Osmose reversa em transferencia de massa

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Osmose inversa
Introdução
A osmose inversa ou osmose reversa é um processo de separação em que um solvente é separado de um soluto de baixa massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto. Isso ocorre quando se aplica uma grande pressão sobre este meio aquoso, o que contraria o fluxo natural da osmose. Por essa razão o processo é denominado osmose reversa.

Emosmose inversa, as membranas retêm partículas cujo diâmetro varia entre 1 e 10 Å(2). As partículas retidas são solutos de baixa massa molecular como sais ou moléculas orgânicas simples.

A pressão osmótica das soluções é proporcional a concentração de soluto. Para que a produção de permeado seja razoável, a diferença de pressão hidrostática através da membrana tem que ser elevada, para água,varia entre 3 e 100 atm(2).

Objetivos

Os usos da osmose reversa são diversos, sempre relacionados à separação de ions. Dentre eles é possível citar:
* Dessalinização de água do mar: Tanto para consumo humano quanto para outros processos, a membrana de Osmose Reversa pode reduzir a concentração de cloreto de sódio de 35.000mg/L para 350mg/L.
* Irrigação: Um dos problemas da agricultura éa acumulação de sais no solo em função da irrigação com água de rios ou poços. A partir de certo patamar os sais tornam-se nocivos às plantações. A Osmose Reversa é capaz de remover este excesso de sais de forma economicamente viável.
* Alimentação de caldeiras: Caldeiras exigem água puríssima, pois a evaporação da água causa a incrustração da superfície dos tubos pelos sólidos presentes namesma, reduzindo a transferência de calor, aumentando o consumo de combustível e o risco de explosões. A osmose reversa, assim como a troca iônica, têm sido o tratamento mais utilizado nestes casos.
* Produção de produtos químicos: Hospitais, conglomerados farmacêuticos e laboratórios utilizam o processo de Osmose Reversa para garantira máxima pureza em seus produtos. Processos de hemodiálisesão alimentados com água desmineralizada ou destilada.

* Recuperação de águas residuais na indústria
* Concentração de sucos, proteínas e vinho na indústria alimentícia.

Comparada ao processo de troca iônica, muito utilizado para a remoção de ions em águas industriais, a osmose reversa tem a vantagem de dispensar a etapa de regeneração, um processo que interrompe a produção e ao mesmotempo consome uma grande quantidade de produtos químicas (ácidos e bases fortes). Como desvantagem existe a geração de um fluxo de rejeito, solução com elevadas concentrações de sais em volumes de até 50% da alimentação total.

Como funciona a osmose reversa?

Para entender a "osmose reversa", vamos começar compreendendo a osmose normal. De acordo com o Merriam-Webster's Collegiate Dictionary, adefinição de osmose é "o movimento de um solvente através de uma membrana semipermeável (como a de uma célula viva) para uma solução com maior concentração de soluto. Este movimento tem como objetivo balancear a concentração de soluto nos dois lados da membrana". Isso soa bem. Mas para entender o que tudo isso significa, esta figura é mais útil:

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Na esquerda, existe um becker cheio deágua e um tubo parcialmente submerso na água. O nível de água no tubo é o mesmo nível de água no becker. Na figura central, a extremidade do tubo foi selada com uma "membrana semipermeável" e metade do conteúdo do tubo foi preenchido por uma solução com sal. Inicialmente, os níveis da solução com sal e de água são iguais, mas com o tempo algo inesperado acontece: o nível da água no tubo começa asubir. Esse aumento é causado pela "pressão osmótica".
Uma membrana semipermeável é uma membrana que deixa passar alguns átomos ou moléculas, mas outros não. O polímero é uma membrana, mas é impermeável a quase tudo que conhecemos. O exemplo mais comum de membrana semipermeável é o seu intestino ou as paredes celulares que o formam. Gore-tex é outro tipo de membrana semipermeável. Esta membrana é...
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