Cos'è la tecnologia a membrana?
La tecnologia a membrana è un termine che si riferisce a una serie di diversi processi di filtrazione utilizzati per separare le sostanze. Con questa tecnologia, le membrane vengono utilizzate come filtri nei processi di separazione, con un'ampia varietà di applicazioni, sia industriali che scientifiche. Offrono alternative efficaci alle tecnologie correlate come adsorbimento, scambiatori di ioni e filtri a sabbia. Le membrane utilizzate nella tecnologia delle membrane possono essere considerate come barriere che separano due fluidi e consentono il trasporto di determinate sostanze attraverso la membrana.
Nella sua forma più semplice, l'uso tecnologico delle membrane può consistere nella creazione di un filtro membranoso permeabile che consente all'acqua di fluire attraverso, ma intrappola i solidi sospesi. Esistono varie forze che possono essere utilizzate per far penetrare l'acqua attraverso la membrana. Questi possono includere gravità, pressione, corrente elettrica o mantenimento di un gradiente di concentrazione attraverso la membrana.
Uno dei principali usi di questo tipo di tecnologia è nel campo della filtrazione e purificazione dell'acqua. Ciò include la dissalazione o la creazione di acqua potabile dall'acqua salata, nonché la depurazione delle acque sotterranee o delle acque reflue. Altre aree industriali che utilizzano tecnologie a membrana includono la biotecnologia, la produzione di alimenti e bevande e usi medici come la dialisi per i pazienti con insufficienza renale.
Alcuni dei diversi tipi di tecnologia a membrana includono osmosi inversa, microfiltrazione, ultrafiltrazione e nanofiltrazione. L'osmosi inversa è un processo con tecnologia a membrana che impiega l'uso della pressione per forzare un fluido attraverso la membrana. È l'opposto della funzione naturale di osmosi, in cui una sostanza si muove attraverso una membrana da un'area di alta concentrazione a un'area di bassa concentrazione. Le applicazioni di questo specifico tipo di tecnologia a membrana comprendono la produzione di succo di frutta concentrato, la creazione di acqua di mare artificiale per acquari e la produzione di sciroppo d'acero.
Microfiltrazione, ultrafiltrazione e nanofiltrazione sono tecnologie a membrana che differiscono l'una dall'altra principalmente per dimensione dei pori della membrana utilizzata. La microfiltrazione in genere utilizza membrane con una dimensione dei pori compresa tra 0,1 e 10 micrometri. La dimensione dei pori della membrana per ultrafiltrazione è in genere da 0,1 a 0,001 micrometri. Le membrane di nanofiltrazione hanno la dimensione dei pori più piccola, solitamente misurata in nanometri, dove un nanometro è uguale a 0,001 di un micrometro.
La tecnologia a membrana è un'area altamente complessa della ricerca scientifica. Esistono molte altre tecniche e applicazioni specifiche in un'ampia varietà di settori. Alcuni di questi includono applicazioni specializzate nella tecnologia delle membrane come la separazione dei gas, l'erogazione controllata di farmaci in medicina e l'ossigenazione del sangue nei polmoni artificiali.