Odwrócona osmoza, jako skuteczna i ekologiczna metoda uzdatniania wody, stała się jednym z kluczowych procesów w wielu gałęziach przemysłu, kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak można zoptymalizować ten proces i jakie są najnowsze technologie monitorujące jakość wody? W niniejszym artykule przybliżymy mechanizmy działania odwróconej osmozy, omówimy właściwości wody uzyskanej tą metodą oraz przedstawimy dedykowane, zaawansowane czujniki pomiarowe i rozwiązania automatyki. Czytaj dalej!
Proces odwróconej osmozy (RO) opiera się na zjawisku dyfuzji, czyli ruchu cząsteczek z obszaru o wyższej koncentracji do obszaru o niższej koncentracji. W przypadku RO woda zanieczyszczona jest poddawana wysokiemu ciśnieniu, aby zmusić ją do przepływu przez membranę półprzepuszczalną. Ta membrana osmotyczna posiada mikroskopijne pory, które są na tyle małe, że pozwalają przepuszczać tylko cząsteczki wody, a zanieczyszczenia, takie jak sole mineralne, pestycydy, bakterie, wirusy i inne związki chemiczne, zatrzymują się po stronie przeciwnej.
W procesie odwróconej osmozy powstaje woda ultraczysta (inne określenia to woda oczyszczona, woda do wstrzykiwań czy woda do iniekcji), posiadająca wiele zastosowań przemysłowych, które omówimy w dalszej części artykułu.
W procesie osmozy woda przepływa przez półprzepuszczalną membranę osmotyczną. Zanieczyszczenia zatrzymują się na powierzchni membrany
Właściwości wody ultraczystej jest określana przez kilka norm i zaleceń, takich jak ASTM, Pharmacopoea Europaea, USP, DIN lub ISO. Normy te są bardzo dobrze uznawane na całym świecie i wiele firm stosuje je w procesie produkcji wody o wysokiej czystości.
Jedną z najważniejszych właściwości wody uzyskanej w procesie odwróconej osmozy jest niska przewodność elektryczna. Proces odwróconej osmozy usuwa większość soli mineralnych, które są głównymi nośnikami prądu w wodzie, co prowadzi do obniżenia przewodności. Oczyszczona woda może mieć przewodność rzędu kilku mikrosiemensów na centymetr (μS/cm), podczas gdy zwykła, nieuzdatniona woda to od kilkuset do kilku tysięcy μS/cm, ze względu na obecność rozpuszczonych soli mineralnych.
Porównując nieuzdatnioną i czystą wodę można zauważyć, że przewodność tej drugiej jest o wiele niższa
Woda uzyskana za pomocą odwróconej osmozy znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, gdzie wymagana jest woda o najwyższej jakości, wolnej od zanieczyszczeń i substancji chemicznych.
Woda uzyskana za pomocą RO jest niezbędna w przemyśle spożywczym i napojowym. Wykorzystywana jest jako składnik produktów spożywczych, do przygotowywania napojów m.in. w procesie produkcji piwa, wina i napojów bezalkoholowych.
Woda z RO w przemyśle chemicznym służy do produkcji nawozów, barwników i farb, pełniąc rolę rozpuszczalnika i środka chłodzącego.
W przemyśle farmaceutycznym jest wykorzystywana do produkcji leków, a także jako składnik w procesie produkcyjnym.
W przemyśle kosmetycznym wykorzystywana jest jako składnik w produkcji kosmetyków, takich jak kremy, szampony i płyny do demakijażu.
Woda ta jest wykorzystywana jako składnik w procesach produkcji mikroprocesorów i innych urządzeń elektronicznych.
W celu zapewnienia jakości wody uzyskanej za pomocą RO konieczne jest monitorowanie parametrów jakości wody, takich jak przewodność i temperatura.
Kompletny system pomiarowy do pomiaru wody o wysokiej czystości składa się z:
Przewodność może pomóc nam ocenić jakość wody w sposób szybki i niezawodny. Czujnik przewodności mierzy sumę wszystkich jonów obecnych w roztworze. Najlepsze do tego zastosowania są dwuelektrodowe czujniki przewodności, takie jak JUMO tecLine CR.
Dwuelektrodowe czujniki przewodności JUMO tecLine CR dedykowane do przemysłu farmaceutycznego
Uniwersalny czujnik przewodności ze zintegrowanym czujnikiem temperatury
Ponieważ przewodność zależy również od temperatury, wyniki pomiaru są zwykle dostosowywane do standardowej temperatury 25°C (poprzez kompensację temperatury). Temperatura może być mierzona przez osobno lub przez czujnik temperatury zintegrowany z celką przewodności.
Opcjonalnie:
System pomiarowy dla oczyszczania wody metodą odwróconej osmozy
Aby zapewnić optymalną wydajność procesu odwróconej osmozy (RO), konieczne jest podjęcie kilku kroków.
Jedną z głównych korzyści jest możliwość uzyskania wody o wysokiej jakości, wolnej od szkodliwych substancji, soli i bakterii. Taka woda jest niezbędna w wielu dziedzinach przemysłu, takich jak produkcja leków, kosmetyków, napojów czy mikroelektroniki. Uzdatnienie wody RO jest również bardziej ekologiczne niż tradycyjne metody, ponieważ zmniejsza ilość zużywanej wody i eliminuje potrzebę stosowania chemikaliów.
Jednakże proces odwróconej osmozy jest kosztowny w utrzymaniu i wymaga dużych nakładów finansowych. Urządzenia RO wymagają regularnej konserwacji i wymiany elementów składowych, co zwiększa koszty utrzymania. Ponadto proces ten wymaga energii, co przyczynia się do wzrostu emisji gazów cieplarnianych.
Innym wyzwaniem związanym z uzdatnianiem wody za pomocą odwróconej osmozy jest problem z osadami soli, które osadzają się na membranie RO i mogą ją uszkodzić. Dlatego konieczna jest regularna kontrola i czyszczenie membran, co również wiąże się z kosztami.
Podsumowując, uzdatnianie wody za pomocą odwróconej osmozy przynosi wiele korzyści, ale wiąże się również z pewnymi wyzwaniami i kosztami, które można zminimalizować wybierając czujniki pomiarowe dobrej jakości. Warto jednak pamiętać, że woda o wysokiej jakości jest niezbędna w wielu dziedzinach przemysłu, a RO jest jednym z najskuteczniejszych sposobów jej uzyskania.
