Membran (Technik)
Membranprozesse
In der Technik werden Trennmembranen in vielfacher Weise eingesetzt, um Stoffe voneinander zu trennen. Der besondere Vorteil von Membrantrennverfahren ist, dass sie ohne Erhitzen auskommen können und somit energetisch günstiger sind, als die üblichen "thermischen Trennverfahren" (Destillation, Sublimation oder Kristallisation). Zudem ist eine kalte Separation mittels Membranverfahren weniger belastend für das zu behandelnde Stoffgemisch, so dass sich Membrantrennverfahren insbesondere in der Lebensmitteltechnologie, der Biotechnologie und Pharmazie etabliert haben. Weiterhin kann man mit Membranen Trennungen realisieren, die mit den thermischen Verfahren nicht möglich sind, weil zum Beispiel Azeotrope oder isomorphe Kristallisationen eine destillative Trennung oder eine Trennung durch Umkristallisation unmöglich machen. Membrantrennanlagen lassen sich oft modular aufbauen, so dass die Anlage stufenweise an die Größe eines Trennproblems angepasst werden kann. Da allerdings der Gesamtaufwand proportional zur Anlagengröße wächst, gibt es bei den meisten Membranverfahren eine kritische Größe, oberhalb derer die klassischen Trennverfahren - falls sie für das gegebene Problem anwendbar sind - ökonomisch günstiger werden.
Man unterscheidet die Membrantrennverfahren nach der treibenden Kraft, die der Trennung zugrundeliegt:
1) Druckgetriebene Prozesse (siehe "Filtermembran") - Mikrofiltration - Ultrafiltration - Nanofiltration - Hyperfiltration = Umkehrosmose
2) Konzentrationsgetriebene Prozesse
- Gastrennung
- Pervaporation
- Dialyse
- selektive Trennungen mit Flüssigmembranen
3) Thermisch getriebene Prozesse
- Membrandestillation
- Thermo - Osmose = Thermodiffusion
4) Elektrisch getrieben Prozesse
- Elektrodialyse (siehe Dialyse (Chemie))
- Chlor - Alkali Prozess
- Natronlauge - Schwefelsäure Prozess