Die Membrandestillation ist ein Verfahren, das zum Trennen oder Reinigen von Flüssigkeiten verwendet wird. Die Technologie funktioniert, indem ein Temperaturgradient über die Membran erzeugt wird, wobei eine Seite wärmer und die andere Seite kühler ist. Aus der erwärmten Flüssigkeit aufsteigende Dämpfe gelangen durch die Membran in den kühleren Bereich niedrigeren Drucks, wo sie zu einer gereinigten Form der Flüssigkeit kondensieren. Anwendung findet diese Art der Destillation in Industrieanlagen, wo bestimmte Flüssigkeiten aus einem Gemisch abgetrennt werden müssen, und in Entsalzungsanlagen, wo Süßwasser aus Salzwasser gewonnen werden muss.
Wenn eine Flüssigkeit erwärmt wird, beginnt sie schließlich zu verdampfen oder zu kochen. Durch Wärme gewinnen die Moleküle der Flüssigkeit Energie und steigen dampfförmig auf. Ein Beispiel dafür ist der Dampf, der aus heißem Wasser aufsteigt.
Bei der Membrandestillation befindet sich der Dampf in einer Kammer und steigt unter Druck, wodurch die Moleküle durch ein poröses Medium – die Membran – gezwungen werden. Der bei diesem Destillationsverfahren verwendete Membrantyp lässt nur den Dampf durch, wodurch andere Verunreinigungen eliminiert werden. Nachdem der Dampf die Membran passiert hat, trifft er auf eine kühle Fläche oder Oberfläche, die bewirkt, dass er wieder in einen flüssigen Zustand kondensiert. Die resultierende Flüssigkeit besteht nur aus den Molekülen, die sich im Dampf befanden, und jegliches Salz oder andere nicht verdampfte Verunreinigungen befinden sich noch in der ursprünglichen Mischung.
Es gibt einige Arten von Membrandestillationsverfahren. Die Membrandestillation mit direktem Kontakt, die üblicherweise bei der Entsalzung verwendet wird, hält die Kühllösung in Kontakt mit der anderen Seite der Membran. Die Luftspalt-Membrandestillation trennt das Kühlmittel von der Membran durch einen Spalt und eine harte Oberfläche, an der der Dampf kondensieren kann. Andere Arten von Verfahren, wie Spülgas- und Vakuummembrandestillation, ziehen unter Verwendung eines Gases oder Vakuums aktiv Dampf durch die Membran. Diese letzteren Techniken sind nützlich, um unerwünschte Verbindungen aus der ursprünglichen Mischung zu entfernen.
Die Anwendungsmöglichkeiten der Membrandestillation sind vielfältig. Es kann verwendet werden, um Salz und andere mineralische Verunreinigungen aus Wasser zu entfernen, aber es ist auch nützlich, um bestimmte Chemikalien zu entfernen oder konzentrierte Mischungen für den industriellen oder kommerziellen Gebrauch herzustellen. Wenn der Dampf durch die Membran destilliert, wird er aus der ursprünglichen Mischung entfernt, wodurch diese ursprüngliche Mischung konzentrierter wird.
Die Membrandestillation ist zu einer wünschenswerten Lösung für die Entsalzung geworden, da sie für ihren Betrieb relativ wenig Energie benötigt. Es kann mit Solarwärme oder Abwärme aus anderen Betrieben betrieben werden. Die geringe Wärmemenge, die für den Prozess benötigt wird, macht es zu einer möglichen Lösung für den Bau kleiner Anlagen in abgelegenen Gebieten, die möglicherweise keinen Zugang zu umfangreichen Energieressourcen haben.