Membranetechnologieën

Membranetechnologieën verwijzen naar scheidingsprocessen die gebruikmaken van semipermeabele membranen om componenten uit een mengsel te verwijderen of te scheiden. De werking is gebaseerd op selectieve transport door het membraan, vaak gedreven door drukverschil, concentratie- of temperatuurverschillen, of elektrische velden. Doel is om moleculen of deeltjes op basis van grootte, lading of chemische interacties te onderscheiden.

Belangrijke membraantypen zijn onder meer microfiltratie, ultrafiltratie, nanofiltratie en omgekeerde osmose, die elk verschillende maatafmetingen toelaten en uiteenlopende scheidingskwaliteiten leveren. Daarnaast zijn er processen zoals elektroden, forward osmosis en membraan-distillatie, die op andere drijvende krachten berusten. Toepassingen variëren van waterbehandeling en seawaterontzijling tot gas- en organische vloeistofscheidingen.

Membraanmaterialen bestaan vooral uit polymeren, vaak in samengestelde of gecoate constructies, maar ook uit keramische materialen zoals keramische of zeolitische membranen. Fabricatiemethoden omvatten fase-inversie, track-etching en elektrospinnen. Een centrale parameter is de relatie tussen permeabiliteit (flux) en selectiviteit; bij veel toepassingen geldt een trade-off die wordt weergegeven door de Robeson-lijn voor gasafscheiding. Fouling en schaalvorming zijn veelvoorkomende uitdagingen, met aandacht voor reiniging, anti-fouling coatings en lange levensduur.

Toepassingen bestrijken onder meer drink- en industrieel water, afvalwaterscheiding, voedings- en farmaceutische processen, chemische productie en gasbehandeling zoals CO2-verwijdering en zuivering van waterstof. Voordelen zijn onder meer lagere energiekosten en modulariteit, terwijl kosten, onderhoud en concentratebeheer aandacht vereisen. Ontwikkelingen richten zich op geavanceerde materialen, slimme membranen en geïntegreerde procesoplossingen plus resource recovery.