Мембранные методы фильтрования.

К процессам обычного фильтрования принято относить гидро­механические процессы, не осложненные физико-химическими явлениями. На нашей схеме такие процессы проходят на фильтрую­щих перегородках с диаметром пор от 1 мкм и более.

Процессы на перегородках с диаметром пор порядка 0,1 до не­скольких микрометров принято относить к микрофильтрации. В этих процессах могут отделяться как мельчайшие частицы механи­ческой примеси, так и отдельные клеточные организмы и частицы клеток, как, например, дрожжевые клетки в процессах микрофиль­трации продуктов брожения. Процессы микрофильтрации ослож­няются образованием гелеобразных слоев на поверхности фильтру­ющей перегородки, которую в дальнейшем будем называть микро­фильтрационной мембраной. Между гель-слоем и мембраной возни­кает физическое или физико-химическое взаимодействие, приводящее иногда к полной закупорке пор и прекращению про­цесса. В каждом случае следует учитывать, что проницаемость гель-слоя во много раз ниже проницаемости самой мембраны и именно она определяет производительность процесса.

Процессы ультрафильтрации выполняют на мембранах со сред­ним диаметром пор от 0,01 до 0,1 мкм, называемых улыпрафильтра-ционными мембранами. В процессах ультрафильтрации разделяют растворы, содержащие крупные молекулы, например молекулы по­лимеров, в том числе молекулы белков.

Мембраны для процессов обратного осмоса имеют поры, сред­ний диаметр которых не превышает 0,01 мкм. Так как на практике используют обратноосмотическиемембраны с размерами пор значи­тельно ниже указанной границы, принято измерять средний диа­метр пор в ангстремах.

Процессы микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса осуществляют под избыточным давлением, и поэтому их принято называть баромембранными процессами.

На рис. 8.4 приведена диаграмма с указанием ориентировочных размеров отделяемых частиц. Полагая, что размер пор является ре­шающим при разделении любой системы, пользуясь диаграммами на рис. 8.3 и 8.4, можно предположительно выбрать мембрану и процесс для отделения соответствующих объектов.

Остается добавить, что приведенные границы размеров пор в действительности весьма условны, поскольку характер процесса в значительной степени зависит и от других факторов, о чем будет сказано ниже. Кроме того, некоторые разные по своей природе процессы осуществляются на мембранах с порами одного размера. Например, процессы испарения через мембрану, диализ и элект­родиализ, как и обратный осмос, осуществляются на мембранах с порами размером менее 10 нм (100 А).

Дата добавления: 2015-11-16