Hindurchwandern von Flüssigkeit durch eine halbdurchlässige (semipermeable) Trennwand, zum Beispiel Ton oder Pergamentpapier oder auch Zellwände in lebenden Organismen), die zwei Flüssigkeiten verschiedener Konzentration trennt. Die Osmose spielt auch im Stoffwechsel eine große Rolle. Die Entdeckung des Phänomens gelang dem dänischen Chemiker Jacobus Hoff (1852-1911) im Jahre 1874. Diese Trennwand (auch Diaphragma) ist durch eine entsprechende Porengröße nur für die Moleküle einer Flüssigkeit (z. B. Wasser), nicht aber für den gelösten Stoff (z. B. Zuckermoleküle) durchlässig. Es findet eine Diffusion (Auseinanderfließen) zu der konzentrierten Lösung hin statt. Setzt man einen Behälter-1 (mit halbdurchlässiger Außenwand) mit stark konzentrierter Lösung (z. B. Zuckerwasser) so in einen Behälter-2 mit reinem Wasser, sodass ein gleiches Flüssigkeitsniveau in beiden Behältern besteht, dann wandern die Wassermoleküle zum Behälter-1 hin.
Die Wassermoleküle werden sozusagen „angesaugt“, weil dort weniger Wassermoleküle vorhanden sind. Das Niveau im Behälter-1 steigt solange (Grenzwert), bis der sogenannte osmotische Druck im Behälter-2 gleich dem hydrostatischen Druck (Druck einer ruhenden Flüssigkeit) im Behälter-1 ist. Bei reinen Flüssigkeiten wie zum Beispiel Wasser und Alkohol kann jedoch der Fluss der Moleküle je nach Art der Trennwand in die eine oder andere Richtung erfolgen. Unterschiede in der Molekülgröße werden schon lange für verschiedene Anwendungen genutzt. Das sind unter anderem für die Meerwasser-Entsalzung, für die Konzentration von Obstsäften und Milchprodukten, sowie auch für die Reinigung von Flüssigkeiten (z. B. von Abwässern). Die im Bild gezeigten größeren roten Teilchen können die Poren der Membran nicht durchdringen, die blauen hingegen schon.
Umkehrosmose
Bei der Umkehrosmose (inverse Osmose) sind beide Flüssigkeiten ebenfalls durch eine halbdurchlässige Membran voneinander getrennt. Die Seite mit der hochkonzentrierten Flüssigkeit wird unter Druck gesetzt (der höher als der natürliche osmotische Druck sein muss), auf der anderen Seite befindet sich Wasser. Nur die kleineren Wassermoleküle können die Membran passieren. Je höher der Druck, desto mehr Wasser fließt entgegen dem osmotischen Potential auf die Seite mit dem geringeren osmotischen Potential, der Kammer mit dem Wasser. Die Osmose wird also umgedreht, wovon sich die Bezeichnung ableitet.
Innerhalb der EU ist das Verfahren zwecks Anreicherns beim Traubenmost zugelassen. Dabei wird der Anteil von Zucker durch Entzug von Wasser erhöht. Bei Wein ist eine Anwendung bezüglich Alkoholreduktion erlaubt. Weitere Anwendungs-Möglichkeiten wie Entfernung unerwünschter Stoffe (flüchtige Phenole nach Brettanomyces, Korkschmecker) sowie von Restzucker sind gegebenenfalls nur mit Ausnahmegenehmigungen möglich. Die (nicht unumstrittene) Umkehrosmose befindet sich aber noch im Versuchsstadium und nur vereinzelt von größeren Kellereien eingesetzt. Neben der Osmose gibt es weitere Möglichkeiten zu konzentrieren, nämlich als älteste Form das Trocknen von Trauben oder das Ausnützen unterschiedlicher Siede- oder Gefrierpunkte durch verschiedene Techniken der Konzentration wie zum Beispiel auch Ionenaustausch.
weiterführende Informationen
Siehe bezüglich der Produktion von alkoholischen Getränken unter Champagner (Schaumweine), Destillation (Destillate), Spirituosen (Typen), Weinbereitung (Weine und Weintypen) und Weingesetz (weinrechtliche Belange).
Bild links: Von Johannes Schneider - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, Link
Bild rechts: Von unbekannt, Gemeinfrei, Link
