La diferencia entre la separación por membranas y la filtración tradicional es que las membranas se pueden separar dentro del rango molecular, y este proceso es un proceso físico que no requiere cambios de fase ni aditivos.
El tamaño de los poros de la membrana suele estar en el rango de las micras. Dependiendo del tamaño de los poros (o del límite de peso molecular), las membranas se pueden dividir en membranas de microfiltración (MF), membranas de ultrafiltración (UF), membranas de nanofiltración (NF) y membranas de ósmosis inversa (RO). Según los diferentes materiales, se pueden dividir en membranas inorgánicas y membranas orgánicas: las membranas inorgánicas incluyen principalmente membranas de microfiltración, principalmente membranas cerámicas y membranas metálicas están hechas de materiales poliméricos, como acetato de celulosa, poliamida aromática y polietersulfona. fluoropolímeros, etc.
La filtración de flujo cruzado se utiliza para la separación por membranas.
La separación de membranas es una alta tecnología interdisciplinaria. Los materiales de las membranas involucran química inorgánica y química de polímeros; las características, propiedades de transferencia y mecanismos de transferencia de los procesos de preparación y separación de membranas pertenecen a los campos de investigación de la química física y las matemáticas. La mecánica de fluidos, la transferencia de calor y masa, la cinética química, el diseño de procesos, etc. involucrados en la separación por membranas pertenecen principalmente al campo de investigación de la ingeniería química. A juzgar por los principales campos de aplicación de la separación por membranas, también involucra la biología, la medicina y disciplinas relacionadas con la alimentación, la petroquímica, la protección del medio ambiente y otras industrias.
El proceso de separación por membranas se ha convertido en un proceso importante para la separación de gases, separación de soluciones acuosas, separación y purificación de productos químicos y bioquímicos en la industria. Se utiliza ampliamente en el procesamiento de alimentos y bebidas, tratamiento de aguas residuales industriales, separación de aire a gran escala, tecnología hidrometalúrgica, producción de combustibles líquidos y gaseosos y producción de productos petroquímicos.
Una membrana se puede definir en términos generales como un intervalo discontinuo entre dos fases. Una escala tridimensional de este intervalo es mucho más pequeña que las otras dos. La película es generalmente muy delgada, con un espesor que varía desde unas pocas micras, decenas de micras hasta cientos de micras, y la longitud y el ancho se miden en metros.
Las membranas pueden ser sólidas, líquidas o incluso gaseosas. Hay muchos tipos de membranas hechas de una variedad de materiales naturales o artificiales que exhiben una variedad de propiedades en términos de propiedades físicas, químicas y biológicas. Las membranas pueden separar, clasificar, purificar o concentrar sistemas de dos o varios componentes.
La mayoría de las membranas de separación son membranas sólidas, especialmente las membranas hechas de polímeros orgánicos y sus procesos de separación. Pero todavía se necesita desarrollo. En teoría, los gases pueden formar membranas de separación, pero pocas personas lo han estudiado.
La capacidad de las sustancias para permear selectivamente las membranas se puede dividir en dos categorías: una es que las sustancias fluyen de menor a mayor con la ayuda de energía externa, la otra es que la diferencia de potencial químico es la fuerza impulsora; Las sustancias fluyen de arriba a arriba.