Läpivirtaustekniikoita

Läpivirtaustekniikoita on yleistermi tekniikoista, joissa aineen tai komponentin siirtyminen esteen, kalvon tai materiaalin läpi tapahtuu kontrolloidun voiman tai gradientin ajamana. Tekniikat voidaan nähdä erottelu-, puhdistus- sekä mittausmenetelminä, ja niitä sovelletaan sekä tutkimuksessa että teollisuudessa. Läpivirtausilmiönä voi olla painegradientti, konsentraatiogradientti, sähkökenttä tai lämpötilaero.

Tyypillisiä tekniikoita ovat kalvopohjaiset erottelumenetelmät sekä kaasujen että nestemäisten seosten käsittelyssä. Kalvoerottelussa käytetään eri läpäisyominaisuuksilla varustettuja kalvoja, kuten mikrofiltrointi, ultrafiltrointi, nanofiltrointi ja käänteisosmoosi, joilla saavutetaan erottelu tiheyden, molekyylin koon tai ioniluokituksen mukaan. Kaasujen läpivirtausperiaatteen kohdalla tutkitaan kaasujen siirtymistä kalvon tai composite-rajapinnan läpi, usein energian- ja puhtauden parantamisen tavoitteena. Mikrofluidiikassa ja poro- tai nestemäisissä järjestelmissä kontrolloidaan pieniä tilavuuksia ja korkean erotuskyvyn straateita likimääräisesti kanavien läpi.

Käyttökohteita ovat vedenpuhdistus ja juomaveden laadun parantaminen, jäte- ja prosessivesien käsittely, kaasujen erotus teollisuudessa sekä bioteknologiset ja elintarviketeollisuuden erottelu- ja väkevöintiprosessit. Tärkeimpiä huomioita ovat energiankulutus, kalvojen fouling-ongelmat ja skaalautuvuus sekä järjestelmän kokonaishyötys ja kustannukset.

Näin ollen läpivirtaustekniikat ovat monipuolinen ryhmä erottelu- ja puhdistusmenetelmiä, jotka perustuvat aineen läpäisyyn ohjaavien voimien hallintaan.