La distillation membranaire est un procédé utilisé pour séparer ou purifier des liquides. La technologie fonctionne en créant un gradient de températures à travers la membrane, un côté étant plus chaud et l’autre plus froid. Les vapeurs s’élevant du liquide réchauffé traversent la membrane vers la zone plus froide de basse pression, où elles se condensent en une forme purifiée du liquide. Ce type de distillation trouve des applications dans les installations industrielles, où certains liquides doivent être séparés d’un mélange, et dans les usines de dessalement, où l’eau douce doit être obtenue à partir d’eau salée.
Lorsqu’un liquide est réchauffé, il commence finalement à s’évaporer ou à bouillir. La chaleur fait gagner de l’énergie aux molécules du liquide et elles s’élèvent à l’état de vapeur. Un exemple de ceci est la vapeur qui s’élève de l’eau chaude.
Dans la distillation membranaire, la vapeur est contenue dans une chambre et monte en pression, forçant les molécules à traverser un milieu poreux – la membrane. Le type de membrane utilisé dans ce processus de distillation ne laisse passer que la vapeur, éliminant ainsi les autres impuretés. Une fois que la vapeur a traversé la membrane, elle rencontre une zone ou une surface froide qui la fait se condenser à nouveau à l’état liquide. Le liquide résultant se compose uniquement des molécules qui étaient dans la vapeur, et tout sel ou autres impuretés non évaporées sont toujours dans le mélange d’origine.
Il existe quelques types de procédés de distillation membranaire. La distillation membranaire par contact direct, qui est couramment utilisée dans le dessalement, maintient la solution de refroidissement en contact avec la face cachée de la membrane. La distillation par membrane à lame d’air sépare le liquide de refroidissement de la membrane par une fente et une surface dure sur laquelle la vapeur peut se condenser. D’autres types de procédés, tels que la distillation à gaz de balayage et à membrane sous vide, tirent activement la vapeur à travers la membrane à l’aide d’un gaz ou d’un vide. Ces dernières techniques sont utiles pour éliminer les composés indésirables du mélange d’origine.
Les utilisations de la distillation membranaire sont diverses. Il peut être utilisé pour éliminer le sel et d’autres impuretés minérales de l’eau, mais il est également utile pour éliminer des produits chimiques spécifiques ou créer des mélanges concentrés à usage industriel ou commercial. Au fur et à mesure que la vapeur distille à travers la membrane, elle est retirée du mélange d’origine, ce qui rend ce mélange d’origine plus concentré.
La distillation membranaire est devenue une solution souhaitable pour le dessalement car elle nécessite une quantité d’énergie relativement faible pour fonctionner. Il peut être alimenté par la chaleur solaire ou la chaleur résiduelle d’autres opérations. La faible quantité de chaleur requise pour le processus en fait une solution possible pour créer des usines à petite échelle dans des zones reculées qui pourraient ne pas avoir accès à des ressources énergétiques importantes.