การแยกเมมเบรนเป็นเทคนิคที่ใช้ในวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมเพื่อแยกสารออกจากส่วนผสมโดยการกรองส่วนผสมนั้นผ่านเยื่อเมมเบรน สารที่ถูกกรองสามารถเป็นได้ทั้งของเหลวหรือก๊าซ การแยกเมมเบรนมีประโยชน์มากมายรวมถึงการกรองน้ำและการสร้างโซลูชั่นที่เข้มข้น กระบวนการแยกเมมเบรนที่สำคัญคือการทำรีเวิร์สออสโมซิส, การกรองระดับนาโน, การกรองแบบพิเศษและการกรองแบบไมโครฟิลเตอร์
เมื่อสารละลายป้อนหรือก๊าซผ่านเมมเบรนที่มีรูพรุนภายใต้ความดันสูงสารบางชนิดจากส่วนผสมนั้นจะซึมผ่านเมมเบรนไปยังพื้นที่ที่มีความดันต่ำ แต่สารอื่น ๆ จะไม่สามารถทำได้ ความสอดคล้องและองค์ประกอบทางเคมีของเมมเบรนกำหนดวัสดุที่ผ่านมัน ตัวอย่างเช่นเมมเบรนที่มีรูขุมขนกว้างจะมีแนวโน้มที่จะปล่อยในอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็กและเมมเบรนที่มีรูขุมขนขนาดเล็กจะไม่รวมอนุภาคขนาดใหญ่ ในทำนองเดียวกันเมมเบรนที่มีองค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะอาจถูกออกแบบมาเพื่อกรองสารเคมีบางอย่าง
ในการ Reverse Osmosis โซลูชั่นทั้งสองนั้นมีอยู่ที่ด้านตรงข้ามของเมมเบรน - อันที่เข้มข้นมากกว่าและอีกอันที่มีน้ำมากหรือเข้มข้นน้อยกว่า แนวโน้มตามธรรมชาติของน้ำที่จะกระจายจากพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นสูงจะถูกย้อนกลับโดยความดันที่ใช้กับสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง สิ่งนี้ทำให้น้ำไหลออกจากสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงข้ามเมมเบรนทำให้สารละลายนั้นมีความเข้มข้นมากขึ้นโดยการกำจัดน้ำ นมระเหยและผลิตภัณฑ์ที่ควบแน่นอื่น ๆ สามารถทำผ่านกระบวนการนี้
โดยทั่วไปแล้วการกรองด้วยนาโนจะใช้ในกระบวนการผลิตน้ำเพื่อกำจัดรสเค็มหรือปริมาณแร่ธาตุที่ไม่พึงประสงค์ วิธีนี้จะกำจัดเกลือเช่นโซเดียมและโพแทสเซียมออกจากของเหลว เมมเบรนที่ใช้ในนาโนฟิลเตรชันนั้นมีขนาดรูขุมขนที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยที่ใช้ในรีเวิร์สออสโมซิส
Ultrafiltration และ microfiltration ใช้เพื่อแยกอนุภาคขนาดใหญ่ออกมาในขณะที่ปล่อยอนุภาคขนาดเล็กผ่านเมมเบรน ไวรัสแบคทีเรียและสารแขวนลอยไม่รวมอยู่ในเยื่อบุรูขุมขนขนาดใหญ่เหล่านี้ บ่อยครั้งที่การกรอง ultrafiltration หรือ microfiltration จะถูกใช้ร่วมกับวิธีการกรองที่ละเอียดกว่าซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการอุตสาหกรรมโดยรวม
อุตสาหกรรมจำนวนมากใช้การแยกเมมเบรนเป็นส่วนหนึ่งของการดำเนินงานตามปกติ ตัวอย่างเช่นการกำจัดเกลือและแร่ธาตุที่สร้างความเสียหายซึ่งสามารถสร้างสเกลหรือการกัดกร่อนในแหล่งน้ำเป็นสิ่งสำคัญในการทำงานของหม้อไอน้ำ การแยกเมมเบรนยังสามารถใช้เพื่อเรียกคืนสารประกอบทางเคมีจากของเสีย การแยกเกลือออกจากน้ำเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้ในการแยกเยื่อเพื่อผลิตน้ำดื่มคุณภาพสูง
