غشاهای سرامیکی گونه‌ای از غشاها هستند که از چند لایه‌ مختلف از جنس مواد سرامیکی تشکیل شده‌اند. این غشاها به دلیل ساختار فیزیکی و اندازه حفرات، می‌توانند جایگزین فیلترهای میکرونی باشند. در ساختار آن‌ها از ترکیبات معدنی مانند آلومینا (Al₂O₃)، تیتانیا(TiO₂)، اکسیدهای زیرکونیوم (ZrO₂)، سیلیکا (SiO₂)، کربید سیلیکون (SiC) و غیره استفاده می‌شود، در نتیجه در شرایط سخت عملیاتی، قابل استفاده هستند. با توجه به اینکه در هنگام ساخت غشاهای سرامیکی، با کنترل شرایط (مانند غلظت مواد اولیه و نسبت مولی آن‌ها، pH و درجه حرارت) می‌توان اندازه منافذ غشاء را کنترل کرد، بنابراین می‌توان طیف گسترده‌ای از غشاهای سرامیکی را نیز تولید نمود. غشاهای سرامیکی در برابر حرارت و خوردگی نسبت به سایر غشاها از مقاوت بیش‌تری برخوردار هستند. علاوه بر اینکه پایداری حرارتی بالایی دارند، از مقاومت شیمیایی و مکانیکی مناسب و عمر طولانی‌تری نیز برخوردار می‌باشند، به همین دلیل بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. توانایی شستشوی معکوس مؤثر، قابلیت استفاده‌ مجدد و خاصیت کاتالیستی از دیگر ویژگی‌های آن‌ها است.

 نحوه عملکرد غشاهای سرامیکی

فیلترهای سرامیکی برحسب نوع جریان به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• جریان از داخل به خارج: که در آن جریان ورودی از درون غشاء عبور کرده و فرایند فیلتراسیون به سمت بیرون از غشاء صورت می گیرد.
• جریان از خارج به داخل: که عکس حالت اول می‌باشد.

در نهایت آب ورودی به دو بخش تقسیم می‌شود، آب فیلتر شده و جریان کنسانتره. آب تصفیه شده در یک طرف غشا جمع می‌شود و در طرف دیگر تمام آلاینده‌ها باقی می‌مانند.

 

مزایا

‌استفاده از غشاهای سرامیکی دارای مزیت‌هایی همچون كاهش مصرف انرژي، انتقال جرم و راندمان بالا، عمر طولانی مدت و سهولت كاربرد می‌باشد. همچنین دارای پایداری شیمیایی خوب، مقاومت به اسید، مقاومت به قلیایی و حلال‌های آلی هستند. قدرت مکانیکی زیادی دارند و می‌توانند تحت شستشوی معکوس قرار گیرند. علاوه بر این، این نوع غشاها تمایل کمتری به انسداد و گرفتگی از خود نشان می‌دهند؛ اما عیب بزرگ این مواد آن است که بسیار شکننده هستند و نیز نسبت به غشاهای آلی گران‌تر هستند.

 

کاربرد در صنایع

از غشاهای سرامیکی برای جداسازی ذرات و مواد با اندازه‌های مختلف استفاده می‌شود، بدین جهت به سرعت در حال توسعه بوده و کاربردهای صنعتی آن‌ها نیز رو به افزایش است. بعنوان مثال در صنایع غذایی، مهندسی زیست شناسی، مهندسی محیط زیست، صنایع شیمیایی، صنایع پتروشیمی، صنایع متالورژی و سایر زمینه ها به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. از طرفی، بدلیل گران‌تر بودن این نوع از غشاها نسبت به انواع دیگر، از آن‌ها بیشتر در صنایع شیمیایی، جهت تصفیه سیالات با دمای بالا و خورندگی زیاد، صنایع دارویی و لبنی که نیاز به استریلیزاسیون حرارتی دارند، استفاده می‌شود. همچنین در زمینه‌های مختلفی مانند فرآیندهای نانوفیلتراسیون، میکروفیلتراسیون و نیز جداسازی برخی از گازها، کاربردهای گسترده‌ای دارند. از دیگر کاربردهای آن می‌توان به فرایندهای تصفیه آب اشاره نمود. بطور کلی اکسید‌های فلزی استفاده شده در ساختار این غشاها، برای جذب فلزات سنگین از محلول‌های آبی، بسیار مناسب هستند.