Atvirkštinio osmoso membranos principas

Atvirkštinis osmosas, taip pat žinomas kaip atvirkštinis osmosas, yra membranos atskyrimo operacija, kuri naudoja slėgio skirtumą kaip varomąją jėgą tirpikliams atskirti nuo tirpalo. Paspauskite skystį vienoje membranos pusėje ir, kai slėgis viršys osmosinį slėgį, tirpiklis veiks atvirkštine osmose natūralaus osmoso kryptimi. Taip gaunamas tirpiklis, prasiskverbiantis per žemo slėgio membranos pusę, būtent permeatą; Koncentruotas tirpalas gaunamas aukšto slėgio pusėje, būtent koncentruotas tirpalas. Jei jūros vandeniui apdoroti naudojamas atvirkštinis osmosas, gėlas vanduo gaunamas žemo slėgio membranos pusėje, o sūrymas – aukšto slėgio pusėje. Atvirkštinio osmoso atveju tirpiklio prasiskverbimo greitis, ty srauto energija N, yra N=Kh (Δ p - Δ π), kur Kh yra hidraulinio pralaidumo koeficientas, kuris šiek tiek didėja didėjant temperatūrai; Δ p – statinio slėgio skirtumas abiejose membranos pusėse; Δ π – osmosinio slėgio skirtumas tarp tirpalų abiejose membranos pusėse. Praskiesto tirpalo osmosinis slėgis π yra π=iCRT, kur i – jonų, susidarančių jonizuojant ištirpusių medžiagų molekules, skaičius; C – tirpios medžiagos molinė koncentracija; R yra molinė dujų konstanta; T yra absoliuti temperatūra. Atvirkštinio osmoso atveju paprastai naudojamos asimetrinės membranos ir sudėtinės membranos. Atvirkštiniam osmosui naudojama įranga daugiausia yra tuščiavidurio pluošto arba ritininio tipo membranos atskyrimo įranga. Atvirkštinio osmoso membranos gali sulaikyti įvairius neorganinius jonus, koloidines medžiagas ir stambiamolekulines medžiagas vandenyje, taip gaudamos išgrynintą vandenį. Jis taip pat gali būti naudojamas išankstinei makromolekulinių organinių tirpalų koncentracijai. Dėl paprasto proceso ir mažo energijos suvartojimo atvirkštinis osmosas sparčiai vystėsi per pastaruosius 20 metų. Jis buvo plačiai naudojamas jūros vandens ir sūraus vandens gėlinimui (žr. sūrymą), katilo vandens minkštinimui ir nuotekų valymui bei kartu su jonų mainais, kad būtų gautas labai grynas vanduo. Jo taikymo sritis plečiasi ir pradėta naudoti pieno produktų, vaisių sulčių koncentravimui, taip pat biocheminių ir biologinių medžiagų atskyrimui ir koncentravimui.