Il fenomeno dell’osmosi inversa
e delle altre tecnologie su membrane
L’osmosi inversa è la separazione di un componente di una soluzione da un altro componente della stessa soluzione per mezzo di una pressione esercitata su una membrana semipermeabile.
La porosità nelle membrane usate per l’osmosi inversa può variare da 4 a 100 Angstrom (da 0,0004 a 0,0010 micron).
La rimozione dei sali è possibile fino al 99,6%, la rimozione dei molti materiali organici fino al 100%. Il nome “osmosi inversa” è derivato dall’osmosi, il fenomeno naturale che procura acqua alle foglie degli alberi e acqua alle cellule degli esseri viventi per avere la vita. La normale osmosi ha luogo quando l’acqua passa da una soluzione meno concentrata ad una soluzione più concentrata attraverso una membrana semipermeabile. Una certa energia potenziale esiste fra le 2 soluzioni su ogni lato della membrana. La differenza di energia potenziale fra qualsiasi soluzione e l’acqua pura è detta pressione osmotica assoluta. L’acqua passa da una soluzione all’altra per effetto della differenza di potenziale elettro-chimico fra le 2 soluzioni.
Il passaggio termina quando si raggiunge l’equilibrio cioè quando le due soluzioni hanno lo stesso potenziale elettrochimico o pressione osmotica.
Quando una pressione superiore a quella osmotica è applicata alla soluzione più concentrata, l’acqua comincia a defluire dalla soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata.
Il flusso di acqua che passa in questo caso e’ in funzione della pressione osmotica e dell’area della membrana che è sottoposta a pressione. I prodotti organici sono praticamente non ionici e quindi non sono coinvolti nel fenomeno dell’osmosi inversa. Il passaggio di questi ultimi attraverso le membrane semipermeabili avviene unicamente in funzione della loro dimensione molecolare rispetto alla porosità della membrana, quindi le molecole dei prodotti organici sono separate dall’acqua o altro solvente per un semplice effetto di setacciamento allo stato molecolare. Quindi le macchine a ultrafiltrazione e microfiltrazione sono in pratica dei separatori a livello molecolare.