Membrane distillation
झिल्ली आसवन (एम. डी.) एक तापीय संचालित पृथक्करण प्रक्रिया है जिसमें पृथक्करण चरण परिवर्तन द्वारा संचालित होता है। एक हाइड्रोफोबिक झिल्ली तरल चरण के लिए एक बाधा प्रस्तुत करती है, जिससे वाष्प चरण (जैसे। जल वाष्प) झिल्ली के छिद्रों से गुजरने के लिए। प्रक्रिया का प्रेरक बल एक आंशिक वाष्प दबाव अंतर है जो आमतौर पर तापमान के अंतर से उत्पन्न होता है। झिल्ली आसवन का सिद्धांत अधिकांश प्रक्रियाएँ जो अलग-अलग सामग्रियों के लिए एक झिल्ली का उपयोग करती हैं, वे दो सीमा सतहों के बीच प्रेरक बल के रूप में स्थिर दबाव अंतर पर निर्भर करती हैं (जैसे। रिवर्स ऑस्मोसिस-आरओ), या एकाग्रता में अंतर (डायलिसिस), या एक विद्युत क्षेत्र (ईडी)। एक झिल्ली की चयनात्मकता छिद्र के आकार के संबंध में रखे जा रहे पदार्थ के आकार, या इसके प्रसार गुणांक, या इसकी विद्युत ध्रुवीयता के कारण हो सकती है। झिल्ली आसवन (एम. डी.) के लिए उपयोग किए जाने वाले झिल्ली तरल पानी के मार्ग को रोकते हैं जबकि मुक्त जल अणुओं के लिए पारगम्यता की अनुमति देते हैं और इस प्रकार, जल वाष्प के लिए। ये झिल्ली हाइड्रोफोबिक सिंथेटिक सामग्री से बनी होती हैं (जैसे। पी. टी. एफ. ई., पी. वी. डी. एफ. या पी. पी.) और बीच में एक मानक व्यास वाले छिद्र प्रदान करते हैं। चूंकि पानी में मजबूत द्विध्रुवीय विशेषताएँ होती हैं, जबकि झिल्ली का कपड़ा गैर-ध्रुवीय होता है, झिल्ली सामग्री तरल द्वारा गीली नहीं होती है। भले ही छिद्र अणुओं की तुलना में काफी बड़े होते हैं, लेकिन पानी की सतह का उच्च तनाव तरल चरण को छिद्रों में प्रवेश करने से रोकता है। एक उत्तल मेनिस्कस छिद्र में विकसित होता है। इस प्रभाव को केशिका क्रिया कहा जाता है। अन्य कारकों के अलावा, प्रभाव की गहराई तरल पर बाहरी दबाव भार पर निर्भर कर सकती है। द्रव द्वारा छिद्रों के अंतःप्रवेश के लिए एक आयाम संपर्क कोण θ = 90-θ 'है। जब तक 90° से कम है और तदनुसार 0° से कम है, तब तक छिद्रों को गीला नहीं किया जाएगा। यदि बाहरी दबाव तथाकथित तरल प्रवेश दबाव से ऊपर बढ़ता है, तो θ = 90° जिसके परिणामस्वरूप छिद्र का एक बायपास होता है। वह प्रेरक बल जो झिल्ली के माध्यम से वाष्प को वितरित करता है, ताकि इसे उत्पाद जल के रूप में पारगम्य पक्ष पर एकत्र किया जा सके, दो सीमा सतहों के बीच आंशिक जल वाष्प दबाव अंतर है। यह आंशिक दबाव अंतर दो सीमा सतहों के बीच तापमान अंतर का परिणाम है। जैसा कि छवि में देखा जा सकता है, झिल्ली को एक तरफ गर्म फ़ीड प्रवाह और दूसरी तरफ ठंडा पारगम्य प्रवाह के साथ चार्ज किया जाता है। झिल्ली के माध्यम से तापमान का अंतर, आमतौर पर 5 और 20 केल्विन के बीच, एक आंशिक दबाव अंतर बताता है जो यह सुनिश्चित करता है कि झिल्ली की सतह पर विकसित होने वाला वाष्प दबाव में गिरावट का अनुसरण करता है, छिद्रों के माध्यम से पारगमन करता है और ठंडे पक्ष पर संघनित होता है। झिल्ली आसवन तकनीकें कई अलग-अलग झिल्ली आसवन तकनीकें मौजूद हैं। बुनियादी चार तकनीकें मुख्य रूप से उनके आसवन चैनल की व्यवस्था या इस चैनल के संचालन के तरीके से भिन्न होती हैं। निम्नलिखित तकनीकें सबसे आम हैंः डायरेक्ट कॉन्टैक्ट एम. डी. (डी. सी. एम. डी.) एयर गैप एम. डी. (ए. जी. एम. डी.) वैक्यूम एम. डी. (वी. एम. डी.) स्वीपिंग गैस एम. डी. (एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी.) वैक्यूम मल्टी-इफेक्ट मेम्ब्रेन डिस्टिलेशन (वी-एम. ई. एम. डी.) परमीएट गैप एम. डी. (पी. जी. एम. डी.) डायरेक्ट-कॉन्टैक्ट एम. डी. डी. सी. एम. डी. में, झिल्ली के दोनों तरफ वाष्पीकरण पक्ष पर तरल-गर्म फीड पानी के साथ चार्ज किया जाता है और परमीएट पक्ष पर ठंडा किया जाता है। झिल्ली से गुजरने वाले वाष्प का संघनन झिल्ली की सीमा सतह पर सीधे तरल चरण के अंदर होता है। चूँकि झिल्ली ही द्रव्यमान परिवहन को अवरुद्ध करने वाली एकमात्र बाधा है, इसलिए अपेक्षाकृत उच्च सतह से संबंधित पारगम्य प्रवाह को डी. सी. एम. डी. के साथ प्राप्त किया जा सकता है। एक नुकसान उच्च संवेदनशील गर्मी का नुकसान है, क्योंकि एकल झिल्ली परत के अवरोधक गुण कम होते हैं। हालांकि, बाष्पीकरणकर्ता और कंडेनसर के बीच एक उच्च गर्मी की हानि भी एकल झिल्ली परत का परिणाम है। यह खोई हुई ऊष्मा आसवन प्रक्रिया के लिए उपलब्ध नहीं है, इस प्रकार दक्षता कम हो जाती है। झिल्ली आसवन के अन्य विन्यासों के विपरीत, डी. सी. एम. डी. में झिल्ली के पार शीतलन फ़ीड प्रीहीटिंग के बजाय पारगम्य प्रवाह द्वारा प्रदान किया जाता है। इसलिए, पारगम्य से ऊष्मा प्राप्त करने के लिए एक बाहरी ऊष्मा विनिमायक की भी आवश्यकता होती है, और फ़ीड की उच्च प्रवाह दर को सावधानीपूर्वक अनुकूलित किया जाना चाहिए। एयर-गैप एम. डी. एयर-गैप एम. डी. में, वाष्पीकरण चैनल डी. सी. एम. डी. जैसा दिखता है, जबकि पारगम्य अंतराल झिल्ली और एक ठंडी दीवार के बीच स्थित होता है और हवा से भरा होता है। झिल्ली से गुजरने वाली वाष्प को ठंडी सतह पर संघनित होने से पहले इस वायु अंतराल को अतिरिक्त रूप से दूर करना चाहिए। इस विधि का लाभ कंडेनसर चैनल की ओर उच्च तापीय इन्सुलेशन है, इस प्रकार गर्मी चालन नुकसान को कम करता है। हालांकि, नुकसान यह है कि वायु अंतराल बड़े पैमाने पर परिवहन के लिए एक अतिरिक्त बाधा का प्रतिनिधित्व करता है, जो डीसीएमडी की तुलना में सतह से संबंधित पारगम्य उत्पादन को कम करता है। डी. सी. एम. डी. पर एक और लाभ यह है कि अल्कोहल या अन्य विलायक जैसे कम सतह तनाव वाले वाष्पशील पदार्थों को पतला घोल से अलग किया जा सकता है, इस तथ्य के कारण कि ए. जी. एम. डी. के साथ तरल पारगम्य और झिल्ली के बीच कोई संपर्क नहीं होता है। ए. जी. एम. डी. उच्च लवणता वाले विकल्पों की तुलना में विशेष रूप से फायदेमंद है। ए. जी. एम. डी. पर भिन्नताओं में बेहतर प्रवाह और ऊर्जा दक्षता के लिए हाइड्रोफोबिक संघनक सतह या झरझरा संघनक शामिल हो सकते हैं। ए. जी. एम. डी. में, विशिष्ट रूप से महत्वपूर्ण डिजाइन विशेषताओं में अंतराल की मोटाई, घनीभूत सतह हाइड्रोफोबिसिटी, अंतराल स्पेसर डिजाइन और झुकाव कोण शामिल हैं। स्वीपिंग-गैस एम. डी. स्वीपिंग-गैस एम. डी., जिसे एयर स्ट्रिपिंग के रूप में भी जाना जाता है, पारगम्य पक्ष पर एक खाली अंतराल के साथ एक चैनल विन्यास का उपयोग करता है। यह विन्यास ए. जी. एम. डी. के समान है। वाष्प का संघनन एक बाहरी कंडेनसर में एम. डी. मॉड्यूल के बाहर होता है। ए. जी. एम. डी. के साथ, कम सतह तनाव वाले वाष्पशील पदार्थों को इस प्रक्रिया के साथ आसुत किया जा सकता है। ए. जी. एम. डी. की तुलना में एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी. का लाभ बलपूर्वक प्रवाह के माध्यम से बड़े पैमाने पर परिवहन के लिए बाधा में महत्वपूर्ण कमी है। इससे ए. जी. एम. डी. की तुलना में सतह से संबंधित उच्च उत्पाद जल द्रव्यमान प्रवाह प्राप्त किया जा सकता है। एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी. का एक नुकसान गैस घटक के कारण होता है और इसलिए उच्च कुल द्रव्यमान प्रवाह, उच्च संघनक क्षमता की आवश्यकता है। छोटे गैस द्रव्यमान प्रवाह का उपयोग करते समय गैस के गर्म झिल्ली की सतह पर खुद को गर्म करने का खतरा होता है, इस प्रकार वाष्प दबाव अंतर और इसलिए प्रेरक बल को कम करता है। एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी. और ए. जी. एम. डी. के लिए इस समस्या का एक समाधान पारगम्य चैनल के लिए एक ठंडी दीवार का उपयोग है, और इसे गैस से फ्लश करके तापमान बनाए रखना है। वैक्यूम एम. डी. वैक्यूम एम. डी. में एक वायु अंतराल चैनल विन्यास होता है। एक बार जब यह झिल्ली से गुजर जाता है, तो वाष्प को पारगम्य चैनल से बाहर निकाला जाता है और एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी. की तरह मॉड्यूल के बाहर संघनित हो जाता है। वी. सी. एम. डी. और एस. डब्ल्यू. जी. एम. डी. को पानी के घोल से वाष्पशील पदार्थों को अलग करने या केंद्रित खारे पानी से शुद्ध पानी के उत्पादन के लिए लागू किया जा सकता है। इस विधि का एक लाभ यह है कि झिल्ली के छिद्रों को अवरुद्ध करने वाली अघुलनशील निष्क्रिय गैसों को निर्वात द्वारा बाहर निकाला जाता है, जिससे एक बड़ी प्रभावी झिल्ली सतह सक्रिय हो जाती है। इसके अलावा, क्वथनांक में कमी के परिणामस्वरूप कम समग्र तापमान पर उत्पाद की तुलनीय मात्रा और झिल्ली के माध्यम से कम तापमान अंतर होता है। कम आवश्यक तापमान अंतर कुल और विशिष्ट तापीय ऊर्जा की कम मांग छोड़ देता है। हालांकि, वैक्यूम का उत्पादन, जिसे खारे पानी के तापमान के साथ समायोजित किया जाना चाहिए, के लिए जटिल तकनीकी उपकरणों की आवश्यकता होती है और इसलिए यह इस विधि के लिए एक नुकसान है। डी. सी. एम. डी. और ए. जी. एम. डी. की तरह विद्युत ऊर्जा की मांग बहुत अधिक है। एक अतिरिक्त समस्या फ़ीड पानी से हटाने के कारण पीएच मूल्य में वृद्धि है। वैक्यूम झिल्ली आसवन कुशल होने के लिए, इसे अक्सर बहुस्तरीय विन्यास में चलाया जाता है। पारगम्य-अंतराल एम. डी. निम्नलिखित में, एक मानक डी. सी. एम. डी. मॉड्यूल के साथ-साथ अलग पारगम्य अंतराल के साथ एक डी. सी. एम. डी. मॉड्यूल के मुख्य चैनल विन्यास और संचालन विधि की व्याख्या की जाएगी। बगल की छवि में डिज़ाइन एक सपाट चैनल विन्यास को दर्शाता है, लेकिन इसे सपाट, खोखले फाइबर-या सर्पिल घाव मॉड्यूल के लिए एक योजना के रूप में भी समझा जा सकता है। पूर्ण चैनल विन्यास में इनलेट और आउटलेट के साथ एक कंडेनसर चैनल और इनलेट और आउटलेट के साथ एक बाष्पीकरण चैनल होता है। ये दोनों चैनल हाइड्रोफोबिक, सूक्ष्म झरझरा झिल्ली द्वारा अलग किए जाते हैं। ठंडा करने के लिए, कंडेनसर चैनल को ताजे पानी और वाष्पीकरण यंत्र जैसे पानी से भर दिया जाता है। नमकीन फ़ीड पानी के साथ। शीतलक कंडेनसर चैनल में तापमान पर प्रवेश करता है। झिल्ली से गुजरने के बाद, वाष्प ठंडे पानी में संघनित हो जाता है, जिससे इसकी अव्यक्त गर्मी निकलती है और शीतलक में तापमान में वृद्धि होती है। संवेदनशील ऊष्मा चालन झिल्ली की सतह के माध्यम से ठंडे पानी को भी गर्म करता है। झिल्ली के माध्यम से द्रव्यमान परिवहन के कारण वाष्पीकरण में द्रव्यमान प्रवाह कम हो जाता है जबकि कंडेनसर चैनल समान मात्रा में बढ़ जाता है। पूर्व-गर्म शीतलक का द्रव्यमान प्रवाह संघनक चैनल को लगभग तापमान पर छोड़ देता है और एक ताप विनिमायक में प्रवेश करता है, इस प्रकार फ़ीड पानी को पूर्व-गर्म करता है। इस फ़ीड पानी को फिर एक और ऊष्मा स्रोत तक पहुँचाया जाता है और अंत में के तापमान पर एम. डी. मॉड्यूल के वाष्पीकरण चैनल में प्रवेश करता है। वाष्पीकरण प्रक्रिया फ़ीड प्रवाह से अव्यक्त गर्मी निकालती है, जो प्रवाह की दिशा में फ़ीड को तेजी से ठंडा करती है। झिल्ली से गुजरने वाली संवेदनशील गर्मी के कारण अतिरिक्त गर्मी में कमी आती है। ठंडा किया गया पानी वाष्पीकरण चैनल को लगभग 28 डिग्री सेल्सियस पर छोड़ देता है। कंडेनसर इनलेट और बाष्पीकरण आउटलेट और कंडेनसर इनलेट और बाष्पीकरण आउटलेट के बीच कुल तापमान अंतर लगभग बराबर हैं। पी. जी. एम. डी. मॉड्यूल में, पारगम्य चैनल को संघनक चैनल से एक संघनन सतह द्वारा अलग किया जाता है। यह शीतलक के रूप में खारे पानी के फ़ीड का सीधा उपयोग करने में सक्षम बनाता है, क्योंकि यह पारगम्य के संपर्क में नहीं आता है। इसे ध्यान में रखते हुए, T1 तापमान पर कंडेनसर चैनल में प्रवेश करने वाले शीतलन या फ़ीड पानी का उपयोग अब पारगम्यता को ठंडा करने के लिए भी किया जा सकता है। वाष्प का संघनन तरल पारगम्यता के अंदर होता है। कंडेनसर को T2 तापमान पर छोड़ने के बाद, कंडेनसर को ठंडा करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पूर्व-गर्म फ़ीड पानी को अंतिम ताप के लिए सीधे गर्मी स्रोत पर ले जाया जा सकता है। तापमान T3 तक पहुँचने के बाद इसे वाष्पीकरण यंत्र में निर्देशित किया जाता है। पारगम्य को तापमान T5 पर निकाला जाता है और ठंडा किए गए लवण को तापमान T4 पर छोड़ा जाता है। डी. सी. एम. डी. की तुलना में पी. जी. एम. डी. का एक लाभ मॉड्यूल के अंदर ठंडा करने वाले तरल के रूप में फ़ीड पानी का सीधा उपयोग है और इसलिए वाष्पीकरण यंत्र में प्रवेश करने से पहले फ़ीड को गर्म करने के लिए केवल एक हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता होती है। इससे ऊष्मा चालन हानि कम होती है और महंगे घटकों में कटौती की जा सकती है। एक और लाभ शीतलक से पारगम्य का पृथक्करण है। इसलिए, इस प्रक्रिया में पारगम्य को बाद में निकालने की आवश्यकता नहीं होती है और संघनक चैनल में शीतलक का द्रव्यमान प्रवाह स्थिर रहता है। पारगम्य अंतराल में पारगम्य का कम प्रवाह वेग इस विन्यास का एक नुकसान है, क्योंकि यह झिल्ली की सतह से कंडेनसर दीवार तक एक खराब गर्मी चालन की ओर ले जाता है। पारगम्य पक्ष की झिल्ली सीमा सतह पर उच्च तापमान इस प्रभाव (तापमान ध्रुवीकरण) का परिणाम है, जो वाष्प दबाव अंतर को कम करता है और इसलिए प्रक्रिया के प्रेरक बल को कम करता है। हालांकि, यह फायदेमंद है कि झिल्ली के माध्यम से गर्मी चालन नुकसान भी इस प्रभाव से कम हो जाता है। इस खराब अंतराल गर्मी चालन चुनौती को बड़े पैमाने पर पीजीएमडी के एक प्रकार के साथ हटा दिया जाता है जिसे सी. जी. एम. डी. कहा जाता है, या प्रवाहकीय अंतराल झिल्ली आसवन, जो अंतराल में तापीय प्रवाहकीय स्पेसर जोड़ता है। ए. जी. एम. डी. की तुलना में, पी. जी. एम. डी. या सी. जी. एम. डी. में, एक उच्च सतह से संबंधित पारगम्य उत्पादन प्राप्त किया जाता है, क्योंकि द्रव्यमान प्रवाह एक वायु परत के प्रसार प्रतिरोध द्वारा अतिरिक्त रूप से बाधित नहीं होता है। वैक्यूम बहु-प्रभाव झिल्ली आसवन विशिष्ट वैक्यूम बहु-प्रभाव झिल्ली आसवन (जैसे। मेम्सिस ब्रांड वी-एम. ई. एम. डी.) मॉड्यूल में एक स्टीम रेजर, वाष्पीकरण-संघनन चरण और एक कंडेनसर होता है। प्रत्येक चरण संघनन की गर्मी को ठीक करता है, जो एक बहु-प्रभाव डिजाइन प्रदान करता है। आसवन प्रत्येक वाष्पीकरण-संघनन चरण में और कंडेनसर में उत्पन्न होता है। स्टीम रेजरः बाहरी ऊष्मा स्रोत द्वारा उत्पादित ऊष्मा (जैसे। सौर तापीय या अपशिष्ट ताप) का आदान-प्रदान भाप उगाहने वाले में किया जाता है। भाप उगाहने वाले में पानी कम दबाव पर होता है (जैसे। ), परिवेश की तुलना में। गर्म भाप पहले वाष्पीकरण-संघनन चरण (चरण 1) में बहती है। वाष्पीकरण-संघनन चरणः चरण वैकल्पिक हाइड्रोफोबिक झिल्ली और पन्नी (पॉलीप्रोपाइलीन, पीपी) फ्रेम से बने होते हैं। भोजन (जैसे। समुद्री जल) को मॉड्यूल के चरण 1 में पेश किया जाता है। फ़ीड वाष्पीकरण-संघनन चरणों के माध्यम से क्रमिक रूप से बहती है। अंतिम चरण के अंत में, इसे खारे पानी के रूप में बाहर निकाला जाता है। चरण 1: वाष्पीकरण से भाप पी. पी. पन्नी पर दबाव स्तर पी1 और संबंधित तापमान टी1 पर संघनित होती है। एक पन्नी और एक हाइड्रोफोबिक झिल्ली का संयोजन फ़ीड के लिए एक चैनल बनाता है, जहां फ़ीड को भाप उगाने वाले से वाष्प के संघनन की गर्मी से गर्म किया जाता है। फ़ीड नकारात्मक दबाव पी2 के तहत वाष्पित हो जाता है। वैक्यूम हमेशा झिल्ली के पारगम्य पक्ष पर लगाया जाता है। चरण [2,3,4, x]: इस प्रक्रिया को आगे के चरणों में दोहराया जाता है और प्रत्येक चरण कम दबाव और तापमान पर होता है। कंडेनसरः अंतिम वाष्पीकरण-संघनन चरण में उत्पादित वाष्प को शीतलक प्रवाह का उपयोग करके कंडेनसर में संघनित किया जाता है। समुद्री जल)। आसवन उत्पादनः संघनित आसवन को चरणों के बीच दबाव अंतर द्वारा प्रत्येक चरण के निचले हिस्से के माध्यम से ले जाया जाता है। मेम्सिस मॉड्यूल का डिज़ाइनः प्रत्येक मेम्सिस फ्रेम के अंदर, और फ्रेम के बीच, चैनल बनाए जाते हैं। पन्नी फ्रेम 'आसवन चैनल' हैं। झिल्ली फ्रेम 'वाष्प चैनल' हैं। पन्नी और झिल्ली के फ्रेम के बीच, 'फ़ीड चैनल' बनाए जाते हैं। वाष्प अवस्था में प्रवेश करती है और समानांतर पन्नी फ्रेम में बहती है। पन्नी के ढांचे में प्रवेश करने वाले वाष्प के लिए एकमात्र विकल्प संघनन है, अर्थात। वाष्प एक 'डेड-एंड' पन्नी फ्रेम में प्रवेश करती है। हालाँकि इसे 'डेड-एंड' फ्रेम कहा जाता है, लेकिन इसमें गैर-घनीभूत गैसों को हटाने और वैक्यूम को लागू करने के लिए एक छोटा चैनल होता है। संघनित वाष्प एक आसवन चैनल में बहती है। संघनन की ऊष्मा को पन्नी के माध्यम से ले जाया जाता है और तुरंत वाष्पीकरण ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जिससे समुद्री जल फ़ीड चैनल में नया वाष्प उत्पन्न होता है। फ़ीड चैनल एक संघनन पन्नी और एक झिल्ली द्वारा सीमित है। वाष्प झिल्ली चैनलों को छोड़ देता है और एक मुख्य वाष्प चैनल में एकत्र किया जाता है। वाष्प इस चैनल के माध्यम से मंच से निकलती है और अगले चरण में प्रवेश करती है। मेम्सिस ने मॉड्यूल के लिए एक अत्यधिक स्वचालित उत्पादन लाइन विकसित की है और इसे आसानी से बढ़ाया जा सकता है। चूँकि मेम्सिस प्रक्रिया मामूली कम तापमान (कम से कम) और मध्यम नकारात्मक दबाव पर काम करती है, सभी मॉड्यूल घटक पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) से बने होते हैं। यह जंग और स्केलिंग को समाप्त करता है और बड़े पैमाने पर लागत कुशल उत्पादन की अनुमति देता है। झिल्ली आसवन के विशिष्ट अनुप्रयोग हैंः समुद्री जल विलवणीकरण खारे पानी के विलवणीकरण विलवणीकरण लवण उपचार प्रक्रिया जल शोधन अमोनियम का निष्कासन/एकाग्रता संसाधन सांद्रता सौर-संचालित झिल्ली आसवन झिल्ली आसवन सघन, सौर-संचालित विलवणीकरण इकाइयों के लिए बहुत उपयुक्त है जो छोटे और मध्यम श्रेणी के उत्पादन से कम उत्पादन प्रदान करते हैं। विशेष रूप से वर्ष 1985 में जी. ओ. आर. ई. द्वारा पेटेंट किया गया सर्पिल घाव डिजाइन इस अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है। 2003 में शुरू हुई एम. ई. एम. डी. आई. एस. परियोजना के भीतर, फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स आई. एस. ई. ने अन्य परियोजना भागीदारों के साथ मिलकर एम. डी. मॉड्यूल विकसित करने के साथ-साथ दो अलग-अलग सौर संचालित संचालन प्रणालियों को स्थापित और विश्लेषण करना शुरू किया। पहला प्रणाली प्रकार एक तथाकथित कॉम्पैक्ट प्रणाली है, जिसे समुद्र या खारे पानी से पीने के पानी का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सिस्टम डिजाइन का मुख्य उद्देश्य कम बुनियादी ढांचे के शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में लक्षित बाजारों के लिए एक सरल, आत्मनिर्भर, कम रखरखाव और मजबूत संयंत्र है। दूसरा प्रणाली प्रकार एक तथाकथित दो-लूप संयंत्र है जिसकी क्षमता लगभग है। यहाँ, संग्राहक परिपथ को एक खारे पानी प्रतिरोधी ताप विनिमायक द्वारा विलवणीकरण परिपथ से अलग किया जाता है। इन दो प्रणाली प्रकारों के आधार पर, विभिन्न प्रकार के प्रोटोटाइप विकसित किए गए, स्थापित किए गए और देखे गए। आज की (2011) कॉम्पैक्ट प्रणाली का मानक विन्यास एक आसवन उत्पादन का उत्पादन करने में सक्षम है। आवश्यक तापीय ऊर्जा की आपूर्ति सौर तापीय संग्राहक क्षेत्र द्वारा की जाती है। विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति 75 डब्ल्यू पी. वी.-मॉड्यूल द्वारा की जाती है। इस प्रणाली के प्रकार को वर्तमान में आगे विकसित किया जा रहा है और सोलर स्प्रिंग जीएमबीएच द्वारा विपणन किया जा रहा है, जो फ्रॉनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स का एक स्पिन-ऑफ है। मेडिरास परियोजना के भीतर, एक और ईयू-परियोजना, ग्रैन कैनारिया द्वीप पर एक उन्नत दो-लूप प्रणाली स्थापित की गई थी। एक पात्र के अंदर निर्मित और एक संग्राहक आरे आकार से सुसज्जित, एक ताप भंडारण टैंक एक आसवन उत्पादन को संभव बनाता है। आगे के अनुप्रयोगों को भी लागू किया गया है, या तो 100% सौर संचालित या अपशिष्ट गर्मी के साथ संयोजन में संकर परियोजनाओं के रूप में। अनुकरणीय प्रणालियाँ चुनौती झिल्ली आसवन प्रणालियों के संचालन में कई प्रमुख बाधाएँ आती हैं जो संचालन को बाधित कर सकती हैं, या इसे एक व्यवहार्य विकल्प होने से रोक सकती हैं। प्रमुख चुनौती झिल्ली को गीला करना है, जहां खारा फ़ीड झिल्ली के माध्यम से रिसता है, जिससे पारगम्यता दूषित होती है। यह विशेष रूप से झिल्ली के दूषित होने के कारण होता है, जहां कण, लवण या कार्बनिक तरीके से झिल्ली की सतह पर जमा होते हैं। अशुद्धि को कम करने की तकनीकों में झिल्ली सुपरहाइड्रोफोबिसिटी, गीलेपन को उलटने या रोकने के लिए हवा को वापस धोना, गैर-दूषित संचालन स्थितियों का चयन करना और झिल्ली की सतह पर हवा की परतों को बनाए रखना शामिल है। झिल्ली आसवन के लिए लागत प्रभावी होने की सबसे बड़ी चुनौती ऊर्जा दक्षता है। बहु-प्रभाव आसवन जैसी प्रमुख तापीय प्रौद्योगिकियों की तुलना में वाणिज्यिक प्रणालियां प्रतिस्पर्धी ऊर्जा खपत तक नहीं पहुंची हैं, हालांकि कुछ निकट रही हैं, और अनुसंधान ने ऊर्जा दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार की क्षमता दिखाई है। संदर्भ साहित्य एच. ई. होमिगः समुद्री जल और समुद्री जल आसवन वल्कन-वेरलैग, 1978,3802724380 शीतकालीन, डी.; कोस्चिकोव्स्की, जे.; विघौस, एम.: झिल्ली आसवन का उपयोग करके विलवणीकरणः पूर्ण पैमाने के सर्पिल घाव मॉड्यूल पर प्रयोगात्मक अध्ययन। फ्राउनहोफर आई. एस. ई., फ्रीबर्ग 2011। ई. कर्सियो, ई. ड्रियोलीः "झिल्ली आसवन और संबंधित संचालन-एक समीक्षा", पृथक्करण और शुद्धिकरण समीक्षा 34/1 35-85,2005। आसवन