Membranprosessene

Membranprosessene refererer til en gruppe separasjonsprosesser som bruker membraner som tillater transport av visse stoffer og hindrer andre i en væske- eller gassstrøm. Grunnprinsippet er selektiv transport gjennom membranen, der fluxen avhenger av forskjeller i trykk, konsentrasjon eller elektriske forhold mellom sidene av membranen. Drivkraften kan være trykk (vanlig i væskestrømmer), en konsentrasjonsgradient, eller et elektrisk felt.

Hovedtypene inkluderer trykkdrevne prosesser: mikrofiltrasjon (MF), ultrafiltrasjon (UF), nanofiltrasjon (NF) og omvendt osmose (RO). Osmotisk- og diffusjonsbaserte prosesser som forward osmosis (FO) bruker naturlige konsentrasjonskrefter. Elektroddialyse (ED) brukes til fjerning av ioner. Det finnes også gassseparasjon og pervaporation for spesialiserte bruksområder.

Applikasjoner omfatter vann og avløp: drikkevann, desalinering av brakkvann eller havvann, og avløpsvannbehandling. Innen mat og drikke brukes membraner til klarering og konsentrasjon av juice og meieriprodukter. I farmasi og bioteknologi bidrar membraner til rensing av proteiner og biomolekyler, mens energirelaterte prosesser dekker CO2-fangst og gassseparasjon som N2/CO2 eller O2/CO2.

Membranmaterialer og moduler inkluderer polymermembraner som polyamid og celluloseacetat, keramiske membraner basert på alumina eller silikater, samt blandingsmembraner. Vanlige modulkonfigurasjoner er hulfiber, spiralviklede og flatplate-moduler. Fouling, kjemikalie- og skaleringsproblemer samt rengjøring og vedlikehold er sentrale utfordringer i drift og design.

Fordeler med membranprosesser er høy selektivitet, kompakt installasjon og mulighet for skreddersydd behandling samt redusert bruk av kjemikalier. Ulemper inkluderer kapitalkostnader, begrenset levetid for enkelte membraner, behov for periodisk rensing og vedlikehold, samt energibehov knyttet til høytrykksprosesser.