pervaporatie

Pervaporatie is een membraan­scheidingsproces waarbij een vloeibaar mengsel door een dicht, niet-porieus membraan wordt gescheiden op basis van een selectieve permeatie van componenten. De feed bestaat meestal uit een vloeistofmengsel en de permeate zijde wordt aangetrokken door een vacuum of een sweepgas, waardoor de door het membraan gepremuniteerde componenten als damp verdampen en gecondenseerd kunnen worden. De kracht achter de scheiding is het verschil in chemische potentiaal (vaak gerelateerd aan het verschil in vluchtdrukken) van de componenten over het membraan.

De scheiding verloopt volgens het oplossings-diffusieprincipe: componenten lossen zich selectief in het membraan op, diffuseren langzaam door het materiaal en verlaten het membraan aan de permeatezijde. Membranen zijn doorgaans polymerisch en kunnen hydrophilisch of organofiel zijn, afhankelijk van de gewenste scheiding. Hydrophile membranen worden veel gebruikt voor dehydratie van waterige oplosmiddelen (bijvoorbeeld ethanol- of isopropanoloplossingen), waarbij water de permeate is.

Toepassingen omvatten vooral dehydratie van organische oplosmiddelen, separatie van azeotropen waar distillatie moeite heeft, en het verwijderen van vluchtige componenten uit waterige oplossingen. Pervaporatie biedt vaak energievoordelen ten opzichte van distillatie wanneer de scheiding lastig is door azeotropen of wanneer warmtegevoelige stoffen betrokken zijn. Het nadeel van pervaporatie ligt in beperkte lange-termijnstabiliteit en selectiviteit, membraanvervuiling en plasticisatie bij gebruik van bepaalde oplosmiddelen, waardoor er regelmatig onderhoud en systeemontwerp nodig is.

Kort samengevat is pervaporatie een efficiënte methode voor selectieve scheiding van vloeistoffen via een dun, selectief membranenstelsel waarbij de permeatie wordt aangedreven door een druk- of vluchtdrukverschil.