Co je to separace membrány?

Separace membrány je technika, která se používá ve vědě a průmyslu k oddělení látek od směsi filtrováním této směsi přes porézní membránu. Filtrovanou látkou může být buď kapalina nebo plyn. Separace membrány má mnoho praktických aplikací, včetně filtrace vody a vytváření koncentrovaných roztoků. Hlavními typy procesů separace membrány jsou reverzní osmóza, nanofiltrace, ultrafiltrace a mikrofiltrace.

Když se roztok nebo plyn nebo plyn prochází přes porézní membránu pod vysokým tlakem, určité látky z této směsi proniknou membránou do oblasti nižšího tlaku, ale jiné látky nebudou k tomu dokázány. Konzistence a chemické složení membrány určuje, které materiály procházejí. Například membrána, která má větší póry, bude mít tendenci pronásledovat velké a malé částice a membrána, která má menší póry, vyloučí větší částice. Podobně membránakterý má konkrétní chemické složení, může být navrženo tak, aby chemicky odfiltrovalo určité sloučeniny.

U reverzní osmózy jsou dvě roztoky obsaženy na opačných stranách membrány - ta, která je více koncentrovanější a druhá, která je více vodnatá nebo méně koncentrovaná. Přirozená tendence vody k rozptylování z oblasti nízké koncentrace do oblasti vysoké koncentrace je zvrácena tlakem aplikovaným na vysoce koncentrovaný roztok. To způsobuje, že voda vytéká z vysoce koncentrovaného roztoku přes membránu, takže je tento roztok ještě více koncentrovaný odstraněním vody. Tímto procesem lze vyrobit odpařené mléko a další kondenzované výrobky.

Nanofiltrace se obvykle používá ve zpracování vody k odstranění slané chuti nebo nežádoucího obsahu minerálů. Tato metoda odstraňuje soli, jako je sodík a draslík, z kapaliny. Membrány, které jsouPoužívá se v nanofiltraci, která má o něco větší velikost pórů než ty, které se používají při reverzní osmóze.

Ultrafiltrace a mikrofiltrace se používají k oddělení větších částic a zároveň propouštějí menší částice membránou. Viry, bakterie a suspendované pevné látky jsou těmito membránami větší. Ultrafiltrace nebo mikrofiltrace se často používají ve spojení s jemnější filtrační metodou jako součást celkového průmyslového procesu.

Mnoho průmyslových odvětví používá separaci membrány jako součást jejich rutinních operací. Například odstranění škodlivých solí a minerálů, které by mohly vytvořit měřítko nebo korozi ve zdrojové vodě, je důležité při provozu kotlů. Separace membrány lze také použít pro regeneraci chemických sloučenin z odpadního proudu. Odsolování je další metoda, ve které se separace membrány široce používá k výrobě vysoce kvalitní pitné vody.