膜分離とは何ですか？

膜分離は、多孔質膜を通してその混合物をろ過することにより、混合物から物質を分離するために科学と産業で使用される技術です。 ろ過される物質は、液体またはガスのいずれかです。 膜分離には、水ろ過や濃縮溶液の作成など、多くの実用的な用途があります。 膜分離プロセスの主要なタイプは、逆浸透、ナノフィルトレーション、限外ろ過、および微小ろ過です。

飼料溶液またはガスが高圧下で多孔質膜を通過すると、その混合物の特定の物質が膜を浸透させますが、他の物質はできません。 膜の一貫性と化学組成により、どの材料が通過するかが決まります。 たとえば、細孔が大きくなる膜は、大きくて小さな粒子を入れる傾向があり、細孔が小さな膜は大きな粒子を除外します。 同様に、膜特定の化学組成があることは、特定の化合物を化学的に除外するように設計されている可能性があります。

逆浸透では、膜の反対側に2つの溶液が含まれています。1つはより濃縮され、もう1つはより水っぽい、または濃縮されていません。 低濃度の領域から高濃度の領域にびまんで拡散する水が自然に拡散する傾向は、高濃度の溶液に適用される圧力によって逆転します。 これにより、膜を横切って高濃度の溶液から水が流出し、その溶液が水の除去によってさらに濃縮されます。 蒸発した牛乳やその他の凝縮製品は、このプロセスを通じて作成できます。

ナノフィルトレーションは、通常、水の処理に使用され、塩味の味や望ましくない鉱物含有量を除去します。 この方法は、液体からナトリウムやカリウムなどの塩を除去します。 ある膜ナノフィルトレーションで使用されているのは、逆浸透で使用されているものよりもわずかに大きい細孔サイズです。

限外ろ過と微小ろ過を使用して、より大きな粒子を分離しながら、膜を通って小さな粒子を許可します。 ウイルス、細菌、および懸濁した固形物は、これらのより大きな境界膜によって除外されます。 多くの場合、全体的な産業プロセスの一部として、より細かいろ過法と組み合わせて、限外ろ過またはマイクロフィルタリングが使用されます。

多くの産業は、日常業務の一部として膜分離を使用しています。 たとえば、ボイラーの操作において、水源水にスケールまたは腐食を引き起こす可能性のある塩や鉱物を除去することが重要です。 膜分離は、廃棄物の流れから化合物を取り戻すためにも使用できます。 淡水化は、膜分離が高品質の飲料水を生産するために広く使用される別の方法です。