kalvoprosesseissa

Kalvoprosessit ovat erottelumetodeja, joissa käytetään semipermeabelia kalvoa veden ja suolojen sekä muiden liuosten komponenttien erottamiseen. Kalvo rajaa molekyylien kulkua koon, sähköisen varauksen tai muodon perusteella, jolloin nesteen koostumus voidaan muuttaa eri sovelluksissa. Kalvoprosessit voivat olla sekä vedenkäsittelyyn että teollisiin erotteluihin tarkoitettuja.

Käyttöönoton kannalta tärkein tekijä on toimintaperiaate. Paine-ajoiset prosessit käyttävät korkeaa hydraulista painetta nesteen läpäisemiseksi kalvon läpi; näin muodostuvat esimerkiksi mikrofiltraatio, ultrafiltraatio, nanofiltraatio ja käänteisosmoosi. Mikrofiltraatio poistaa suuria hiukkasia ja mikro-organismeja, ultrafiltraatio erottelee proteiineja ja suuria molekyylejä, nanofiltraatio vaikuttaa pienempiin ioneihin ja organics sekä vähäisin mahdollinen, ja käänteisosmoosi tuottaa suurimman erottelukyvyn poistaen suurimman osan liuenneista suoloista ja monet orgaaniset yhdisteet. Dialyysi puolestaan perustuu osmoosivaikutukseen ja sähköisiin tai diffuusioperiaatteisiin, joita käytetään erityisesti biolääketieteellisissä sovelluksissa.

Materiaalit ja modulointi vaihtelevat; yleisimpiä kalvotyyppejä ovat polymeeriset ja keraamiset kalvot, jotka voivat olla rakenteeltaan esimerkiksi koristekalvoja kuten hollow fiber- tai spiral-wound -muotoja. Kalvoprosessit ovat laajasti käytössä juomaveden tuotannossa, veden kierrätyksessä, elintarvikkeiden ja juomien käsittelyssä sekä bioteknologian ja teollisen erottelun prosesseissa.

Hyödyt ja haasteet liittyvät erityisesti energiankulutukseen, kalvon kestävyyteen ja tukkeutumiseen. Paine-ajoiset prosessit voivat olla energiatehokkaita tietyissä sovelluksissa, mutta ne vaativat pretreatmentia ja säännöllistä puhdistusta sekä kalvon elinkaaren huomioimista. Kalvoprosessien valinta riippuu toivottujen erotusten luonteesta ja kustannustehokkuudesta.