Hva er membranseparasjon?

Membranseparasjon er en teknikk som brukes i vitenskap og industri for å skille stoffer fra en blanding ved å filtrere den blandingen gjennom en porøs membran. Stoffet som filtreres kan være enten en væske eller en gass. Membranseparasjon har mange praktiske anvendelser, inkludert vannfiltrering og oppretting av konsentrerte løsninger. Hovedtypene av membran separasjonsprosesser er omvendt osmose, nanofiltrering, ultrafiltrering og mikrofiltrering.

Når en fôrløsning eller gass føres over en porøs membran under høyt trykk, vil visse stoffer fra den blandingen ikke kunne gjøre noe. Konsistensen og den kjemiske sammensetningen av membranen bestemmer hvilke materialer som passerer gjennom den. For eksempel vil en membran som har større porer ha en tendens til å slippe inn store og små partikler, og en membran som har mindre porer vil ekskludere de større partiklene. Tilsvarende en membransom har en bestemt kjemisk sammensetning kan være designet for å kjemisk filtrere ut visse forbindelser.

I omvendt osmose er to løsninger inneholdt på motsatte sider av membranen - den ene som er mer konsentrert og den andre som er mer vannaktig, eller mindre konsentrert. Den naturlige tendensen til vann til å diffundere fra et område med lav konsentrasjon til et område med høy konsentrasjon reverseres ved trykk påført den sterkt konsentrerte løsningen. Dette fører til at vann strømmer ut av den sterkt konsentrerte løsningen over membranen, noe som gjør den løsningen enda mer konsentrert ved fjerning av vann. Fordampet melk og andre kondenserte produkter kan lages gjennom denne prosessen.

Nanofiltrering brukes vanligvis til å behandle vann for å fjerne den salte smaken eller uønsket mineralinnholdet. Denne metoden fjerner salter, for eksempel natrium og kalium, fra væsken. Membraner som erBrukes i nanofiltrering har en litt større porestørrelse enn de som brukes i omvendt osmose.

Ultrafiltrering og mikrofiltrering brukes til å skille ut større partikler mens de lar mindre partikler gjennom membranen. Virus, bakterier og suspendert faststoff er ekskludert av disse større poremembranene. Ofte vil ultrafiltrering eller mikrofiltrering bli brukt i forbindelse med en finere filtreringsmetode som en del av en samlet industriell prosess.

Mange bransjer bruker membranseparasjon som en del av deres rutinemessige operasjoner. For eksempel er det viktig å fjerne skadelige salter og mineraler som kan skape skala eller korrosjon i kildevann i driften av kjeler. Membranseparasjon kan også brukes til å gjenvinne kjemiske forbindelser fra en avfallsstrøm. Avsalting er en annen metode der membranseparasjon brukes mye for å produsere drikkevann av høy kvalitet.