Membransko ločevanje je tehnika, ki se uporablja v znanosti in industriji za ločevanje snovi iz zmesi s filtriranjem te zmesi skozi porozno membrano. Snov, ki jo filtriramo, je lahko tekočina ali plin. Membransko ločevanje ima veliko praktičnih aplikacij, vključno s filtracijo vode in ustvarjanjem koncentriranih raztopin. Glavne vrste membranskih procesov ločevanja so reverzna osmoza, nanofiltracija, ultrafiltracija in mikrofiltracija.
Ko se napajalna raztopina ali plin prehaja skozi porozno membrano pod visokim tlakom, bodo določene snovi iz te zmesi prodrle v membrano do območja nižjega tlaka, druge snovi pa tega ne bodo mogle. Konsistenca in kemična sestava membrane določata, kateri materiali prehajajo skozi njo. Na primer, membrana, ki ima večje pore, bo spuščala velike in majhne delce, membrana, ki ima manjše pore, pa bo izključila večje delce. Podobno je lahko membrana, ki ima določeno kemično sestavo, zasnovana tako, da kemično filtrira določene spojine.
Pri reverzni osmozi sta dve raztopini na nasprotnih straneh membrane – ena je bolj koncentrirana in druga, ki je bolj vodena ali manj koncentrirana. Naravna težnja vode po difuziji iz območja nizke koncentracije v območje z visoko koncentracijo se obrne s pritiskom na visoko koncentrirano raztopino. To povzroči, da voda teče iz visoko koncentrirane raztopine čez membrano, zaradi česar je ta raztopina z odstranitvijo vode še bolj koncentrirana. S tem postopkom je mogoče izdelati evaporirano mleko in druge kondenzirane izdelke.
Nanofiltracija se običajno uporablja pri predelavi vode za odstranitev njenega slanega okusa ali nezaželene vsebnosti mineralov. Ta metoda odstrani soli, kot sta natrij in kalij, iz tekočine. Membrane, ki se uporabljajo pri nanofiltraciji, imajo nekoliko večjo velikost por kot tiste, ki se uporabljajo pri reverzni osmozi.
Ultrafiltracija in mikrofiltracija se uporabljata za ločevanje večjih delcev, medtem ko manjši delci spuščajo skozi membrano. Te membrane z večjimi porami izključujejo viruse, bakterije in suspendirane trdne snovi. Pogosto se ultrafiltracija ali mikrofiltracija uporablja v povezavi z metodo finejše filtracije kot del celotnega industrijskega procesa.
Številne industrije uporabljajo membransko ločevanje kot del svojih rutinskih operacij. Na primer, pri delovanju kotlov je pomembno odstranjevanje škodljivih soli in mineralov, ki bi lahko povzročili vodni kamen ali korozijo v izvorni vodi. Membransko ločevanje se lahko uporablja tudi za predelavo kemičnih spojin iz toka odpadkov. Razsoljevanje je še ena metoda, pri kateri se membransko ločevanje pogosto uporablja za proizvodnjo visokokakovostne pitne vode.