אוסמוזה הפוכה

אוֹסְמוֹזָה הפוכה היא תהליך שבו מעבירים מים דרך מסנן שמחזיק את המומסים בצד אחד, ומאפשר מעבר של ממס טהור לצד השני. הממברנה היא שכבת פולימר דחוסה (לא נקבובית) שמאפשרת מעבר מים וחוסמת חלקיקים מומסים. הממברנה הנפוצה עשויה פוליאמיד או פוליסולפון; בשנת 2020 פותחה גם ממברנת פוליאסטר העמידה נגד כלור, מה שמקטין פגיעות מביופילם (שכבת חיידקים שיכולה לסתום ממברנות).

התהליך עובד על ידי הפעלת לחץ חיצוני נגד לחץ אוסמוטי. באוסמוזה רגילה מים זורמים מהתמיסה המדוללת למרוכזת בגלל לחץ אוסמוטי (הכוח שנוצר מהפרשי ריכוזים). אם מפעילים לחץ גדול יותר מהלחץ האוסמוטי על צד התמיסה המרוכזת, הממס (המים) ינוע הפעם מהצד המרוכז אל הדליל, וזה אוסמוזה הפוכה.

כאשר שתי תמיסות מופרדות בממברנה חדירה למחצה (מסנן שמעביר מים אך חוסם מומסים), הממס נודד כדי להשוות ריכוזים. באוסמוזה הפוכה מוסיפים לחץ על צידו של המים המלוחים. הלחץ החיצוני מעלה את כוח ההזרמה לכיוון ההפוך, ומוביל להעברת מים נקיים לצד השני. התהליך נעשה בטמפרטורת הסביבה, אך דורש אנרגיה חשמלית לדחיסת המים. ללחצי הפעלה אופייניים: 2, 14 בר למים מתוקים או מליחים בינוניים, ו-40, 70 בר למי ים; לחץ אוסמוטי במים מליחים יכול להיות כ־27 בר.
ניצולת ההמרה במתקנים משתנה: במים מליחים היא יכולה להגיע ל־80, 95%, ובמי ים ל־35, 60%.

שימוש מרכזי הוא התפלת מי ים ומים מליחים לקראת שתייה ולחקלאות. באילת מספקים מי שתייה מאוסמוזה הפוכה. מתקן אשקלון (2005) ייצר עד כ־110 מיליון מ"ק מים. מתקן שורק (2013) סיפק 150 מיליון מ"ק וביכולתו לספק עד 220 מיליון מ"ק; נכון ל־2017 הוא היה הגדול מסוגו.
במתקנים גדולים מבצעים בדרך כלל הכנת מים מקדימה בעזרת אולטראפילטרציה.

במכשירי בית משתמשים באוסמוזה הפוכה כחלק ממערכת סינון. לעתים מוסיפים מסנן מכני ומינרליזטור שמחזיר סידן ומלחים שהוסרו. מכשירים ניידים שפועלים בכבידה מאפשרים שימוש במטיילים ובשייטים, אך מטהרים רק כ־25% מהמים הנכנסים. לעיתים מוסיפים מנורת UV לוודא חיטוי חיידקים.

אוסמוזה הפוכה מחליפה חימום בהכנת תרכיזים כמו מיצים וסירופ מייפל. השיטה שומרת על חומרים רגישים לחום, כגון חלבונים ואנזימים. בתעשיית היין משתמשים בה גם להעלאת ריכוז, לסינון ולהפחתת אלכוהול, אם כי קיימת מחלוקת בנוגע לשימוש זה.

מים מטוהרים באוסמוזה הפוכה משמשים לשטיפת רכבים, כי פחות מינרלים משאירים כתמים. משתמשים גם במים מטוהרים בייצור מימן קטן ובאידוי הידרופוניקה, לגידול צמחים במים עם דשן.

אוֹסְמוֹזָה הפוכה היא דרך לקבל מים נקיים ממים מלוחים.
ממברנה היא מסנן שמעביר מים וחוסם מלח.
באוסמוזה הפוכה דוחפים את המים דרך הממברנה בעזרת לחץ.
כך המלח נשאר בצד אחד והמים הנקיים עוברים לצד השני.

אם שמים שתי תמיסות נפרדות עם מסנן ביניהן, המים רוצים להתאזן.
בלחץ גבוה על צד המלוח, מים ינועו לצד הנקי.
התהליך נעשה בטמפרטורת החדר ודורש מכונה שמייצרת לחץ.

משתמשים באוסמוזה הפוכה כדי לשנות מים מהים למים לשתייה.
מתקן גדול יכול לייצר מיליוני מטרים מעוקבים של מים.
במתקנים כאלה מכינים קודם את המים עם סינון נוסף.

בבית יש מערכות שמנצלות אוסמוזה הפוכה.
חלק מהמכשירים מחזירים למים קצת מינרלים שחסרים.
מכשירי כיס שאינם דורשים משאבה מטהרים רק חלק מהמים.

במזון משתמשים באוסמוזה הפוכה כדי לרכז מיצים בלי לחמם אותם.
כך נשמר טעם וחומרים חשובים במזון.

מועיל גם לשטיפת מכוניות כדי לא להשאיר כתמים.
עוד שימושים: ייצור מימן קטן וגידול צמחים בלי אדמה.