membraanfiltratie

Membraanfiltratie is een scheidingstechniek waarbij een vloeistof door een semipermeabele membraan wordt geleid, zodat partikels met verschillende afmetingen verschillende mate van doorgang krijgen. De scheiding berust hoofdzakelijk op grootte, maar ook op ladings- en interactie-effecten tussen de stof en het membraan.

Tijdens de filtratie wordt doorgaans een drijvende kracht opgelegd, meestal hydrostatische druk. Het membraan fungeert als barrière waar kleinere moleculen en solvent wel door kunnen, terwijl grotere deeltjes achterblijven. Ook bij membraanfiltratie spelen concentratiepolarisatie en vervuiling (fouling) een rol, wat de flux en efficiëntie beïnvloedt. Reiniging en onderhoud (cleaning-in-place) helpen om prestaties te herstellen.

De verschillende filtratieniveaus zijn microfiltratie (deeltjes circa 0,1–10 μm), ultrafiltratie (ongeveer 1–100 nm) en nanofiltratie (ongeveer 0,5–2 nm). Omgekeerde osmose (RO) gebruikt een zeer dicht membraan en kan vrijwel alle opgeloste zouten en veel moleculaire stoffen tegenhouden, waardoor vrijwel zuiver water overblijft.

Membraanmateriaal kan polymeren of keramiek zijn. Veelgebruikte polymeren zijn polyamide, polysulfone en polyethersulfone; keramische membranen bestaan uit materialen zoals alumina of siliciumcarbide. Membranen kunnen in verschillende modules worden geconfigureerd, zoals holle vezels, spiraalgewonden of vlakke platen, afhankelijk van toepassing en procesomstandigheden.

Toepassingen omvatten drinkwaterproductie en industrieel waterbeheer, afvalwaterbehandeling, voedings- en drankenproductie, farmaceutische en biotechnologische processen, en voedselzuiveringsprocessen zoals melk- en vruchtensapclarificatie. Voordelen zijn onder meer compacte installatie en energie-efficiëntie ten opzichte van traditionele scheidingsmethoden, terwijl uitdagingen bestaan uit membraanvervuiling, pretreatment en kosten van membranen.