Page 27 - עלון הנוטע ינואר 2015

‫מים לחקלאות‬

‫בואו נדבר באוסמוזה הפוכה‬

‫באדיבות ‪www.hop-sale.com‬‬ ‫מכונה שיווי משקל כימי‪.‬‬ ‫תחילה‪ ,‬מהי אוסמוזה?‬
‫במקום לערבב את שתי התמיסות אפשר להכניסן לשני תאים שממברנה‬
‫חדירה למחצה מפרידה ביניהם‪ .‬הממברנה מאפשרת מעבר של ממס‬ ‫אוסמוזה היא מעבר של ממס דרך ממברנה חדירה למחצה במורד מפל‬
‫וחוסמת מעבר של מומסים‪ .‬מכיוון שאין אפשרות להגיע לשיווי משקל‬ ‫ריכוזו‪ ,‬דהיינו מתמיסה דלילה שבה ריכוז המומסים הכולל נמוך יותר לתת‬
‫באמצעות תנועת מומסים‪ ,‬מתקיימת תנועה של ממס מהתמיסה הדת‬ ‫מיסה מרוכזת‪ ,‬שבה ריכוז המומסים הכולל גבוה יותר‪ ,‬עד ליצירת איזון בין‬
‫לילה לתמיסה המרוכזת‪ .‬מעבר הממס לתמיסה המרוכזת מפחית את‬ ‫ריכוזי המומסים הכוללים משני צדי הקרום‪ .‬אוסמוזה היא סוג של פיעפוע‪,‬‬
‫ריכוזה ומעברו מהתמיסה הדלילה מעלה את ריכוזה‪ .‬התהליך מכונה‬ ‫במהלכו רק הממס יכול לעבור דרך קרום שבין שתי התמיסות‪ .‬כאשר‬
‫אוסמוזה‪ .‬הכוח שגורם לתנועת הממס מכונה לחץ אוסמוטי‪ ,‬שכן הוא‬ ‫גם חלקיקי המומסים מסוגלים לעבור דרך הקרום מתרחשת האוסמוזה‬
‫בו‪-‬זמנית עם פיעפוע המומסים‪ ,‬שכל אחד מהם עובר דרך הקרום לפי‬
‫מקביל לזרימה הנגרמת מהפרש לחצים‪.‬‬ ‫מפל הריכוזים שלו‪ .‬חומרים שנמצאים בתמיסה אך לא מומסים בה‪ ,‬כמו‬
‫באוסמוזה הפוכה מוסיפים למתקן שתואר בתהליך האוסמוזה לחץ‬ ‫ליפידים ורב‪-‬סוכרים‪ ,‬אינם נכללים בריכוז הכולל של המומסים ולכן אינם‬
‫על התא של התמיסה המרוכזת‪ .‬שני כוחות פועלים כעת על הממס‪:‬‬
‫הממס שואף לעבור מתא התמיסה הדלילה לתא התמיסה המרות‬ ‫גורמים לאוסמוזה ואינם משפיעים על עוצמתה ומהירותה‪.‬‬
‫כזת (לחץ אוסמוטי) ומנגד קיים הפרש לחצים המנסה להניע חומר‬
‫מתא התמיסה המרוכזת לתא התמיסה הדלילה‪ .‬מכיוון שהממברנה‬ ‫אוסמוזה הפוכה‪ ,‬כלומר פיעפוע הפוך‪ ,‬מתארת תהליך של מעבר תמיסה‬
‫לא מאפשרת מעת‬ ‫דרך מסנן הלוכד את המומס בצד אחד ומאפשר מעבר של ממס טהור‬
‫בר מומסים‪ ,‬הלחץ‬
‫החיצוני גורם לממס‬ ‫לצד השני‪ .‬ליתר‬
‫לשאוף לעבור מתא‬ ‫דיוק‪ ,‬זהו תהליך של‬
‫התמיסה המרוכזת‬ ‫הנעת ממס מתת‬
‫לתא התמיסה הדת‬ ‫מיסה בעלת ריכוז‬
‫לילה‪ .‬כאשר הלחץ‬ ‫מומסים גבוה לתת‬
‫החיצוני רב מהלת‬ ‫מיסה בעלת ריכוז‬
‫חץ האוסמוטי סך‬ ‫מומסים נמוך באמת‬
‫התנועה של הממס‬ ‫צעות הפעלת לחץ‬
‫יהיה מהתמיסה‬ ‫נגדי ללחץ האוסמות‬
‫המרוכזת אל התמית‬ ‫טי‪ .‬זהו תהליך הפוך‬
‫סה הדלילה‪ ,‬כלומר‬ ‫לאוסמוזה רגילה‪.‬‬
‫כאן הממברנה המת‬
‫יתקיים תהליך של אוסמוזה הפוכה‪.‬‬ ‫שמשת לתהליך‬
‫התהליך מתבצע בטמפרטורת הסביבה‪ .‬האנרגיה החשמלית הדרושה‬ ‫חדירה למחצה‪ ,‬כלומר מאפשרת מעבר ממס ולא מומס‪.‬‬
‫לדחיסת המים ללחץ הפעלה גבוהה יחסית‪ .‬ניצולת המים המותפלים‬ ‫ממברנה המשמשת לאוסמוזה הפוכה אינה נקבובית‪ .‬הסינון נעשה‬
‫בשכבה בעלת עובי מיקרוסקופי של פולימר דחוס‪ .‬במרבית המקרים‬
‫יכולה להגיע עד ‪ 80-90%‬במים מליחים ול‪ 35-60%-‬במי ים‪.‬‬ ‫בנויה הממברנה כך שרק מים יעברו דרכה‪ .‬המים מצטרפים לפולימר‬
‫הממברנה ועוברים בדיפוזיה לצדה השני‪ .‬התהליך דורש הפעלת לחץ‬
‫התפלת מים‬ ‫גבוה על התמיסה בעלת ריכוז המומסים הגבוה‪ ,‬בדרך כלל ‪ 2‬עד ‪ 14‬בר‬
‫למים מתוקים ומים בעלי מליחות ביניים ו‪ 40-‬עד ‪ 70‬בר למי ים‪ .‬במתקן‬
‫אוסמוזה הפוכה משמשת להתפלת מי ים ומים מליחים לצורך אספקת‬ ‫אוסמוזה הפוכה עם מי ים ומים מתוקים נוצר לחץ אוסמוטי של כ‪ 27-‬בר‪,‬‬
‫מי שתייה ומים לחקלאות‪ .‬באזור אילת מסופקים מי שתייה המופקים‬ ‫שיש להתגבר עליו‪.‬‬
‫בעזרת אוסמוזה הפוכה ממים מליחים‪ .‬מספר משקים חקלאיים משת‬
‫תמשים במי שופכין ומים מלוחים יחסית שהותפלו עד לרמה מתאימה‬ ‫שיווי משקל כימי‬
‫לשימוש חקלאי‪ .‬למתקן התפלה אשקלון‪ ,‬שהחל לפעול בשנ ת ‪ ,2005‬כ�ו‬
‫שר ייצור של עד ‪ 110‬מיליון מ״ק מים באיכות טובה‪ .‬מתקן זה הינו הגדול‬ ‫כאשר מערבבים שתי תמיסות שונות בריכוזן סך המומסים בתוכן יתפזר‬
‫מסוגו בעולם ועלות המים המותפלים שהוא מייצר הינה הנמוכה ביותר‬ ‫בשווה בסך הממס‪ .‬התהליך מתרחש בדיפוזיה שבמהלכה נעים מומסים‬
‫מאזור בו ריכוזם גבוה לאזור בו ריכוזם נמוך‪ .‬מצב שוויון הריכוזים בתמיסה‬
‫בעולם למים מותפלים‪0 .‬‬

‫‪‘ 27 ‘Alon Hanotea’ vol. 69 January 2015‬עלון הנוטע’ שנה ס”ט‪ ,‬ינואר ‪2015‬‬