membraanfiltratsioon

Membraanfiltratie is een scheidingstechniek waarbij een semipermeabel membraan wordt gebruikt om stoffen uit een vloeistof te verwijderen. De scheiding vindt plaats op basis van grootte en soms lading, en wordt meestal aangedreven door een drukverschil tussen de feed en het filtratieresidu. In veel systemen stroomt de vloeistof langs het membraan in een cross-flow-constructie, waardoor een deel van de vloeistof als permeaat wordt opgenomen en de rest als retentaat terugkeert naar de vloeistof.

De hoofdtypen membranen zijn ingedeeld naar poreuziteit en reukens: microfiltratie (ongeveer 0,1 tot 10 micrometer poriën), ultrafiltratie (ongeveer 2 tot 100 nanometer), nanofiltratie (ongeveer 0,5 tot 2 nanometer) en reverse osmosis (een dichte laag zonder doorspoepende poriën). Microfiltratie verwijdert bacteriën en colloïden, ultrafiltratie verwijdert macromoleculen zoals eiwitten, nanofiltratie verwijdert multivalente ionen en kleinere organische moleculen, en reverse osmosis verwijdert vrijwel alle opgeloste zouten en zeer kleine moleculen.

Toepassingen van membraanfiltratie zijn onder meer drinkwaterproductie en pretreatment voor RO, zeewaterontzilting, afvalwater- en waterbehandeling, voedsel en dranken (bijvoorbeeld clarificatie en fractionering van melk en sappen), en farmaceutische- en biotechnologische processen (steriele filtratie, clarificatie en procesfiltratie). Technisch omvat het ontwerp van systemen materiaalkeuzes (polymeren zoals polysulfone, polyethersulfone, PVDF, celluloseacetaat; keramische membranen), moduleconfiguraties (plat-om-plaat, hollow-fiber), en operationele aspecten zoals flux, retentie, fouling en reiniging-in-place. Voordelen zijn onder meer compacte apparatuur, laagere energiebehoefte in vergelijking met vloeistofgebaseerde scheiding, en eenvoudige scheidingstappen; nadelen zijn onder meer membraanvervuiling, kosten en chemische reiniging.