فیلتر ممبرانی (غشایی)
فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) چیست و چگونه کار می کند؟
فرآیند فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) یک روش جداسازی فیزیکی است که با توانایی جداسازی مولکول ها با اندازه ها و ویژگی های مختلف مشخص می شود. نیروی محرکه آن اختلاف فشار بین دو طرف یک غشاء خاص است. فناوری غشاء شما را قادر می سازد تا هزینه های کلی تولید را کاهش دهید و در عین حال کیفیت محصول را افزایش دهید.
فیلتراسیون غشایی یک روش جداسازی است که می تواند برای حذف مواد مضر از مایعات استفاده شود. انواع مختلفی از تصفیه آب فیلتراسیون غشایی برای تصفیه فاضلاب، آب آشامیدنی و آب پردازش استفاده می شود. فیلتراسیون غشایی نامی جمعی برای فرآیندهای جداسازی مختلف مانند میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس است.
اگرچه انواع فیلتراسیون غشایی ذرات مختلف، میکروارگانیسم‌ها و سایر مولکول‌های ماکرو را از مایعات فیلتر می‌کنند، اما همه انواع از یک روش فیلتراسیون غشایی استفاده می‌کنند. فیلترهای غشایی نوعی پارتیشن انتخابی هستند. مواد، ذرات و باکتری های مختلف می توانند از غشاء عبور کنند در حالی که بقیه باقی می مانند.
هر غشا دارای اندازه منافذ و قطع وزن مولکولی خاص (MWCO) است. تمام مواد، ذرات، باکتری ها و ویروس هایی که اندازه منافذ یا MWCO بزرگتر از غشاء دارند در غشاء به دام می افتند. تمام مواد، ذرات، باکتری ها و ویروس هایی که اندازه منافذ آنها کوچکتر از غشا هستند، می توانند از غشاء عبور کنند.
فیلتر ممبرانی (غشایی) به عنوان یک مانع فیزیکی
در ابتدایی ترین اصطلاحات، فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) شامل عبور یک جریان خوراک منفرد از یک سیستم غشایی است که آن را به دو جریان مجزا، معروف به تراوش و احتباس جدا می کند. غشایی که آنها را از هم جدا می کند یک مانع فیزیکی با ویژگی های بسیار تخصصی است — مانعی که فقط برخی از اجزای انتخاب شده در جریان تغذیه می توانند از آن عبور کنند.
منافذ عبور
منافذ چنین مواد غشایی به قدری کوچک هستند که بر حسب آنگستروم (10⁻¹⁰ متر) اندازه گیری می شوند و فشار لازم است تا مایع را از درون آنها عبور دهد. در واقع، منافذ غشاهای مورد استفاده برای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس به قدری کوچک هستند که حتی با میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز قابل مشاهده نیستند.
انواع فیلتراسیون ممبرانی (غشایی)
چهار نوع متداول پذیرفته شده فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) وجود دارد. اینها بر اساس اندازه موادی که برای جداسازی از مایع خوراک لازم است تعریف می شوند: اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون به ترتیب افزایش اندازه منافذ.
💧 اسمز معکوس (RO) چیست؟
اسمز معکوس از محکم ترین غشا ممکن در جداسازی مایع استفاده می کند. در اصل، آب تنها ماده ای است که می تواند در غشا نفوذ کند. تمام مواد دیگر (باکتری ها، هاگ ها، چربی ها، پروتئین ها، صمغ ها، نمک ها، قندها، مواد معدنی و غیره) نمی توانند از آن عبور کنند. اسمز معکوس بسیار شبیه به تقطیر است. فیلتر غشایی RO دارای منافذ کمتر از 0.001 میکرون است. با فشار 10 تا 70 بار، ناخالصی های ریز، یون های چند ظرفیتی و یون های منفرد از مایع خارج می شوند.
🔹 نانوفیلتراسیون (NF) چیست؟
نانوفیلتراسیون به یون‌های کوچک (مثلاً مواد معدنی) اجازه عبور می‌دهد در حالی که یون‌های بزرگتر و بیشتر اجزای آلی (باکتری‌ها، هاگ‌ها، چربی‌ها، پروتئین‌ها، صمغ‌ها و قندها) را حذف می‌کند. میکروآلاینده ها و یون های چند ظرفیتی با استفاده از غشایی با اندازه منافذ 0.01 تا 0.001 میکرون و فشار 5 تا 15 بار حذف می‌شوند.
🔸 اولترافیلتراسیون (UF) چیست؟
اولترافیلتراسیون شامل استفاده از غشاهایی است که در آنها منافذ بزرگتر و فشار نسبتاً کم است. نمک ها، قندها، اسیدهای آلی و پپتیدهای کوچکتر اجازه عبور دارند، در حالی که پروتئین ها، چربی ها و پلی ساکاریدها مجاز نیستند. غشای UF دارای منافذ 0.01 تا 0.10 میکرون با فشار 0.5 تا 2.5 بار می‌باشد. اولترافیلتراسیون توانایی کاهش باکتری ها تا LOG 6 و ویروس ها تا LOG 4 را دارد.
🔹 میکروفیلتراسیون (MF) چیست؟
در میکروفیلتراسیون، مواد جامد معلق، باکتری ها و گلبول های چربی معمولاً تنها موادی هستند که اجازه عبور ندارند. فیلتر غشایی MF دارای اندازه منافذ 0.10 تا 1.0 میکرون با فشار 0.1 تا 2.5 بار است. فیلتر غشایی میکروفیلتراسیون اغلب به عنوان پیش فیلتر برای اولترافیلتراسیون استفاده می شود.
فیلتراسیون جریان متقاطع در مقابل فیلتراسیون بسته (بن بست)
فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) می تواند فیلتراسیون بن بست یا فیلتراسیون جریان متقاطع باشد. فیلتراسیون جریان متقاطع مزایای داخلی قابل توجهی دارد. از آنجا که مایعات به طور مداوم در سراسر غشاء جریان می یابند، کیک فیلتری وجود ندارد که منجر به رسوب و جریان ناهموار شود. این امر امکان اجرای یک فرآیند فیلتراسیون خودکار و مداوم را فراهم می کند. هیچ کمک فیلتری مورد نیاز نیست و غشاها عمر طولانی دارند.
تقریباً تمام فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) صنعتی به صورت فیلتراسیون جریان متقاطع انجام می شود که در آن مایع فیلتر شده با سرعت بالا و تحت فشار موازی با غشا جریان می یابد.
مزایای فیلتراسیون ممبرانی (غشایی)
هنگامی که در کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ که قابلیت اطمینان، ثبات و هزینه های عملیاتی ملاحظات مهمی هستند، فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) مزایای قابل توجهی دارد.
💰 هزینه های کلی تولید پایین تر
سیستم های فیلتراسیون ممبرانی اغلب ارزان تر از بسیاری از فناوری های جایگزین هستند. هزینه های نصب و راه اندازی کمتر است، به عنوان هزینه های انرژی. فیلتراسیون ممبرانی شامل مراحل پردازش کمتری است و دستیابی به درجه خلوص بیشتر و بازده کلی بالاتر را ممکن می سازد.
🔧 انعطاف پذیری بالا
فیلتراسیون ممبرانی را می توان برای محصولات خوراک با طیف وسیعی از ویسکوزیته های مختلف، از جمله محصولات با ویسکوزیته بالا که پردازش آنها دشوار است، استفاده کرد. طیف گسترده ای از محصولات مختلف، بهترین راه حل ممکن را برای هر کاربرد تضمین می کند.
⭐ کیفیت محصول نهایی بالا
فیلتراسیون ممبرانی یک فناوری تمیز است. فرآیند جداسازی صرفاً بر اساس اندازه مولکولی انجام می شود و استفاده از مواد افزودنی را غیر ضروری می کند. این منجر به محصول نهایی با کیفیت بالا و رعایت الزامات سختگیرانه مصرف کنندگان و مقامات دولتی می شود.
آیا می خواهید در مورد فیلتراسیون ممبرانی (غشایی) و تصفیه آب بیشتر بدانید؟ با کارشناسان شرکت آرکاگستر تماس بگیرید.
📞 برای مشاوره رایگان و استعلام قیمت تماس بگیرید
کارشناسان آرکا گستر رسام آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند