membranesystemen

Membranesystemen zijn scheidingstechnieken die gebruikmaken van semi-permeabele membranen om componenten uit een mengsel te verwijderen of te concentreren. De scheiding berust op verschillen in transport door de membraan, of op interacties tussen oplosmiddel en membraan. Ze worden toegepast voor zowel vloeistoffen als gassen en kunnen energiezuiniger zijn dan conventionele warmteprocessen bij vergelijkbare scheidingsopgaven.

Typen membranen en processen variëren, maar de belangrijkste zijn polymeren en keramiek. Voor vloeistoffen komen MF (microfiltratie), UF (ultrafiltratie), NF (nanofiltratie) en RO (omgekeerde osmose) veel voor; gasmembranen bestrijden gasstromen en scheiden op diffusie en oplosbaarheid. MF/UF zijn poreus-gebaseerde scheidingen, NF/RO leveren hogere retentie. Bij polymeren is transport vaak oplossings-diffusie, bij poreuze keramiek wordt vaak maatwerk poreusheid toegepast.

Membranen gaan in verschillende configuraties zoals holle-vezel, spirale-wikkeling en flat-sheet. Veelgebruikte materialen zijn celluloseacetaat, polyethersulfone en PVDF; keramische opties omvatten alumina en andere oxiden. Keramische membranen leveren betere chemische en thermische stabiliteit, terwijl polymeren doorgaans goedkoper en flexibeler zijn en beter geschikt voor milde media.

Toepassingen omvatten drinkwater en afvalwaterbehandeling, drinkwaterproductie via RO, voedsel- en zuivelverwerking (concentratie van melk, filtratie), farmacologische en biotechnologische processen en gas- of oplosmiddelterugwinning. Membranen worden ook ingezet voor procesintegratie en waterhergebruik in industriële sectoren.

Belangrijke operationele aspecten zijn fouling en scaling, die flux en kwaliteit beïnvloeden. Preventie gebeurt via pretreatment en schoonmaakmethoden zoals CIP. Crossflow-werking helpt het fouling te beperken. Kernprestaties zijn flux, permeatekwaliteit en retentie (gebaseerd op MWCO).