Mikä on kalvotekniikka?

Kalvoteknologia on termi, joka viittaa useisiin eri suodatusprosesseihin, joita käytetään aineiden erottamiseen. Tällä tekniikalla kalvoja käytetään suodattimina erotusprosesseissa, ja niillä on laaja valikoima sovelluksia, sekä teollisia että tieteellisiä. Ne tarjoavat tehokkaita vaihtoehtoja niihin liittyville tekniikoille, kuten adsorptio, ioninvaihtimet ja hiekkasuodattimet. Kalvotekniikassa käytettyjä kalvoja voidaan pitää esteinä, jotka erottavat kaksi nestettä ja sallivat tiettyjen aineiden kuljettamisen kalvon poikki.

Yksinkertaisimmin kalvojen tekninen käyttö voi koostua läpäisevän kalvosuodattimen perustamisesta, joka sallii veden virtaamisen läpi, mutta vangitsee suspendoituneet kiintoaineet. On olemassa erilaisia ​​voimia, joita voidaan käyttää veden tunkeutumiseen kalvon läpi. Näitä voivat olla painovoima, paine, sähkövirta tai pitoisuusgradientin ylläpitäminen kalvon poikki.

Yksi tämän tyyppisen tekniikan tärkeimmistä käyttötarkoituksista on veden suodatus ja puhdistus. Tämä sisältää suolanpoiston tai juomaveden luomisen suolavedestä sekä pohjaveden tai jäteveden puhdistamisen. Muita teollisuuden aloja, jotka hyödyntävät kalvotekniikoita, ovat bioteknologia, elintarvikkeiden ja juomien valmistus sekä lääketieteellinen käyttö, kuten munuaisten vajaatoimintaa sairastavien potilaiden dialyysi.

Jotkut erityyppisistä kalvotekniikoista sisältävät käänteisosmoosin, mikrosuodatuksen, ultrasuodatuksen ja nanosuodatuksen. Käänteisosmoosi on kalvotekniikkaprosessi, jossa käytetään painetta nesteen pakottamiseksi kalvon läpi. Se on vastakohta luonnolliselle osmoositoiminnalle, jossa aine liikkuu kalvon poikki alueelta, jolla on suuri pitoisuus, pienelle pitoisuudelle. Tämän erityyppisen kalvotekniikan sovelluksia ovat tiivistetyn hedelmämehun tuotanto, keinotekoisen meriveden luominen akvaarioille ja vaahterasiirapin valmistus.

Mikrosuodatus, ultrasuodatus ja nanosuodatus ovat kalvotekniikoita, jotka eroavat toisistaan ​​pääasiassa käytetyn kalvon huokoskoon mukaan. Mikrosuodatuksessa käytetään tyypillisesti kalvoja, joiden huokoskoko on 0.1 – 10 mikrometriä. Ultrasuodatuskalvon huokoskoko on tyypillisesti 0.1 – 0.001 mikrometriä. Nanosuodatuskalvoilla on pienin huokoskoko, yleensä mitattuna nanometreinä, jolloin yksi nanometri on 0.001 mikrometriä.

Kalvoteknologia on erittäin monimutkainen tieteellisen tutkimuksen alue. Monia muita erityisiä tekniikoita ja sovelluksia on olemassa monilla eri aloilla. Jotkut näistä sisältävät kalvoteknologian erikoissovelluksia, kuten kaasujen erottamisen, lääkkeiden kontrolloidun annostelun lääketieteessä ja veren hapetuksen keinotekoisissa keuhkoissa.