Was ist Membrantechnologie?
Membrantechnologie ist ein Begriff, der sich auf eine Reihe verschiedener Filtrationsprozesse bezieht, die zur Trennung von Substanzen verwendet werden. Mit dieser Technologie werden Membranen als Filter in Trennprozessen mit einer Vielzahl von industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt. Sie bieten effektive Alternativen zu verwandten Technologien wie Adsorption, Ionenaustauscher und Sandfilter. Die in der Membrantechnologie verwendeten Membranen können als Barrieren angesehen werden, die zwei Flüssigkeiten trennen und den Transport bestimmter Substanzen durch die Membran ermöglichen.
Im einfachsten Fall kann die technologische Verwendung von Membranen darin bestehen, einen durchlässigen Membranfilter einzurichten, durch den Wasser fließen kann, der jedoch suspendierte Feststoffe einfängt. Durch verschiedene Kräfte kann Wasser durch die Membran dringen. Dies kann die Schwerkraft, den Druck, den elektrischen Strom oder die Aufrechterhaltung eines Konzentrationsgradienten über die Membran umfassen.
Eine der Hauptanwendungen dieser Art von Technologie liegt auf dem Gebiet der Wasserfiltration und -reinigung. Dies umfasst die Entsalzung oder Erzeugung von Trinkwasser aus Salzwasser sowie die Reinigung von Grundwasser oder Abwasser. Andere Industriebereiche, in denen Membrantechnologien zum Einsatz kommen, sind die Biotechnologie, die Lebensmittel- und Getränkeherstellung sowie medizinische Anwendungen wie die Dialyse bei Patienten mit Nierenversagen.
Einige der verschiedenen Arten von Membrantechnologien umfassen Umkehrosmose, Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration. Die Umkehrosmose ist ein Verfahren der Membrantechnologie, bei dem Druck angewendet wird, um eine Flüssigkeit durch die Membran zu drücken. Es ist das Gegenteil der natürlichen Osmosefunktion, bei der sich eine Substanz über eine Membran von einem Bereich hoher Konzentration zu einem Bereich niedriger Konzentration bewegt. Zu den Anwendungen dieser speziellen Membrantechnologie zählen die Herstellung von konzentriertem Fruchtsaft, die Erzeugung von künstlichem Meerwasser für Aquarien und die Herstellung von Ahornsirup.
Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration sind Membrantechnologien, die sich hauptsächlich in der Porengröße der verwendeten Membran unterscheiden. Bei der Mikrofiltration werden typischerweise Membranen mit einer Porengröße von 0,1 bis 10 Mikrometern verwendet. Die Porengröße der Ultrafiltrationsmembran beträgt typischerweise 0,1 bis 0,001 Mikrometer. Nanofiltrationsmembranen haben die kleinste Porengröße, die normalerweise in Nanometern gemessen wird, wobei ein Nanometer 0,001 Mikrometer entspricht.
Die Membrantechnologie ist ein hochkomplexes Gebiet der wissenschaftlichen Forschung. Viele andere spezifische Techniken und Anwendungen existieren in einer Vielzahl von Branchen. Einige davon umfassen spezielle Anwendungen in der Membrantechnologie wie die Trennung von Gasen, die kontrollierte Arzneimittelabgabe in der Medizin und die Sauerstoffversorgung des Blutes in der künstlichen Lunge.