Mostrar código-fonte de Processo de separação por membranas

{{Sem fontes|data=dezembro de 2022}}
Os '''processos de separação por membranas''' ou a '''separação por membranas''' são um grupo de métodos ou processos para a separação de elementos usando membranas artificiais.

== Histórico ==
Ao longo dos últimos 30 anos, as membranas começaram a ser utilizadas em vários processos industriais como agentes de separação de [[composto químico|compostos]]. A sua aplicabilidade tem-se alargado com o tempo e actualmente os processos de separação por membranas são utilizados em áreas tão diversas como a separação de gases, a [[dessalinização]] da água ou a [[hemodiálise]].

As tecnologias de separação por membranas beneficiaram o desenvolvimento de novos tipos de membranas mais selectivas e mais permeáveis e tornaram-se mais competitivas. Em muitas áreas de actividade, estas [[tecnologia]]s têm custos de [[capital]] e de funcionamento inferiores aos dos [[processo]]s de separação [[clássico]]s. 

Uma destas áreas é o tratamento de soluções aquosas em processos industriais. As soluções são concentradas  e purificadas por processos de separação por membranas como a [[ultrafiltração]] ou a [[osmose inversa]].  Como exemplo, a ultrafiltração é mais competitiva na desidratação de produtos alimentares que o processo clássico de [[atomização]]. 

A osmose inversa e a ultrafiltração são processos implementados em células de separação com as mesmas características básicas. A [[célula]] de separação possui dois compartimentos: o lado do retido e o lado do permeado (Figura 1). Os compartimentos estão separados por uma membrana que retém parcialmente o soluto e é permeável ao [[solvente]].

A célula tem uma corrente de entrada, a [[alimentação]], e duas [[Corrente elétrica|corrente]]s de [[saída]], o retido e o permeado. A alimentação é a corrente que entra do lado do retido, o retido é a parte da alimentação que não atravessa a membrana e o permeado é a parte da alimentação que atravessa a membrana. Como a membrana retém parte do soluto, a corrente de  retido é rica em soluto,  enquanto a de permeado é constituída por solvente puro ou quase puro. 

A força directriz que provoca o escoamento através da membrana é a  diferença de pressão efectiva entre o lado do retido e o lado do permeado. A pressão efectiva é a diferença entre a pressão hidrostática (P) e a [[pressão osmótica]] (<math>\pi</math>), ou seja  , e a diferença de pressão efectiva é igual a  . 

A pressão osmótica de uma solução depende da concentração de [[soluto]]: é zero quando o solvente é puro e aumenta com o aumento da concentração de soluto. Para a mesma [[fração]] de soluto retida e para a mesma diferença de pressão [[hidrostática]], a força [[motriz]] diminui com o aumento de concentração. Quando a retenção de soluto é total, a concentração e a pressão osmótica do permeado são nulas e   é igual à pressão  osmótica à [[superfície]] da membrana do lado do retido. 

Um processo de separação por membranas é eficiente se a velocidade de permeado e a selectividade da membrana forem elevadas. A [[velocidade]] de permeado é igual ao [[volume]] de [[líquido]] que atravessa a membrana por unidade de [[área]] e por [[unidade]] de [[tempo]]. Para uma solução [[aquosa]] de um único soluto, a selectividade da membrana é expressa pela retenção de soluto, R:

<math>R=1-\frac{C_p}{C_r}</math>.

em que Cp é a concentração de soluto no seio do permeado e Cr é a concentração de soluto no retido. Estes dois parâmetros são afectados pelo fenómeno de polarização por concentração. 

=== Alguns processos de Separação por Membranas ===
* [[Ultrafiltração]]
* [[Osmose inversa]]
* [[Nanofiltração]]
* [[Microfiltração]]
* [[Diálise]]
* [[Electrodiálise]]
* [[Pervaporação]]
* [[Separação de gases por membranas]]
* [[Destilação por membranas]]

== Ver também ==
* [[Polarização por concentração]]

[[Categoria:Tecnologia de membrana| ]]
[[Categoria:Físico-química]]