Membraanprocedures

Membraanprocedures zijn een reeks scheidingstechnieken die gebruikmaken van semi-permeabele membranen om componenten uit een vloeistof- of gasstroom te verwijderen. De scheiding berust op verschil in doorlaatbaarheid op basis van maat, lading of andere eigenschappen. Ze worden toegepast in waterbehandeling, voedings- en biotechnologie, chemische productie en medische toepassingen.

De grootste classificatie is gebaseerd op poreuze grootte: microfiltratie (MF), ultrafiltratie (UF), nanofiltratie (NF) en reverse osmosis (RO). Daarnaast bestaan er gespecialiseerde processen zoals gasmembraanseparatie, pervaporatie en elektrodiële scheiding. Dialyse en andere medische membraanprocedures vormen eveneens een belangrijke groep in de gezondheidszorg.

Het werkingsprincipe berust op een drijvende kracht die het transport door de membraan aandrijft, zoals hydrostatische druk in filtratieprocessen of een elektrisch veld in elektrodiële scheiding. Doorlaatbaarheid en selectiviteit bepalen welke bestanddelen passeren (permeaat) en welke achterblijven (retentaat). Het proces kent zowel enkelvoudige als samengestelde fasen en vereist vaak voorbehandeling van de voeding.

Membranen bestaan uit polymerische materialen (bijv. polyamide, celluloseacetaat, polysulfone) en keramische of samengestelde membranen. Kenmerken zoals poreuze structuur, chemische bestendigheid en neiging tot fouling vormen belangrijke ontwerpoverwegingen. Pre- en post-treatment, inclusief reinigen in place (CIP) en sanitatie, zijn vaak nodig.

Toepassingen zijn onder meer drinkwater- en afvalwaterbehandeling, desalinatie, voedings- en drankconcentratie, biotechnologie en farmaceutische producties, evenals medische dialyse. Voordelen zijn hoge scheidingsefficiëntie, compacte systemen en continue verwerking; beperkingen omvatten fouling, membranveroudering, initiële kosten en beheer van geconcentreerde reststromen.