Баромембранні технології

ВІДОМОСТІ ПРО ТЕХНОЛОГІЮ

Керамічна мембрана має коаксіальну  структуру і складається з трьох шарів:  фільтруючого, проміжного і опорного  (підкладки) (починаючи з самого тонкого  шару). Коаксиальная структура забезпечує  меншу втрату тиску. Це свідчить про те, що  керамічна мембрана характеризується  більшою здатністю до регенерації.  Керамічні мембрани відносяться  до композитних трубчастих мембран з  відкритим пористим шаром з оксиду  алюмінію високого ступеня чистоти. Шар  забезпечує максимальну проникність і  високу механічну стійкість (міцність на  розрив> 60 бар).  Керамічні мембрани  мають мікропористу мембрану з оксиду алюмінію в якості поверхнево активного шару, який безпосередньо є мембранним шаром. Всі керамічні мембрани мають опорний шар з 99.5% чистого алюмінію. Така структура забезпечує певний розмір пор. Залежно від того, яким повинен бути розмір пор мембрани, формується один або кілька шарів; при цьому радіус пор зменшується.

Керамічна мембрана з коаксіальною структурою поєднує унікальний дизайн і процес виготовлення, що робить її ідеальною для використання з хімічними реагентами, включаючи розчинники, при крайніх значеннях рН, високих температурах і тиску, при переробці ферментативного бульйону і т.д. Компактна багатоканальна структура і висока проникність роблять мембрани оптимальними для циклової переробки продукту.

Стійкість до кислот і лугів, а також стійкість до впливу високих температур, забезпечують успішне застосування мембран в багатьох областях, починаючи від фармацевтики і закінчуючи виробництвом харчових продуктів, напоїв та очищенням стічних вод. Неорганічна мембрана - це пористий тонкокерамічних фільтр, сформованний при високотемпературному випаленні оксидів алюмінію, титану і цирконію. Керамічна мембрана зазвичай має коаксіальну структуру з активним пористим опорним шаром. Високий ступінь пористості забезпечує механічну стійкість, а активний шар забезпечує поділ на: мікрофільтрацію, ультрафільтрацію і нанофільтрацію (від 10 мкм до 1 кДа). Керамічна мембрана завжди працює в режимі тангенциальной фільтрації, при якій  потік рухається через мембранний шар по одному або декількох каналах з великою швидкістю. Під впливом трансмембранного тиску (ТМР) чиста рідина з мікромолекулами, протікає через шар мембрани, утворюючи пермеат; тверді частинки і великі молекули не проходять через пори, утворюють концентрат. Таким чином, відбувається освітлення, очищення та концентрування подаючої в мембрану рідини.

Група баромембранного методу включає в себе:

Зворотній осмос (розміри пор 1-15 A, робочий тиск 0,5-8,0 МПа) застосовується для демінералізації води, затримує практично всі іони на 92-99%, а при двоступеневою системою і до 99,9%.

Нанофільтрація (розміри пор 10-70 A, робочий тиск 0,5-8,0 МПа) використовується для відділення барвників, пестицидів, гербіцидів, сахарози, деяких розчинених солей, органічних речовин, вірусів і ін.

Ультрафільтрація (розміри пор 30-1000 A, робочий тиск 0,2-1,0 МПа) застосовується для відділення деяких колоїдів (кремнію, наприклад), вірусів (в тому числі поліомієліту), вугільної сажі, поділу на фракції молока і ін.
Також широко застосовуються керамічні ультрафільтраційні мембрани CeraQ, які забезпечують високоякісну фільтрацію практично в будь-яких з середовищ: t ° C (0 - 100) і в будь-якому діапазоні pH середовища, таким чином виконуючи завдання і по очищенню вод і будь-яких інших рідин, разом з тим і їх концентрування. На даному етапі, впровадження нових технологічних прийомів керамофільтрації починають застосовувати в цукровій, патоковий (сиропної), етанольної промисловостях. А також в очищенні стоків переробної промисловості, як харчового так і інших напрямків.

Мікрофільтрація (розміри пор 500-20000 A, робочий тиск від 0,01 до 0,2 МПа) використовується для відділення деяких вірусів і бактерій, тонкодисперсних пігментів, пилу активованого вугілля, азбесту, барвників, поділу водо-масляних емульсій тощо Чим більші пори утворені в мембрані, тим зрозуміліший процес фільтрації через мембрану, тим більше він по фізичному змісту наближається до так званого механічного фільтрування.

У порівнянні з такими традиційними фільтрами, як фільтр-прес, центрифуга та діатомовий фільтр, керамічна мембрана має низку унікальних переваг:

• Відмінна стійкість до кислот/лугів і окислювача
• Стійкість до розчинення
• Висока температурна стійкість
• Хороша здатність до поділу, дуже мала відстань між порами
• Відмінна стійкість до механічних пошкоджень і абразивного зношування
• Тривалий термін служби в порівнянні з полімерними мембранами
• Легкість в очищенні і дезінфекції шляхом промивання зворотним потоком