El tractament d’efluents salins i salmorres no és possible utilitzant processos convencionals. L’única tecnologia que ofereix una solució completa és l’evaporació al buit, ja que l’òsmosi inversa o l’electròlisi generen un efluents de rebuig que cal gestionar. I la destil·lació convencional comporta uns costos que fan que no sigui viable econòmicament.
No obstant això, existeix una tecnologia que, tot i que la primera patent data de 1963, la seva utilització comença a emergir actualment aprofitant tots els desenvolupaments de l’enginyeria de membranes. Es tracta de la destil·lació per membranes.
La destil·lació per membranes consisteix en un procés tèrmic en què només les molècules de vapor poden passar a través de la membrana, la qual és hidrofòbica. L’aliment que s’ha de tractar està en contacte directe amb una de les superfícies de la membrana però no penetra pels porus de la membrana en ser aquesta hidrofòbica. La força impulsora per a la separació és la pressió de vapor a través de la membrana, i no la pressió total com passa amb l’òsmosi inversa. En augmentar la temperatura de l’aliment augmenta la pressió de vapor i, per tant, també augmenta el gradient de la pressió de vapor que és la força impulsora.
Des del punt de vista comercial és una tecnologia que no ha estat àmpliament implantada per les següents raons:
- L’eficiència tèrmica del procés és reduïda per les pèrdues de calor per conductivitat de les membranes que es produeixen.
- Es produeixen efectes de polarització de concentració i temperatura que disminueixen el flux de permeat a través de la membrana.
- Es produeix l’efecte wetting que consisteix en la penetració d’impureses presents en l’aliment als porus de la membrana, disminuint així el flux de permeat.
Malgrat aquests inconvenients que a mesura que avança la recerca es van superant, la tecnologia presenta una sèrie d’avantatges que fan que sigui competitiva cada cop en més aplicacions. Les avantatges més importants de la destil·lació per membrana són:
- Igual que en l’evaporació, el procés no està limitat per l’equilibri, per la qual cosa es poden aconseguir els factors de recuperació de l’aigua i de concentració del rebuig que siguin necessaris. A diferència de l’òsmosi inversa, no existeix un equilibri que estableixi un límit en la separació.
- Generalment la tecnologia no requereix un pretractament de l’aliment per allargar la vida de la membrana.
- L’eficiència del sistema i la bona qualitat de l’aigua produïda pràcticament són independents de la concentració de sal de l’aliment.
- Rebuig del 100% de soluts no volàtils.
- Possibilitat de tractar efluents corrosius i àcids, que en destil·lació convencional és complicat pels materials que es requereixen.
- Flexibilitat d’operació en tractar-se de mòduls independents.
La selecció de la membrana és clau per al bon funcionament del procés. Les característiques de la membrana tenen influència directa en el procés, les més rellevants són: la porositat, la mida del porus, el gruix de la membrana, la conductivitat tèrmica i la composició, la qual està relacionada amb la resistència a l’atac químic.
Les característiques de la destil·lació per membranes fan que sigui una tecnologia amb una aplicació satisfactòria en àrees tan diferents com:
- Producció d’aigua pura.
- Desalació de salmorra.
- Eliminació de tints i tractament d’aigües residuals de la indústria tèxtil.
- Concentració d’àcids i substàncies corrosives, així com separació de mescles azeotròpiques a la indústria química.
- Concentració de sucs i processament de llet a la indústria alimentària.
La destil·lació per membranes és una tecnologia que cada cop és més competitiva en una àmplia varietat de sectors industrials ja que permet tractar efluents complexos. Es tracta d’una tècnica que, conjuntament amb l’evaporació al buit, són de les poques tecnologies que permeten tractar efluents salins i salmorres sense produir si cal un corrent de rebuig, ja que la separació no està limitada per l’equilibri. No obstant això, la destil·lació per membranes encara no és una tecnologia amb una elevada eficiència energètica per les pèrdues de calor per conductivitat de la membrana, per la qual cosa la seva aplicació queda restringida a aquelles aplicacions en què la destil·lació convencional o l’evaporació al buit no són alternatives viables, com és el cas quan es desitja concentrar àcids o substàncies corrosives.