lavmolekylære forbindelser kan passere gjennom membranene som brukes og bli enda mer konsentrerte.

Forkonsentrasjon av sukkerholdige juicer

Med omvendt osmose kan sukkerholdige juicer forhåndskonsentreres før fordampning for å eliminere mye av vannet de inneholder. Dette kan redusere energiforbruket og øke fordampningskapasiteten.

Myse forkonsentrat Se også: Myse

Dermed oppnås følgende mål:

Reduser kostnadene for transport. Når mysen ikke behandles i samme anlegg der den er hentet, skal den transporteres til behandling. Med rekonsentrasjon elimineres mye av det eksisterende vannet, noe som reduserer transportkostnadene betraktelig.
Reduser energiforbruket ved fordampning . Hvis mysen behandles i samme anlegg, gjør dens forhåndskonsentrasjon ved hjelp av omvendt osmose det mulig å redusere det totale energiforbruket i produksjonen og øke produksjonskapasiteten til de eksisterende fordamperne.

Eggehvite forkonsentrat Se også: egg (mat)

Omvendt osmose bevarer alle løselige sluttproduktstoffer ( glukose ). Reduser tørkekostnader og forbedre produktkvaliteten.

Vinstabilisering

Hensikten med vinstabilisering er å eliminere et kaliumtartratutfelling som generelt reduserer dens kommersielle verdi og kan gjøres ved å felle ut tartratene på en kontrollert måte, etter å ha konsentrert vinen ved omvendt osmose .

Vinen passerer gjennom omvendt osmose, og oppnår på den ene siden et permeat som representerer omtrent 60 % av det opprinnelige volumet, og på den andre et konsentrat som representerer de resterende 40 % der de forskjellige produktene som ikke passerer kan krysse membraner konsentreres 2,5 ganger.

Lavalkoholbrygging av øl

Lavalkoholgjæret øl har ikke tilfredsstillende smak og aroma . Så det er bedre å produsere et øl med normalt eller høyt alkoholinnhold og redusere eller eliminere dette innholdet senere.

Prosessen for avalkoholisering av øl er basert på det faktum at noen membraner har vanskelig for å holde på etanol.

Ølet pumpes gjennom omvendt osmosemembranen, og oppnår på den ene siden et permeat bestående av vann, det meste av alkoholen og noen lavmolekylære organiske syrer , og på den andre et ølkonsentrat.

Det udestillerte vannet, sammen med komponentene med lav molekylvekt, blandes tilbake i det konsentrerte ølet, noe som resulterer i øl med lavt alkoholinnhold.

Alkoholisk gjæring

Omvendt osmose kan brukes til å produsere alkohol fra sukkerholdige juicer.

Innholdet i den alkoholholdige gjæringstanken pumpes konstant mot omvendt osmosemembraner, noe som tillater passasje av vann og alkohol, som destilleres, og skiller vannet fra alkoholen.

Illustrativt osmoseeksperiment

Et eksperiment kan utføres , bestående av å fylle en cellofanpose (som også brukes til supermarkedsposer), med en løsning av vann og vanlig sukker ; Munningen på posen må være hermetisk lukket. Under disse forholdene er den nedsenket i en beholder som inneholder vann.

Cellofan spiller rollen som en membran og dens karakteristiske trekk er at den ikke tillater passasje av sukkermolekyler i løsningen, noe som betyr at den er ugjennomtrengelig for sukker. Tvert imot lar det vannmolekyler passere lett, det vil si at det er permeabelt for det. Membraner som viser denne oppførselen kalles semipermeable. I henhold til det ovenstående kan det i forsøket observeres at beholderen som dannes av cellofanmembranen i begynnelsen er utvidet, men litt etter litt øker den i størrelse til den blåses opp. Dette er en konsekvens av diffusjon av vann gjennom membranen, fra beholderen til det indre av posen. Dette er fenomenet kjent som osmose.

Se også

Referanser

↑ Abbé Nollet (juni 1748) "Recherches sur les causes du bouillonnement des liquides", Mémoires de Mathématique et de Physique, tirés des registres de l'Académie Royale des Sciences de l'année 1748 , s. 57-104; spesielt s. 101-103 .
↑ http://www.cnrtl.fr/etymologie/osmose
^ "UNC School of Engineering." . Arkivert fra originalen 5. februar 2009 . Hentet 2008-01-24 .
^ "Historien om oppdagelsen av osmose."
↑ SR de Groor & P. Mazur. Non-equilibrium thermodynamics, 1962. Dover-publikasjoner. s. 435.
↑ a b Interne bevegelser i levende vesener. - osmotisk trykk. [1]
↑ Álvarez, Alberto, Omvendt osmose. Fundamenter, teknologi og applikasjoner , Aravaca, Antonio García Brage, 1999.
↑ Journal of College of Civil Engineers, Canals and Ports. Vannforvaltning. Bind II. Nº 51. År 2000. Industriell bruk. Vann, en begrensende faktor. Joan Compte Costa
↑ WHO - Anvendelse av retningslinjene under spesifikke omstendigheter. 6.4 Avsaltningsanlegg. s. 97 og følgende [2]

Eksterne lenker

Wikimedia Commons er vert for et mediegalleri om Osmose .
Luis Felipe del Castillo Det magiske fenomenet osmose . Andre utgave, 1997