Impianti ad osmosi, guida all’acquisto

Stiamo pian piano assemblando il nostro programma di ricostruzione acqua. Ovviamente parliamo di argomenti avanzati, di finezze che il bravo birraio paranoico dovrebbe imparare.

Siamo alla puntata numero tre e abbiamo detto che non ci basta fare birra in casa, no, noi vogliamo produrci in casa pure l’acqua per la birra, per dio! Nella prima puntata abbiamo capito che è, in barba a quello che si dice, molto economico; nella seconda, invece, abbiamo capito come funzionano gli impianti ad osmosi inversa. La domanda che rimane è una: cosa acquisto, per cominciare? Se vi siete persi le storie specifiche su instagram molto male (mettete un follow perché non accada più). Non temete: oggi replichiamo e approfondiamo una parte di ciò che abbiamo detto allora.

Prima di cominciare: come navigare a vista

Stiamo parlando di acqua e concentrazioni saline al suo interno, parametri impossibili da quantificare ad occhio. Le alternative sono quindi due: o affidarci al classico ed accuratissimo dito indice in immersione oppure munirci di qualche retrogrado strumento digitale. Io preferisco di gran lunga la prima opzione, ma per convenienza diciamo che è meglio l’altra.

Pure con qualche ausilio a disposizione rimane purtroppo impossibile capire anche solo lontanamente se stiamo facendo le cose per il verso giusto o meno. A meno di non avere un laboratorio farmaceutico di ultima generazione in casa, si rende perciò necessario quanto mai prendere due punti fermi: inizio e fine. Mi spiego meglio.

Partiamo dalla fine. Sappiamo che vogliamo un profilo d’acqua con esatte concentrazioni di ioni disciolti al suo interno. Ciò non è possibile, in casa, se non partendo da acqua vergine sciogliendovi esatte e precise (!) quantità di sali dalla composizione nota. Ed ecco dunque che abbiamo inizio e fine: acqua osmotica e acqua ricostruita. Ma come capire se la nostra acqua osmotica è veramente pura? Misurando la conducibilità elettrica specifica tramite un conduttivimetro.

Attenzione che non tutti vanno bene, alcuni sono soldi buttati. A fine articolo relego un approfondimento in merito (che vi consiglio comunque di leggere se doveste acquistare tali strumenti). Per ora mi limito a lasciarvi il link ad un paio di prodotti utili:

• Il classico pennino economico da battaglia: https://amzn.to/2WfYnlm o https://amzn.to/3as4BqP;
• Oppure un conduttivimetro con l’opzione di taratura: ADWA https://amzn.to/2LuDUHh o il cinesino https://amzn.to/3rbDpT4 che funge pure da phmetro;
• Infine una soluzione di calibratura per conduttivimetri da 1413, il punto più utilizzato https://amzn.to/389dVwL.

Gli impianti ad osmosi, le membrane

Capito come misurare i sali disciolti all’interno della nostra acqua, andiamo a parlare di membrane osmotiche, il cuore di ogni impianto ad osmosi inversa.

Esse si differenziano in sostanza per due parametri: la purezza del permeato in uscita e la quantità di acqua prodotta.

La purezza deve essere il più possibile vicina al 100% di eliminazione degli ioni disciolti. Il top sarebbero membrane che di fabbrica garantiscano un 99%, ma anche un 98 o 97% potrebbero andar bene. In fondo non ci interessa essere così tanto precisi, ma certo non guasta. Poi se siete come me e anche voi dovete avere una membrana che trattenga il 99 (se non il 100%)… beh, lì è un altro discorso.

Sulla quantità di acqua o, meglio la quantità giornaliera è necessario spendere invece qualche parolina in più. Ovviamente più è grande la membrana, maggiore sarà la velocità di produzione. Membrane più grandi significano tuttavia pressioni più basse in linea e dunque si potrebbe rendere necessario l’ausilio di una pompa. In generale più grande è la membrana minore sarà la purezza del permeato, almeno per impianti casalinghi facilmente abbordabili.

Le membrane ad osmosi sono solitamente da 50, 75 o 100 gpd. Questa è una misura standard americana (dove la maggior parte di esse viene prodotta), acronimo di Gallons Per Day. 1 gallone americano equivale a 3,785 litri e dunque esistono membrane da ca 190 lt/giorno (quelle da 50), 285 lt (75) e 380 lt (100).

Nel precedente articolo abbiamo parlato del mio impianto ad osmosi. La mia è una membrana da 50 gpd e ho in linea una contropressione di 3.75 con un range ottimale di 3.8/4 bar. Riesco a produrre 4 litri e qualcosa di osmosi ogni 30 minuti. Dunque per la nostra fantomatica cotta da 20 (della quale abbiamo parlato qui), diciamo che utilizzeremo 40 litri di osmosi il cui tempo di produzione si assesta sulle 5 ore. Con una membrana da 100 gpd invece, solamente 2.30h. Ma ne vale veramente la pena?

Impianto piccolo o impianto grande?

Abbiamo parlato di svantaggi e vantaggi, riassumiamoli.

Con un impianto da 5o gpd ci saranno alcuni pro:

1. costo contenuto;
2. ingombro leggermente inferiore;
3. probabilmente possiamo fare a meno della pompa booster;
4. purezza maggiore, raggiungibile con più facilità.

Di contro avremo, putroppo, tempi di produzione superiori. Per non dire biblici.

Con quello da 75 o 100, invece, avremo il grosso vantaggio di un notevole risparmio di tempo.

All’opposto, invece, ci sarà qualche svantaggio in più:

1. spesa iniziale maggiore (impianto e ricambi più costosi, pompa booster);
2. ricambi meno reperibili;
3. minor purezza (parliamo di un paio di punti %);
4. necessità di un collegamento elettrico (per la pompa), oltre che idrico.

Ad occhio e croce verrebbe da dire che conviene un impianto da 50 gpd, certamente. Putroppo però non è sempre così. Andrebbero tenuti a mente anche altri fattori:

• produzione mensile di birra;
• altre necessità casalinghe di acqua osmotica;
• tempo a disposizione;
• piano (dal terreno) di produzione.

Facciamo due conti. Se come me producete, nella più rosea delle opzioni, due volte al mese cotte da 20 litri ca avrete un fabbisogno mensile di 80/100 litri di permeato. In sei mesi questo si traduce in 600 litri, ben che ci vada. Dopo andrebbero comunque sostituiti i prefiltri, anche se non abbiamo prodotto i ca. 1000 litri di permeato che in genere questi sono in grado di supportare. Prefiltri per membrane più grosse costano qualcosina in più. Non è tuttavia solamente un discorso economico.

Potreste utilizzare il permeato in uscita anche per altri scopi. Se avete un acquario in casa un impianto osmosi è una manna dal cielo. In questo caso, tuttavia, è necessario un post-filtro a resine (del quale abbiamo già parlato), avendo l’accortezza di sdoppiare l’uscita permeato dalla membrana. L’acqua osmotizzata è, inoltre, una benedizione per la salute di ferri da stiro e auto. Per pulire vetri o simili va molto bene e sostituisce o elimina la maggior parte dei prodotti chimici (non rilascia sedimenti o aloni).

Dovete considerare, inoltre, che vi potreste scordare l’acqua accesa (anche con un timer impostato) e questa potrebbe (una volta riempita la pentola o il contenitore di stoccaggio) andar via. E più lento è l’impianto, maggiori probabilità avrete che questa sfortunata coincidenza si verifichi con allagamenti, litigi e sfratti annessi. Parlo per esperienza. Con impianti più veloci è meno probabile.

Se siete sicuri di produrre al secondo/terzo piano potreste prendere direttamente un impianto più veloce, mettere nel carrello direttamente pompa, elettrovalvole o pressostati opzionali e quant’altro per togliervi il pensiero. L’acqua farà fatica ad essere altrettanto pura rispetto a impianti più ridotti, ma i tempi si accorcerebbero.

Io brasso a pian terreno e non ho problemi a produrre acqua mentre preparo per la cotta o faccio altre cose in casa, voi dovete vedere quale soluzione potrebbe adattarsi maggiormente alle vostre necessità.

Qualche link per acquisti sensati

Detto ciò, vi lascio a qualche impianto che reputo valido per i nostri usi.

Gli impianti osmosi per acquari sono in generale abbastanza affidabili. Ma non devono, in linea di massima, avere 4 stadi (di cui 1 a resine deionizzanti), ne bastano solo 3… almeno per limitarci alla birra. Perché? Leggete il precedente articolo.

Esistono impianti ad osmosi a bicchieri o in linea. I primi sono pensati per essere anche disconnessi più volte dal rubinetto, i secondi no. A bicchieri costano molto di più e sono pensati per utilizzi meno occasionali, in linea sono più economici. Consiglio senza pensarci due volte i secondi. Per i primi, invece, spenderete qualcosina in meno sui ricambi che tuttavia non sono reperibili così facilmente ovunque, così come un buon impianto veramente valido ai nostri scopi. Vi suggerisco di lasciar perdere.

I seguenti link agli acquisti sono di prodotti che reputo siano i più azzeccati per noi birrai casalinghi. Se acquisterete tramite i link qui presenti mi aiuterete a mantenere i costi di dominio e gestione di questo sito senza pagare nulla in più sul prezzo finito. Ve ne sarei molto riconoscente.

Impianti In linea

50 gpd: https://amzn.to/37mytTe (ottima soluzione); o https://amzn.to/2IQNlQo (questo ha il vanataggio di avere anche una valvola per il lavaggio molto comoda); o ancora https://amzn.to/3oUMCwY; https://amzn.to/3r1Xj2K.

Un buon prodotto con pure la certificazione food grade (ma in teoria uguale ai precedenti) è il seguente: https://amzn.to/3n9hRTE. A questo indirizzo è inoltre possibile scaricare il manuale di istruzioni dedicato.

75gpd: https://amzn.to/3p2xg9T (consiglio questo modello per via del riduttore).

100 gpd: https://amzn.to/3oXECvk; https://amzn.to/3mtJHtn (questo ha il pro del lavaggio ma la pecca di avere una rimozione al 95%).

Ricambi, manutenzione e accessori

Membrane di ricambio valide: https://amzn.to/3gTJIGb (50gpd), se dovesse finire va bene anche questa https://amzn.to/2KwgIIo; https://amzn.to/2WiX1X9 (75gpd); https://amzn.to/3nrryhd.

Prefiltri a sedimenti: https://amzn.to/37llqSa; https://amzn.to/3oYYQ7K; https://amzn.to/3agC33e.

Prefiltri a carboni: https://amzn.to/3nrErI6; https://amzn.to/2LwSuht.

Pompa di rilancio: https://amzn.to/2Kq4RLP; https://amzn.to/3np9BQl.

Manometro idoneo: https://amzn.to/3r1QWMP;

Restrittore: https://amzn.to/3gSA1aQ (membrane da 50gpd); https://amzn.to/3afLfEW.

Tubi impianti osmosi: https://amzn.to/3alznBp; https://amzn.to/38g3HLk.

Tee per sdoppiare l’uscita permeato o per il lavaggio: https://amzn.to/3aiVp86.

Raccordi vari: https://amzn.to/3npbGf7.

Pressostati: https://amzn.to/2Lz297c (bassa) e https://amzn.to/34fnB7O o https://amzn.to/3paMcmv (alta).

Vi lascio consiglianodovi di costruire l’impianto che più si adatta alle vostre esigenze. Non scordatevi, se non fosse presente, di acquistare un manometro e qualche metro di tubo in più: vi salveranno la vita. Per come eseguire la manutenzione e avviare un impianto, ci sarà il prossimo articolo.

Approfondimento: Conducibilità e conduttività; microsiemens e Total Dissolved Solids

Leggendo le analisi dell’acqua vi sarà capitato, oltre a pH e residuo fisso, di leggere una vocina che dice “conducibilità” (spesso intesa come conducibilità elettrica specifica).  Che cos’è la conducibilità? Una grandezza elettrica.

La Conducibilità elettrica è l’esatto opposto della resistenza elettrica: riferita ad un corpo (un liquido, nel nostro caso), essa misura la propensione di questo a lasciarsi attraversare da una corrente elettrica quando una differenza di potenziale elettrico viene applicata ai suoi estremi.

Spesso si fa confusione tra conducibilità e conduttività:

• la prima si riferisce ad un corpo nella sua interezza (dimensioni e materiale);
• la seconda è la conducibilità elettrica specifica cioè un’espressione delle caratteristiche elettriche di un materiale.

Queste due grandezze hanno due differenti unità di misura:

• Per la conducibilità si usano i Siemens (S) o, meglio, i micro Siemens (µS).
• per Conduttività i Siemens su metro (S/m) o i micro Siemens su centimetro (µS/cm).

Per capire se la nostra acqua di partenza è pura non siamo interessati tanto a misurare le proprietà elettriche dell’intero volume d’acqua all’interno della nostra pentola (conducibilità), ma piuttosto le proprietà elettriche dell’acqua in quanto materiale (conduttività). Ciò perché quest’ultima dipende dalla quantità e dalla tipologia delle cariche elettriche (=ioni) che in essa si trovano. Sembra complicato, in realtà è molto semplice: più la nostra acqua è vicina a zero µS/cm, meno ioni saranno disciolti al suo interno, più l’acqua sarà pura, cioè semplicemente H2O. Tutto ciò per una serie di regole chimico/fisiche che non vi sto a spiegare. Potreste, se foste interessati ad approfondire, partire da Wikipedia: [link1], [link2].

Lo strumento che misura la Conduttività è il Conduttivimetro. Esso ha due elettrodi su cui applica una differenza di potenziale (tensione) e sui quali poi misura la corrente di passaggio, calcolando perciò la conduttività del materiale (l’acqua nel nostro caso) presente tra essi. Ogni conduttivimetro lavora in questo modo e “ragiona” (per così dire) in µS/cm. Ogni ione disciolto in acqua ha però una sua conduttività specifica data principalmente dalla sua composizione chimica. La conduttività totale di una qualsiasi acqua è perciò semplicemente una somma delle conduttività specifiche delle quantità dei singoli ioni presenti in acqua.

Molti conduttivimetri restirtuiscono solamente i TDS, acronimo per Total Dissolved Solids. La misura viene espressa in ppm (Parts Per Milion) che sono cioè i mg/l. Diciamo, semplificando di molto, che ogni ione ha una propria carica e, dunque, conduce l’elettricità in maniera differente. Ciò influisce di riflesso, come dicevamo, sulla conducibilità elettrica specifica dell’acqua: acque dalla composizione chimica diversa avranno conducibilità diverse anche se dovessero avere le stesse ppm di ioni disciolti al suo interno. I conduttivimetri, tutti, misurano la corrente tra i due elettrodi e dunque i µS/cm, ma convertono il risultato in ppm in base ad una tabella proporzionale arbitraria di ioni disciolti. Capirete dunque perchè è bene, per l’acqua di partenza, non affidarsi ai ppm, perchè semplicemente non avremo che un’idea molto sommaria riguardo alla purezza del permeato.

Per oggi è tutto, c’è parecchia ciccia al fuoco. Alla prossima!

Aggiornamento 22/01/21

In molti vi siete interessati all’argomento e avete pensato, giustamente, di unire l’utile al dilettevole. Qualcuno mi ha chiesto poi cosa ne pensassi di unire ad un impianto osmosi per la birra uno in grado di produrre pure l’acqua da bere per casa.

Le soluzioni, in questo caso, sono molteplici. Io non sono molto ferrato in materia ma ho capito che solitamente per casa si usa l’acqua in uscita da impianti osmosi a 3/4 stadi (escludendo quindi le resine deionizzanti, giustamente) remineralizzata poi in seguito da un apposito filtro.

Ebbene, se qualcuno volesse prendere due piccioni con una fava è possibile acquistare uno dei suddetti impianti. Non ne ho esperienza diretta, ma sulla carta sembrano molto validi. L’unica accortezza sarebbe quella di sdoppiare l’uscita dalla membrana osmotica: una per casa, remineralizzata dal filtro; l’altra per la birra, remineralizzata poi dal birraio.

In caso doveste optare per questa soluzione un impianto valido potrebbe essere questo: https://amzn.to/2Y3tj9c. Rimango a disposizione in caso mi voleste contattare per riportarmi le vostre esperienze. Anzi, scrivetemi: così potrò dare un parere ancora più consapevole.