Wat is membraanscheiding?

Membraanscheiding is een techniek die in de wetenschap en de industrie wordt gebruikt om stoffen van een mengsel te scheiden door dat mengsel door een poreus membraan te filteren.De stof die wordt gefilterd kan een vloeistof of een gas zijn.Membraanscheiding heeft veel praktische toepassingen, waaronder waterfiltratie en het creëren van geconcentreerde oplossingen.De belangrijkste soorten membraanscheidingsprocessen zijn omgekeerde osmose, nanofiltratie, ultrafiltratie en microfiltratie.

Wanneer een voederoplossing of gas over een poreus membraan onder hoge druk wordt geleid, zullen bepaalde stoffen van dat mengsel het membraan doordringen naar het gebied van lagere druk, maar andere stoffen kunnen dit niet doen.De consistentie en chemische samenstelling van het membraan bepaalt welke materialen er doorheen gaan.Een membraan met grotere poriën zal bijvoorbeeld de neiging hebben om grote en kleine deeltjes binnen te laten, en een membraan met kleinere poriën zal de grotere deeltjes uitsluiten.Evenzo kan een membraan met een bepaalde chemische samenstelling worden ontworpen om bepaalde verbindingen chemisch uit te filteren.

In omgekeerde osmose zijn twee oplossingen aan tegenovergestelde zijden van het membraan en mdash;een die meer geconcentreerd is en de andere die wateriger of minder geconcentreerd is.De natuurlijke neiging van water om te diffunderen van een oppervlakte van lage concentratie naar een gebied van hoge concentratie wordt omgekeerd door druk uitgeoefend op de sterk geconcentreerde oplossing.Hierdoor stroomt water uit de sterk geconcentreerde oplossing over het membraan, waardoor die oplossing nog meer geconcentreerd is door waterverwijdering.Verdampte melk en andere gecondenseerde producten kunnen via dit proces worden gemaakt.

Nanofiltratie wordt meestal gebruikt bij het verwerken van water om de zoute smaak of ongewenst mineraalgehalte te verwijderen.Deze methode verwijdert zouten, zoals natrium en kalium, uit de vloeistof.Membranen die worden gebruikt in nanofiltratie hebben een iets grotere poriegrootte dan die welke worden gebruikt bij omgekeerde osmose.

Ultrafiltratie en microfiltratie worden gebruikt om grotere deeltjes te scheiden en kleinere deeltjes door het membraan te laten.Virussen, bacteriën en gesuspendeerde vaste materie worden uitgesloten door deze membranen met grotere pore.Vaak zal ultrafiltratie of microfiltratie worden gebruikt in combinatie met een fijnere filtratiemethode als onderdeel van een algemeen industrieel proces.

Veel industrieën gebruiken membraanscheiding als onderdeel van hun routinematige activiteiten.Het verwijderen van schadelijke zouten en mineralen die schaal of corrosie in bronwater kunnen creëren, is bijvoorbeeld belangrijk bij de werking van ketels.Membraanscheiding kan ook worden gebruikt voor het terugwinnen van chemische verbindingen uit een afvalstroom.Ontzilting is een andere methode waarbij membraanscheiding veel wordt gebruikt om drinkwater van hoge kwaliteit te produceren.