Chất rắn hòa tan và thẩm thấu ngược
Nhà máy sản xuất nước đá
Thẩm thấu ngược (RO) là một kỹ thuật lọc dựa trên công nghệ màng lọc, trong đó các màng mỏng được sử dụng để lọc các chất rắn hòa tan.
Thẩm thấu ngược (RO) là một kỹ thuật lọc dựa trên công nghệ màng lọc, trong đó các màng mỏng được sử dụng để lọc các chất rắn hòa tan. Tùy thuộc vào loại màng, các hạt có đường kính từ 0,1 µm đến 0,001 µm (tế bào vi sinh vật đến protein) có thể được lọc ra bằng các kỹ thuật lọc như lọc vi mô, siêu nhỏ hoặc nano. Thẩm thấu ngược là kỹ thuật lọc dựa trên màng hiệu quả nhất và có thể lọc các hạt có đường kính 0,0001 µm, cho phép chúng ta loại bỏ hầu hết các cation và anion hòa tan.
Các màng được sử dụng trong quá trình lọc được cấu tạo từ các màng phức hợp cellulose acetate hoặc polyamide, tùy thuộc vào loại hạt cần được lọc ra. Bạn sẽ tìm hiểu thêm về các loại màng lọc và màng lọc khác nhau được sử dụng trong các bước khác trong quy trình sản xuất bia trong Mô-đun 8!
Trong RO, áp suất được áp dụng ở phía chất tan cao của màng bán thấm để vượt qua áp suất thẩm thấu tự nhiên và tập trung các chất hòa tan ở phía chất tan cao. Đồng thời, nước bị ép qua màng, dẫn đến nước không có hạt ở phía bên kia của màng. Như vậy, dòng nước đi ngược lại với hướng thẩm thấu thông thường và do đó nó có tên là "thẩm thấu ngược". So với các kỹ thuật lọc khác ở trên, thẩm thấu ngược đòi hỏi áp suất cao (10 - 15 bar).
Vì hệ thống RO là hệ thống khá đơn giản và nhỏ tạo ra nước chất lượng cao, nên loại lọc này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nước uống.
Trước khi cấp nước vào hệ thống RO, điều quan trọng là phải đưa nước qua một loạt bộ lọc và bộ lọc than hoạt tính để loại bỏ các hạt có kích thước 1 µm, các hợp chất hữu cơ và clo có thể làm hỏng màng bán thấm. Bên trong hệ thống RO, nước được đưa vào hộp mực có màng lọc.
Sử dụng phương pháp lọc dòng chảy chéo, chất thấm qua được rút ra trong khi phần lớn nước được xả đi bằng cách mang đi hàm lượng hạt / chất tan cô đặc, còn được gọi là cô đặc. Chất thấm được thu thập trong một bể (áp suất) để sử dụng sau này.
Một nhược điểm lớn của hệ thống RO là tỷ lệ giữa chất cô đặc và chất thẩm thấu cao. Trong các hệ thống quy mô nhỏ thông thường, ít hơn 20% thức ăn được chuyển hóa thành chất thẩm thấu -> 80% lượng nước cấp vào được thoát ra ngoài dưới dạng nước thải.
Trong các hệ thống công nghiệp phức tạp hơn sử dụng các bước thu hồi, tỷ lệ này có thể tăng lên đến 80%, mặc dù các hệ thống này có hệ thống thoát nước thải tập trung cao không nằm trong yêu cầu của chính phủ về xử lý nước thải. Một nhược điểm khác là chi phí thay thế màng cao. Xử lý trước nước cấp đúng cách là một giải pháp quan trọng để tăng tuổi thọ của màng.
Quá trình xử lý RO tạo ra nước có hàm lượng ion rất thấp. Vì một số ion cần thiết trong quá trình sản xuất bia, nên có thể cần phải hoàn nguyên nước nấu bia với lượng ion chính xác bằng cách hòa tan các muối cụ thể.