جداسازي  هوا به دو جريان نيتروژن خالص و جريان  هواي  غني از اكسيژن با استفاده از غشاءهاي الياف توخالي از اوايل سال۱۹۸۰به صورت تجاري انجام شد. در اين روش، هوا ، در ابتدا متراکم و سپس فيلتر شده و با عبور كردن هواي متراكم از ميان دسته اي از الياف توخالي، با جداره نيمه تراوا نیتروژن مورد نیاز تولید می شود. در این فرآیند، غشاء جريان هوا را به دو قسمت ، كه يكي عمدتا" نيتروژن خالص و ديگري جريان غني از اكسيژن، دي اكسيد كربن و مقدار ناچيز گازهاي ديگراست،  تفكيك مي كند. غشاءهای استفاده شده در این روش با توانايي تفکيک و انتخاب‌پذيري بالا، گازهایO_۲,CO_۲، بخار آب و سایر گازها را به دليل تراوش‌پذيري سريع‌تر از N_۲، به منظور جداسازي نيتروژن از جريان هواي ورودي جدا مي کنند. هواي متراکم به يک طرف از غشاء(عمدتا" داخل الياف) وارد شده و گازهاي با تراوش پذيري بالا مانند O_۲،H_۲O و CO_۲به صورت گزينشي از جداره غشاء عبور کرده و از جريان خوراک گرفته مي‌شود و جريان خروجي غني از N_۲ مي ‌شود. در اين روش ميليون ها الياف توخالي با ابعاد کمتر از۰/۵ ميليمتر، به صورت فشرده در داخل يك مدول مجزا قرار داده مي شوند كه باعث ايجاد نسبت سطح به حجم غشايي بسيار زياد می شود و جرياني با خلوص بالاي نيتروژن و با ظرفیت مناسب را  بدست آورد. به وسيله کنترل کردن شدت جريان خوراک، مي‌توان تقريباً تمام O_۲را از جريان خروجي حذف کرد. امروزه از فرایندهای غشایی به عنوان یک روش بهینه اقتصادی برای تولید N_۲ تا خلوص تقریبا ۹۹.۹۵% و اکسیژن ۵۰% -۳۰% استفاده می شود.

دراین روش، ابتدا هوا توسط کمپرسور فشرده شده و پس از عبور از خشک کن وتله ابگیر درصد بالایی از رطوبت و روغن معلق  موجود در هوای فشرده حذف می شود. سپس با عبور هوا از میکروفیلترهای سری شده رطوبت و روغن باقی مانده ی آن نیز کاملا جذب شده و هوایی کاملا خشک و فشرده  وارد فیلتر مولد نیتروژن می شود.این فیلتر حاوی کربن های مخصوصی بنام کربن مولکولارسیو(CMS) با سطوح متخلخل کاملا منظم با قطر حفرات حدودا ۴ انگسترومی می باشد. با توجه به تفاوت در قطر مولکولی اکسیژن (۳.۸ انگستروم) و قطر مولکولی نیتروژن( ۴.۲ انگستروم)، فقط مولکولهای ریزتر اکسیژن توان نفوذ به داخل حفرات ریز ۴ انگسترومی کربنی را یافته و در ان به دام می افتند و بنابراین مولکولهای نیتروژن از لابلای موادکربنی با خلوص معینی از بالای فیلتر خارج می شوند. پس از طی مدت معینی بسته به اندازه فیلتر و دبی خروجی، CMS ها از اکسیژن اشباع می شوند و باید با خالی شدن هوای فشرده ی داخل،اکسیژن ها از منافذ کربنی بیرون آمده واز اگزوز پایین فیلتر خارج شوند. به دلیل این که فرایند احیا باعث اتلاف زمان،  طی فرآیند تولید نیتروژن می شود، در این سامانه ها از دوفیلتر استفاده می گردد. در زمانی که یک فیلتر در حال احیا شدن است فیلتر دوم عمل تولید نیتروژن را انجام می دهد و این عمل بطور نوسانی توسط مدار کنترل پیوسته با کنترل شیرهای برقی ادامه پیدا می کند.در این روش فراوری و خشک بودن هوای فشرده ورودی بسیار مهم بوده و چنانچه از میکرو فیلترهای مناسب که قیمت بالایی نیز دارند استفاده نشود رطوبت و بخصوص روغن معلق هوای فشرده خروجی از کمپرسور به سرعت منافذکربن را می پوشانند و ازجذب اکسیژن جلوگیری کرده و در واقع مواد CMS مولد را تخریب کرده و بشدت خلوص نیتروژن خروجی را کاهش می دهد.در شرایط عملکردی عادی میزان خلوص قابل حصول با این روش برای تولید نیتروژن برابر با ۹۹.۹۹۹۵ می باشد که می توان با ظرفیت های نسیتا بالایی این میزان نیتروژن تولید کرد.

دراین روش، ابتدا هوا توسط کمپرسور فشرده شده و پس از عبور از خشک کن وتله ابگیر درصد بالایی از رطوبت و روغن معلق  موجود در هوای فشرده حذف می شود. سپس با عبور هوا از میکروفیلترهای سری شده رطوبت و روغن باقی مانده ی آن نیز کاملا جذب شده و هوایی کاملا خشک و فشرده  وارد فیلتر مولد نیتروژن می شود.این فیلتر حاوی کربن های مخصوصی بنام کربن مولکولارسیو(CMS) با سطوح متخلخل کاملا منظم با قطر حفرات حدودا ۴ انگسترومی می باشد. با توجه به تفاوت در قطر مولکولی اکسیژن (۳.۸ انگستروم) و قطر مولکولی نیتروژن( ۴.۲ انگستروم)، فقط مولکولهای ریزتر اکسیژن توان نفوذ به داخل حفرات ریز ۴ انگسترومی کربنی را یافته و در ان به دام می افتند و بنابراین مولکولهای نیتروژن از لابلای موادکربنی با خلوص معینی از بالای فیلتر خارج می شوند. پس از طی مدت معینی بسته به اندازه فیلتر و دبی خروجی، CMS ها از اکسیژن اشباع می شوند و باید با خالی شدن هوای فشرده ی داخل،اکسیژن ها از منافذ کربنی بیرون آمده واز اگزوز پایین فیلتر خارج شوند. به دلیل این که فرایند احیا باعث اتلاف زمان،  طی فرآیند تولید نیتروژن می شود، در این سامانه ها از دوفیلتر استفاده می گردد. در زمانی که یک فیلتر در حال احیا شدن است فیلتر دوم عمل تولید نیتروژن را انجام می دهد و این عمل بطور نوسانی توسط مدار کنترل پیوسته با کنترل شیرهای برقی ادامه پیدا می کند.در این روش فراوری و خشک بودن هوای فشرده ورودی بسیار مهم بوده و چنانچه از میکرو فیلترهای مناسب که قیمت بالایی نیز دارند استفاده نشود رطوبت و بخصوص روغن معلق هوای فشرده خروجی از کمپرسور به سرعت منافذکربن را می پوشانند و ازجذب اکسیژن جلوگیری کرده و در واقع مواد CMS مولد را تخریب کرده و بشدت خلوص نیتروژن خروجی را کاهش می دهد.در شرایط عملکردی عادی میزان خلوص قابل حصول با این روش برای تولید نیتروژن برابر با ۹۹.۹۹۹۵ می باشد که می توان با ظرفیت های نسیتا بالایی این میزان نیتروژن تولید کرد.