Die Systemtheorie ist eine Schlüsseldisziplin für das Engineering von Membransystemen. Die Systemtheorie (engl. Systems Thinking) ist ein interdisziplinärer Ansatz, der sich mit der Untersuchung und Analyse von Systemen befasst.
Ein System ist eine Menge von Elementen, die miteinander in Beziehung stehen und zusammenwirken, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Eine Membrananlage ist eine Membransystem, weil die Komponenten zusammenwirken, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen.
Die Systemtheorie betrachtet nicht nur die einzelnen Bestandteile eines Membransystems (Module, Flüssigkeiten, Rohrleitungssystem, Automatisierung, Reinigung usw.), sondern die Beziehungen und Interaktionen aller am System beteiligten Untereinheiten.
Membransysteme sind modular, aber nicht unabhängig strukturiert, wobei alle Teile selbst wiederum Systeme sind. So ist beispielsweise die CIP-Station (cleaning in place) ein Teilsystems des Membransystems.
Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Untersuchung von Rückkoppelungsmechanismen. Rückkoppelung tritt beispielsweise auf, wenn der scheinbare Rückhalt der Membran von der Konzentration und dem Druck der Stoffe beeinflusst wird. Ein Veränderter Rückhalt führt zu einem veränderten Trennverhalten. Durch die systematische Untersuchung solcher Rückkopplungen werden System besser verstanden.
Die Anwendung der Systemtheorie ermöglicht es, Phänomene, wie wir sie in der Membrantechnik haben, zu analysieren und zu verstehen, indem man die Phänomene als Systeme betrachtet und ihre Eigenschaften sowie ihre Wechselwirkungen untersucht.