Electrodialysis Bagaimana Kerja, Kelebihan, Kekurangan, Kegunaan

The Electrodialysis Ia adalah pergerakan ion melalui membran semipermeable, didorong oleh perbezaan potensi elektrik. Membran yang digunakan dalam elektrodialisis mempunyai harta menjadi penukar ion untuk kation atau untuk anion.

Membran pertukaran kation mempunyai beban negatif: mereka membiarkan kation lulus dan mengusir anion. Sementara itu, membran pertukaran anionik mempunyai caj positif: mereka membiarkan anion dan mengusir kation.

Skim pakej lima sel elektrodialisis. Sumber: Commonshelper2 melalui Wikipedia.

Kamera atau sel elektrodialisis dianjurkan dalam pakej dengan beberapa anion dan membran pertukaran kationik, yang bergantian antara satu sama lain. Membran pertukaran anionik dan kationik membatasi ruang di mana proses pencairan dan kepekatan cecair dijalankan.

Penggerak aliran ionik yang melintasi membran sel elektrodialisis adalah perbezaan potensi elektrik antara katod dan anod.

Sementara itu, dalam osmosis terbalik aliran air dari petak dengan osmolariti terbesar ke petak osmolariti yang lebih rendah disebabkan oleh peningkatan tekanan hidrostatik, yang disebabkan oleh tindakan pam.

[TOC]

Bagaimana berfungsi dalam pencairan air?

Penerangan Pakej Lima Sel Electrodialysis

Dalam skim yang ditunjukkan (imej unggul) lokasi membran pertukaran enam ion ditunjukkan: Tiga pertukaran kation dan tiga pertukaran anion, yang diselingi antara satu sama lain. Membran ini membatasi lima petak di mana cecair yang terlibat dalam electrodialysis beredar (lihat anak panah merah dan kebiruan).

Membran pertukaran anionik dimuatkan secara positif, muncul dalam skim berwarna biru. Ini membiarkan anion lulus dan mengusir kation untuk penolakan elektrostatik.

Membran pertukaran kation, sementara, mempunyai beban negatif, yang menunjukkan dalam skim hijau. Mereka diseberang oleh kation, namun menangkis anion.

Ia boleh melayani anda: ujian: ciri, jenis, contoh kegunaan

Kedua -dua jenis membran adalah kalis air ke air. Skim ini menunjukkan dua ruang di mana pencairan kandungan garam air berlaku. Dalam skim, aliran masuk dan keluar dari ruang ini ditunjukkan dalam warna biru, yang dikenal pasti sebagai d semasa d.

Sementara itu, terdapat tiga ruang di mana air beredar dengan kandungan garam yang tinggi, yang dikenal pasti merah. Pendapatan dan aliran keluar ke petak -petak ini ditunjukkan dalam skim sebagai c semasa.

Begitu juga, petak anod (+) dan katod (-) ditunjukkan dalam skema, di mana arus dan.

Operasi Electrodialysis

Kation tertarik dengan beban katod (-), sambil menangkis anod (+). Anion tertarik dengan beban anod (+) dan ditolak oleh beban katod (-).

Pemerhatian, sebagai contoh, sel tiga, empat dan lima, menunjukkan perkara berikut: dalam sel tiga dan lima beredar cecair pekat, manakala dalam sel empat cecair beredar.

Ion cl^- petak empat tertarik dengan beban anod dan melintasi membran pertukaran anionik yang memisahkannya dari petak lima.

Sementara itu, na ion⁺ petak lima ditolak oleh beban positif anod, tetapi tidak dapat memasukkan petak empat. Ini kerana membran yang memisahkan petak empat dan lima adalah pertukaran anionik, jadi ia menangkis kation.

Sebaliknya, NA⁺ petak empat ditolak oleh anod (+) dan melintasi membran pertukaran kation (-) yang memisahkannya dari petak tiga.

Ringkasnya: kepekatan NA⁺ dan Cl^- Empat petak cenderung menurun. Kemudian, kepekatan garam berkurangan dalam petak pencairan dan peningkatan petak kepekatan.

Ia boleh melayani anda: Kimia Gunaan: Objek Kajian, Cawangan, Kepentingan, Contoh

Kelebihan dan kekurangan

Kelebihan

-Electrodialysis adalah operasi mudah dan berterusan.

-Rawatan kimia tidak diperlukan untuk menjana semula membran pertukaran.

-Terdapat kos operasi dan penyelenggaraan yang rendah, memerlukan sedikit ruang untuk operasinya.

Kekurangan

-Zarah dengan diameter lebih besar daripada 1 μm boleh menghalang membran pertukaran ion.

-Tidak disyorkan untuk menggunakan air dengan kekerasan lebih besar daripada 1, kerana kalsium karbonat menghasilkan kerak dalam sel tumpuan.

-Memerlukan rawatan penghapusan karbon dioksida (CO₂), kerana ini apabila pemisahan dapat mengubah keadaan kekonduksian air.

Perbezaan antara dialisis dan elektrodialisis

Dialisis adalah aliran air melalui membran semipermeable dari petak osmolariti yang lebih kecil ke petak osmolariti yang lebih besar. Petak dengan kurang osmolariti mempunyai kepekatan molekul air yang lebih besar.

Atas sebab ini, air mengalir, memihak kepada kecerunan tumpuannya, petak dengan kurang osmolariti ke petak dengan osmolariti yang lebih besar.

Electrodialysis, sebaliknya, adalah aliran ion melalui membran pertukaran ion yang membolehkan atau tidak lulus ke ion, bergantung pada cas elektriknya. Penggerak pergerakan ion adalah perbezaan potensi elektrik.

Tidak seperti dialisis, dalam electrodialisis tidak ada aliran air melalui membran dan hanya ada aliran ion.

Aplikasi Electrodialysis

Demineralisasi air

Terdapat tumbuhan elektrodialisis yang memproses air dengan garam yang tinggi untuk menghasilkan air minuman. Electrodialysis juga digunakan untuk memproses air kumbahan dari penggunaan domestik dan perindustrian, dengan tujuan menjadikannya sesuai untuk penggunaan berikutnya.

Ia boleh melayani anda: Flask Erlenmeyer: Ciri, Kegunaan, Kaedah Penggunaan

Khususnya, elektrodialisis digunakan dalam pemulihan logam berharga yang terdapat di perairan efluen industri. Ia juga digunakan dalam penyingkiran garam dan penyelesaian asid, dan dalam pemisahan sebatian ionik molekul neutral.

Industri Makanan

Walaupun elektrodialisis digunakan dalam industri farmaseutikal, dalam kosmetik, serta dalam industri lain, penggunaannya yang paling meluas adalah dalam industri makanan. Di antara mana -mana aplikasi anda yang boleh kami sebutkan perkara berikut:

-Smineralisasi serum dan molase

-Penstabilan Asid Tartarik Wain

-Penurunan keasidan jus buah

-Pengeluaran protein sayur diasingkan

-Kegagalan protein serum

-Demineralisasi minyak soya dan ikan

-Penghapusan ion alkali bit dan molase tebu

-Rawatan sisa makanan laut

-Demineralisasi anggur mesti dan jus kentang

-Kepekatan dan pemulihan asid organik

-Pengeluaran protein soya

-Pengayaan antioksidan

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (8th ed.). Pembelajaran Cengage.
2. Wikipedia. (2020). Electrodialysis. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Lentech b.V. (2020). Apa itu edi? Pulih dari: lentech.com
4. Mondor m., IPpersiel d., Lamarche f. (2012) Electrodialysis dalam pemprosesan makanan. In: Boye J., Arcand dan. (eds) Teknologi Hijau dalam Pengeluaran dan Pemprosesan Makanan. Siri Kejuruteraan Makanan. Springer, Boston, MA. doi.org/10.1007/978-1-4614-1587-9_12
5. Akhter M, Habib G, Qamar His (2018) Penggunaan elektrodiasis dalam rawatan air sisa dan kesan fouling pada prestasi proses. J Memb Sci Technol 8: 182. Doi: 10.4172/2155-9589.1000182
6. H. Strathmann. (6 Disember 2006). Electrodiasis dan aplikasinya dalam industri proses kimia. Taylor & Francis Online. doi.org/10.1080/03602548508068411