Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мулдер М. -> "Введение в мембранную технологию" -> 99

Введение в мембранную технологию - Мулдер М.

Мулдер М. Введение в мембранную технологию — М.: Мир, 1999. — 513 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmembramnuutehnologiu1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 93 94 95 96 97 98 < 99 > 100 101 102 103 104 105 .. 182 >> Следующая

Микрофильтрационные мембраны могут быть изготовлены различными методами и, вероятно, из самых различных материалов, среди которых наиболее важными являются полимеры и керамика. Синтетические полимерные мембраны можно разделить на два класса, а именно гидрофобные и гидрофильные. Ниже представлены полимеры, из которых изготавливают гидрофобные или гидрофильные мембраны. Основу керамических мембран составляют главным образом два материала — оксиды алюминия (AI2O3) и циркония (Zr02). Но в принципе, могут быть использованы и другие материалы, например, оксид титана (ТЮ2). Ниже приводится большое число органических и неорганических материалов, пригодных для приготовления мембран для микрофильтрации:
- гидрофобные полимерные мембраны
политетрафторэтилен (тефлон)
поли(винилиденфторид)
полипропилен
- гидрофильные полимерные мембраны
эфиры целлюлозы поликарбонаты
полисул ьфон / поли(эфирсульфон) полиимид/поли(эфиримид)
(алифатический) полиамид
- керамические мембраны
оксид алюминия (AI2O3) оксид циркония (Zr02)
Другие материалы, например, стекло (БЮг) и металлы (палладий,
Сырье
Пермеат
Пермеат
Тупиковая
фильтрация
Фильтрация из потока, перпендикулярного направлению транспорта
Рис. VI-6. Различные схемы процессов фильтрации.
вольфрам, серебро) также могут использоваться для приготовления микрофильтрационных мембран.
Размер пор микрофильтрационных мембран варьирует от 0,1 до 2 мкм, и эти мембраны легко характеризовать (см. гл. IV). Среди методов, применяемых для этого, наибольшее распространение получили сканирующая электронная микроскопия, ртутная порометрия и измерения проницаемости. Главной проблемой при использовании микрофильтрации (в лабораторных условиях или в промышлености) является уменьшение потока. Эта проблема связана с концентрационной поляризацией и отложением осадков на поверхности мембраны или осаждением внутри пор. Достаточно часто наблюдается весьма значительное падение потока: так, вполне возможна ситуация, когда поток при разделении водной дисперсии составляет примерно 1% от потока чистой воды. Эти явления подробно обсуждены в гл. VII. Чтобы предотвратить по возможности забивание мембраны, нужно осуществлять тщательный контроль способа проведения процесса. Наиболее часто используют два типа технологии процесса: тупиковая фильтрация и фильтрация из потока, перпендикулярного направлению транспорта (см. также гл. VIII). При тупиковой фильтрации подающийся на мембрану поток перпендикулярен ее поверхности, что создает предпосылки для накопления задерживающихся мембраной частиц с образованием слоя твердых отложений на ее поверхности. Толщина этого слоя возрастает со временем фильтрации, и, как следствие, с увеличением толщины уменьшается скорость фильтрации. При втором типе конфигурации мембранного аппарата входящий поток подается вдоль поверхности мембраны и только часть не проходящих через мембрану растворенных веществ накапливается на поверхности. Схематическое изображение этих процессов представлено на рис. VI-6.
Забиванию мембран могут способствовать адсорбционные явления, в связи с чем важно подбирать подходящий мембранный материал. Вышеупомянутые гидрофобные материалы, как правило, обнаруживают большую тенденцию к забиванинию, особенно, при фильтрации растворов белков. Более того, такие гидрофобные материалы (например, политетрафторэтилен) не смачиваются водой, и поэтому при обычно использующихся давлениях вода не протекает через мембрану. Несмачиваемость — дополнительный недостаток таких мембран, и перед использованием для фильтрации водных растворов мембраны необходимо предварительно обрабатывать, например, спиртом.
Падение потока случается и независимо от правильности выбора способа фильтрации как неотъемлемая часть процесса, и необходимо периодически очищать мембрану. Отсюда вытекает дополнительное требование к выбору материала мембраны, который не должен разрушаться при очистке. Например, в качестве химического агента, наиболее часто использующегося для чистки мембран, служит активный хлор, по отношению к которому многие полимеры неустойчивы. Другим требованием химической инертности является устойчивость в широком интервале pH. Использование мембран в ряде технологий, особенно в биотехнологии, требует устойчивости материала к стерилизующему пару. Это требование распространяется на весь модуль, как на внешние, так и на внутренние материалы.
Все приведенные примеры ясно показывают, что для микрофильтрации важно не только приготовление мембраны, но и химическая и термическая устойчивость использованных материалов.
VI. 3.2.2. Промышленное применение микрофильтрации Микрофильтрация находит широкое применение в промышленности в разнообразных случаях, когда частицы размером >0,1 мкм нужно отделить от жидкости. Главным же образом микрофильтрация применяется в небольших (аналитических) процессах в самых различных лабораториях. Среди разнообразных промышленных применений микрофильтрации основными являются стерилизация и осветление всех видов напитков и лекарственных препаратов в пищевой и фармацевтической промышленностях. Такие процессы могут проводиться при любой температуре, даже при низких температурах. Такой же процесс используется для получения ультрачистой воды в полупроводниковой промышленности. Новыми областями применений микрофильтрации являются биотехнология и биомедицинская технология. В биотехнологии микрофильтрация особенно эффективна для концентрирования клеток и как составная часть мембранного биореактора (включал биоконверсию и разделение). В биомедицинской области — для плазмофореза: отделения плазмы с ее ценными ком-
Предыдущая << 1 .. 93 94 95 96 97 98 < 99 > 100 101 102 103 104 105 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed