• Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

membranfiltrering

Oprindelig forfatter LAHa Seneste forfatter Redaktionen

Membranfiltrering. Membranfiltreringsanlæg fra Danish Separation Systems i Nakskov. I billedets forgrund ses to pumper. Råvaren pumpes med et betydeligt tryk ind imellem to membraner i hver plade. Den væske, evt. med opløste lavmolekylære stoffer, som kan passere membranerne, kaldes permeatet. Den ledes ud igennem tynde slanger, en fra hver plade. Disse slanger ses oven over de to rækker af filtre. Resten af væsken, retentatet, ledes ud igennem de indre kanaler, som dannes, når de perforerede plader spændes tæt sammen. Foruden af de to membraner består hver plade af en støtteplade, som dels bærer membranerne, dels danner afløb for permeatet, som løber igennem smalle spalter ind i det indre af støttepladen. I dennes rand sidder en studs, som bærer afløbsslangen. I hvert mellemrum mellem to plader sidder en afstandsring, som giver plads til råvarestrømmen imellem to nabomembraner.

Membranfiltrering. Membranfiltreringsanlæg fra Danish Separation Systems i Nakskov. I billedets forgrund ses to pumper. Råvaren pumpes med et betydeligt tryk ind imellem to membraner i hver plade. Den væske, evt. med opløste lavmolekylære stoffer, som kan passere membranerne, kaldes permeatet. Den ledes ud igennem tynde slanger, en fra hver plade. Disse slanger ses oven over de to rækker af filtre. Resten af væsken, retentatet, ledes ud igennem de indre kanaler, som dannes, når de perforerede plader spændes tæt sammen. Foruden af de to membraner består hver plade af en støtteplade, som dels bærer membranerne, dels danner afløb for permeatet, som løber igennem smalle spalter ind i det indre af støttepladen. I dennes rand sidder en studs, som bærer afløbsslangen. I hvert mellemrum mellem to plader sidder en afstandsring, som giver plads til råvarestrømmen imellem to nabomembraner.

membranfiltrering, filtrering igennem en semipermeabel (halvgennemtrængelig) membran. Hvis man på de to sider af en sådan membran har forskellige opløsninger, vil systemet tilstræbe koncentrationsligevægt, hvilket i mange tilfælde er ensbetydende med samme koncentrationer af hvert opløst stof på begge sider af membranen. Membranen vil imidlertid i større eller mindre grad hindre koncentrationsudjævningen. Hvis man på den ene side har en vandig opløsning af salt og proteiner og på den anden side rent vand, kan man med en passende membran opnå, at saltet går igennem membranen, mens de store proteinmolekyler holdes tilbage. Denne dialyse er den ældste anvendelse af membranfiltrering, og den er stadig vigtig i dialysebehandling.

Siden ca. 1960 er der sket en hurtig udvikling af de industrielle anvendelser af membranprocesser, først og fremmest fordi man er blevet i stand til at fremstille membraner med tilstrækkelig mekanisk styrke og veldefineret, styrbar permeabilitet. Membraner fremstilles nu af en række polymere stoffer, fx celluloseacetat, polyamider og polysulfoner. Viskosefilm, "cellofan", var det første kunstigt fremstillede membranmateriale og er stadig vigtigt i dialyseprocesser.

Dansk industri og forskning har medvirket væsentligt til udviklingen af de industrielle membranprocesser.

Annonce

Omvendt osmose

Hvis man har en saltopløsning på den ene side af en passende valgt membran og rent vand på den anden side, vil det rene vand gå igennem membranen og fortynde saltvandet. Denne proces kaldes osmose. Ligevægtsforholdene kan imidlertid forskydes, ved at man sætter saltvandet under højt tryk, og man kan på denne måde opnå, at der vandrer vand igennem membranen fra saltvandet til det rene vand. Dette kaldes omvendt osmose eller hyperfiltrering. Processen bruges i stor målestok til fremstilling af ferskvand ud fra havvand. Hvis havvandet er oceanisk med ca. 35 kg salte pr. m3, er et tryk på 50 atm nødvendigt. Dette illustrerer de store krav, der stilles til membranmaterialet. Membraner til omvendt osmose har ikke egentlige porer; vandet bevæger sig igennem membranen ved en slags diffusionsproces.

Ultrafiltrering

Ved denne proces adskilles to eller flere opløste stoffer med forskellige molekylstørrelser. Et karakteristisk eksempel har man ved fremstilling af enzymer. Den primære proces kan være en ekstraktion af enzymholdigt plantemateriale eller en fermentering. Herved får man en vandig enzymopløsning med et indhold af salte og lavmolekylære organiske stoffer. Disse uønskede komponenter kan passere membranen, mens de langt større enzymmolekyler holdes tilbage. Membranen er porøs, og væsken og de mindste opløste molekyler bevæger sig igennem den ved en egentlig strømningsproces. Porernes diameter kan være 1-20 nm.

Mikrofiltrering

kan fjerne meget små partikler fra en væske. Partiklerne kan fx være bakterier med størrelser omkring 1 μm. Alle væskens opløste stoffer passerer membranen, som har større porer (0,1-20 μm) end membraner til ultrafiltrering.

Der er en principiel forskel imellem mikrofiltrering og sædvanlig filtrering: Ved mikrofiltrering dannes ingen filterkage. Partiklerne bliver blot opkoncentreret og forlader filtret i koncentratstrømmen.

Referér til denne tekst ved at skrive:
L. Alfred Hansen: membranfiltrering i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 24. november 2017 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=123991