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A separação por membrana envolve separar componentes de um fluxo de fluido líquido ou gasoso, forçando a passagem do mesmo sob pressão sobre a superfície de uma membrana. Essa tecnologia é na verdade uma família de processos que inclui osmose reversa, nanofiltração, ultrafiltração e microfiltração. Componentes menores que o tamanho do poro da membrana passam através da membrana enquanto componentes maiores são retidos.

Os componentes podem ser seletivamente separados sobre uma extensa faixa de tamanho de partículas. Os exemplos são:
· as bactérias e pirogênios.
· material macromolecular, assim como amido e proteínas.
· pequenas moléculas solúveis como aminoácido, açúcar e ácidos inorgânicos.

A tecnologia de separação permite aos processadores simultaneamente concentrar, fracionar e purificar seus produtos. Grandes volumes podem ser tratados com extraordinária eficiência de energia haja vista que a tecnologia não requer uma troca de fase para efetivar a remoção de água, nem obriga o processo requerer uma fonte de fluxo ou equipamento auxiliar tal como aquecedores, evaporadores ou condensadores.

Dependendo da aplicação, o produto desejado pode ser o permeado ou o concentrado. Somente uma parte do fluxo, que consiste de moléculas menores que os poros da membrana, passa através da membrana como “permeado” ou “filtrado”. A outra parte do fluxo, chamada de “concentrado” ou “retido”, contém os solutos ou sólidos suspensos que foram rejeitados pela membrana.
O mecanismo de separação por membrana é complexo e é influenciado por diversos fatores, tais como:
· Método de fabricação da membrana
· Composição da membrana
· Interações químicas entre o fluxo e a membrana
· Dinâmica do fluido na membrana
· Pressão, temperatura e velocidade do fluxo de alimentação no sistema de separação