Membraninis atskyrimas yra metodas, naudojamas moksle ir pramonėje, norint atskirti medžiagas iš mišinio, filtruojant tą mišinį per porėtą membraną. Filtruojama medžiaga gali būti skysta arba dujinė. Membranų atskyrimas turi daug praktinių pritaikymų, įskaitant vandens filtravimą ir koncentruotų tirpalų kūrimą. Pagrindiniai membranų atskyrimo procesų tipai yra atvirkštinis osmosas, nanofiltravimas, ultrafiltravimas ir mikrofiltravimas.
Kai tiekiamas tirpalas ar dujos yra perleidžiamos per porėtą membraną esant aukštam slėgiui, tam tikros medžiagos iš to mišinio prasiskverbs į membraną į žemesnio slėgio sritį, tačiau kitos medžiagos to nepajėgs. Membranos konsistencija ir cheminė sudėtis lemia, kurios medžiagos praeina pro ją. Pavyzdžiui, membrana, kurios poros yra didesnės, bus linkusios patekti į dideles ir mažas daleles, o membrana, kurios poros yra mažesnės, pašalins didesnes daleles. Panašiai membrana, turinti tam tikrą cheminę sudėtį, gali būti sukurta taip, kad chemiškai išfiltruotų tam tikrus junginius.
Atvirkštinio osmoso atveju du tirpalai yra priešingose membranos pusėse – vienas labiau koncentruotas, o kitas – vandeningesnis arba mažiau koncentruotas. Natūrali vandens tendencija difunduoti iš mažos koncentracijos srities į didelės koncentracijos sritį pakeičiama slėgiu, taikomu labai koncentruotam tirpalui. Dėl to vanduo iš labai koncentruoto tirpalo išteka per membraną, todėl tirpalas dar labiau koncentruojamas pašalinus vandenį. Šio proceso metu galima pagaminti išgarintą pieną ir kitus kondensuotus produktus.
Nanofiltravimas paprastai naudojamas apdorojant vandenį, siekiant pašalinti jo sūrų skonį arba nepageidaujamą mineralų kiekį. Šiuo metodu iš skysčio pašalinamos druskos, tokios kaip natris ir kalis. Membranos, kurios naudojamos nanofiltravimui, turi šiek tiek didesnį porų dydį nei tų, kurios naudojamos atvirkštinio osmoso metu.
Ultrafiltravimas ir mikrofiltravimas naudojami didesnėms dalelėms atskirti, o mažesnės dalelės praleidžiamos per membraną. Virusai, bakterijos ir suspenduotos kietosios medžiagos yra pašalintos iš šių didesnių porų membranų. Dažnai ultrafiltravimas arba mikrofiltravimas bus naudojamas kartu su smulkesniu filtravimo metodu kaip bendro pramoninio proceso dalis.
Daugelis pramonės šakų naudoja membranų atskyrimą kaip savo įprastų operacijų dalį. Pavyzdžiui, katilams eksploatuojant svarbu pašalinti kenksmingas druskas ir mineralus, galinčius susidaryti nuosėdų arba korozijos šaltinio vandenyje. Membraninis atskyrimas taip pat gali būti naudojamas cheminiams junginiams regeneruoti iš atliekų srauto. Gėlinimas yra dar vienas metodas, kai membraninis atskyrimas plačiai naudojamas aukštos kokybės geriamam vandeniui gaminti.