หลักการออสโมซิส (osmosis) เป็นกระบวนการแพร่โมเลกุลของเหลวหรือน้ำผ่านเยื่อ จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของน้ำมาก (สารละลายความเข้มข้นต่ำ) ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของน้ำน้อย (สารละลายความเข้มข้นสูง) กระจายจนกว่าโมเลกุลของน้ำจะเท่ากัน เป็นกระบวนการทางกายภาพที่ตัวทำละลายจะเคลื่อนที่โดยอาศัยพลังงานความร้อน ผ่านเยื่อเลือกผ่าน (ซึ่งตัวทำละลายจะผ่านเยื่อเลือกผ่านได้ แต่สารละลายจะไม่สามารถผ่านเยื่อเลือกผ่านได้)[ ออสโมซิสก่อให้เกิดพลังงาน และสามารถสร้างแรงได้
การเคลื่อนที่ของตัวทำละลายจะเคลื่อนที่จากสารละลายความเข้มข้นต่ำกว่า ไปยังสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่า เพื่อเป็นการลดความต่างของความเข้มข้นของสาร แรงดันออสโมซิส หมายถึง แรงดันที่ใช้สำหรับการคงดุลยภาพ โดยที่ไม่มีการเคลื่อนที่ของตัวทำละลายอีกต่อไป
ออสโมซิสเป็นกระบวนการสำคัญสำหรับระบบชีววิทยา โดยเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน โดยทั่วไปแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์จะไม่ยอมให้สารละลายอินทรีย์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่น พอลิแซ็กคาไรด์) ผ่านเข้าออกได้ ขณะที่น้ำ อากาศ และสารละลายที่ไม่มีประจุไฟฟ้าสามารถผ่านเข้าออกได้ ความสามารถในการผ่านเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ของสารอาจขึ้นอยู่กับคุณสมบัติในการละลาย ประจุไฟฟ้า หรือคุณสมบัติทางเคมี และขนาดของสารละลายนั้น กระบวนการออสโมซิสเป็นกระบวนการพื้นฐานในการนำน้ำผ่านเข้าออกเยื่อหุ้มเซลล์ แรงดันเทอร์เกอร์ของเซลล์จะถูกควบคุมโดยออสโมซิส ตัวอย่างออสโมซิส เช่น การออสโมซิสของน้ำเข้าไปในเซลล์พืชทำให้ผิวของพืชเต่ง การออสโมซิสของสีนำเข้าไปในผิวกระดาษ ทำให้ผิวกระดาษเปลี่ยนสี
หลักการทำงานของเครื่องกรองน้ำอาร์โอ (ระบบ Reverse Osmosis System)
หลักการทำงานของเครื่องกรองน้ำ RO Reverse Osmosis System จะทำงานแบบย้อนกลับจากระบบ Osmosis โดยการดันน้ำที่มีสารละลายเข้มข้นสูงดันผ่านเยื่อเมมเบรนไปสู่น้ำที่มีสารละลายความเข้มข้นน้อย โดยใช้ปั๊มน้ำแรงดันสูงอาร์โอนั่นเอง
จุดประสงค์ของการใช้น้ำที่ได้จากเครื่องกรองน้ำอาร์โอ (ระบบ Revese Osmosis Product)
ในส่วนการผลิตของภาคอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อความสะอาด การผสมวัตุถุดิบในการผลิตอาหาร ในอุตสาหกรรมน้ำดื่ม ระบบกรองน้ำอาร์โอสามารถกรองเชื้อโรคได้ถึง 100% โรงงานผลิตยาใช้เป็นส่วนผสมของยา และในอุตสหกรรมที่เกี่ยวกับชิ้นงานน้ำที่ใช้หากไม่ได้คุณภาพน้ำที่มีค่าสารละลายที่ต้องการอาจทำให้ชิ้นงานเกิดความเสียหายได้ ตัวอย่างเช่น โรงงานผลิตชื้นส่วนอลูมิเนียม ถ้าน้ำที่เข้าในกระบวนการมีค่าสารละลายเกินกว่า ข้อกำหนดข้อการผลิตอาจทำให้เกิดคราบในชิ้นงานได้ หรืออุตสาหกรรมที่เกี่ยวกับการผสมเคมี หากค่าน้ำที่นำมาผสมเคมีมีค่าสารละลายเกินกว่าที่กำหนดจะมีผลกับเคมีที่ผลิตออกมาเป็นต้น
การดูแลรักษาเครื่องกรองน้ำ RO
กับการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอ โดยปกติการติดตั้งระบบกรองน้ำ RO จะมีการใช้งานแบบออโตเมติก โดยควบคุมด้วยระบบของลูกลอยในถังพักน้ำ RO สิ่งควรควรคำนึงถึงก่อนการเข้าสู่ไส่กรองเมมเบรนอาร์โอ ก็คือคุณภาพน้ำจะต้องมีความขุ่นไม่ควรเกิน 5 Ntu และควรกำจัดค่าหินปูนในน้ำออก โดยทำเป็นน้ำอ่อน Water Softener ด้วยวิธีการกรองด้วยCation Resin เพื่อดึงแคลเซียมกับแมกนีเซียมในน้ำออก หรือจะใช้น้ำยาป้องกันตะกรันในไส้กรองเมมมเบรนอาร์โอ ด้วยน้ำยาแอนตี้สเกล (Antiscale)
รูปภาพเมมเบรนอาร์โอที่จำหน่าย
ปัญหาที่เกิดกับการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอ
1.ปัญหาเรื่องกรองน้ำอาร์โอออกมาแล้วมีกลิ่น เกิดจากปัญหาเรื่องการสะสมของสารปนเปื้อนในไส้กรอง Membrane RO หรือเกิดจากชุดกรองก่อนเข้าระบบกรองน้ำอาร์โอไม่สมบูรณ์ จึงมีสิ่งสกปรก สารแขวนลอย ตะกอน สนิม เข้าระบบกรองน้ำอาร์โอได้ วิธีแก้ไข คือ ควรล้างเมมเบรนอาร์โอด้วย ชุด CIP
2.ปัญหาการกรองน้ำอาร์โอแล้วน้ำไม่ค่อยไหล หรือไหลน้อยลง ให้สังเกตุ Flow Meter ที่อยู่หน้าเครื่องกรองอาร์โอ อัตราการไหลจะได้น้ำที่น้อยลง เกิดจากการที่สิ่งปนเปื้อนหรือสารละลายเริ่มอุดตันไส้กรองเมมเบรนอาร์โอ ซึ่งควรจะต้องถอดไส้กรองเมมเบรนนำมาล้างทำความสะอาด
3.ปัญหาเครื่องกรองน้ำอาร์โอ กรองแร่ธาตุหรือสารละลายในน้ำไม่ได้ค่าที่ต้องการ เกิดจากการใช้งานเครื่องกรองน้ำอาร์โอมาระยะหนึ่งซึ่งไส้กรอง Membrane RO อาจเกิดการหมดสภาพการใช้งาน ซึ่งโดยปกติไส้กรองน้ำอาร์โอมีประสิทธิภาพในการกรองแร่ธาตุในน้ำออกได้ถึง 95-99% ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของเครื่องกรองน้ำอาร์โอ ซึ่งค่าน้ำที่นำแร่ธาตุออกมีความสำคัญมากสำหรับ Line ผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม