Τι είναι ο διαχωρισμός μεμβράνης;

Ο διαχωρισμός μεμβράνης είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται στην επιστήμη και τη βιομηχανία για να διαχωρίσει τις ουσίες από ένα μείγμα φιλτράροντας αυτό το μείγμα μέσω πορώδους μεμβράνης.Η ουσία που φιλτράρεται μπορεί να είναι είτε υγρό είτε αέριο.Ο διαχωρισμός μεμβράνης έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της διήθησης νερού και της δημιουργίας συμπυκνωμένων διαλυμάτων.Οι κύριοι τύποι διεργασιών διαχωρισμού μεμβράνης είναι η αντίστροφη όσμωση, η νανοδωματοποίηση, η υπερδιήθηση και η μικροδιήθηση.

Όταν ένα διάλυμα τροφοδοσίας ή αέριο μεταβιβάζεται σε πορώδη μεμβράνη υπό υψηλή πίεση, ορισμένες ουσίες από αυτό το μίγμα θα διαπεράσουν τη μεμβράνη στην περιοχή χαμηλότερης πίεσης πίεσης., αλλά άλλες ουσίες δεν θα είναι σε θέση να το κάνουν.Η συνέπεια και η χημική σύνθεση της μεμβράνης καθορίζουν ποια υλικά διέρχονται από αυτήν.Για παράδειγμα, μια μεμβράνη που έχει μεγαλύτερους πόρους θα τείνει να αφήνει σε μεγάλα και μικρά σωματίδια και μια μεμβράνη που έχει μικρότερους πόρους θα αποκλείσει τα μεγαλύτερα σωματίδια.Ομοίως, μια μεμβράνη που έχει μια συγκεκριμένη χημική σύνθεση μπορεί να σχεδιαστεί για να φιλτράρει χημικά ορισμένες ενώσεις.ένα που είναι πιο συγκεντρωμένο και το άλλο που είναι πιο υδαρής ή λιγότερο συγκεντρωμένο.Η φυσική τάση του νερού να διαχέεται από μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης αντιστρέφεται με πίεση που εφαρμόζεται στο εξαιρετικά συγκεντρωμένο διάλυμα.Αυτό προκαλεί το νερό να ρέει έξω από το εξαιρετικά συγκεντρωμένο διάλυμα κατά μήκος της μεμβράνης, καθιστώντας αυτή τη λύση ακόμη πιο συγκεντρωμένη από την απομάκρυνση του νερού.Το εξατμισμένο γάλα και άλλα συμπυκνωμένα προϊόντα μπορούν να γίνουν μέσω αυτής της διαδικασίας.

Η νανοδιήθηση συνήθως χρησιμοποιείται για την επεξεργασία νερού για την απομάκρυνση της αλμυρής γεύσης ή του ανεπιθύμητου ορυκτού περιεχομένου.Αυτή η μέθοδος αφαιρεί τα άλατα, όπως το νάτριο και το κάλιο, από το υγρό.Οι μεμβράνες που χρησιμοποιούνται σε νανοδιήθηση έχουν ελαφρώς μεγαλύτερο μέγεθος πόρων από εκείνες που χρησιμοποιούνται στην αντίστροφη όσμωση.

Η υπερδιήθηση και η μικροδιήθηση χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό μεγαλύτερων σωματιδίων, επιτρέποντας τα μικρότερα σωματίδια μέσω της μεμβράνης.Οι ιοί, τα βακτήρια και η αναστολή της στερεής ύλης αποκλείονται από αυτές τις μεμβράνες μεγαλύτερης πόρτας.Συχνά, η υπερδιήθηση ή η μικροδιήθηση θα χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με μια λεπτότερη μέθοδο διήθησης ως μέρος μιας συνολικής βιομηχανικής διαδικασίας.Για παράδειγμα, η αφαίρεση των καταστροφικών αλάτων και των ορυκτών που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν κλίμακα ή διάβρωση στο νερό πηγής είναι σημαντική στη λειτουργία των λέβητας.Ο διαχωρισμός μεμβράνης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση χημικών ενώσεων από ένα ρεύμα αποβλήτων.Η αφαλάτωση είναι μια άλλη μέθοδος στην οποία ο διαχωρισμός μεμβράνης χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή πόσιμου νερού υψηλής ποιότητας.