خلاصه ای از کاربردهای تکنولوژی غشا Ultrafiltration

خلاصه ای از کاربردهای تکنولوژی غشا Ultrafiltration

کاربردهای تکنولوژی Ultrafiltration (UF)

اصول کار Ultrafiltration:

Ultrafiltration (UF) یک تکنولوژی پیشرفته جداسازی غشا است که در سال های اخیر توسعه یافته است، عمدتا توسط علوم مواد هدایت می شود.آن را به طور گسترده ای در سراسر بخش های مختلف صنعتی و شهری استفاده شده است.

UF یک فرآیند جدایی غشا با فشار است که از توانایی فیلتر کردن مواد متخلخل برای جدا کردن ذرات از مایعات و اجزای محلول استفاده می کند.اندازه عام منافذ غشا های فوق فیلتر از 00.01 تا 0.1 میکرو، که نرخ حذف باکتری ها، اکثر ویروس ها، کالوئید ها و لجن را بالا می برد. هرچه اندازه منافذ اسمی کوچکتر باشد، میزان حذف بالاتر است.غشا های فوق فلتر معمولا از مواد پلیمر بالا ساخته می شونداین فرآیند در دمای محیط بدون تغییر فاز عمل می کند.و باعث آلودگی ثانویه نمی شود.

غشای فوق فلتراسیون از مواد پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) استفاده می کنند که در یک ساختار فیبر حفره ای دو لایه هستند.غشا های PVDF Ultrafiltration به طور معمول کوچکترین اندازه منافذ اسمی دارند، به طور موثر تقریبا تمام ذرات، باکتری ها (تعداد حذف 4 لاگ) ، اکثر ویروس ها و کالوئیدها را از بین می برد.منافذیت بالای آنها اجازه می دهد UF به جریان قابل مقایسه با میکروفیلتراسیون برسد.، باعث می شود که در اکثر موارد انتخاب بهتری باشد.

فلتر فوق العاده از یک ساختار فشار خارجی استفاده می کند، که از انسداد جلوگیری می کند، ظرفیت آلودگی بیشتری، منطقه فیلتر بزرگتر و تمیز کردن آسان تر را ارائه می دهد.حالت تصفیه را می توان از جریان متقابل به جریان مرده تغییر داد، با استفاده از فیلترال های فرعی که مصرف انرژی کمتری، فشار عملیاتی کمتری و بنابراین هزینه های عملیاتی کمتری را ارائه می دهند.برای پردازش مایعات با محتوای جامد تعلیق شده بیشتر مناسب استانتخاب حالت کار بستگی به محتوای مواد جامد معلق در آب تغذیه دارد.

UF معمولاً در حالت جریان ثابت کار می کند، با فشار transmembrane (TMP) که به تدریج در طول زمان افزایش می یابد.در حالی که بیوسایدها یا سایر مواد تمیز کننده می توانند رشد میکروبی را کنترل کنند و آلاینده ها را به طور موثرتر حذف کنند.

در تصفیه آب، UF برای تصفیه آب با حذف ذرات نازک، کالوئیدها، باکتری ها، ویروس ها، اندوتوکسین ها، پروتئین ها و ترکیبات ارگانیک مولکولی بالا استفاده می شود.

مزایا و معایب فوق فیلتر کردن

مزایا و ویژگی های Ultrafiltration

• عمر طولانی:غشای UF ساخته شده از مواد PVDF به ویژه طراحی شده، با اصلاحات هیدروفیلیک، دارای خواص آنتی اکسیدان عالی، قدرت خستگی، مقاومت در برابر آلودگی و عمر طولانی است.

• کیفیت آب بالا:متوسط دقت فیلتر کردن UF 0.03 μm است، با فشار نقطه حباب بالا. نرخ حذف باکتری آن به 6 لاگ می رسد و کیفیت آب بهتر را فراهم می کند.

• کاربرد گسترده:ساختار فشار خارجی و طراحی توزیع آب ثبت شده UF اجازه می دهد تا محتوای جامد معلق در آب تغذیه بیشتر باشد، و آن را برای کاربردهای با کیفیت آب ضعیف مناسب می کند.در حالی که اطمینان از نرخ بالا از بازیابی آب.

• هزینه های عملیاتی کم:سیستم UF تحت فشار خارجی از یک روش تمیز کردن مخلوط هوا و آب با هزینه موثر برای حفظ جریان پایدار طولانی مدت استفاده می کند و در این صورت مواد تمیز کننده شیمیایی را صرفه جویی می کند.

کاربردهای اصلی Ultrafiltration

Ultrafiltration عمدتا در سه زمینه مورد استفاده قرار می گیرد: کاربردهای صنعتی، فرایندهای مواد غذایی و بیوشیمیایی و آب آشامیدنی.

1. کاربرد صنعتی:فوق فیلتراسیون در فرآیندهای صنعتی را می توان به سه نوع تقسیم کرد:

   • (1)غلظت

   • (2)جداسازی محلول های مولکولی کوچک

   • (3)شکاف دادن محلول های مولکولی بزرگ

   بیشتر کاربردهای صنعتی تحت غلظت قرار می گیرند. روش ها می توانند برای جدا کردن محلول های مولکولی کوچک در ترکیب با مولکول های بزرگ استفاده شوند. به عنوان مثال،جداسازی کلسیم آزاد و پروتئین های متصل به کلسیم یک مورد است.جداسازی محلول های مولکولی کوچک، مانند نمک زدایی و تبادل یون، می تواند تنها از طریق بالا فیلتر شدن یا در ترکیب با دیالیز انجام شود.شکاف مولکولی محلول بزرگ می تواند با استفاده از غشا با مقادیر محدودی وزن مولکولی مختلف به دست آید، یا با ترکیب چندین واحد UF با کاهش تدریجی مقادیر قطع.

   کاربردهای صنعتی شامل:

   • بازیافت رنگ الکتروفراتیک

   • بازیافت فاضلاب نفتی

   • تصفیه فاضلاب فلزات سنگین

   • سایر کاربردهای صنعتی

2. بازیافت رنگ الکتروفورتیک:در طول پوشش الکتروفورتیک فلز، اجسام فلزی شارژ شده در یک مخزن با رنگ شارژ شده متضاد غوطه ور می شوند و پوشش یکنواخت روی سطح فلزی را تشکیل می دهند. سپس رنگ شسته می شود.حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در انرژیاز UF برای حفظ رزین های پلیمر و ذرات رنگدانه استفاده می شود، اجازه می دهد تا نمک های غیر ارگانیک، آب و محلول ها از طریق آن عبور کنند. اجزای نگه داشته شده به مخزن رنگ الکتروفرتیک بازگردانده می شوند.

3. بازیافت فاضلاب نفتی:امولسیون های روغن-آب به طور گسترده ای در پردازش فلز، به ویژه در فرآیند برش و آسیاب استفاده می شوند.UF می تواند به طور موثر روغن را از فاضلاب جدا کند زیرا تنش سطح بین روغن و آب مانع از عبور قطرات روغن از غشا می شودفاضلاب فیلتر شده معمولا حاوی غلظت روغن کمتر از 10g / m3 است که با استانداردهای تخلیه مطابقت دارد.مایع متمرکز می تواند حاوی ۳۰ تا ۶۰ درصد روغن باشد و می تواند برای احتراق یا سایر کاربردهای دیگر استفاده شود..

4. تصفیه فاضلاب فلزات سنگین:فلتر فوق العاده تقویت شده توسط میکول (MEUF) یک توسعه اخیر است که UF را با تکنولوژی سطح فعال ترکیب می کند.انتهای هیدروفوبیک میسل ها کتیون های فلزی را گیر می کنند، و غشای UF با محدوده وزن مولکولی کوچکتر از مایسل می تواند یون های فلزی را به طور موثر از بین ببرد.

   MEUF می تواند یون هایی مانند Cd2 +، Zn2 +، و Pb2 + را با بهره وری بالا جدا کند و برای تصفیه فاضلاب با یون های فلزی قابل استفاده است.MEUF برای غلظت پایین یون های فلزی مناسب نیست.

5. سایر کاربردهای صنعتی:

   • تولید آب تصفیه شده برای الکترونیک:UF برای از بین بردن کالوئیدها، ذرات و باکتری ها برای تولید آب با خلوص بالا استفاده می شود، که برای صنایع مانند تولید نیمه هادی ضروری است.

   • تصفیه فاضلاب در صنعت مواد غذایی:UF برای تصفیه فاضلاب حاوی نشاسته و آنزیم در صنعت پردازش مواد غذایی استفاده می شود.

   • درمان مایع پاک کننده پشم:UF می تواند برای درمان مایعات تمیز کننده حاوی چربی پشم امولسیف شده استفاده شود.

   • تصفیه فاضلاب کارخانه کاغذ:UF برای جدا کردن و غلظت لیگنو سولفونات ها در فاضلاب کارخانه کاغذ استفاده می شود.

1. صنعت لبنیات (پروسازی پنیر):Ultrafiltration به طور گسترده ای در صنعت لبنیات، به ویژه در پردازش پنیر استفاده می شود. با غلظت پنیر، UF می تواند پروتئین ها را جدا کند،که به پودر آب پنیر تبدیل می شود که می تواند به عنوان جایگزینی پودر شیر فلفلی در محصولات پخت و پز استفاده شودهمچنین از طریق فلتر کردن فوق العاده می توان محصولات غنی از پروتئین را برای غذای نوزاد با حذف لاکتوز تولید کرد.

2. آبمیوه:UF برای تصفیه آب میوه تازه، مانند آب سیب، که اغلب حاوی پکتین و ترکیبات دیگر است، استفاده می شود. این روش نیاز به آنزیم ها، گل و ژلاتین را کاهش می دهد، مواد، نیروی کار را صرفه جویی می کند.,همچنین کیفیت آبمیوه بهبود می یابد و مدت عمر آن به دلیل حذف میکروارگانیسم ها افزایش می یابد.

3. استخراج آلبومین سرم:UF برای جدا کردن آلبومین سرم از پلاسما در یک فرآیند چند مرحله ای استفاده می شود. آلبومین با استفاده از غشای UF با وزن مولکولی متفاوت فیلتر می شود،کمک به تمرکز و تصفیه آلبومین سرم.

نتیجه گیری

تکنولوژی Ultrafiltration (UF) یک تکنیک جدایی غشا بسیار کاربردی و کارآمد است که به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب، مواد غذایی و نوشیدنی، داروسازی،و بیشترتوانایی آن در حذف ذرات ظریف، باکتری ها، ویروس ها و سایر آلاینده ها آن را به ابزاری ارزشمند در دستیابی به کیفیت آب بالا، تصفیه فاضلاب و بهبود فرآیندهای صنعتی تبدیل می کند..