Рассмотрена перспективная некриогенная технология извлечения гелия из природного газа в мембранной установке, работающей в нестационарном режиме. Разделяющая мембрана в этой установке имеет форму замкнутой микросферы. Микроскопические размеры стенок таких капсул обеспечивают высокую скорость диффузии газов, недостижимую в установках со стационарным режимом работы. Разработана волновая методика расчета мембранных установок с нестационарным режимом работы. Расчёт проводится разложением входного концентрационного сигнала в ряд Фурье по собственным частотам данного периодического процесса. При этом каждая из собственных концентрационных волн, независимо от других, проходит через слой микрокапсул. На выходе все решения для отдельных собственных волн суммируются. На конкретном примере извлечения гелия из природного газа продемонстрированы возможности новой технологии извлечения гелия. Показано, что пропускание природного газа через установку с тремя аппаратами длиной 10 м, заполненными ценосферами, позволяет достичь коэффициента извлечения гелия 33 %.