Σύνολο: 0,00 €
Μενού

Αντίστροφη Όσμωση

Όσμωση (ή ώσμωση), ονομάζεται το φαινόμενο της διέλευσης κατά την οποία ένα διάλυμα μικρότερης συγκέντρωσης (αραιότερο) περνάει, μέσω μιας ημιπερατής μεμβράνης (δηλ. η μεμβράνη είναι διαπερατή σε μερικά είδη και μη διαπερατή σε άλλα) προς το διάλυμα μεγαλύτερης συγκέντρωσης σε διαλυμένη ουσία (πυκνότερο). Πρόκειται για μια φυσική διαδικασία κατά την οποία ο διαλύτης κινείται, αυθόρμητα, μέσω μεμβράνης που είναι διαπερατή για τα μόριά του όχι όμως και για τα μόρια της διαλυμένης ουσίας και διαχωρίζει δύο διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων ή χωρίζει ένα διαλύτη από ένα διάλυμα. Χωρίς την ύπαρξη της μεμβράνης θα συνέβαινε απλή ανάμιξη των δύο διαλυμάτων ή του διαλύτη και του διαλύματος. Αν από την ημιπερατή μεμβράνη περνά και διαλυμένη ουσία, τότε η διαδικασία παύει να είναι όσμωση και γίνεται διάχυση μεταξύ των δύο διαλυμάτων. Στην πλευρά της αρχικά μεγαλύτερης περιεκτικότητας δημιουργείται η λεγόμενη οσμωτική πίεση. Οσμωτική πίεση (Π) διαλύματος, που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη από τον καθαρό διαλύτη, ονομάζεται η ελάχιστη πίεση που πρέπει να ασκηθεί εξωτερικά στο διάλυμα, ώστε να εμποδιστεί το φαινόμενο της ώσμωσης, χωρίς να μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος. Η οσμωτική πίεση (Π) σε ορισμένη θερμοκρασία εξαρτάται από τον αριθμό γραμμομορίων ή μορίων του διαλυμένου σώματος σε ορισμένο όγκο διαλύματος και επομένως είναι μια προσθετική ιδιότητα. Όταν ένα διάλυμα αραιώνεται, η συγκέντρωσή του ελαττώνεται και επομένως και η οσμωτική του πίεση ελαττώνεται. Το αντίθετο συμβαίνει σε διάλυμα που συμπυκνώνεται. Ισοτονικά ονομάζονται τα διαλύματα αν έχουν την ίδια τιμή οσμωτικής πίεσης. Υποτονικά ονομάζονται τα διαλύματα που έχουν τη μικρότερη τιμή oσμωτικής πίεσης. Υπερτονικά ονομάζονται τα διαλύματα που έχουν τη μεγαλύτερη τιμή οσμωτικής πίεσης.

Η όσμωση πραγματοποιείται με σκοπό να εξισωθούν οι συγκεντρώσεις των διαλυμάτων από τις δύο πλευρές της ημιπερατής μεμβράνης. Το φαινόμενο της όσμωσης είναι πολύ σημαντικό στα διάφορα βιολογικά συστήματα, καθώς πολλές βιολογικές μεμβράνες είναι ημιπερατές (πχ κυτταρική μεμβράνη). Όταν στο διάλυμα που έρχεται σε επαφή μέσω της ημιπερατής μεμβράνης με τον καθαρό διαλύτη ασκηθεί πίεση μικρότερη από την οσμωτική πίεση του διαλύματος, τότε στο διάλυμα θα συνεχίσει να εισέρχεται διαλύτης, αλλά με μικρότερο ρυθμό.

Όταν στο διάλυμα ασκηθεί εξωτερική πίεση μεγαλύτερη από την οσμωτική πίεση του διαλύματος, τότε το φαινόμενο αντιστρέφεται και μόρια διαλύτη θα εξέρχονται από το διάλυμα προς τον καθαρό διαλύτη (ή από το πυκνότερο προς το αραιότερο διάλυμα). Το φαινόμενο αυτό λέγεται αντίστροφη όσμωση. Με τον τρόπο αυτό αυξάνεται η συγκέντρωση του διαλύματος, αφού απομακρύνεται μέρος από την ποσότητα του διαλύτη. Τα συστήματα της αντίστροφης όσμωσης περνούν το νερό από ημιπερατές συνθετικές(πολυαμίδια,οξική κυτταρίνη κτλ) μεμβράνες και παράγουν νερό υψηλής ποιότητας το οποίο είναι κατάλληλο για πόσιμο, πλυντήρια, φαρμακευτική, ιατρική χρήση, απομάκρυνση ραδιενεργών ιόντων κ.τ.λ. Με απλά λόγια,στα συστήματα αντίστροφης όσμωσης αναγκάζουμε το νερό (όποιας ποιότητας & προελεύσεως κι αν είναι αυτό),μέσω της πίεσης που του ασκούμαι (με φυσική ροή δικτύου,εφόσον είναι επαρκής, ή ενσωματώνοντας μία μικρή αντλία στο σύστημα), να περάσει από μία ημιπερατή μεμβράνη (μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης). Η μεμβράνη αυτή λειτουργεί σαν κόσκινο, δηλ. μόνο τα καθαρά μόρια του νερού (με λίγα άλατα) αφήνει να περάσουν, ενώ όλα τα άλλα τα αποβάλλει. Επειδή η μεμβράνη αυτή έχει εξαιρετικά μικρούς πόρους (0,0001 micron) και επειδή είναι ''ευαίσθητη''(πχ στο χλώριο), θέλει μία πολύ καλή προφίλτρανση πριν την μεμβράνη. Στα οικιακά συστήματα αντίστροφης όσμωσης, προηγούνται της μεμβράνης 1-2 προφίλτρα στερεών πολυπροπυλενίου (συνήθως 5 & 1 μικρών) και 1-2 φίλτρα ενεργού άνθρακα (συμπαγούς,κυρίως). Τέλος, μετά την μεμβράνη,υπάρχει και ένα ''in line''φίλτρο ενεργού άνθρακα (συνήθως καρύδας) για κατακράτηση (τυχόν) οσμών, που μπορεί να υπάρξουν, πριν την τελική χρήση. Συνολικά, ένα ''κλασσικό''οικιακό σύστημα αντίστροφης όσμωσης (πρέπει να) αποτελείται από 5 στάδια φιλτραρίσματος. Σημαντικό ρόλο παίζει η μεμβράνη,που είναι η καρδιά του συστήματος. Έτσι, φροντίζουμε η μεμβράνη να είναι πιστοποιημένη (NSF stand.58) και όχι κάποια αμφιβόλου προελεύσεως και ποιότητας. Επίσης,ο χρόνος κατασκευής της μεμβράνης και οι συνθήκες διατήρησης-αποθήκευσης (από τον αντιπρόσωπο), παίζουν σημαντικό ρόλο.

Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες συστημάτων αντίστροφης όσμωσης για οικιακή (ή ημι-επαγγελματική & επαγγελματική) χρήση. Η κλασσική αντίστροφη όσμωση με το δοχείο συλλoγής του παραγόμενου-καθαρού νερού, ενώ τα τελευταία χρόνια εμφανίστηκαν και τα συστήματα συνεχούς ροής (direct flow), χωρίς δηλ δοχείο συλλογής (tankless), με απευθείας ροή στη βρύση. Τα συστήματα της δεύτερης κατηγορίας, έχουν πιο πολλές και πιο μεγάλες (σε δυνατότητα παραγωγής) μεμβράνες (ενώ οι διαστάσεις των μεμβρανών παραμένουν οι ίδιες) και πιο μεγάλες (σε παραγωγή νερού) αντλίες πίεσης.

Η Hydragcom, διαθέτει μεγάλη ποικιλία συστημάτων αντίστροφης όσμωσης, όλων των τύπων, με μεγάλη ποικιλία επιλογών ποσότητας επεξεργασμένου νερού!

Μειονέκτημα της τεχνολογίας αυτής είναι η απόρριψη νερού, η οποία στα ''οικιακά'' συστήματα (αναλόγως της ποιότητας του νερού εισόδου στο σύστημα και αναλόγως του σχεδιασμού του συστήματος), κυμαίνεται από 40-60%. Βέβαια, σε τόσο μικρές καταναλώσεις (πόσιμο, μαγείρεμα κτλ), η ''σπατάλη'' είναι ασήμαντη. Στα μεγάλα - επαγγελματικά συστήματα, η απόρριψη νερού είναι πολύ μικρότερη. Στη Hydragcom, με την τεχνογνωσία που διαθέτουμε, μπορούμε να μειώσουμε την απόρριψη νερού (υπό προϋποθέσεις) στο 20% !

Κάποιοι ''ημι-μαθείς ειδικοί'', ισχυρίζονται ότι μαζί με τις βλαβερές ουσίες που αποβάλλει η συγκεκριμένη μέθοδος, αποβάλλει και χρήσιμα στοιχεία (άλατα) από το νερό.

Καταρχήν, τα άλατα που υπάρχουν στο νερό (rocks) είναι σε μη-αφομοιώσιμη μορφή από τον ανθρώπινο οργανισμό (ανόργανα). Αντιθέτως μάλιστα, σύμφωνα με τη θεωρία των ''ελευθέρων ριζών'' θεωρούνται ''βιολογικά σκουπίδια'' και προκαλούν εκφυλισμό των κυττάρων (πρόωρη γήρανση,ακόμα και καρκίνο). Ειδικοί σε θέματα διατροφής (όπως πχ ο διεθνούς φήμης διατροφολόγος Paul Bragg), υποστηρίζουν ότι στη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου (60 χρόνια), που καταναλώνει νερό βρύσης ή μεταλλικό, εισέρχονται στον οργανισμό του, 100-150 κιλά άχρηστα (μη αφομοιώσιμα) μέταλλα. Το μεγαλύτερο μέρος από τα ορυκτά αυτά αποβάλλονται από τον οργανισμό. Ένα μέρος, όμως, αποθηκεύονται στους ιστούς και γίνονται τοξικά,συμβάλλοντας στην σκλήρυνση (''στοκάρισμα'') των αρτηριών, στη νεφρολιθίαση, στην αρθρίτιδα κ.α.

Εάν, υποθετικά, μπορούσαμε να πάρουμε πχ το ασβέστιο από το νερό (αν και σε ανόργανη-μη-αφομοιώσιμη μορφή, τότε για την ποσότητα που μας εξασφαλίζει ένα ποτήρι γάλα (οργανική – αφομοιώσιμη μορφή) θα έπρεπε να καταναλώσουμε μία μπανιέρα (80 περίπου λίτρα) νερό! Λιγάκι δύσκολο...

Να σημειώσουμε ότι το νερό ενός συστήματος αντίστροφης όσμωσης που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση (και όχι για πχ ενυδρειακή χρήση) έχει κάποια χαμηλή αγωγιμότητα, σε καμιά περίπτωση δεν είναι απεσταγμένο. Θα μπορούσε να παρομοιαστεί,ίσως, με νερό ποιότητας βροχής (εφόσον η βροχή πέφτει σε καθαρό περιβάλλον,όχι περνώντας από μολυσμένη ατμόσφαιρα), ή λιωμένου καθαρού χιονιού. Ας μην ξεχνάμε ότι για χιλιάδες χρόνια οι πρόγονοι μας ''ξεδιψούσαν'' με νερό βροχής (τότε, βέβαια, η ατμόσφαιρα ήταν καθαρή). Ακόμα και σήμερα, σε πολλά νησιά μας οι κάτοικοι συλλέγουν το βρόχινο νερό από τις (ειδικά διαμορφωμένες) ταράτσες των σπιτιών τους, για να το καταναλώσουν τους άνυδρους μήνες του καλοκαιριού.

Τέλος, εάν κάποιος επιμένει το νερό του να έχει τα άλατά του, μπορούμε, αφού πρώτα του αποβάλλουμε όλους τους μολυσματικούς παράγοντες που υπάρχουν στο νερό του (πχ αρσενικό, νιτρικά, χρώμιο, χλώριο, παθογόνους μικροοργανισμούς κτλ), να του προσθέσουμε και μεταλλικά στοιχεία, σε καθαρή μορφή (στάδιο εμπλουτισμού).

Όλοι οι διεθνείς οργανισμοί που ασχολούνται με την ποιότητα του νερού (NSF, EPA, WQA κτλ), συμφωνούν στο ότι δεν υπάρχει καλύτερη & αποτελεσματικότερη μέθοδος επεξεργασίας νερού από την αντίστροφη όσμωση (''the most available technology'')!

Η αντίστροφη όσμωση είναι μία τεχνολογία που εφαρμόζεται, όπου χρειαζόμαστε καθαρό νερό, από πόσιμο για οικιακή χρήση, την ιατρική (πχ μονάδες τεχνητού νεφρού), τη βιομηχανία (τρόφιμα, ποτά κτλ), μέχρι την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού για να γίνει πόσιμο (η οσμωτική πίεση του νερού των ωκεανών είναι 27 atm. Αν ασκηθεί αρκετά μεγάλη εξωτερική πίεση, 70-80 atm, η όσμωση μπορεί να σταματήσει και να αντιστραφεί, οπότε από τη μεμβράνη θα παρέχεται καθαρό νερό).

Ιστορική αναδρομή

Η διαδικασία της όσμωσης μέσω ημι-περατών μεμβρανών παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1748 από τον Jean Antoine Nollet. Για τα επόμενα 200 χρόνια, η όσμωση ήταν ένα φαινόμενο που παρατηρούνταν μόνο στο εργαστήριο. Το 1949, το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Άντζελες (UCLA), εξέτασε καταρχήν αφαλάτωση του θαλασσινού νερού με χρήση ημιπερατών μεμβρανών. Ερευνητές από τα πανεπιστήμια της Καλιφόρνια και της Φλόριντα, παρήγαγαν με επιτυχία γλυκό νερό από το θαλασσινό νερό στα μέσα της δεκαετίας του 1950, αλλά η παραγωγή ήταν πολύ χαμηλή για να είναι εμπορικά βιώσιμη. Μέχρι το τέλος του 2001, περίπου 15.200 μονάδες αφαλάτωσης ήταν σε λειτουργία ή στο στάδιο του σχεδιασμού σε όλο τον κόσμο.

Μπορούμε να σχεδιάσουμε το σύστημα αντίστροφης όσμωσης σύμφωνα με τις δικές σας - ιδιαίτερες ανάγκες(ποιότητα & ποσότητα νερού, ιδιομορφία του χώρου εγκατάστασης κτλ)!