EnglishGermanItalianRussian

УльтрафильтрацияРяд отраслей промышленности, полностью зависят от обеспечения высокого качества получаемых изделий. Решение поставленной задачи базируется на технологиях, использующих особо чистые технологические среды. Для этой цели в последние годы широко применяются баромембранные процессы — обратный осмос (ОО), ультрафильтрация (УФ) и микрофильтрация (МФ). Главной особенностью этих методов является наличие полупроницаемой мембраны, обладающей преимущественной проницаемостью по определённым компонентам разделяемой смеси.

К настоящему времени баромембранные процессы широко используются в системах водоподготовки, при концентрировании и фракционировании растворов, для опреснения соленых вод, для очистки различных промышленных жидких отходов, а также для концентрирования растворов пищевых продуктов и во многих других областях.

Принципиальным отличием ОО от МФ является отсутствие гетерогенности. И исходная смесь, и продукт, прошедший через мембрану — пермеат, и продукт, оставшийся над мембраной — ретант, находятся в жидкой фазе и различаются лишь концентрациями компонентов.

Образование аморфного осадка — геля на поверхности полупроницаемой мембраны резко ухудшает условия её работы, и с этим явлением приходится бороться.

Многочисленными исследованиями было установлено, что эффект разделения в обратном осмосе обусловлен не простым механическим просеиванием молекул в зависимости от их размеров через поры в мембране, а может быть объяснён лишь с учетом сложных физико-химических взаимодействий между молекулами растворителя и растворённого вещества с мембраной.

Относительно же ультрафильтрации до недавнего времени существовало мнение, что лишь соотношение размеров молекулы растворенного вещества и пор в мембране определяет, селективна (избирательна) или неселективна мембрана по отношению к данному веществу. Проведенные в последние годы исследования заставили иначе взглянуть на процесс ультрафильтрации, они показали, что и здесь молекулярные взаимодействия играют существенную роль.

Микрофильтрация всегда протекает с образованием осадка на мембране. Но и в этом процессе адгезионные и электростатические взаимодействия частиц с поверхностью мембраны играют не последнюю роль.

Области применения ультрафильтрации и обратного осмоса не имеют четких границ. Можно приблизительно определить, что обратноосмотические мембраны могут задерживать частицы размером более 5 * 10-4 мкм, т.е. гидратированные неорганические ионы. Ультрафильтрационные мембраны могут задерживать макромолекулы и макроионы. Соответственно микрофильтрация позволяет эффективно задерживать частицы от 0,1 мкм до 10 мкм, т.е. такие, которые практически не осаждаются в поле гравитационных сил.

Среди разнообразных промышленных применений МФ и УФ основными являются стерилизация и осветление всех видов напитков и лекарственных препаратов в пищевой и фармацевтической промышленностях. Эти процессы могут производиться при любой температуре, даже при низких. МФ и УФ используется для получения ультрачистой воды в полупроводниковой промышленности. Новые области применения МФ и УФ – биотехнология и биомедицинская технология. В биотехнологии МФ и УФ особенно эффективны для концентрирования клеток и как составная часть мембранного биореактора. В биомедицинской области – для плазмофореза: отделения плазмы с ее ценными компонентами от клеток крови. Итак, применение МФ и УФ:

  • холодная стерилизация напитков и лекарственных веществ;
  • концентрирование клеток;
  • осветление фруктовых соков, вин и пива;
  • получение ультрачистой воды в полупроводниковой промышленности;
  • извлечение металлов в виде коллоидных оксидов и гидроксидов;
  • обработка сточных вод;
  • непрерывная ферментация;
  • разделение эмульсий масло-вода;
  • дегидратация латексов и т.д.