Membrānu procesi norisinās pēc šādām shēmām: gāzu A + B maisījums-membrāna-gāze A; vielu A + B šķīdums- membrāna-tvaiks A (ietvaice caur membrānu).
Ķīmiskajā rūpniecībā izmantojamie membrānu procesi ir šādi: dialīze, pseidodialīze, osmoze, atgriezeniskā osmoze, ultrafiltrācija, elektrodialīze, elektroosmoze, elektroosmofiltrācija, iztvaicēšana caur membrānu, gāzu maisījumu difūzā sadalīšana un mikrofiltrācija.
Dialīze. Ja starp divām šķidrām vidēm novieto puscaurlaidīgu plēvi jeb membrānu, tad, nepalielinot spiedienu, novērojama izšķīdinātās vielas pārvietošanās caur membrānu. Šo procesu sauc par dialīzi. Izšķīdinātā viela dialīzē pārvietojas no augstākas koncentrācijas uz zemāku. Dialīze ir difūzijas process. Šķīdumu sadalīšana dialīzē izskaidrojama ar komponentu dažādu difūzijas ātrumu, tiem difundējot caur membrānu.
Dialīzi visplašāk izmanto medicīnā, piemēram, lai attīrītu asinis no dažādām kaitīgām vielām.
Pseidodialīze. Ja rada spiedienu starpību membrānas abās pusēs, caur membrānu izplūst izšķīdinātā viela (nevis šķīdinātājs ). Šādu procesu sauc par pseidodialīzi. Pseidodialīzi lieto ūdens atsāļošanai. Caur membrānu difundē caur ūdeni izšķīdušie sāļi.
Osmoze. Osmoze ir difūzijas process, kurā caur membrānu difundē tikai šķīdinātājs. Osmoze notiek tikai vienā virzienā – no zemākas koncentrācijas uz augstāku. Piemēram , ja membrānas vienā pusē ir tīrs ūdens, bet otrā – vielas ūdens šķīdums, tad osmozes gadījumā ūdens molekulas difundē caur membrānu un iekļūst šķīdumā, bet pretējā virzienā – no šķīduma ūdens nepārvietojas. Šķīduma tilpums, ūdenim pieplūstot, palielinās. Ja telpa, kurā atrodas šķīdums, ir ierobežota, tad spiediens šajā telpā paaugstinās līdz noteiktai lielumam, kas atkarīgs no temperatūras un šķīduma koncentrācijas. Šo spiedienu sauc par osmotisko spiedienu. Osmozes procesā virzošais spēks ir osmotiskais spiediens.
Atgriezeniskā osmoze. Ja spiediens tajā membrānas pusē , kur atrodas šķīdums, pārsniedz osmotisko spiedienu, tad ūdens (šķīdinātājs) pāriet no augstākas koncentrācijas uz zemāku. To sauc par atgriezenisko osmozi. Atgriezeniskajā osmozē virzošais spēks ir starpība starp darba spiedienu un osmotisko spiedienu. Piemēram, atsāļojot jūras ūdeni, kurā sāļu koncentrācija 3,5% , osmotiskais spiediens ir 2,5 MPa,bet darba spiediens – 5...8 MPa.…
