Farmacevtska,  prehrambena ali industrija polprevodnikov, potrebujejo za svoje delovanje posebej pripravljene tehnološke vode, zato je priprava in čiščenje pred uporabo postalo samoumeven del večine tehnoloških procesov. Membrane so tanke, trdne, propustne ali polpropustne pregrade izdelane iz polimerov, anorganskih snovi ali kovin, ki pod pritiskom omogočajo prehod določenim substancam.

Membranska separacija

S pomočjo različnih membranskih tehnologij lahko dosežemo zahtevano kvaliteto ali stopnjo čistosti vode. Na ta način odstranimo delce različnih velikosti, pri čemer imajo največjo vlogo novi materiali za membrane, ki jih najpogosteje izdelujejo iz polimerov. Običajno s črpalko na vstopni strani povišamo tlak vode in jo tlačimo skozi membrano. Del očiščene tekočine izstopi na drugi strani, del zgoščene tekočine, ki ostane na tlačni strani, pa vrnemo v obtok in jo lahko zavržemo ali ponovno uporabimo. Z ozirom na velikost in vrsto delcev, ki jih želimo izločiti, uporabljamo postopke  mikrofiltracijo (MF), ultrafiltracijo (UF), nanofiltracijo (NF) in reverzno osmozo (RO).

Industrijska izvedba naprave z reverzno- osmoznimi membranami

Izdelava in pretok v membranski čistilni enoti za razsoljevanje

Nekaj načinov filtriranja vode, pri čemer dosegamo različne stopnje čistosti

Manjše pore, večji pritisk

Velikost por se od mikrofiltracije do reverzne osmoze manjša, s tem pa se manjša tudi velikost zadržanih delcev. Z manjšanjem por se veča upornost membrane, zato je za enak pretok potrebno povečati tlak, posledica pa je večja poraba energije. Velikokrat pred filtriranjem vodo še fizikalno ali kemijsko obdelamo s segrevanjem, hlajenjem, mehčanjem, vsedanjem, odplinjanjem in drugimi postopki. Tip filtra izberemo z ozirom na kvaliteto vodnega vira, pretok in zahtevano stopnjo filtracije.

Uporaba v industriji

Najpogosteje naprave za mikrofiltracijo, ki lahko delujejo pri vseh temperaturah,  najdemo v farmacevtski industriji in pri proizvajalcih pijač. Z njimi odstranjujemo delce pri proizvodnji ultračiste vode v tovarnah polprevodnikov, v biotehnologiji in biomedicini. Ultrafltracijo prav tako uporabljajo v prehrambni in mlečni industriji, farmaciji, tekstilni in kemični industriji, metalurgiji ter industriji papirja in usnja. V prehrambni in mlečni industriji jo uporabijo za koncentriranje mleka in pri izdelavi sira, obnavljanju proteinov sirotke, obnavljanju krompirjevega škroba in proteinov, pri koncentriranju jajčnih proizvodov in za čiščenje sadnih sokov ter alkoholnih pijač.

Prednosti, pomanjkljivosti in razvoj

Postopki filtriranja so okolju prijazni, kemikalije niso potrebne, učinek pa dosežemo brez izparevanja, zato je poraba energije manjša. Postopek poteka brez prekinitev in omogoča avtomatiziran nadzor, instalacije in oprema pa so enostavne. Delovanje lahko kombiniramo z drugimi procesi, raznolikost membran pa omogoča izbor za točno določen namen. Med pomanjkljivosti lahko prištejemo odlaganje ostankov, možnost zamašitve in nizko življenjsko dobo membran, ter manjše pretoke takšnih naprav. Z razvojem novih materialov za izdelavo membran, ki so učinkovite pri nižjih tlakih, postajajo membranske tehnologije cenovno vse bolj konkurenčne drugim postopkom priprave tehnološke vode. So pomemben prispevek k varovanju okolja, saj uspešno nadomeščajo energetsko manj učinkovite postopke priprave vode. (Prispevek je izvleček daljšega referata, seznam virov strokovne literature je na razpolago v redakciji).

erevija varcujem z energijo varčevanje vode komunalna energetika raba vode