Elektrodializa (ED EDR EDBN)

Elektrodializa zalicza się do prądowych technik membranowych. Siła napędową procesu jest stałe pole elektryczne. Wykorzystuje się przy tym przeciwne kierunki wędrówki jonów o różnych ładunkach w polu elektrycznym o stałej polaryzacji. Rozpuszczone aniony wędrują w stałym polu elektrycznm w kierunku anody, natomiast kationy w kierunku katody. Wędrówka jonów kontrolowana jest za pomocą membran jonoselektywnych. W stosie elektrodialitycznym membrany anionowymienne i kationowymienne ułóżone są na przemiennie. Dzielą one objętość wypełnioną roztworem soli na pojedyncze, oddzielone hydraulicznie komory. Jeżeli do tego układu doprowadzi się stałe napięcie elektryczne prostopadłe do membran to aniony permeują przez membranę anionowymienną i zatrzymywane są przez membranę kationowymienną. Odpowiednio, kationy wędrujące w kierunku katody permeują przez membranę kationowymienną i są zatrzymywane przez membranę anionowymienną. W wyniku tego procesu w sąsiadujących komorach następuje na przemian koncentracja i rozcieńczanie jonów w roztworze. Wskutek oddzielnego łączenia wszystkich strumieni stężonych i rozcieńczonych uzyskuje się roztwór pozbawiony soli i koncentrat.

 

Rozróżnia się elektrodializery:
– klasyczne (ED),
– z przełączaniem biegunów (EDR)
– z membraną bipolarną (EDBM)

Elektrodializę stosuje się w następujących celach:
– zwiększenie/zmniejszenie stężenia elektrolitów w roztworze
– oddzielenie elektrolitów od nieelektrolitów
– oddzielenie jonów jednowartościowych od wielowartościowych
– rozdzielanie jonów tego samego znaku, lecz o różnych liczbach przenoszenia w membrani

Przykłady zastosowań elektrodializy:
– odsalanie wód zasolonych w celu uzyskania wody pitnej,
– produkcja soli z wody morskiej poprzez zatężenie soli do 20% i odparowanie,
– oczyszczanie wód odpadowych w przemyśle w celu zawrotu do procesu,
– odsalanie serwatki i innych roztworów w przemyśle spożywczym,
– odkwaszanie soków owocowych i serwatki
– odsalanie białek, protein i dekstryn,
– separacja kwasów od soli,
– metateza soli – podwójna wymiana
– rozszczepianie soli na kwas i zasadę
– usuwanie kwasów organicznych z procesów fermentacji np. kwas mlekowy, octów, propionowy