ВВЕДЕНИЕ - Полимеры в мембранах

Вся история промышленных систем разделения и очистки веществ - борьба этого вида технологий за высокую производительность, селективность, гибкость и стабильность. Борьба эта идет не только в пределах одного метода, но и между принципиально различными способами. При этом вперед вырываются то одни методики, то другие.

С тех пор, как древние Египтяне изобрели бумагу, люди стали фильтровать разнообразные жидкости, чтобы очистить их, или вернуть ценные материалы в виде осадка. В данном реферате пойдет не о фильтровании в его классическом понимании, а о микрофильтрации, позволяющей осуществить ряд новых решений в технологических процессах тонкой и сверхтонкой очистки жидкостей от механических, коллоидных и микробиологических примесей.

Мембранная фильтрация (микрофильтрация) в той или иной мере используется человечеством уже более 120 лет. Но ее широкое развитие началось с момента появления мембран для стерилизации лекарственных препаратов и начала крупномасштабного производства растворов парентерального введения. Мембраны, первоначально разработанные для фармацевтики, в настоящее время нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Ведь получение ультрачистой воды для микроэлектроники, медицины и фармацевтики не может обойтись без применения мембранных фильтров. В настоящее время процесс микрофильтрации широко используется для того, чтобы улучшить качество производимой продукции, защитить дорогостоящее оборудование и очистить сточные воды. Даже в бытовых фильтрах устанавливаются мембранные фильтры.

Отдельным объектом для внедрения мембранной фильтрации является очистка воздуха, различных газов и газовых смесей.

Микрофильтрация - это процесс отделения из фильтруемой среды крупных коллоидных частиц или взвешенных микрочастиц размером 0,02-25 мкм. Мембраны для микрофильтрации обычно имеют изотропную структуру. Они обладают высокой производительностью, особенно в начальный период эксплуатации. Микрофильтрацию, как правило, осуществляют при небольших перепадах давлениях (до 0,2 МПа) на мембране (или мембранном элементе) во избежание значительных деформаций, которым подвержены мембраны (или мембранный элемент) при приложении на них нагрузки извне. Как правило, процесс микрофильтрации осуществляется в 2 стадии:

    - предфильтрация, т. е. одностадийная или многостадийная очистка на фильтрующих элементах глубинного и/или поверхностного типа; - микрофильтрация на мембранах или мембранных элементах.

Фильтры, входящие в состав установки микрофильтрационной очистки, располагаются последовательно (каскадные установки очистки). Каждый фильтр, установленный в каскаде, отвечает за удаление из очищаемой среды определенного набора примесей.

На первый взгляд микрофильтрация кажется достаточно простым процессом. Ведь, в самом деле: "грязная" жидкость проходит через фильтр и становится "чистой". Такой подход к микрофильтрации - большое заблуждение. Образ наших мыслей, как правило, должен определяться выбором между тем, что в том или ином процессе нас интересует больше: извлечение как можно большего количества частиц, которые могут помещать нам в дальнейшем или же стерилизующая фильтрация, при которой должны быть удалены все частицы и микробиологические примеси, чтобы получить конечный продукт.

Возникает вопрос, как достичь столь высокой степень очистки веществ от примесей? Ответ на этот вопрос находится в составе мембран. В составе мембран находятся полимеры. Возникает новый вопрос, все ли полимеры дают высокое качество очистки?

В настоящее время лишь малое ограниченное число полимеров может быть использовано на практике, поскольку важными факторами при выборе материала являются требования процессов (производство мембраны), и химическая или термическая устойчивость мембраны. К их числу относятся:

    - полиамиды, полиимиды и полисульфоны, которые имеют высокую термическую стабильность в сочетании с хорошей химической стабильностью; - полисилоксаны (ПДМС - полидиметилсилоксан) или силиконовые каучуки, ПВТМС, ПТМСП, которые содержат в цепи кремний, а не углерод; - ацетат целлюлозы.

Похожие статьи




ВВЕДЕНИЕ - Полимеры в мембранах

Предыдущая | Следующая