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Membrantrennverfahren
 

Membranen und Membrandestillation

eine saubere Trennung

Membranverfahren ersetzen energieintensive Prozesse wie Destillation und Verdampfung, und sie sind besonders bei wärmeempfindlichen Produkten wünschenswert.
In den letzten 40 Jahren haben sich die Membranen von einem Forschungsthema zu einer ausgereiften industriellen Trenntechnik entwickelt. Die Zunahme des Einsatzes der Membrantechnologie wird durch spektakuläre Fortschritte in der Membranentwicklung, die breitere Akzeptanz der Technologie gegenüber konventionellen Trennverfahren, ein gestiegenes Umweltbewusstsein und vor allem strenge Umweltauflagen und -gesetze vorangetrieben.

Die Membrantechnologie umfasst verschiedene chemisch-technische Disziplinen, wie Materialtechnologie, Massentransport und Prozessdesign. Sie hat weit verbreitete Anwendungen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, und ihr Einsatz in verschiedenen Bereichen nimmt rasch zu.

Das massiv gestiegene Interesse an der Membrantechnologie ist ermutigend, und viele hoffen, dass sie aufgrund der beeindruckenden Menge an Arbeit, die zu diesem Thema geleistet wurde, in nicht allzu ferner Zukunft zum Einsatz kommen wird.

Membrantrennung

Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose

Die Membrantrennung kann anhand verschiedener Kriterien wie Trenneigenschaften, Antriebskräfte und Betriebsweise klassifiziert werden. Druckgetriebene Membranprozesse werden hauptsächlich auf der Grundlage ihrer Membranporengröße kategorisiert. Daher erfolgt bei diesen Prozessen die Trennung auf der Grundlage des Größenausschlussmechanismus der Trennung.

Die verschiedenen Membranverfahren in dieser Kategorie sind Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose. Die Membranverfahren werden in der Reihenfolge der abnehmenden Membranporengröße benannt, wobei die Mikrofiltration den maximalen Porengrößenbereich und die Umkehrosmose den geringsten hat.
Dann folgen die auf Konzentration oder elektrischem Potential oder Dampfdruckgradienten basierenden Membranverfahren wie Dialyse, Elektrodialyse, Membrandestillation, Gastrennung und Pervaporation. Diese Membranverfahren sind gut etabliert und werden im industriellen Maßstab für verschiedene Anwendungen wie die Hämodialyse, die Entsalzung von Brackwasser oder die Trennung azeotroper Gemische eingesetzt. Bei diesen Verfahren werden die Einsatzkomponenten aufgrund der je nach Verfahrenstyp unterschiedlichen Antriebskräfte über die Membran zur Permeatseite transportiert. Auch die verwendeten Membranen unterscheiden sich für die verschiedenen Prozesse, wie porös bei der Dialyse und Elektrodialyse, nicht porös bei der Pervaporation und porös oder nicht porös bei der Gastrennung.

Membrandestillation

Trendthema zur Entsalzung

Die Membrandestillation zur Entsalzung ist ein Trendthema für die Forschung mit graduierten Studenten und Forschungsmitarbeitern weltweit.
Es handelt sich um eine aufstrebende Technologie für die Wasseraufbereitung, insbesondere für die Entsalzung von Meerwasser und stark salzhaltigen industriellen Abfallströmen unter Verwendung kohlenstoffarmer Energiequellen, wie z.B. kohlenstoffarmer Abwärme oder Sonnenenergie.
Diese Technologie kann an entlegenen Orten eingesetzt werden, wo Gemeinden unter Wassermangel leiden und der Zugang zu sauberem Süßwasser aus der Hauptwasserversorgung nicht möglich oder unerschwinglich teuer ist.