¿Qué es la separación de membrana?

La separación de membrana es una técnica que se usa en la ciencia y la industria para separar sustancias de una mezcla mediante el filtrado de esa mezcla a través de una membrana porosa. La sustancia que se filtra puede ser un líquido o un gas. La separación de membrana tiene muchas aplicaciones prácticas, incluida la filtración de agua y la creación de soluciones concentradas. Los principales tipos de procesos de separación de membrana son ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración y microfiltración.

Cuando se pasa una solución de alimentación o gas a través de una membrana porosa a alta presión, ciertas sustancias de esa mezcla penetrarán la membrana en el área de menor presión, pero otras sustancias no podrán hacerlo. La consistencia y composición química de la membrana determina qué materiales pasan a través de ella. Por ejemplo, una membrana que tiene poros más grandes tenderá a dejar entrar partículas grandes y pequeñas, y una membrana que tenga poros más pequeños excluirá las partículas más grandes. Del mismo modo, una membrana que tiene una composición química particular podría estar diseñada para filtrar químicamente ciertos compuestos.

En la ósmosis inversa, dos soluciones están contenidas en lados opuestos de la membrana: una que está más concentrada y la otra más acuosa o menos concentrada. La tendencia natural del agua a difundirse desde un área de baja concentración a un área de alta concentración se revierte por la presión aplicada a la solución altamente concentrada. Esto hace que el agua fluya fuera de la solución altamente concentrada a través de la membrana, haciendo que esa solución se concentre aún más mediante la eliminación del agua. La leche evaporada y otros productos condensados ​​se pueden hacer a través de este proceso.

La nanofiltración generalmente se usa en el procesamiento del agua para eliminar su sabor salado o su contenido mineral indeseable. Este método elimina sales, como sodio y potasio, del líquido. Las membranas que se usan en la nanofiltración tienen un tamaño de poro un poco más grande que las que se usan en la ósmosis inversa.

La ultrafiltración y la microfiltración se utilizan para separar partículas más grandes mientras se dejan pasar partículas más pequeñas a través de la membrana. Los virus, las bacterias y la materia sólida suspendida están excluidos de estas membranas de poros más grandes. A menudo, la ultrafiltración o microfiltración se utilizará junto con un método de filtración más fino como parte de un proceso industrial general.

Muchas industrias utilizan la separación por membrana como parte de sus operaciones de rutina. Por ejemplo, la eliminación de sales y minerales dañinos que podrían crear incrustaciones o corrosión en el agua de origen es importante en el funcionamiento de las calderas. La separación de membrana también se puede utilizar para recuperar compuestos químicos de un flujo de residuos. La desalinización es otro método en el que la separación por membrana se usa ampliamente para producir agua potable de alta calidad.