La tecnologia a membrana è un termine che si riferisce a una serie di diversi processi di filtrazione utilizzati per separare le sostanze. Con questa tecnologia le membrane vengono utilizzate come filtri nei processi di separazione, con un’ampia varietà di applicazioni, sia industriali che scientifiche. Forniscono alternative efficaci alle tecnologie correlate come adsorbimento, scambiatori di ioni e filtri a sabbia. Le membrane utilizzate nella tecnologia delle membrane possono essere considerate come barriere che separano due fluidi e consentono il trasporto di determinate sostanze attraverso la membrana.
Nella sua forma più semplice, l’uso tecnologico delle membrane può consistere nella creazione di un filtro membranoso permeabile che consente il passaggio dell’acqua, ma trattiene i solidi sospesi. Esistono varie forze che possono essere utilizzate per far penetrare l’acqua attraverso la membrana. Questi possono includere gravità, pressione, corrente elettrica o mantenere un gradiente di concentrazione attraverso la membrana.
Uno dei maggiori utilizzi di questo tipo di tecnologia è nel campo della filtrazione e depurazione dell’acqua. Ciò include la desalinizzazione o la creazione di acqua potabile dall’acqua salata, nonché la purificazione delle acque sotterranee o delle acque reflue. Altre aree dell’industria che utilizzano le tecnologie a membrana includono la biotecnologia, la produzione di alimenti e bevande e usi medici come la dialisi per i pazienti con insufficienza renale.
Alcuni dei diversi tipi di tecnologia a membrana includono l’osmosi inversa, la microfiltrazione, l’ultrafiltrazione e la nanofiltrazione. L’osmosi inversa è un processo tecnologico a membrana che utilizza l’uso della pressione per forzare un fluido attraverso la membrana. È l’opposto della funzione di osmosi naturale, in cui una sostanza si muove attraverso una membrana da un’area ad alta concentrazione a un’area a bassa concentrazione. Le applicazioni di questo specifico tipo di tecnologia a membrana includono la produzione di succhi di frutta concentrati, la creazione di acqua di mare artificiale per acquari e la produzione di sciroppo d’acero.
La microfiltrazione, l’ultrafiltrazione e la nanofiltrazione sono tecnologie a membrana che differiscono l’una dall’altra principalmente per la dimensione dei pori della membrana utilizzata. La microfiltrazione utilizza tipicamente membrane con una dimensione dei pori da 0.1 a 10 micrometri. La dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione è generalmente compresa tra 0.1 e 0.001 micrometri. Le membrane di nanofiltrazione hanno la dimensione dei pori molto più piccola, solitamente misurata in nanometri, dove un nanometro è uguale a 0.001 di micrometro.
La tecnologia delle membrane è un’area di ricerca scientifica estremamente complessa. Esistono molte altre tecniche e applicazioni specifiche in un’ampia varietà di settori. Alcuni di questi includono applicazioni specializzate nella tecnologia delle membrane come la separazione dei gas, la somministrazione controllata di farmaci in medicina e l’ossigenazione del sangue nei polmoni artificiali.