La distillazione a membrana è un processo utilizzato per separare o purificare i liquidi. La tecnologia funziona creando un gradiente di temperatura attraverso la membrana, con un lato più caldo e l’altro più freddo. I vapori che salgono dal liquido riscaldato passano attraverso la membrana verso l’area più fredda di pressione inferiore, dove si condensano in una forma purificata del liquido. Questo tipo di distillazione trova applicazione negli impianti industriali, dove determinati liquidi devono essere separati da una miscela, e negli impianti di desalinizzazione, dove l’acqua dolce deve essere ottenuta dall’acqua salata.
Quando un liquido viene riscaldato, alla fine inizia a evaporare o a bollire. Il calore fa sì che le molecole del liquido acquisiscano energia e salgono allo stato di vapore. Un esempio di questo è il vapore che sale dall’acqua calda.
Nella distillazione a membrana, il vapore è contenuto in una camera e aumenta di pressione, costringendo le molecole attraverso un mezzo poroso: la membrana. Il tipo di membrana che viene utilizzato in questo processo di distillazione lascia passare solo il vapore, eliminando altre impurità. Dopo che il vapore è passato attraverso la membrana, incontra un’area o una superficie fredda che lo fa condensare di nuovo allo stato liquido. Il liquido risultante è costituito solo dalle molecole che erano nel vapore e qualsiasi sale o altre impurità non evaporate sono ancora nella miscela originale.
Esistono alcuni tipi di processi di distillazione a membrana. La distillazione a membrana a contatto diretto, comunemente utilizzata nella desalinizzazione, mantiene la soluzione di raffreddamento a contatto con il lato opposto della membrana. La distillazione a membrana con traferro separa il refrigerante dalla membrana da un’intercapedine e una superficie dura su cui il vapore può condensare. Altri tipi di processi, come la distillazione del gas di spazzata e della membrana sotto vuoto, aspirano attivamente il vapore attraverso la membrana utilizzando un gas o il vuoto. Queste ultime tecniche sono utili per rimuovere composti indesiderati dalla miscela originale.
Gli usi della distillazione a membrana sono diversi. Può essere utilizzato per rimuovere sale e altre impurità minerali dall’acqua, ma è anche utile per rimuovere prodotti chimici specifici o creare miscele concentrate per uso industriale o commerciale. Quando il vapore si distilla attraverso la membrana, viene rimosso dalla miscela originale, rendendo quella miscela originale più concentrata.
La distillazione a membrana è diventata una soluzione desiderabile per la desalinizzazione perché richiede una quantità di energia relativamente bassa per funzionare. Può essere alimentato dal calore solare o dal calore disperso da altre operazioni. La piccola quantità di calore necessaria per il processo lo rende una possibile soluzione per la creazione di impianti su piccola scala in aree remote che potrebbero non avere accesso a risorse energetiche estese.