İnorganik membranlar, kimyasal eylemsizlikleri, güçleri ve hidrofiliklikleri nedeniyle giderek daha popüler hale gelmektedir. Bu nedenle güçlü kimyasal temizleyiciler ve aşındırıcı sıcaklıklar temizlik için kullanılabilir. 10-20 barlık transmembran basınçları mümkündür, ancak artan akış oranlarına yol açması gerekmez ve membranın filtrasyon öncesinde veya sırasında ıslatılmasıyla ilgili bir sorun yoktur. Bununla birlikte, genellikle çok kırılgandırlar ve polimerlerden daha pahalıdırlar.
Membran malzemesi, başka bir yerde yeterince açıklanan çeşitli işlemlerle yapılar halinde oluşturulur [Gutman, 19871. Membran yapısı birçok faktöre bağlıdır: üretim kolaylığı, istenen tutma boyutu, mekanik bütünlük, kimyasal ve fiziksel direnç, vb. yapılar yaygın olarak kullanılır: homojen, asimetrik ve kompozit olur.
En basit yapı, filtreleme yüzeyinden diğer tarafa doğru gözenek kanalı çapında önemli bir değişiklik göstermeyen homojen tiptir. Asimetrik membran, geri kalan derinlik ile karşılaştırıldığında filtreleme yüzeyinde çok daha küçük bir gözenek çapına sahiptir; ikincisi, filtreleme yüzeyi için mekanik bir destek görevi görür.
Bu düzenleme, kartuş filtrasyonunda kullanılan asimetrik membranın tersidir. Çıkmaz filtrelemede daha açık gözenek çapı, daha iri parçacıkları, yani ön filtreleme gibi bazılarını çıkararak sıcak gözenekleri korur. Bununla birlikte, birçok membran filtrasyonunda, büyük partikülleri uzaklaştırmak için çapraz akışlı filtreleme gibi alternatif stratejiler kullanılır.
Bu nedenle birincil gereklilik, ortam tıkanmasını önlemek veya ortam temizliğinin kolaylığını kolaylaştırmaktır. Çapraz akış yönündeki asimetrik membranın partikülleri dahili olarak tutması daha az olasıdır. Kompozitemembran, mekanik bir destek görevi gören daha kaba gözenekli bir malzemenin üstünde ince bir küçük gözenekli tabakaya sahip asimetrisine benzer, ancak bu durumda filtreleme tabakası yapılır.
Moleküllerin ultrafiltrasyonunda, bir kompozit membran, kesin olarak konuşursak, belirli moleküllerin reddi gibi bazı fiziksel-kimyasal etkiler vermek için kullanılan iki malzemeden oluşan bir bileşiktir. Bununla birlikte, mikrofiltrasyonda, bu tür spesifik materyal reddi bulunmaz.
Çoğu membran, yapıları ne olursa olsun, kayda değer bir gözenek boyutu dağılımına ve membran d a c e üzerinde düzensiz bir gözenek düzenlemesine sahiptir. Şekil 10.2, 0.2 um'lik bir nominal gözenek boyutuna sahip tipik bir mikrofiltrasyon membranının bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) altında çekilmiş bir fotoğraftır; Şekilde, akşam 5'i temsil eden bir ölçek çubuğu yer almaktadır.
Membran filtrasyonunun geleneksel fdtrasyon ile birçok benzerliği vardır ve sürecin matematiksel açıklaması Bölüm 2'de zaten tanıtılan birçok kavramı kullanır. veya süspansiyondan dolayı filtrasyon "retentat" olarak adlandırılır ve süzülen filtrasyon hızı "akış hızıdır" ve mikrofiltrasyonda geleneksel olarak saat başına membran alanı metrekare başına litre birimi cinsinden rapor edilir.
Mikrofiltrasyon membran
Mikrofiltrasyon nedir
Ultrafiltrasyon
Ultrafiltrasyon nedir
Nanofiltrasyon nedir
Ultrafiltrasyon membran
Bu oran, membrandan geçen yüzeysel sıvı hızına eşdeğerdir. Sabit basınçlı membran filtrasyonunun neredeyse tüm örneklerinde, akı hızı Şekil 10.3'te gösterilene benzer bir şekilde azalır. Membran yüzeyindeki çökeltinin derinliğini sınırlamak veya durdurmak için bir yöntem kullanılırsa, akı oranı "seudo-denge" değerinde kabaca sabit hale gelebilir. Tortu sınırlandırılmazsa, akış hızı, sabit basınçlı kek filtrasyonuna benzer bir şekilde algılanamayan bir miktara düşecektir.
Akı düşüşünün miktarını sınırlamak için, yani bir denge akı hızı oluşturmak için yapılabilecek çabalar, büyük ölçüde operasyon ölçeğine bağlı olarak iki kategoriye ayrılabilir: karıştırılmış hücreler ve çapraz akışlı filtreleme.
İlki, laboratuvarda küçük ölçekli ayırmalar için kullanılırken, ikincisi proses uygulamaları için daha uygundur. Hem karıştırma hem de çapraz çizgi aynı prensibi kullanır: birikinti yüzeyinde yüksek kesme. Tortu kalınlığını, kirlenmeyi veya akıyı yeniden oluşturmak için diğer teknikler Bölüm 10.7'de tartışılmaktadır. Tüm ana membran düzenlemeleri Şekil 10.4'te gösterilmektedir.
Bu bölüm, esas olarak proses ölçeğinde membran atrasyonu ve bu tür filtrasyonla ilgili fenomenler veya etkilerle ilgilidir. Kartuş filtrasyonu Bölüm 6'da zaten tartışılmıştır, bu nedenle aşağıdaki çalışmaların çoğu, uygun koşullar altında membran filtrasyonuyla ilgilidir.
Bu teknik, hem mikrofiltrasyon hem de ultrafiltrasyon için uygulanabilir ve her iki tip filtrasyondan elde edilen sonuçlar, Merent fenomeni nedeniyle olsa da, benzerdir. Akı oranı, Şekil 10.3'te gösterildiği gibi bir denge değerine düşer ve bu değer, genellikle yalnızca Şekil 10.5'te gösterildiği gibi kısıtlı bir basınç aralığında basınca bağımlıdır.
"Transmembran" basıncı, çapraz akış filtresinin içi ile permeat basıncı arasındaki ortalama basınçtır. Sıklıkla besleme ve tutma basınçlarının ortalama ortalama eksi geçirgen hat basıncına eşit olduğu varsayılır.
Bununla birlikte, filtrenin yukarı ve aşağı akışında ve Merent çaplı tüplerde basınç ölçümünün kullanılması olağandır, bu nedenle bu şekilde hesaplanan transmembran basınç yalnızca yaklaşıktır. Şekil 10.5'te gösterilen etkinin önemli bir sonucu, süzme basıncını arttırmaktır ve bu nedenle, işletim maliyetleri sızma veya üretim oranında iyileşme olmamasına yol açabilir.
Bu nedenle, değiştirmeye çalışmadan önce çapraz akış süreci sürecini anlamak önemlidir. Pek çok membran tedarikçisi vardır ve okuyucu, bunların düzenli olarak güncellenen listelerini sağlayan ticaret rehberleri ve dergilere yönlendirilir.
Mikrofiltrasyon
Mikrofiltrasyonda en popüler nominal gözenek boyutu 0.2 um'dir ve birçok polimer membran ve bu boyutta bazı seramik türleri mevcuttur. Bu filtrelerin steril bir likid sağladığına inanılır çünkü bakteriler retentatta tutulur ve permeat bakteriyafidir. Ensuresteril koşuluna göre0.1 pmmembran bazen kullanılır. Bu nedenle bu aynı zamanda popüler bir ticari mikrofiltrasyon membranı gözenek boyutudur. Standart biyolojik testin ayrıntıları için Bölüm 6.6.1'e bakınız. Bira ve şarap mayaları gibi biyolojik kökenli diğer hücresel materyaller, benzer gözenek boyutlu membranlarla ıslatılabilir.
Daha kalın gözenek boyutları mevcuttur: boya banyolarında boya pigmentlerinin geri dönüşümü, atık sularda asılı partiküllerin uzaklaştırılması gibi diğer ticari görevler için 0.45, 0.8, 1.0, 1.2, 2.0, 3.0, 5.0 ve 10 pq ve benzer açıklama görevleri verilir.
Popüler kompozit ve asimetrik membranlar, tipik olarak 8 pm veya daha büyük eşdeğer gözenek boyutuna sahip çok gözenekli bir ağdan oluşan monolitik desteğin, üstte çok daha ince gözenek boyutuna sahip ince bir deri ile üst üste bindirildiği bir seramikten oluşturulur. filtreleme membranı. Bu membranlar boru şeklinde ve kapiler formda mevcuttur.
Membran ve destek, kimyasal olarak çok kararlı olan ve önemli mekanik basınçlara dayanabilen, ancak kırılgan oluşuma karşı hassas olan çeşitli alümina türlerinden yapılmıştır. Monolitler veya filtre elemanları, dairesel, kare ve hatta üçgen kesit dahil olmak üzere çeşitli boyutlarda ve kanal şekillerinde gelir.
Ortak kanal çapları, tipik olarak bir monolit ile paralel olarak 7-19 kanal ile 2,7 ila 6 mm iç çap aralığındadır. Şekil 10.6, mevcut seramik filtre tiplerinin bazılarını göstermektedir.
Mikrofiltrasyon – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri
İnorganik membranlar, kimyasal eylemsizlikleri, güçleri ve hidrofiliklikleri nedeniyle giderek daha popüler hale gelmektedir. Bu nedenle güçlü kimyasal temizleyiciler ve aşındırıcı sıcaklıklar temizlik için kullanılabilir. 10-20 barlık transmembran basınçları mümkündür, ancak…
