Membraattechnieken

Membraattechnieken zijn scheidingsmethoden die gebruikmaken van semipermeabele membranen om componenten van een mengsel te scheiden. De scheiding berust op verschillen in grootte, diffusiegedrag en interacties tussen stoffen en het membraan. Membranen kunnen bestaan uit polymeren, keramische materialen of samengestelde structuren en worden aangedreven door druk, concentratiegradiënt of elektrische potentiaal.

De belangrijkste families zijn microfiltratie (MF), ultrafiltratie (UF), nanofiltratie (NF) en omgekeerde osmosis (RO). Bij MF blijven de grootste deeltjes achter, UF scheidt macromoleculen zoals eiwitten, NF laat kleinere opgeloste moleculen door maar houdt zouten tegen, en RO levert vrijwel volledig filtratie van opgeloste stoffen bij hoogzuiver water. Daarnaast omvatten membranetechnieken zoals membraanbioreactoren (MBR), diafiltratie en forward osmosis; sommige systemen combineren biologische afbraak met filtratie.

Membranen bestaan in verschillende materialen en modulevormen. Veelvoorkomende membranen zijn polymeren zoals polyethersulfoon of polyamide en keramische membranen; modules kunnen hollow-fiber, spiral-wound of vlakke-plooi configuraties omvatten. Een veelvoorkomend probleem is vervuiling (fouling) door organische resten, biologische aantasting of inorganische afzettingen, wat de flux verlaagt en de levensduur beïnvloedt. Voorbewaking, schoonmaak en onderhoud zijn daarom vaak vereist.

Toepassingen zijn onder meer drinkwater- en afvalwaterbehandeling, ontzilting van zeewater, voedsel- en drankenprocessen (concentratie en clarificatie), farmaceutische en biotechnologische productie, gas- en vloeistofscheiding (bijv. CO2 verwijdering) en medische toepassingen zoals hemodialyse.

Belangrijke prestatiekenmerken zijn flux, retentie (of rejectie) en selectiviteit, afhankelijk van type membraan en procescondities. Materialen variëren van polimeren tot keramiek en composites; de keuze hangt af van chemische bestendigheid, temperatuurbestendigheid en vereiste zuiverheid. Economische factoren, onderhoud en energiekosten bepalen de haalbaarheid op lange termijn.

---