Membranfiltrering

Membranfiltrering er en separasjonsprosess som benytter semipermeable membraner for å skille komponenter i en løsning ved hjelp av trykk eller forskjell i kjemisk potensial. Væsken som passerer gjennom membranen kalles permeat, mens større partikler og makromolekyler holdes tilbake.

De vanligste typene inkluderer mikrofiltrering (MF) for partikler rundt 0,1 mikrometer og større, ultrafiltrering (UF) som skiller makromolekyler og proteiner, nanofiltrering (NF) som gir mindre porer og mulighet for ioner og små molekyler, og omvendt osmotisk filtrering (RO) som bruker høyt trykk for fjerning av salter og små oppløste stoffer. Filtreringsgrad og porestørrelse avgjør hva som filtreres ut.

Membranmaterialer varierer og inkluderer celluloseacetat, polyethersulfone (PES), polysulfone, polypropylen og PVDF. Valg av materiale påvirker kjemikalietoleranse, temperatur og levetid. Membraner kan være i moduler som spiralvriddede, hulfiber eller flate ark.

Drift innebærer ofte crossflow, der strømmen av løsningsmiddel reduserer avsetning på overflaten. Transmembrantrykk (TMP), temperatur og væskeflux påvirker effektiviteten. Fouling reduserer flux og krever periodisk rengjøring i industriell skala (CIP) eller sterilisering ved behov.

Bruksområder omfatter drikkevann og avløpsrensing, prosessvannrensing i industri, mat- og drikkeindustri, samt bioteknologi og medisin (for eksempel proteinseparasjon og plasmaprofiltrering). RO brukes til avsaltning; UF og NF brukes for proteinkonsentrasjon og fjerning av salter.

Fordeler inkluderer relativt lavere energibehov sammenlignet med termisk separasjon og presise skillegrenser, mens utfordringer inkluderer fouling, krav til pretreatment, kostnader og håndtering av konsentrat. Miljøhensyn vektlegger energieffektivitet og resirkulering av væsker.