Co to jest technologia membranowa?
Technologia membranowa to termin odnoszący się do szeregu różnych procesów filtracji, które są stosowane do oddzielania substancji. Dzięki tej technologii membrany są stosowane jako filtry w procesach separacji, o szerokim zakresie zastosowań, zarówno przemysłowych, jak i naukowych. Zapewniają skuteczne alternatywy dla powiązanych technologii, takich jak adsorpcja, wymienniki jonowe i filtry piaskowe. Membrany stosowane w technologii membranowej można uznać za bariery oddzielające dwa płyny i umożliwiające transport niektórych substancji przez membranę.
Mówiąc najprościej, technologiczne zastosowanie membran może polegać na założeniu przepuszczalnego filtra membranowego, który pozwala na przepływ wody, ale zatrzymuje pułapki zawieszone. Istnieją różne siły, które mogą być wykorzystane do spowodowania przenikania wody przez membranę. Mogą to być grawitacja, ciśnienie, prąd elektryczny lub utrzymywanie gradientu stężenia na membranie.
Jednym z głównych zastosowań tego rodzaju technologii jest filtracja i oczyszczanie wody. Obejmuje to odsalanie lub tworzenie wody pitnej ze słonej wody, a także oczyszczanie wody gruntowej lub ścieków. Inne obszary przemysłu wykorzystujące technologie membranowe obejmują biotechnologię, produkcję żywności i napojów oraz zastosowania medyczne, takie jak dializa u pacjentów z niewydolnością nerek.
Niektóre z różnych rodzajów technologii membranowej obejmują odwróconą osmozę, mikrofiltrację, ultrafiltrację i nanofiltrację. Odwrócona osmoza to proces technologii membranowej, który wykorzystuje ciśnienie do przepchnięcia płynu przez membranę. Jest to przeciwieństwo funkcji naturalnej osmozy, w której substancja przemieszcza się przez błonę z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Zastosowania tego szczególnego rodzaju technologii membranowej obejmują produkcję skoncentrowanego soku owocowego, tworzenie sztucznej wody morskiej dla akwariów oraz produkcję syropu klonowego.
Mikrofiltracja, ultrafiltracja i nanofiltracja to technologie membranowe, które różnią się między sobą głównie wielkością porów zastosowanej membrany. Mikrofiltracja zwykle wykorzystuje membrany o wielkości porów od 0,1 do 10 mikrometrów. Rozmiar porów membrany ultrafiltracyjnej wynosi zazwyczaj 0,1 do 0,001 mikrometrów. Membrany nanofiltracyjne mają najmniejszy rozmiar porów, zwykle mierzony w nanometrach, gdzie jeden nanometr jest równy 0,001 mikrometra.
Technologia membranowa jest wysoce złożonym obszarem badań naukowych. Wiele innych specyficznych technik i aplikacji istnieje w wielu różnych branżach. Niektóre z nich obejmują specjalistyczne zastosowania technologii membranowej, takie jak oddzielanie gazów, kontrolowane dostarczanie leków w medycynie i dotlenienie krwi w sztucznych płucach.