O que é separação por membrana?
A separação por membrana é uma técnica usada na ciência e na indústria para separar substâncias de uma mistura, filtrando essa mistura através de uma membrana porosa. A substância que está sendo filtrada pode ser um líquido ou um gás. A separação por membrana tem muitas aplicações práticas, incluindo filtragem de água e criação de soluções concentradas. Os principais tipos de processos de separação por membrana são osmose reversa, nanofiltração, ultrafiltração e microfiltração.
Quando uma solução ou gás de alimentação é passada através de uma membrana porosa sob alta pressão, certas substâncias dessa mistura permeiam a membrana para a área de menor pressão, mas outras substâncias não conseguem fazer isso. A consistência e composição química da membrana determina quais materiais passam por ela. Por exemplo, uma membrana que tem poros maiores tenderá a deixar partículas grandes e pequenas, e uma membrana que tem poros menores excluirá as partículas maiores. Da mesma forma, uma membrana que possui uma composição química específica pode ser projetada para filtrar quimicamente certos compostos.
Na osmose reversa, duas soluções estão contidas em lados opostos da membrana - uma que é mais concentrada e a outra que é mais aquosa ou menos concentrada. A tendência natural da água de se difundir de uma área de baixa concentração para uma área de alta concentração é revertida pela pressão aplicada à solução altamente concentrada. Isso faz com que a água flua para fora da solução altamente concentrada através da membrana, tornando a solução ainda mais concentrada pela remoção de água. Leite evaporado e outros produtos condensados podem ser produzidos através deste processo.
A nanofiltração é normalmente usada no processamento de água para remover seu sabor salgado ou conteúdo mineral indesejável. Este método remove sais, como sódio e potássio, do líquido. As membranas usadas na nanofiltração têm um tamanho de poro ligeiramente maior do que aquelas usadas na osmose reversa.
Ultrafiltração e microfiltração são usadas para separar partículas maiores, deixando partículas menores através da membrana. Vírus, bactérias e matéria sólida em suspensão são excluídos por essas membranas de poros maiores. Freqüentemente, a ultrafiltração ou microfiltração será usada em conjunto com um método mais fino de filtragem como parte de um processo industrial geral.
Muitas indústrias usam a separação por membrana como parte de suas operações de rotina. Por exemplo, a remoção de sais e minerais prejudiciais que podem criar incrustações ou corrosão na água de origem é importante na operação das caldeiras. A separação por membrana também pode ser usada para recuperar compostos químicos de um fluxo de resíduos. A dessalinização é outro método em que a separação por membrana é amplamente usada para produzir água potável de alta qualidade.