Il processo di osmosi

Il termine osmosi in chimica è un processo fisico spontaneo che sta ad indicare la diffusione di solvente (acqua) dalla soluzione a minore concentrazione di soluto verso quella a maggior concentrazione di soluto, attraverso una membrana semipermeabile.

Il processo continua fino al raggiungimento di una situazione di equilibrio, in cui entrambe le soluzioni guadagnano e mantengono la stessa concentrazione.

Definizione di osmosi inversa

L’osmosi inversa è, invece, il processo in cui si forza il passaggio delle molecole di solvente dalla soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata, esattamente il contrario di quanto avverrebbe naturalmente.

Viene definita anche iperfiltrazione e si ottiene applicando alla soluzione più concentrata una pressione maggiore della pressione osmotica.

Il processo di realizza attraverso una membrana che trattiene il soluto da una parte, impedendone il passaggio e permettendo di ricavare il solvente puro dall’altra.

Il vantaggio rispetto ad altri metodi di trattamento dell’acqua è che l’osmosi inversa, oltre a rimuovere i sali disciolti, trattiene anche virus, batteri, germi, particelle e sostanze organiche.

Vantaggi dall’uso del sistema di trattamento ad osmosi inversa

Quali sono i vantaggi nell’usare il trattamento acqua ad osmosi inversa rispetto ad altre soluzioni?

• Qualità dell’acqua
• Disponibilità costante di acqua depurata
• Risparmi sui costi (e risparmio energetico)
• Poca manutenzione
• Non necessità di rigenerazione come addolcitori o altri impianti a resina e quindi non necessita di prodotti chimici pericolosi

Applicazioni dell’osmosi inversa nel settore alimentare

L’osmosi inversa è la tecnica più fine di filtrazione dell’acqua ad uso alimentare.

Il sistema si basa sul forzare il passaggio di molecole da una soluzione all’altra utilizzando la membrana come un setaccio; il risultato è che con questo grado di filtrazione, i metalli pesanti, nitriti, nitrati, amianto, microorganismi e virus vengono eliminati.

La membrana osmotica è costituita da un’anima centrale, attorno a cui viene avvolta (a spirale) una tela semipermeabile in polisulfone o altro materiale sintetico.

L’acqua da trattare viene spinta nella membrana da una pompa, che esercita una pressione superiore a quella osmotica, così da ottenere due flussi in uscita:

  • la parte di acqua in ingresso costituisce il permeato (povero di sali) che va all’utilizzo
  • la parte rimanente fuoriesce con un’elevata concentrazione salina e viene scartata.

L’acqua osmotizzata viene usata nell’industria alimentare per lavare o risciacquare utenze critiche, sfruttando il fatto che non avendo Sali non lascia aloni o macchie, ed il fatto che è biologicamente sterile.

Applicazioni dell’osmosi inversa nel settore industriale

L’osmosi inversa è una metodologia utilizzata anche in ambito industriale nella desalinizzazione dell’acqua.

Si applica ad acque con qualsiasi contenuto salino, i cui residui provocano incrostazioni, intasamenti nei circuiti di raffreddamento, riducono la trasmissione del calore nei generatori di vapore e sono cause di inquinamento.

Una delle soluzioni più efficaci per ridurre i costi di esercizio delle caldaie è quella di sostituire un’acqua non trattata o addolcita con acqua osmotizzata.

Questo ha come conseguenza la diminuzione degli spurghi delle caldaie e di conseguenza la diminuzione del consumo di metano.

I costi di esercizio contenuti ed il fatto che il processo non richiede rigenerazioni continue, rendono le applicazioni dei sistemi ad osmosi inversa versatili e largamente impiegate nei settori di produzione alimentare, nel pretrattamento di caldaie e torri di raffreddamento e nel settore farmaceutico.