Membrānas atdalīšana ir paņēmiens, ko izmanto zinātnē un rūpniecībā, lai atdalītu vielas no maisījuma, filtrējot šo maisījumu caur porainu membrānu. Filtrējamā viela var būt gan šķidrums, gan gāze. Membrānas atdalīšanai ir daudz praktisku pielietojumu, tostarp ūdens filtrēšana un koncentrētu šķīdumu izveide. Galvenie membrānu atdalīšanas procesu veidi ir reversā osmoze, nanofiltrācija, ultrafiltrācija un mikrofiltrācija.
Kad padeves šķīdums vai gāze tiek izvadīta cauri porainai membrānai zem augsta spiediena, noteiktas vielas no šī maisījuma caurstrāvos membrānu zemāka spiediena zonā, bet citas vielas to nespēs. Membrānas konsistence un ķīmiskais sastāvs nosaka, kādi materiāli tai iziet cauri. Piemēram, membrāna, kurai ir lielākas poras, mēdz ielaist lielas un mazas daļiņas, un membrāna ar mazākām porām izslēgs lielākās daļiņas. Līdzīgi membrāna ar noteiktu ķīmisko sastāvu var būt izstrādāta, lai ķīmiski filtrētu noteiktus savienojumus.
Reversās osmozes gadījumā membrānas pretējās pusēs atrodas divi šķīdumi – viens ir vairāk koncentrēts un otrs ir vairāk ūdeņains vai mazāk koncentrēts. Ūdens dabiskā tendence izkliedēties no zemas koncentrācijas zonas uz augstas koncentrācijas apgabalu tiek mainīta ar spiedienu, kas tiek piemērots ļoti koncentrētam šķīdumam. Tas liek ūdenim izplūst no ļoti koncentrēta šķīduma pāri membrānai, padarot šo šķīdumu vēl koncentrētāku, noņemot ūdeni. Šajā procesā var iegūt iztvaicētu pienu un citus kondensētus produktus.
Nanofiltrāciju parasti izmanto ūdens apstrādē, lai noņemtu tā sāļo garšu vai nevēlamo minerālvielu saturu. Šī metode no šķidruma izvada sāļus, piemēram, nātriju un kāliju. Membrānām, ko izmanto nanofiltrācijā, ir nedaudz lielāks poru izmērs nekā tām, kuras izmanto reversajā osmozē.
Ultrafiltrāciju un mikrofiltrāciju izmanto, lai atdalītu lielākas daļiņas, vienlaikus izlaižot mazākas daļiņas caur membrānu. Šīs lielāko poru membrānas izslēdz vīrusus, baktērijas un suspendētās cietās vielas. Bieži vien ultrafiltrāciju vai mikrofiltrāciju izmanto kopā ar smalkāku filtrēšanas metodi kā daļu no kopējā rūpnieciskā procesa.
Daudzas nozares izmanto membrānu atdalīšanu kā daļu no savām ikdienas darbībām. Piemēram, katlu darbībā ir svarīgi noņemt kaitīgos sāļus un minerālvielas, kas var radīt katlakmens vai koroziju avota ūdenī. Membrānas atdalīšanu var izmantot arī ķīmisko savienojumu atgūšanai no atkritumu plūsmas. Atsāļošana ir vēl viena metode, kurā membrānas atdalīšanu plaši izmanto augstas kvalitātes dzeramā ūdens iegūšanai.