Membranseparering

Membranseparering er en teknikk der en semipermeabel membran brukes til å skille komponenter i en blanding basert på størrelse, ladning eller kjemisk affinitet. Membraner kan være polymeriske, keramiske eller kompositte og kommer i ulike konfigurasjoner, som tynne filmer, rør eller fibre.

Den viktigste drivkraften er trykkdifferanse, som brukes i mikrofiltrasjon, ultrafiltrasjon, nanofiltrasjon og omvendt osmose. Diffusjon over membranen, basert på konsentrasjonsgradient, brukes i medisinsk dialyse og i laboratorieprosesser. Elektrodialyse utnytter elektrisk felt til å flytte ioner gjennom selektive membraner.

Membraner skapes ofte som polymeriske materialer som polyamid og celluloseacetat, eller som keramiske materialer for motstandsdyktighet mot kjemikalier og høye temperaturer. Avanserte membraner er ofte kombinasjoner i form av komposittstrukturer eller hulfibre.

Viktige anvendelser inkluderer vannbehandling og desalinasjon av sjøvann, behandling av avløps- og industrivann, mat- og drikkeindustri (f.eks. fraksjonering av fett og proteiner og klarering av løsninger), farmasøytisk og bioteknologisk produksjon, samt gass- og luftseparasjon (for eksempel CO2 og andre gasser).

Ufordringer inkluderer fouling og skala, som reduserer permeabilitet og selektivitet, og kostnader knyttet til drift og utskiftning av membraner. Forskning fokuserer på anti-fouling-overflater, mer robuste materialer og prosessintegrasjon i hybride systemer som kombinerer kjemisk og termisk separasjon.