Aylık Arşivler: Aralık 2020

Ultra filtrasyon (UF) Çoğu ultrafiltrasyon membranı, PVDF veya polisülfondan yapılır ve asimetriktir. Bununla birlikte, iki yaygın inorganik UF membranı, 20000-50.000 moleküler ağırlık kesiminde (MWCO) zirkonya (deri) ve 40 m'de analüminakompozit ile bir karbon (destek) ve MWCO yerine 40 m'de bir karbon kompozitinden (destek) yapılır. Dalton birimi şu anda yaygın kullanımdadır (1 Dalton, bir moleküler ağırlık ölçeğinde 1'e eşittir). Kesme işleminin basit yorumu, membranı bir eşik değerin üzerindeki molekülleri geçmeyecek bir elek olarak kabul etmektir, örn. 20.000 Daltonluk bir UF membranı, bu değerden fazla moleküler ağırlığa sahip molekülleri filtreleyecektir, ancak moleküllerin önemli ölçüde daha küçük geçişine izin verecektir. Bununla birlikte, molekülleri bu kadar basit bir şekilde karakterize etmek kolay değildir ve filtreleme nadiren basit eleme olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, bir MWCO genellikle, normalde küresel bir molekül olan bazı test moleküllerinin% 90'ının tutulduğu dava olarak tanımlanır. Ultrafiltrasyon, 300 ila 2.000.000 arası moleküler ağırlıkları değiştiren makromoleküllerin veya polimerlerin ayrılmasına veya konsantrasyonuna uygulanır ve ayrıca kolloid filtrasyona da uygulanabilir. Bununla birlikte bazı durumlarda, Şekil 10.10'da gösterilen prensibi takip ederek, bir mikrofiltrasyon membranına tercih edilen bir UF membranı kullanılır. Tablo 10.1, çeşitli malzemelerin ve kolloidlerin molekül boyutuna ilişkin bazı göstergeler sağlar ve MWCO ile eşdeğer gözenek boyutu arasında kesin olmayan bir ilişki, boyutun bazı göstergelerini sağlamak için kullanılmıştır. Ultrafiltrasyon sırasındaki transmembran basınçları genellikle mikrofiltrasyondan daha yüksektir, ancak 6 barı aşan basınçlar nadiren kullanılır. Denge akış hızları, Şekil 10.4'te gösterildiği gibi, genellikle Bölüm 10.5'te daha ayrıntılı olarak açıklanan bir "jel tabakası" nedeniyle basınçtan bağımsız hale gelir. Ultra filtrasyon membranlarından geçirgen akış oranları, genellikle 50 1dh-l'den daha azdır. Diyalizde ultrafiltrasyon nedir Ultrafiltrasyon ne demek Ultrafiltrasyon Nedir Tıp Ultrafiltrasyon yöntemi Sütte ultrafiltrasyon nedir Ultrafiltrasyon Sistemleri Ultrafiltrasyon pdf Ultrafiltrasyon süt Modül Tasarımı Her iki filtreleme türü için modül tasarımları, kullanıcının gereksinimlerine göre çeşitlilik kazanmıştır. En basit membran tasarımı, 1 m genişliğe kadar tedarik edilebilen düz levhalar kullanır. Membranın monte edileceği ve yeterli akış dağılımının sağlanacağı modülün tasarımı ise çok daha karmaşıktır. Bununla birlikte, düz levha membran kullanılarak çeşitli laboratuvar ve proses ölçeğinde UF ve MF mevcuttur. Bu tasarımla, kaplanan birim hacim başına membran yüzey alanı çok yüksek değerleri sağlanabilir. En büyük dezavantaj, membran temizleme zorluğunun artması, membran değişimini zorlaştıran basit modül yapısının olmaması ve çoğu zaman paralel akış kanalları kullanıldığında birim içinde zayıf akış dağılımıdır. İç bölümler arasında seri akışla art arda paralel akış kanalları kullanan daha yaygın plaka ve çerçeve membran filtrelerinden biri, Şekil 10.11'de gösterilmektedir. En basit modül tasarımı, Şekil 10.12'de gösterildiği gibi, 1-20 mm arasında değişen iç çaplarda kılcal veya boru şeklinde UF veya MF elemanlar içeren bir tasarımdır. Borulu veya kapiler elemanların iç yüzeyinde filtre ve dışarıdan geçirgenliği çıkarmak olağandır. Modül yapımı, proses sıvısının süzüntü ile karışmasını önlemek için yeterli giriş ve çıkış manifoldları sağlamanın basit bir yoludur. Bu, yüksek atrasyon akı oranlarının ve zayıf reddetme performansının olağan nedenidir ve Şekil 10.3'te açıklandığı gibi bir akı yanıtı sağlamayan herhangi bir filtrasyon şüpheyle değerlendirilmelidir. Belirli bir hacme paketlenebilen membran alanı miktarı, bu konfigürasyonu kullanırken nispeten düşüktür. İçi boş fiber membran modülleri, yukarıda açıklanan kılcal tipe benzer, ancak dış çapları 80 ila 500 um arasında değişen fiberlere sahiptir. Bir içi boş fiber modülü bu fiberlerin yüzlerce veya binlerce ile paketlemek olağandır, bu nedenle birim hacim başına membran alanı son derece yüksektir. İçi boş fiber modülleri kullanarak filtrelemenin, yalnızca fiber tıkanmasını önlemek için önceden filtrelenmiş proses sıvıları ile gerçekçi olduğu açık olmalıdır; bu teknolojiyi sınırlandırır ve esas olarak UF'de uygulanır. Ayrıca ultrafiltrasyonda kullanılan spiral sargılı membran modülüdür ve genellikle bir İsviçre rulosu ile karşılaştırılır. Membran ve bir aralayıcı, uygun bir geçirgen aralayıcı ile bir şekillendiricinin etrafına sarılır; akış verilir ve uçlardan çıkarılır. Bu modül tasarımı, akış kanalı tıkanması olasılığı nedeniyle, kolloidler filtrelenirken bile katı-sıvı ayrımı için uygun değildir ve bu nedenle daha fazla tartışılmayacaktır. Membran yüzey alanı kaplanan boşluğun hacmine göre, içi boş elyaflar için yaklaşık 8000 mzm-3'ten, ara membran paketleme yoğunluğu sağlayan plaka ve çerçeve sistemlerine sahip boru şeklindeki sistemler için birkaç yüze kadar değişmektedir. Filtrasyon Dirençleri Membran filtrasyonu sırasında akışa nüfuz etmek için çeşitli dirençler vardır [van den Berg & Smolders, 1988]. Bunlar Şekil 10.13'te gösterilmektedir. En iyi bilinen direnç “konsantrasyon polarizasyonu” dur. Membran, süspansiyon halindeki malzemeyi yüzeyinde tutmada başarılı olursa, bu yüzey ile besleme süspansiyonunun toplu akışı arasında bir konsantrasyon gradyanı olmalıdır. Geçirgenlik ifadelerinin ima ettiği gibi, askıda katı madde içeriği ile nüfuz etme direnci artar. Dolayısıyla, membran yüzeyindeki konsantrasyonu artıran herhangi bir etki meydana geldiğinde sızan akışa direnç artar. Membran yüzeyindeki konsantrasyon, genellikle transmembran basıncı arttıkça maksimum veya sınırlayıcı bir değere ulaşabilir. Basınçtaki herhangi bir başka artış, konsantrasyonu artırmaz, ancak membrandaki çökeltinin derinliğini artırabilir. Dolayısıyla, membran yüzeyindeki sabit konsantrasyon tabakası nedeniyle konsantrasyon polarizasyonuna ek bir direnç vardır, ancak değişken çökeltme derinliği olasılığı vardır. Bu direnç genellikle "jel tabakası" olarak adlandırılır. Polimerler ve çok ince türler, düşük katı konsantrasyonlarında kabaca sabit konsantrasyonda tortu oluşumuna daha yatkın olduğundan, bu terim mikrofiltrasyondan ziyade ultrafiltrasyona daha uygundur. Bununla birlikte, asılı katılar, jel tabakası direncine benzer özelliklere sahip olabilen filtre kekleri oluşturur. Membran, herhangi bir askıda malzeme olmasa bile, temiz bir sıvı akış testi sırasında belirlenebilen doğal bir akış direncine sahip olacaktır. Filtreleme sırasında, askıda kalan madde, zarın gözenek kanalına bağlanabilir ve böylece akış kanalı boyutunu azaltabilir veya gözenekler tamamen tıkanabilir. Bu son iki etki, adsorpsiyon ve gözenek tıkanmasından kaynaklanan direnç terimlerine yol açar. Süspansiyonlar filtrelenirken bu iki direncin nicelleştirilmesi alışılagelmiş değildir, bu da tortu oluşumuna bağlı olarak önemli bir direnç sağlar. Membran gerçek bir yüzey filtresi görevi görürse, membran direnci sabit kalır, ancak genellikle membranın bir miktar penetrasyonu gerçekleşir ve etkili membran direncinin yerinde çıkarılması gerekir. Bu, Bölüm 2.6.1'de tartışıldığı gibi, klasik kek filtrasyonuna benzer bir durumdur. Bu nedenle etkili membran direnci, adsorpsiyon ve gözenek tıkanmasına bağlı katkıları içerir. Membran filtrasyon modellemesinde, yalnızca tek bir tortu direnci terimini dikkate almak da olağandır: etkin tortu direnci. Bu nedenle, bu direncin konsantrasyon polarizasyonu ve jel (veya kek) tabakası köpüklenmesinden katkıları vardır.