سیستم های جداسازی غشایی به عنوان ابزاری با قابلیت بالا که توانایی جداسازی یک جزء را به صورت گزینش پذیر دارند، مورد توجه محققین قرار گرفته است. این روش جداسازی در زمینه های مختلف مهندسی از جمله مهندسی شیمی کاربرد دارد. در مقاله ی حاضر، کاربرد سیستم های غشایی برای جداسازی یون های ید، کروم و طلا که به لحاظ زیست محیطی حایز اهمیت هستند و نیز جداسازی دی اکسید کربن و مخلوط هیدروکربن های اولفینی- پارافینی که از نظر صنعتی اهمیت دارند، مرور شده است.

در حال حاضر، فناوری غشا با هدف جداسازی ذرات یک ترکیب، از کاربردهای راهبردی، متعدد و در حال رشدی برخوردار است. هدف این مقاله، اولویت بندی حوزه های کاربرد فناوری غشا به منظور کمک به پیاده سازی و بومی سازی آن در کشور است. بر این اساس، حوزه های کاربرد غشا شامل جداسازی گازها، شیرین سازی آب، تولید آب فوق العاده خالص، فرآوری مواد لبنی، تصفیه پساب های صنعتی و کاربردهای پزشکی غشا انتخاب شده اند. با استفاده از جمع بندی نظرات کارشناسان فن غشا در کشور، کلیه عوامل و معیارهای تاثیرگذار بر فرآیند تصمیم گیری تعیین شده و در 4 دسته معیار اصلی، عوامل پشتیبانی، اقتصادی، راهبردی و فنی طبقه بندی شده اند. به کمک مدل تصمیم گیری چند معیاره و با بهره گیری از نظریات کارشناسان فن غشا در کشور شامل پژوهشگران و اساتید دانشگاهی و مدیران موسسات دولتی و خصوصی مرتبط با غشا، اولویت بندی حوزه های کاربرد صورت گرفته است. تحلیل نتایج حاصل از جمع بندی نظرات خبرگان نشان می دهد که "شیرین سازی آب" از بیشترین اولویت جهت پیاده سازی در کشور برخوردار است.

با توجه به کاربرد فراوان هیدروژن و افزایش نرخ تقاضا برای هیدروژن، در این تحقیق جداسازی هیدروژن بوسیله غشا بررسی شده است. هیدروژن بوسیله تقطیر تبریدی، جذب نوسانی فشار و غشا جداسازی می شود. از میان روش های جداسازی هیدروژن، غشا بهترین روش می باشد. استفاده از غشاهای پالادیمی و آلیاژهای پالادیمی برای جداسازی هیدروژن بسیار مناسب هستند. استفاده از غشاهای کامپوزیتی نرخ نفوذ را افزایش می دهند. در این نوع غشاها، مسیر نفوذ هیدروژن نرخ عبور هیدروژن را تحت تاثیر قرار می دهد و نتایج نشان می دهد که نرخ عبور هیدروژن در مسیر فیلم فلزی به ساپورت بیشتر از ساپورت به فیلم فلزی است.

آب پنیر یک آلاینده قوی است که پس از تهیه پنیر و یا حذف کازئین و چربی شیر باقی می­ ماند و در حدود 50% مواد ارزشمند شیر را دارا است. فرایندهای غشایی برای تصفیه و تغلیظ پروتئین­ های آب پنیر در صنایع لبنی از توجه ویژه ­ ای برخوردارند. استفاده از این فرایندها سبب می­ شود افزون بر بازیابی محتوای ارزشمند آب پنیر، از آلودگی محیط زیست و خطرهای احتمالی آن برای گیاهان و جانوران در صورت دفع شدن به محیط زیست، جلوگیری شود. در این پژوهش سه غشا الیاف توخالی نانوساختار پلی­ اتر سولفون با اندازه حفره ­ ها و ویژگی­ های گوناگون به منظور بررسی مقاومت ذاتی غشاها و تأثیر پارامترهای دما و فشار بر مقاومت گرفتگی غشا، تأثیر پارامتر دما بر روی شار جریان عبوری، پس زنی پروتئین و عبوردهی لاکتوز مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه­ ها نشان داد با افزایش دما شار افزایش می ­ یابد. مقاومت ذاتی غشا و مقاومت گرفتگی با کاهش اندازه حفره­ ها افزایش می­ یابند. مقاومت گرفتگی با افزایش فشار افزایش یافته ولی مقاومت ذاتی تغییر محسوسی نمی­ کند.

در این مطالعه، یک نوع پیل سوختی غشا پلیمری برای کاربرد در خودرو تحلیل گردیده و در این راستا متغیرهای اثر گذار بر عملکرد پیل از قبیل درصد رطوبت، نرخ جریان، دما و فشار گازهای ورودی و همچنین مدیریت آب و حرارت که از چالش های اصلی این پیل ها می باشد، بررسی شده است. بدین منظور، معادلات پیوستگی، مقدار حرکت، بقا اجزای، انرژی و شارژ به همراه روابط سینتیک الکترو شیمیایی در نواحی مختلف پیل به صورت الگوی تک ناحیه ای تدوین و به روش عددی حل شده اند و منحنی های ولتاژ و چگالی توان بر حسب چگالی جریان پیل در شرایط عملکردی مختلف به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار و دما در تمامی ولتاژهای خروجی پیل باعث بهبود عملکرد پیل می شود. در ولتاژهای خروجی بالا که تغییر فاز در پیل سوختی اتفاق نمی افتد، افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان ورودی بر عملکرد پیل تاثیر مثبت می گذارد، اما در ولتاژهای خروجی پایین، عملکرد پیل با افزایش درصد رطوبت و کاهش نرخ جریان کاهش می یابد. همچنین افزایش فشار، درصد رطوبت ورودی و نرخ جریان منجر به اتلاف بخشی از توان تولیدی پیل سوختی می گردد.

تاکنون مدل های زیادی برای پیش بینی کاهش شار در اولترافیلتراسیون غشایی ارائه شده است، اما این مدل ها به دلیل فرض های محدود کننده قابل استفاده برای تمام محلول ها نیستند. در این پژوهش با استفاده از معادلات ارائه شده برای چهار مکانیسم اصلی گرفتگی یعنی مکانیسم گرفتگی کامل، مکانیسم گرفتگی میانی، مکانیسم گرفتگی استاندارد و مکانیسم جداسازی کیک، گرفتگی در فرآیند تغلیظ شیر کم چرب مدل سازی شد. سپس این مدل ها با داده های آزمایشگاهی در فشار های 50، 100، 150، 200 و 250 کیلو پاسکال سنجیده شد تا تاثیر فشار بر پدیده گرفتگی بررسی شود. بر اساس نتایج به دست آمده مکانیسم گرفتگی کیک بیشترین و مکانیسم گرفتگی استاندارد کمترین همخوانی را با داده های آزمایشگاهی داشت. مکانیسم گرفتگی کامل توانایی رگراسیون داده ها را با نرم افزار CurveExpert Professional نداشت. با کاهش فشار مدل به داده های آزمایشگاهی نزدیکتر شد. نتایج همچنین نشان داد که مدل گرفتگی میانی دومین مکانیسم درگیر در گرفتگی فرآیند تغلیظ شیر است. در واقع دو مکانیسم گرفتگی کیک و میانی، مکانیسم های اصلی گرفتگی شیر کم چرب می باشند. نتایج به دست آمده از مدل سازی مقاومت ها نشان داد که مقاومت اصلی بر سر راه جریان، مقاومت لایه کیک است که این به خوبی با آنچه که از تجمع مولکول های پروتئین و چربی بر روی سطح غشا انتظار می رود، در هماهنگی بود. به طور کلی مکانیسم اصلی گرفتگی در این فرآیند مکانیسم گرفتگی لایه کیک می باشد و انتظار می رود که ترکیب این مدل با مدل گرفتگی میانی بهترین نتیجه را به دست بدهد.