Воздух и вода – главные источники жизни на Земле. Без воздуха человек не может прожить больше 5 минут. При этом из всех компонентов воздуха для дыхания живых организмов необходим только кислород. Остальные компоненты являются вспомогательными и играют не такую важную роль. Без воды не может существовать ни один живой организм. Вода является важнейшей составной частью растений и животных. К сожалению, независимо от источника, вода также содержит массу примесей, таких как растворенные соли, газы, органические вещества.

Любой живой организм из различных газовых и жидких смесей умеет выбрать нужный компонент и получить его в чистом виде. Природа изобрела свой способ разделять атомы и молекулы по ничтожным различиям в массе, размере, химических и физических свойствах. Это полупроницаемая мембрана, которая является не только механической защитной оболочкой, но и «умным барьером», определяющим, что пропустить внутрь, а что нет.

 

Человек представляет собой живой мембранный аппарат, площадь мембран в котором исчисляется гектарами. Клеточные оболочки, слизистые и кожа – это все полупроницаемые мембраны. Когда они выходят из строя – человек заболевает. Тогда на помощь организму приходят искусственные аппараты, созданные инженерами мембраной технологии: искусственная почка (гемодиализ), искусственная печень (мембранный плазмоферез), искусственное легкое.

 

   Сегодня человек многое узнал о принципах функционирования и устройстве биологических мембран, но говорить об абсолютной полноте наших знаний рано. Впереди новые открытия, позволящие создать новые «точечные» лекарства, которые будут доставляться адресно к поврежденной клетке, дадут возможность конструировать компактные и полноценные внутренние органы на основе искусственных мембран.

   Но даже то, что известно сегодня, открыло перед мембранной технологией поразительно широкий спектр применений.

   Первым практически значимым открытием стало получение воды – обессоленной, питьевой, сверхчистой, апирогенной. Проблема получить сколь угодно чистую воду из любого грязного источника решается только умением правильно подобрать мембраны. Целые страны сегодня обеспечиваются «мембранной» пресной водой из моря.

   Далее пришел черед пищевой промышленности. Ведь получить чистое масло, красивое вино, вкусные соки, пиво, молочные продукты гораздо проще используя мембраны, чем посредством таких сложных процессов, как дистилляция, сорбция или экстракция.

  
   Удивительные перспективы открывает мембранное разделение газовых смесей. Из воздуха можно получить азот или обедненный кислородом воздух и использовать его для создания условий высокогорья в тренировочных комплексах, в хранилищах овощей и фруктов, на АЗС, в топливных баках самолетов. Также легко получить и обогащенный кислородом воздух, который необходим в реанимационных палатах, в водоемах для выращивания рыбы, в металлургии и т.д.

  Мембранные технологии также незаменимы для предотвращения загрязнений окружающей среды промышленными и коммунальными отходами. В результате не только образуются чистые вода и воздух, но и множество ценных компонентов уничтожаются или используются заново после переработки.

  Решающее место обещают занять мембранные процессы разделения в альтернативной энергетике, которая не связана с добычей и списанием полезных ископаемых.

 
   Таким образом,  можно выделить следующие основные области применения и направления развития мембранной техники и мембранных технологических процессов:

           Водоподготовка 

·         получение питьевой воды путем опреснения морских вод;

·         повышение качества питьевой воды;

·         получение особо чистой воды;

           Пищевая промышленность

·         получение очищенной воды для технологических процессов;

·         концентрирование соков;

·         очистка вина, пива, слабоалкогольных напитков;

·         переработка молочных продуктов;

·         создание условий для длительного хранения овощей и фруктов;

 

 

           Биотехнология

·         стерилизация технологических сред;

·         извлечение целевых компонентов (ферментов, витаминов и пр.);

·         концентрирование продуктов биотехнологических процессов;

·         организация непрерывных биотехнологических процессов, в которых происходит непрерывное извлечение целевых компонентов из биореактора (мембранный реактор)

 

           Медицина

·          получение очищенной, стерильной, апирогенной воды для приготовления вакцин, медицинских препаратов, промывки ампул;

·         очистка крови методом диализа (аппарат искусственная почка);

·         выделение, очистка и концентрирование лекарственных препаратов в процессах получения лекарственных средств;

·         физиотерапия (аппарат «Горный воздух»);

 

               Топливно-энергетический комплекс

·         очистка и осушка попутного нефтяного газа;

·         разделение компонентов нефтехимических производств;

·         разделение биогаза;

 

               Электроника

·          получение особо чистой воды;

           
         

      Очистка сточных вод

 

·         очистка сточных вод целлюлозно-бумажных, текстильных, гальванических и др. производств

·         очистка бытовых сточных вод

·         переработка жидких радиоактивных отходов

 

   Это лишь краткий список применения мембранной технологии. В любом процессе, где требуется извлечь целевой компонент, провести концентрирование, разделение, очистку газовых и жидких сред может применяться мембранная технология. И практически во всех случаях она будет конкурентоспособна и более выгодна по сравнению с традиционными методами очистки, разделения и концентрирования. Рынок мембран ежегодно увеличивается на 15-20%. Мембранная технология – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей промышленности.