Co to jest separacja błony?
Separacja membrany to technika stosowana w nauce i przemysłu do oddzielenia substancji od mieszanki poprzez filtrowanie tej mieszaniny przez porowatą membranę. Substancja filtrowana może być ciecz lub gaz. Separacja membran ma wiele praktycznych zastosowań, w tym filtrację wody i tworzenie skoncentrowanych roztworów. Głównymi rodzajami procesów rozdzielenia błony są odwrócona osmoza, nanofiltracja, ultrafiltracja i mikrofiltracja.
Gdy roztwór zasilający lub gaz zostanie przekazany przez porowatą błonę pod wysokim ciśnieniem, niektóre substancje z tej mieszaniny będą przenikały błonę do obszaru niższego ciśnienia, ale inne substancje nie będą mogły. Spójność i skład chemiczny membrany określa, które materiały przechodzą przez nią. Na przykład membrana, która ma większe pory, będzie miała tendencję do wpuszczania dużych i małych cząstek, a membrana, która ma mniejsze pory, wykluczą większe cząstki. Podobnie membranaktóry ma określony skład chemiczny, może być zaprojektowany do chemicznego filtrowania niektórych związków.
W odwróconej osmozie dwa roztwory znajdują się po przeciwnych stronach membrany - jedna, która jest bardziej skoncentrowana, a drugie, które jest bardziej wodniste lub mniej skoncentrowane. Naturalna tendencja wody do rozproszenia z obszaru o niskim stężeniu do obszaru o wysokim stężeniu jest odwracana przez ciśnienie przyłożone do wysoce skoncentrowanego roztworu. Powoduje to, że woda wypływa z wysoce skoncentrowanego roztworu na membranie, dzięki czemu to roztwór jest jeszcze bardziej skoncentrowane przez usuwanie wody. W tym procesie można wykonać wyparowane mleko i inne skondensowane produkty.
Nanofiltracja jest zwykle stosowana w przetwarzaniu wody w celu usunięcia jej słonego smaku lub niepożądanej zawartości minerałów. Ta metoda usuwa sole, takie jak sód i potas, z cieczy. Membrany, które sąStosowane w nanofiltracji mają nieco większy rozmiar porów niż te, które są używane w odwróconej osmozie.
Ultrafiltracja i mikrofiltracja są używane do oddzielenia większych cząstek, jednocześnie wpuszczając mniejsze cząstki przez błonę. Wirusy, bakterie i zawieszona materia stała są wykluczane przez te błony na większych poporach. Często ultrafiltracja lub mikrofiltracja będą stosowane w połączeniu z drobniejszą metodą filtracji w ramach ogólnego procesu przemysłowego.
Wiele branż używa rozdziału błon w ramach rutynowych operacji. Na przykład usunięcie szkodliwych soli i minerałów, które mogą powodować skalę lub korozję w wodzie źródłowej, jest ważne w obsłudze kotłów. Rozdział błony można również zastosować do odzyskiwania związków chemicznych ze strumienia odpadów. Odsalanie to kolejna metoda, w której rozdział membrany jest szeroko stosowany do produkcji wysokiej jakości wody pitnej.