Cos'è la separazione della membrana?
La separazione della membrana è una tecnica che viene utilizzata nella scienza e nell'industria per separare le sostanze da una miscela filtrando quella miscela attraverso una membrana porosa. La sostanza filtrata può essere un liquido o un gas. La separazione della membrana ha molte applicazioni pratiche, tra cui la filtrazione dell'acqua e la creazione di soluzioni concentrate. I principali tipi di processi di separazione della membrana sono l'osmosi inversa, la nanofiltrazione, l'ultrafiltrazione e la microfiltrazione.
Quando una soluzione di alimentazione o un gas viene superata attraverso una membrana porosa ad alta pressione, alcune sostanze da quella miscela permederanno la membrana all'area inferiore, ma altre sostanze non saranno in grado di farlo. La coerenza e la composizione chimica della membrana determinano quali materiali passano attraverso di essa. Ad esempio, una membrana che ha pori più grandi tende a far entrare particelle grandi e piccole e una membrana che ha pori più piccoli escluderà le particelle più grandi. Allo stesso modo, una membranaCiò ha una particolare composizione chimica potrebbe essere progettata per filtrare chimicamente determinati composti.
Nell'osmosi inversa, due soluzioni sono contenute sui lati opposti della membrana - uno che è più concentrato e l'altro più acquoso o meno concentrato. La tendenza naturale dell'acqua a diffondere da un'area di bassa concentrazione a un'area ad alta concentrazione è invertita dalla pressione applicata alla soluzione altamente concentrata. Ciò provoca il flusso di acqua dalla soluzione altamente concentrata attraverso la membrana, rendendo quella soluzione ancora più concentrata dalla rimozione dell'acqua. Il latte evaporato e altri prodotti condensati possono essere realizzati attraverso questo processo.
La nanofiltrazione viene generalmente utilizzata nell'acqua di elaborazione per rimuovere il suo sapore salato o il contenuto minerale indesiderato. Questo metodo rimuove i sali, come sodio e potassio, dal liquido. Membrane che sonoUtilizzato nella nanofiltrazione ha una dimensione dei pori leggermente più grandi rispetto a quelle utilizzate nell'osmosi inversa.
L'ultrafiltrazione e la microfiltrazione sono usate per separare particelle più grandi, lasciando particelle più piccole attraverso la membrana. Virus, batteri e materia solida sospesa sono esclusi da queste membrane a pori più grandi. Spesso, l'ultrafiltrazione o la microfiltrazione verranno utilizzate insieme a un metodo di filtrazione più fine come parte di un processo industriale complessivo.
Molte industrie usano la separazione della membrana come parte delle loro operazioni di routine. Ad esempio, la rimozione di sali dannosi e minerali che potrebbe creare scala o corrosione nell'acqua di origine è importante nel funzionamento delle caldaie. La separazione della membrana può anche essere utilizzata per il recupero di composti chimici da un flusso di rifiuti. La desalinizzazione è un altro metodo in cui la separazione della membrana è ampiamente utilizzata per produrre acqua potabile di alta qualità.