Η απόσταξη με μεμβράνη είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό ή τον καθαρισμό υγρών. Η τεχνολογία λειτουργεί δημιουργώντας μια κλίση θερμοκρασιών σε όλη τη μεμβράνη, με τη μια πλευρά να είναι πιο ζεστή και η άλλη πιο κρύα. Οι ατμοί που αναδύονται από το θερμαινόμενο υγρό περνούν μέσω της μεμβράνης στην ψυχρότερη περιοχή χαμηλότερης πίεσης, όπου συμπυκνώνονται σε μια καθαρή μορφή του υγρού. Αυτός ο τύπος απόσταξης έχει εφαρμογές σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, όπου ορισμένα υγρά πρέπει να διαχωριστούν από ένα μείγμα, και σε μονάδες αφαλάτωσης, όπου πρέπει να λαμβάνεται γλυκό νερό από αλμυρό νερό.
Όταν ένα υγρό θερμαίνεται, αρχίζει τελικά να εξατμίζεται ή να βράζει. Η θερμότητα αναγκάζει τα μόρια του υγρού να αποκτήσουν ενέργεια και ανεβαίνουν σε ατμώδη κατάσταση. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο ατμός που αναδύεται από το ζεστό νερό.
Στην απόσταξη με μεμβράνη, ο ατμός περιέχεται σε ένα θάλαμο και αυξάνεται σε πίεση, αναγκάζοντας τα μόρια να περάσουν από ένα πορώδες μέσο – τη μεμβράνη. Ο τύπος μεμβράνης που χρησιμοποιείται σε αυτή τη διαδικασία απόσταξης επιτρέπει μόνο στον ατμό να περάσει μέσα, εξαλείφοντας άλλες ακαθαρσίες. Αφού ο ατμός περάσει μέσα από τη μεμβράνη, συναντά μια δροσερή περιοχή ή επιφάνεια που την αναγκάζει να συμπυκνωθεί ξανά σε υγρή κατάσταση. Το υγρό που προκύπτει αποτελείται μόνο από τα μόρια που βρίσκονταν στον ατμό και τυχόν άλατα ή άλλες μη εξατμισμένες ακαθαρσίες εξακολουθούν να βρίσκονται στο αρχικό μείγμα.
Υπάρχουν ορισμένοι τύποι διεργασιών απόσταξης με μεμβράνη. Η απόσταξη με μεμβράνη άμεσης επαφής, η οποία χρησιμοποιείται συνήθως στην αφαλάτωση, διατηρεί το ψυκτικό διάλυμα σε επαφή με την μακρινή πλευρά της μεμβράνης. Η απόσταξη μεμβράνης με διάκενο αέρα διαχωρίζει το ψυκτικό από τη μεμβράνη με ένα κενό και μια σκληρή επιφάνεια στην οποία μπορεί να συμπυκνωθεί ο ατμός. Άλλοι τύποι διεργασιών, όπως η απόσταξη με αέριο σάρωσης και απόσταξη με μεμβράνη κενού, έλκουν ενεργά τον ατμό μέσω της μεμβράνης χρησιμοποιώντας αέριο ή κενό. Αυτές οι τελευταίες τεχνικές είναι χρήσιμες για την απομάκρυνση ανεπιθύμητων ενώσεων από το αρχικό μείγμα.
Οι χρήσεις της απόσταξης με μεμβράνη είναι ποικίλες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση αλατιού και άλλων ορυκτών ακαθαρσιών από το νερό, αλλά είναι επίσης χρήσιμο για την αφαίρεση συγκεκριμένων χημικών ουσιών ή τη δημιουργία συμπυκνωμένων μιγμάτων για βιομηχανική ή εμπορική χρήση. Καθώς ο ατμός αποστάζεται μέσω της μεμβράνης, αφαιρείται από το αρχικό μείγμα, καθιστώντας αυτό το αρχικό μείγμα πιο συμπυκνωμένο.
Η απόσταξη με μεμβράνη έχει γίνει μια επιθυμητή λύση για την αφαλάτωση επειδή απαιτεί σχετικά χαμηλή ποσότητα ενέργειας για να λειτουργήσει. Μπορεί να λειτουργήσει με ηλιακή θερμότητα ή σπατάλη θερμότητας από άλλες λειτουργίες. Η μικρή ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη διαδικασία καθιστά μια πιθανή λύση για τη δημιουργία μονάδων μικρής κλίμακας σε απομακρυσμένες περιοχές που ενδέχεται να μην έχουν πρόσβαση σε εκτεταμένους πόρους ενέργειας.