MEMBRAN PROSESLERİ
Giriş: Membran prosesleri temelde basit görünmektedir. Kahvenin süzülmesi gibi iyice bilinen bir filtrasyon işlemine benzer, kolloidal çözeltiler ve hatta sıvı veya gaz karışımları bile uygun itici kuvvetin uygulanması ile (selektif ve sağlam bir membranın bulunması takdirinde) fraksiyonlarına ayrılabilir.
Görünüşte bu basitlik bazı hallerde aşırı beklenti ve iyimserliğe yol açmıştır ve bunun sonucu hayal kırıklıklarına sebep olmuştur.
Bununla birlikte ultrafiltrasyon ve ters ozmoz gibi membran prosesleri birçok ayırma işlemleri arasında saygın bir yer elde etmiştir. Narin yapıları içeren Modern polimer membranların büyük ölçekli teknik operasyonlarda uzun vadede fizibl olmaları da dikkat çekicidir.
Bu prosesler kimya ve kimya mühendisliği bölümlerinde önemli bir araştırma alanını oluşturur.
Akışkan sistemlerini ayırmada ters ozmoz ve ultrafiltrasyon sistemleri güvenilirlik ve ekonomiklikliğini ispat edilmiştir. Organikleri içeren sıvı karışımlarından ve inert gazların ayrılması durumları biraz daha farklıdır. Yüksek basınç sentez çevrimlerinde karışım gazlarından hidrojenin geriye kazanılmasında gaz ayırma işlemi kendini kabul ettirmiş bir teknolojidir.
Metanın biyogazdan ayrılması veya havadan oksijence zenginleştirilmiş proses gazlarının elde edilmesi ise hala pilot tesis aşamasındadır.
Membran prosesleri için gelecekte çok ümit vadeden bir alan da organik karışımların ayrılmasıdır. Membran proseslerinin özel varyasyonları pervaporasyon ve buhar permeasyonları daha gelişme safhasındadır.
Ticari fabrikalar ise yalnız bir uygulama için mevcuttur Ticari fabrikalar ise yalnız bir uygulama için mevcuttur. Alkolün dehidrasyonu... Bu durumda pervaporasyon, klasik bir alternatif olan ekstraktif destilasyona göre üstün görünmektedir.
Özel bir ayırma işlemi için membran prosesinin kullanılıp kullanılmayacağına ait karar, klasik proseslerle ekonomikliliğinin karşılaştırılmasına dayanır. Bunun yanında özellikle hidrodinamik ve ekonomik olarak optimal modül dizaynı ve fabrika dizaynı gibi konular da eşit derecede önemlidir.
Canlı organizmalarda tüm gerekli ayırmalar selektif membranlarla elde edilir. Bu ise niçin membranların çok daha başlangıçlardan itibaren özellikle biyolog ve fizyologların ilgisini çektiğini izah etmektedir.
1823 de Dutrochet osmosis ve diyalizin doğru bir izahını yapmışlardır. 1867 ve 1877 de Traube ve Pfeffer osmosis ile ilgili ilk kantitatif çalışmayı yapmıştır. Aynı zamanlarda Graham, oksijence zenginleştirilmiş havanın basınçlı hava rezervuarı ile basınçsız hava rezervuarı arasında bir membran yerleştirmek suretiyle elde edilebileceğini keşfetmiştir.
Teknik bir ölçekte membranlar sadece birkaç halde kullanılmıştır. Viskoz-rayon endüstrisinde hemiselüloz (karbonhidrat ve polisakkaritlerin ortak adı) içeren atık sudan NaOH in diyalizle geri kazanılması. Büyük ölçekli membran proseslerinin uygulamasına 235U ile 238U in birbirinden gözenekli membran kullanarak gaz permeasyonu ile ayrılmasıdır.
Bilim adamları ve mühendisler deniz suyundan tatlı su elde edilmesi için enerji tasarrufu sağlayan bir araştırma sonunda Ters ozmoz kullanılma imkanı keşfettikleri ve endüstriyel olarak gelişmiş tüm ülkelerin yüksek performansa sahip membranlar ve modüllerin geliştirilmesi için büyük araştırmalar başlattıkları zaman durum hızlı bir şekilde değişmiştir.
Endüstriyel atıksu arıtımı gibi diğer büyük ölçekli ayırma işlemlerine kazandırılan tecrübenin başarılı transferini izleyen deniz ve kireçli sulardan tuz giderilmesinde elde edilen gelişme şimdi genellikle ümit vaad eden bir teknoloji olarak görülen membran prosesleriyle sonuçlanmıştır.