Membran-filtreringsspecialist

En membran-filtreringsspecialist arbejder med at skille stoffer fra hinanden ved hjælp af tryk og en porøs film. Væsken presses mod membranen. Noget går igennem, kaldet permeat. Resten holdes tilbage som koncentrat eller retentat.

Fire trin dækker næsten alt. Mikrofiltrering fjerner bakterier og fedtkugler. Ultrafiltrering holder proteiner tilbage. Nanofiltrering skiller salte fra hinanden. Omvendt osmose lader stort set kun vand passere.

Danmark er stærk i faget af historiske grunde. Mejeribranchen har brugt membraner i årtier til at koncentrere mælkeprotein, og den viden er flyttet videre til vand, medicin og bioteknologi.

Typiske opgaver

• Vælge membrantype, materiale og cut-off til den konkrete væske
• Dimensionere anlægget: antal moduler, trin, recirkulation og tryk
• Køre pilotforsøg, før der bygges i fuld skala
• Beregne flux, recovery og retention og holde dem op mod garantierne
• Analysere trykfald over moduler og finde ud af, hvad der stopper til
• Designe CIP-programmer med syre, base og enzymer
• Fejlfinde fouling: proteinlag, kalkudfældning, biofilm eller jern og mangan
• Lave autopsi på en død membran og finde årsagen
• Justere forbehandling, fordi de fleste membranproblemer starter før membranen
• Optimere energiforbrug, som stiger kraftigt med højere tryk
• Idriftsætte anlæg hos kunden og oplære driftsfolkene
• Skrive valideringsdokumentation i medicinal- og fødevarebranchen

Brancher og hvad membranerne bruges til

• Mejeri: koncentrering af mælkeprotein, valleproteinisolat, laktosefri mælk og ostemælksstandardisering
• Drikkevand: fjernelse af pesticidrester, PFAS, kalk og salt
• Spildevand: MBR-anlæg, hvor membraner erstatter efterklaringstanken
• Medicinal og biotek: opkoncentrering af proteiner, virusfiltrering og diafiltrering
• Industri: genbrug af procesvand, inddampning af restprodukter og udvinding af værdistoffer
• Bryggeri og drikkevarer: fjernelse af gær, alkoholfri øl og juicekoncentrat

En almindelig arbejdsdag
Rytmen afhænger af, om du sidder hos en leverandør eller på et anlæg. Hos leverandøren går dagene med dimensionering, tilbud, pilotforsøg og kundemøder. På et anlæg går de med drift, CIP, dataanalyse og udrykning, når fluxen falder.

Meget arbejde er detektivarbejde. Fluxen er faldet 20 procent på tre uger. Er det råvaren, temperaturen, en pumpe eller en dårlig rengøring? Svaret findes i logdata sammenholdt med, hvad der ellers er ændret.

Pilotforsøg giver ofte lange dage. Et forsøg kan køre i tolv timer, og prøver skal tages undervejs. I medicinalbranchen fylder dokumentation mere end selve forsøget.

Hvor arbejder de?

• Leverandører og anlægsbyggere: Alfa Laval, GEA, SPX Flow, Grundfos BioBooster og Danish Separation Systems
• Membranproducenter og distributører af moduler fra fx DuPont, Koch og Synder
• Mejerier og ingrediensvirksomheder: Arla Foods Ingredients og Danish Crown-relaterede produktioner
• Vandforsyninger og spildevandsanlæg med MBR eller avanceret rensning
• Medicinal og biotek: Novo Nordisk, Novonesis og CMO'er
• Rådgivere som COWI, Ramboll og NIRAS på vandprojekter
• Universiteter og teknologiske institutter med membranforskning

Karriereveje

• Procesingeniør med membraner som speciale
• Applikationsspecialist hos en leverandør med rejseaktivitet
• Teknisk salg og projektsalg af anlæg
• Produktionsansvarlig eller procesejer på et stort anlæg
• Kvalitets- og valideringsansvarlig i medicinalindustrien
• Forsknings- og udviklingsrolle med nye membranmaterialer
• Selvstændig konsulent, hvilket er almindeligt efter mange års erfaring

Hvilken lovgivning dækker denne rolle?
Selve rollen kræver ingen autorisation, men anvendelsesområdet er stramt reguleret. Membraner i fødevarer og mejeri er omfattet af EU's hygiejneforordning og kravene om HACCP-baseret egenkontrol, hvor Fødevarestyrelsen fører tilsyn. Materialer i kontakt med fødevarer skal opfylde EU's forordning om materialer i kontakt med fødevarer. Membraner i drikkevandsproduktion skal leve op til Miljøministeriets drikkevandsbekendtgørelse, som gennemfører EU's drikkevandsdirektiv, og avanceret vandbehandling kræver tilladelse fra kommunen efter vandforsyningsloven. I medicinalindustrien gælder EU's GMP-regler under Lægemiddelstyrelsen, hvor filtreringstrin skal valideres og dokumenteres. Trykbærende anlæg er desuden omfattet af EU's trykudstyrsdirektiv og Arbejdstilsynets bekendtgørelse om trykbærende udstyr.

Der findes ingen dansk uddannelse med denne titel. Man kommer ind via kemiteknik, procesteknologi eller fødevareteknologi og specialiserer sig på jobbet.

Den almindelige vej

• Gymnasial baggrund med Matematik A, Kemi B og Fysik B
• Bachelor i kemi og teknologi, procesteknologi, fødevareteknologi eller miljøteknologi, 3-3,5 år
• Kandidat med speciale i separationsprocesser, procesteknik eller vandbehandling, 2 år

DTU udbyder Kemi og Teknologi samt Fødevareteknologi med separationsfag. Aalborg Universitet har Kemi og Bioteknologi med et stærkt membranmiljø. Aarhus Universitet har fødevareteknologi med mejerifag, og Syddansk Universitet har procesretninger. Samlet cirka fem år efter gymnasiet.

Diplomingeniør i procesteknologi eller kemiteknik på 3,5 år er en kortere vej. Den fører ofte til drift, idriftsættelse og applikationsarbejde hos leverandører.

Kortere veje ind

• Procesteknolog, en erhvervsakademiuddannelse på 2 år, ansættes til drift og forsøg
• Laborantuddannelsen, professionsbachelor, giver adgang til pilot- og analysearbejde
• Mejerist eller mejeriteknolog fra Kold College, som er den klassiske danske vej ind i mejerimembraner
• Automatikteknikere og procesoperatører avancerer ofte til specialistrolle på anlægget

Alternative veje ind i faget

• Fra mejeribranchen. Danmark har haft membraner i mejerier længere end de fleste lande.
• Fra vandbehandling og forsyning, især med omvendt osmose og nanofiltrering.
• Fra medicinalproduktion, hvor sterilfiltrering og TFF allerede er hverdag.
• Fra bryggeri- og drikkevareindustrien.
• Fra teknisk salg hos en leverandør, hvor mange lærer faget gennem kundeanlæg.

Ph.d. eller ej
En ph.d. tager tre år oveni kandidaten. Den er almindelig hos dem, der udvikler nye membranmaterialer eller arbejder med forskning. Til anlægsdesign, drift og applikationsarbejde vejer praktisk anlægserfaring markant tungere.

Kurser og krav

• Hygiejnekursus efter Fødevarestyrelsens regler, hvis du arbejder i fødevareproduktion
• GMP-kurser, hvis du arbejder i medicinal
• Leverandørkurser i konkrete membransystemer fra fx Alfa Laval, GEA eller DuPont
• Kurser i kemisk arbejdsmiljø, da CIP-kemikalier er stærke syrer og baser under Arbejdstilsynets regler
• Truck- og liftcertifikat er ofte praktisk på store anlæg

Hvad arbejdsgivere kigger efter

• Reel anlægserfaring, ikke kun teoretisk membranviden
• Evne til at læse driftsdata og se en trend, før anlægget stopper
• Forståelse for hydraulik og pumper. Membranen fejler ofte på grund af flow, ikke kemi.
• Sans for rengøring. CIP er der, hvor de fleste anlæg vindes eller tabes.
• Vilje til rejse, hvis du sidder hos en leverandør
• Engelsk på arbejdsniveau, da membranleverandørerne er internationale

Faget kombinerer anlæg, laboratorium og en del dataanalyse.

Membraner og moduler

• Spiralviklede moduler til omvendt osmose og nanofiltrering
• Hollow fiber-moduler til ultra- og mikrofiltrering samt MBR
• Keramiske membraner til hårde væsker og høje temperaturer
• Plate-and-frame-moduler, klassisk i mejeriindustrien
• Membranmaterialer i polyamid, PES, PVDF og keramik

Anlægsudstyr

• Højtrykspumper og boosterpumper med frekvensomformer
• Trykmålere før og efter hvert trin
• Flowmålere på både permeat og koncentrat
• Varmeveksler til temperaturstyring, da flux stiger med temperatur
• CIP-station med syre-, base- og enzymtanke
• Ledningsevnemåler til at overvåge om membranen lækker

Pilot og laboratorium

• Pilotanlæg med udskiftelige moduler til forsøg før fuld skala
• Testceller til at screene membraner på små mængder
• Zetapotentialmåling og kontaktvinkelmåling på membranoverflader
• SEM til at se på foulinglaget og på selve porerne
• Membranautopsi, hvor et brugt modul skæres op og undersøges
• Partikelanalyse og SDI-måling af råvandet

Analyse af væsken

• COD, TOC og turbiditet til organisk belastning
• Proteinbestemmelse og tørstofmåling i mejerianvendelser
• Ionanalyse og hårdhedsmåling til scaling-risiko
• Mikrobiologisk kontrol af permeat

Software og beregning

• Leverandørernes projekteringsprogrammer som DuPont WAVE eller Toray DS2
• Regneark til massebalance, recovery og flux, som stadig fylder mest i praksis
• Python eller MATLAB til at analysere lange driftsserier
• SCADA- og PLC-systemer til drift og alarmer, ofte Siemens eller Rockwell
• Historian-systemer som PI eller Ignition til trenddata
• Simuleringsværktøjer som Aspen Plus til det samlede procesanlæg