Kalvoteknologioissa

Kalvoteknologioissa tarkoitetaan menetelmiä, joissa erotukset ja puhdistus tapahtuvat puoliläpäisevän kalvon kautta. Kalvon läpi tapahtuvaa siirtoliikettä ohjaavat paine-ero, konsentraatiogradientit sekä molekyylien koon ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella tapahtuva erottelu. Kalvoteknologioita käytetään vedenkäsittelystä teollisiin erotuksiin ja kaasutason erotteluun.

Yleisimmät kalvotyypit ovat mikropiirintä MF, ultrafiltraatio UF, nanofiltraatio NF ja käänteisosmoosi RO. Näissä prosesseissa kalvo säätelee molekyylien läpäisyä: pienemmät aineet pääsevät läpi, suuremmat jäävät kalvon toiselle puolelle. Ilmakehän kaasujen erottelussa käytetään kaasumembraaneja, ja joissain sovelluksissa hyödynnetään pervaporaatiota kosteuden poistamiseksi.

Kalvomateriaalit ovat pääosin polymeerisiä, mukaan lukien polyamidi-, polypropeeni- ja polyimide-kalvot sekä selluloosasetaatti- ja keraamiset kalvot. Kalvon valinta riippuu vaaditusta erottelukyvystä, elintarviketurvallisuudesta ja kemiallisesta kestävyydestä. Kalvojen suurimmat haasteet ovat fouling eli likaan kertymä, skaalautuminen sekä korkeat käyttökustannukset energian ja huollon osalta.

Sovellukset kattavat vedenpuhdistuksen, juomaveden tuoton, meriveden desalinaation, prosessivesien kierrätyksen sekä erottelut elintarvikkeiden, juomien ja lääketeollisuuden tuotantoprosesseissa. Kalvoteknologioiden etuja ovat energian ja kemikaalien käytön vähentäminen sekä tilantarpeen pienentyminen verrattuna joihinkin perinteisiin menetelmiin, mutta ne vaativat jatkuvaa huoltoa ja kalvokemikaalien hallintaa. Kehitys keskittyy energiatehokkuuden parantamiseen ja uusien kalvomateriaalien sekä hybridijärjestelmien kehittämiseen.