NL1020204C2 - Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. - Google Patents
Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1020204C2 NL1020204C2 NL1020204A NL1020204A NL1020204C2 NL 1020204 C2 NL1020204 C2 NL 1020204C2 NL 1020204 A NL1020204 A NL 1020204A NL 1020204 A NL1020204 A NL 1020204A NL 1020204 C2 NL1020204 C2 NL 1020204C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- membrane
- liquid
- flow channel
- electrode
- filter device
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 60
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 97
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 34
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 16
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/022—Metals
- B01D71/0227—Metals comprising an intermediate layer for avoiding intermetallic diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/22—Electrical effects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/26—Electrical properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Titel: Werkwijze voor het filteren van deeltjes uit een vloeistof en vloeistoffilterinrichtingTitle: Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze om macroscopische deeltjes selectief op grootte uit een vloeistof te filteren, waarbij de vloeistof door poriën in een membraan geleid wordt, op vloeistoffilterinrichting voor het uitvoeren van de werkwijze en een 5 membraan voor gebruik in een dergelijke inrichting.The invention relates to a method for selectively filtering size-wise macroscopic particles from a liquid, wherein the liquid is guided through pores in a membrane, on a liquid filter device for carrying out the method and a membrane for use in such a device.
De werkwijze volgens de uitvinding filtert bijvoorbeeld deeltjes die groter zijn dan een minimumafmeting in de orde van grootte van één micron uit de vloeistofstroom. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van een membraan waarin poriën zijn aangebracht die met een bepaalde afmeting gemaakt 10 worden, bij voorbeeld een afmeting in het bereik van 0.1 tot 10 micrometer, zodat de poriën selectief grotere deeltjes niet doorlaten. Het is bijvoorbeeld bekend om dergelijke membranen met een fotolithografisch proces uit keramisch materiaal te maken.The method according to the invention filters, for example, particles larger than a minimum size of the order of one micron from the liquid stream. Use is made for this purpose of a membrane in which pores are made which are made with a specific dimension, for example a dimension in the range of 0.1 to 10 micrometres, so that the pores do not allow larger particles to pass through selectively. For example, it is known to make such membranes from a ceramic material using a photolithographic process.
Het is echter gebleken dat in bepaalde gevallen de 15 stromingssnelheid van de deeltjes door het membraan lager ligt dan men uit hydrodynamische overwegingen zou mogen verwachten. Soms is dit zelfs zo erg dat, hoewel de vloeistof normaal door het membraan stroomt, er nauwelijks macroscopische deeltjes meekomen, ook geen deeltjes met een kleinere afmeting dan de poriën. In eerste instantie zou men dit natuurlijk 20 aan verstopping van de poriën door grotere deeltjes kunnen wijten, maar het probleem blijft bestaan zelfs als er vanzelfsprekende maatregelen genomen worden om grotere deeltjes te verwijderen. Alleen door hoge drukgradiënt over het membraan te zetten stromen de deeltjes nog door het membraan.However, it has been found that in certain cases the flow velocity of the particles through the membrane is lower than one might expect from hydrodynamic considerations. Sometimes this is even so bad that, although the liquid normally flows through the membrane, there are hardly any macroscopic particles, even particles with a size smaller than the pores. In the first instance this could of course be attributed to clogging of the pores by larger particles, but the problem persists even if obvious measures are taken to remove larger particles. Only by applying a high pressure gradient over the membrane do the particles still flow through the membrane.
2525
Het is, onder meer, een doel van de uitvinding om de doorstroming van deeltjes door poriën in een membraan in een dergelijke 1020204 2 vloeistoffilterinrichting en werkwijze te verbeteren zonder dat een hoge drukgradiënt nodig is.It is, inter alia, an object of the invention to improve the flow of particles through pores in a membrane in such a liquid filter device and method without the need for a high pressure gradient.
De uitvinding voorziet in een werkwijze om macroscopische deeltjes selectief op grootte uit een vloeistof te filteren, waarin 5 - de vloeistof door een stromingskanaal geleid wordt, - de vloeistof door op grootte selecterende poriën in een membraan in het stromingskanaal geleid wordt, welk membraan een geleidende laag bevat, dan wel geleidend is; - met een spanningsbron een potentiaalverschil tussen de 10 geleidende laag en een electrode in het stromingskanaal of in een wand van het stromingskanaal wordt aangebracht, waarmee een electrisch veld in de vloeistof ten gevolge van een netto lading op een oppervlak van het membraan als gevolg van ionen uitwisseling tussen de vloeistof en het membraan nagenoeg gecompenseerd wordt.. Het membraan als geheel de 15 genoemde geleidende laag vormen, maar het kan ook andere lagen bevatten.The invention provides a method for selectively filtering size-sized macroscopic particles from a liquid, wherein - the liquid is passed through a flow channel, - the liquid is guided through a size-selective pore in a membrane in the flow channel, which membrane is a conductive layer or conductive; - with a voltage source a potential difference between the conductive layer and an electrode is provided in the flow channel or in a wall of the flow channel, with which an electric field in the liquid as a result of a net charge on a surface of the membrane due to ions exchange between the liquid and the membrane is substantially compensated. The membrane as a whole forms the said conductive layer, but it may also contain other layers.
Een belangrijke factor voor de doorstroming van macroscopische deeltjes door een membraan blijkt het effect de zogenaamde electrokinetische potentiaal te zijn. De macroscopische deeltjes zijn vaak geladen, of verzamelen een omhulling van gepolariseerde vloeistof om zich 20 heen. Daardoor zijn ze gevoelig voor electrische velden. Dergelijke velden kunnen bijvoorbeeld ontstaan door selectief oplossen van ionen uit het membraan of selectieve neerslag van ionen op het membraan als gevolg van oppervlakte effecten, hetgeen leidt tot een ladingsscheiding in de vloeistof. Een dergelijk electrisch veld stoot de macroscopische, geladen deeltjes af 25 van het membraan, waardoor ze de poriën niet meer kunnen bereiken, of trekt ze juist aan, waardoor ze bij het membraan of in de poriën worden vastgehouden. Zodoende is een hoge drukgradiënt nodig om de deeltjes te laten doorstromen.An important factor for the flow of macroscopic particles through a membrane appears to be the effect of the so-called electrokinetic potential. The macroscopic particles are often charged, or collect an envelope of polarized liquid around them. This makes them sensitive to electric fields. Such fields may arise, for example, through selective dissolution of ions from the membrane or selective precipitation of ions on the membrane due to surface effects, which leads to a charge separation in the liquid. Such an electric field repels the macroscopic, charged particles from the membrane, as a result of which they can no longer reach the pores, or on the contrary attracts them, so that they are retained at the membrane or in the pores. A high pressure gradient is therefore required to allow the particles to flow through.
Dit effect wordt tegengegaan door een potentiaalverschil aan te 30 brengen tussen het membraan en electroden in de vloeistof. Het '·" ... ] : 'i ,4 3 potentiaalverschil compenseert het electrische veld dat veroorzaakt wordt door de lading op het membraan en/of vermindert het oplossen dan wel neerslaan op het membraan.This effect is counteracted by applying a potential difference between the membrane and electrodes in the liquid. The potential difference compensates for the electric field caused by the charge on the membrane and / or reduces dissolution or precipitation on the membrane.
Het electrische veld dient derhalve voor de ongehinderde 5 doorstroming en bijvoorkeur niet om electrolytische effecten op het membraan op te wekken of zelfs maar om de macroscopische deeltjes te versnellen. Dit laatste zou elders in het vloeistofkanaal juist weer tot verminderde doorstroming van de deeltjes leiden. In een uitvoeringsvorm bevinden zich aan beide zijden van het membraan electroden met een 10 potentiaal zodat het potentiaalverschil met het membraan aan beide zijden van het membraan dezelfde richting heeft. Bijvoorkeur wordt het potentiaalverschil aan beide zijden van het membraan zo groot gemaakt dat het veld dat een gevolg is van de lading op het membraan gecompenseerd wordt. Zodoende wordt de doorstroming van de deeltjes die door het 15 membraan passeren zo min mogelijk beïnvloed door electrische velden in de vloeistof.The electric field therefore serves for the unhindered flow and preferably not to generate electrolytic effects on the membrane or even to accelerate the macroscopic particles. The latter would lead to a reduced flow of particles elsewhere in the liquid channel. In one embodiment, electrodes with a potential are located on both sides of the membrane, so that the potential difference with the membrane has the same direction on both sides of the membrane. Preferably, the potential difference on both sides of the membrane is made so large that the field resulting from the charge on the membrane is compensated. Thus, the flow of the particles passing through the membrane is influenced as little as possible by electric fields in the liquid.
Het membraan wordt bijvoorkeur vervaardigd door fotolithografisch poriën van de gewenste afmetingen in een drager van bijvoorbeeld keramisch materiaal aan te brengen en de drager te voorzien 20 van een geleidende laag. De geleidende laag wordt bijvoorkeur na het aanbrengen van de poriën opgebracht zodat ook in de poriën geen electrische velden ontstaan die het transport van macroscopische deeltjes hinderen. In een alternatief is de drager zelf van geleidend materiaal.The membrane is preferably manufactured by applying photolithographic pores of the desired dimensions in a support of for instance ceramic material and providing the support with a conductive layer. The conductive layer is preferably applied after the application of the pores, so that no electric fields are formed in the pores as well, which impede the transport of macroscopic particles. In an alternative, the support itself is of conductive material.
25 Deze en andere doelstellingen en voordelige aspecten van de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zullen nader worden beschreven aan de hand van de volgende figuren.These and other objects and advantageous aspects of the device and method according to the invention will be further described with reference to the following figures.
Figuur 1 toont een filterinrichting 30 Figuur 2 toont een ladingsverdeling rond een membraan 4Figure 1 shows a filter device. Figure 2 shows a charge distribution around a membrane 4
Figuur 3 toont een deel van een membraanFigure 3 shows a part of a membrane
Figuur 1 toont een filterinrichting met een vloeistofaanvoer 10, een vloeistofafvoer 12 en daartussen een kanaal 14 met daarin een membraan 5 16 en een eerste en tweede electrode 17a,b. De electrodes 17a,b zijn aan weerskanten van het membraan 16 in het kanaal 14 opgenomen. De filterinrichting bevat een spanningsbron 18, waarvan een eerste pool aan het membraan 16 gekoppeld is en een tweede pool aan beide electrodes 17a,b (in een uitvoeringsvorm is de spanningsbron 18 een kortsluiting).Figure 1 shows a filter device with a liquid supply 10, a liquid discharge 12 and between them a channel 14 with a membrane 16 therein and a first and second electrode 17a, b. The electrodes 17a, b are included on both sides of the membrane 16 in the channel 14. The filter device comprises a voltage source 18, a first pole of which is coupled to the membrane 16 and a second pole to both electrodes 17a, b (in one embodiment the voltage source 18 is a short circuit).
10 Eventueel kan ook de wand of een deel van de wand van het kanaal 14 als electrodes fungeren. In dit geval hoeven geen aparte electrodes 17a,b in het kanaal 14 opgenomen te worden.Optionally, the wall or a part of the wall of the channel 14 can also function as electrodes. In this case, separate electrodes 17a, b need not be included in the channel 14.
De wand van het kanaal 14, en/of een verbinding tussen het membraan 16 en de wand van het kanaal, en/of een verbinding tussen de 15 wand en de electrodes 17a,b is tenminste plaatse lijk tussen het membraan 16 en de electrodes 17a,b niet of nauwelijks geleidend, zodat een spanning van de spanningsbron 18 geen grote stromen door de wand van het kanaal 14 van het membraan 16 naar de electrodes 17a,b opwekt die de spanning doen inzakken. In het geval dat de wand of een deel daarvan als electrode 20 fungeert is de verbinding tussen de wand en het membraan 16, en/of een verder deel van de wand dat het membraan aan de delen van de wand die als electrode fungeren niet of nauwelijks geleidend.The wall of the channel 14, and / or a connection between the membrane 16 and the wall of the channel, and / or a connection between the wall and the electrodes 17a, b is at least locally between the membrane 16 and the electrodes 17a b is hardly conductive or hardly conductive, so that a voltage from the voltage source 18 does not generate large currents through the wall of the channel 14 of the membrane 16 to the electrodes 17a, b that cause the voltage to collapse. In the case that the wall or a part thereof acts as an electrode 20, the connection between the wall and the membrane 16, and / or a further part of the wall, is that the membrane on the parts of the wall that function as an electrode is not or hardly conductive.
Het membraan 16 dient om macroscopische deeltjes met een afmeting boven een drempelwaarde van bijvoorbeeld enige microns tegen te houden. 25 Het membraan 16 bevat daartoe poriën die de twee vlakke kanten van het membraan 16 verbinden, met een porie afmeting die correspondeert met de drempelwaarde. Het membraan bevat bijvoorbeeld een groot aantal poriën van eenzelfde afmeting, bijvoorbeeld een afmeting uit het bereik van één tiende tot tien micrometer.The membrane 16 serves to retain macroscopic particles with a size above a threshold value of, for example, a few microns. To that end, the membrane 16 contains pores which connect the two flat sides of the membrane 16, with a pore size corresponding to the threshold value. The membrane contains, for example, a large number of pores of the same dimension, for example a dimension from the range of one tenth to ten micrometres.
55
De electrodes 17a,b dienen voor het aanbrengen van een electrisch veld, maar laten, als ze zich al in de vloeistofstroom bevinden voor het overige deeltjes met een afmeting boven de drempelwaarde door. Als een deel van de wand van het vloeistofkanaal als electrode fungeert spreekt dit 5 vanzelf. Bij gebruik van aparte electrodes 17a,b bevatten de electrodes 17a,b bevatten bijvoorbeeld een metaal gaas met gaten met een afmeting boven één tiende millimeter of een traliewerk met dergelijke openingen.The electrodes 17a, b serve for applying an electric field, but, if they are already present in the liquid flow, pass through for the remaining particles with a size above the threshold value. If a part of the wall of the liquid channel functions as an electrode, this is self-evident. When using separate electrodes 17a, b, the electrodes 17a, b contain, for example, a metal mesh with holes with a size above one tenth of a millimeter or a grille with such openings.
In bedrijf zijnde, dwingt de inrichting vloeistof door het kanaal 14 van de aanvoer 10 naar de afvoer 12 te stromen, bijvoorbeeld door de vloeistof 10 met de afvoer 12 weg te pompen en/of door de vloeistof in de aanvoer onder druk te zetten. Zodoende ontstaat een drukgradiënt die de vloeistof laat stromen. De vloeistof wordt daarbij gedwongen door poriën in het membraan 16 te stromen. Daarbij worden macroscopische deeltjes met de vloeistofstroom meegevoerd. Een deel van de macroscopische deeltjes wordt 15 daarbij meegevoerd door de poriën in het membraan 16, maar macroscopische deeltjes met een afmeting die te groot is voor de poriën worden door het membraan 16 tegengehouden en stromen niet verder met de vloeistof mee.In operation, the device forces liquid to flow through the channel 14 from the feed 10 to the drain 12, for example by pumping the liquid 10 away with the drain 12 and / or by pressurizing the liquid in the feed. This creates a pressure gradient that allows the liquid to flow. The liquid is thereby forced to flow through pores into the membrane 16. Macroscopic particles are thereby entrained with the liquid flow. A part of the macroscopic particles is thereby entrained by the pores in the membrane 16, but macroscopic particles with a size that is too large for the pores are retained by the membrane 16 and do not flow further with the liquid.
Het contact tussen de vloeistof en het membraan 16 maakt het 20 mogelijk dat ionen van het membraan selectief in oplossing gaan en/of selectief op het membraan 16 neerslaan. Zo kunnen bijvoorbeeld OH groepen aan het oppervlak H+ ionen aan de vloeistof afstaan. Door dit soort ladingsscheiding ontstaat een netto lading op het oppervlak van het membraan 16. De netto lading wekt een electrisch veld op, waarvan de 25 veldlijnen door de vloeistof lopen.The contact between the liquid and the membrane 16 allows ions from the membrane to selectively dissolve and / or to precipitate selectively on the membrane 16. For example, OH groups on the surface can release H + ions to the liquid. This type of charge separation results in a net charge on the surface of the membrane 16. The net charge generates an electric field, the field lines of which run through the liquid.
Figuur 2 toont de veldsterkte van dit veld als functie van de afstand tot het membraan 16 in de afwezigheid van stroming (niet op schaal). Volgens de wetten van Maxwell is de veldsterkte evenredig aan de ruimtelijke integraal van de lading. Op de overgang 20 tussen het gebied 30 binnen het membraan en de vloeistof treedt een sprong in de veldsterkte op 6 vanwege de lading op het oppervlak van het membraan 16. In de vloeistof daalt de veldsterkte weer omdat de vloeistof een plaatsafhankelijke netto lading heeft. Deze netto lading ontstaat doordat deeltjes met verschillende lading door het electrische veld respectievelijk naar het membraan 5 toegetrokken worden en ervan afgestoten worden.Figure 2 shows the field strength of this field as a function of the distance to the membrane 16 in the absence of flow (not to scale). According to Maxwell's laws, the field strength is proportional to the spatial integral of the load. At the transition 20 between the area 30 within the membrane and the liquid, a jump in the field strength 6 occurs because of the charge on the surface of the membrane 16. In the liquid, the field strength drops again because the liquid has a location-dependent net charge. This net charge arises because particles with different charges are drawn through the electric field or to the membrane 5 and repelled from it.
Het transport van macroscopische deeltjes naar en selectief door het membraan 16 ontstaat doordat deze deeltjes meegenomen worden door de stroming van de vloeistof. Het electrische veld werkt tegen dat de stroming van de vloeistof geladen macroscopische deeltjes door het membraan 10 meeneemt. Deeltjes met dezelfde lading als het membraan 16 worden stroomopwaarts van het membraan afgestoten, deeltjes met tegengestelde lading aan het membraan 16 worden stroomafwaarts van het membraan vastgehouden.The transport of macroscopic particles to and selectively through the membrane 16 occurs because these particles are entrained by the flow of the liquid. The electric field counteracts the flow of the liquid-loaded macroscopic particles through the membrane 10. Particles with the same charge as the membrane 16 are repelled upstream of the membrane, particles with opposite charges on the membrane 16 are retained downstream of the membrane.
Volgens de uitvinding wordt het veld dat door de nettolading aan het 15 oppervlak van het membraan 16 wordt opgewekt, gecompenseerd door gebruik te maken van een geleidend membraan 16 of een membraan 16 met tenminste een geleidende laag en door gebruik van de spanningsbron 18 tussen het membraan 16 en de electrodes 17a,b en/of de wand van het kanaal 14. Bijvoorkeur wordt hiertoe met de spanningsbron nagenoeg 20 evenveel maar tegengestelde lading in het membraan of in de geleidende laag gebracht als dat zich lading op het oppervlak van het membraan bevindt. Zodoende wordt het veld dat door de lading op het membraan wordt opgewekt gecompenseerd. Dit heeft het gevolg dat het membraan geen electrisch veld in de vloeistof opwekt.According to the invention, the field generated by the net charge on the surface of the membrane 16 is compensated for by using a conductive membrane 16 or a membrane 16 with at least one conductive layer and by using the voltage source 18 between the membrane 16 and the electrodes 17a, b and / or the wall of the channel 14. For this purpose, with the voltage source, substantially as much but opposite charge is introduced into the membrane or the conductive layer as that charge is present on the surface of the membrane. Thus, the field generated by the charge on the membrane is compensated. This has the consequence that the membrane does not generate an electric field in the liquid.
25 In beginsel wordt het veld al opgeheven door de geleidende laag op dezelfde potentiaal te brengen als de electrodes 17a,b in de vloeistof. Maar afhankelijk van de vloeistof kan een verbeterd doorstromingseffect verkregen worden door een potentiaalverschil aan te brengen tussen het membraan 16 en de electrodes 17a,b.In principle, the field is already canceled by bringing the conductive layer to the same potential as the electrodes 17a, b in the liquid. However, depending on the liquid, an improved flow effect can be obtained by applying a potential difference between the membrane 16 and the electrodes 17a, b.
1020204 71020204 7
Verder is in beginsel het effect van het electrische veld op de doorstroming stroomopwaarts van het membraan het sterkst. Daarom wordt bijvoorkeur in ieder geval stroomopwaarts van het membraan het veld opgeheven. Maar zonder grote extra kosten wordt met het geleidende 5 membraan 16 het veld aan beide kanten van het membraan 16 opgeheven, wat tot optimale doorstroming leidt. Daarbij worden de electrodes 17a,b aan beide kanten van het membraan 16 bijvoorkeur op dezelfde potentiaal gebracht, zodat ze hetzelfde potentiaalverschil hebben met het membraan 16 (of beide dezelfde potentiaal als het membraan 16), 10 Figuur 3 toont in zijaanzicht een detail van een dwarsdoorsnede van een membraan 16 voor gebruik als vloeistoffilter in een inrichting zoals getoond in figuur 1. Het zijaanzicht bevat een enkele porie 32, maar het zal duidelijk zijn dat het membraan vele van dergelijke poriën bevat: een porie heeft bijvoorbeeld een afmeting van 0.5 micrometer, en de afstand tussen 15 verschillende poriën kan in de orde van grootte van 10 micrometer liggen terwijl het membraan een afmeting heeft van meerdere centimeters. Het membraan 16 is gemaakt van een keramische drager 30, waarin fotolithografisch poriën 32 van een bepaalde grootte zijn geëtst. Vervolgens is een geleidende laag 34 op het oppervlak van de drager 30 is aangebracht, 20 zodat de geleidende laag 34 ook in de poriën doorloopt. Zodoende ontstaan ook in de poriën geen velden als gevolg van oppervlakte lading op het membraan en wordt de doorstroming van de macroscopische deeltjes ook daar niet gehinderd door een electrisch veld.Furthermore, in principle the effect of the electric field on the flow upstream of the membrane is strongest. Therefore, the field is preferably canceled in any case upstream of the membrane. But without great additional costs the field on both sides of the membrane 16 is canceled with the conductive membrane 16, which leads to optimum flow. The electrodes 17a, b on both sides of the membrane 16 are preferably brought to the same potential, so that they have the same potential difference with the membrane 16 (or both have the same potential as the membrane 16). Figure 3 shows in side view a detail of a cross-section of a membrane 16 for use as a liquid filter in a device as shown in figure 1. The side view contains a single pore 32, but it will be clear that the membrane contains many such pores: a pore, for example, has a size of 0.5 micrometer, and the distance between 15 different pores can be in the order of magnitude of 10 micrometers while the membrane has a dimension of several centimeters. The membrane 16 is made of a ceramic support 30, in which photolithographic pores 32 of a certain size are etched. A conductive layer 34 is then provided on the surface of the support 30, so that the conductive layer 34 also extends into the pores. As a result, no fields are created in the pores as a result of surface charge on the membrane and the flow of the macroscopic particles is not hindered by an electric field there either.
Overigens zal voor bepaalde membraan-vloeistof combinaties het veld 25 in de poriën 32 niet hinderlijk zijn. In dat geval kan de geleidende laag 34 in de poriën weggelaten worden, bijvoorbeeld door eerst de geleidende laag 34 op de drager 30 aan te brengen en vervolgens de poriën te etsen, dan wel door een depositie techniek te kiezen die alleen het oppervlak van het membraan en niet de binnenzijde van de porie bedekt.Incidentally, for certain membrane-liquid combinations, the field 25 in the pores 32 will not be a nuisance. In that case the conductive layer 34 can be omitted in the pores, for example by first applying the conductive layer 34 to the support 30 and then etching the pores, or by choosing a deposition technique which only covers the surface of the membrane and does not cover the inside of the pore.
• ' : ü 4 '• ": ü 4"
Claims (9)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020204A NL1020204C2 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. |
| AU2003220770A AU2003220770A1 (en) | 2002-03-19 | 2003-03-19 | Method of filtering particules from a liquid, liquid filtering device and membrane |
| PCT/NL2003/000204 WO2003078036A1 (en) | 2002-03-19 | 2003-03-19 | Method of filtering particules from a liquid, liquid filtering device and membrane |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020204A NL1020204C2 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. |
| NL1020204 | 2002-03-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1020204C2 true NL1020204C2 (en) | 2003-09-23 |
Family
ID=28036322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1020204A NL1020204C2 (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003220770A1 (en) |
| NL (1) | NL1020204C2 (en) |
| WO (1) | WO2003078036A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006011081A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Lüdi, Hugues | Diaphragm for a water purifying module comprises or is coated with an electrically conducting material |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186904A (en) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Kiyoshi Sugai | Composite porous membrane for separation and purification |
| WO1989000445A1 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Battelle Memorial Institute | Electrofilter apparatus and process for preventing filter fouling in crossflow filtration |
| WO1992021433A1 (en) * | 1991-06-05 | 1992-12-10 | GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF) | Filtration module, and method of filtration using the module |
| US5269935A (en) * | 1986-03-24 | 1993-12-14 | Ensci Inc. | Porous membranes and methods for using same |
| JPH06190253A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-12 | Nikko Kogyo Kk | Film member and its production |
| US5753014A (en) * | 1993-11-12 | 1998-05-19 | Van Rijn; Cornelis Johannes Maria | Membrane filter and a method of manufacturing the same as well as a membrane |
| JPH11137971A (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-25 | Tokai Univ | Electric filter device and its control method |
| JPH11216343A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Toshiba Plant Kensetsu Co Ltd | Waste liquid treating device |
| US6187412B1 (en) * | 1997-06-27 | 2001-02-13 | International Business Machines Corporation | Silicon article having columns and method of making |
| US6299668B1 (en) * | 1997-09-20 | 2001-10-09 | Creavis Gesellschaft Fuer Technologie Und Innovation Mbh | Method for separating mixtures of substances using a material pervious to said substances |
| US20010027944A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Atech Innovations Gmbh | Filter device and process |
-
2002
- 2002-03-19 NL NL1020204A patent/NL1020204C2/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-19 WO PCT/NL2003/000204 patent/WO2003078036A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-03-19 AU AU2003220770A patent/AU2003220770A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186904A (en) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Kiyoshi Sugai | Composite porous membrane for separation and purification |
| US5269935A (en) * | 1986-03-24 | 1993-12-14 | Ensci Inc. | Porous membranes and methods for using same |
| WO1989000445A1 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-26 | Battelle Memorial Institute | Electrofilter apparatus and process for preventing filter fouling in crossflow filtration |
| WO1992021433A1 (en) * | 1991-06-05 | 1992-12-10 | GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF) | Filtration module, and method of filtration using the module |
| JPH06190253A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-12 | Nikko Kogyo Kk | Film member and its production |
| US5753014A (en) * | 1993-11-12 | 1998-05-19 | Van Rijn; Cornelis Johannes Maria | Membrane filter and a method of manufacturing the same as well as a membrane |
| US6187412B1 (en) * | 1997-06-27 | 2001-02-13 | International Business Machines Corporation | Silicon article having columns and method of making |
| US6299668B1 (en) * | 1997-09-20 | 2001-10-09 | Creavis Gesellschaft Fuer Technologie Und Innovation Mbh | Method for separating mixtures of substances using a material pervious to said substances |
| JPH11137971A (en) * | 1997-11-12 | 1999-05-25 | Tokai Univ | Electric filter device and its control method |
| JPH11216343A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Toshiba Plant Kensetsu Co Ltd | Waste liquid treating device |
| US20010027944A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Atech Innovations Gmbh | Filter device and process |
Non-Patent Citations (10)
| Title |
|---|
| DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; XP002226677, retrieved from STN Database accession no. 108:95750 * |
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1987-268003, XP002226679 * |
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1994-259679, XP002226681 * |
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1999-365289, XP002226680 * |
| DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 1999-501696, XP002226678 * |
| GUIZARD C ET AL: "ELECTRONICALLY CONDUCTIVE MINERAL MEMBRANES DESIGNED FOR ELECTRO-ULTRAFILTRATION", JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE, ELSEVIER SCIENTIFIC PUBL.COMPANY. AMSTERDAM, NL, vol. 42, no. 1, 15 February 1989 (1989-02-15), pages 127 - 142, XP000033883, ISSN: 0376-7388 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 037 (C - 473) 4 February 1988 (1988-02-04) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 537 (C - 1260) 13 October 1994 (1994-10-13) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 10 31 August 1999 (1999-08-31) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 13 30 November 1999 (1999-11-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003220770A1 (en) | 2003-09-29 |
| WO2003078036A1 (en) | 2003-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9387488B2 (en) | Molecular entrapment and enrichment | |
| US9364795B2 (en) | Nano and microfluidic device for separating and concentrating particles present in a fluid | |
| Hyoung Kang et al. | Effects of dc-dielectrophoretic force on particle trajectories in microchannels | |
| US7666289B2 (en) | Methods and devices for high-throughput dielectrophoretic concentration | |
| US7678256B2 (en) | Insulator-based DEP with impedance measurements for analyte detection | |
| Xuan et al. | Focused electrophoretic motion and selected electrokinetic dispensing of particles and cells in cross‐microchannels | |
| Yu et al. | A simple, disposable microfluidic device for rapid protein concentration and purification via direct-printing | |
| JP3405278B2 (en) | Charged aggregation filter coalescer type oil-water separator and system | |
| WO2002059575A2 (en) | Method and apparatus for analysis of biological solutions | |
| EP1533605A2 (en) | Micro control system for transfer of liquids | |
| JPH07106283B2 (en) | Charge coalescer type oil / water separator | |
| US20110139620A1 (en) | Microfluidic cell | |
| DE112017001898T5 (en) | Influence and capture of particles in microfluidic units using two-dimensional materials | |
| NL1020204C2 (en) | Method for filtering particles from a liquid and liquid filter device. | |
| US11383247B2 (en) | Systems and methods for active particle separation | |
| Weirauch et al. | Material-selective separation of mixed microparticles via insulator-based dielectrophoresis | |
| Jagtiani et al. | An impedimetric approach for accurate particle sizing using a microfluidic Coulter counter | |
| Ceriotti et al. | Low‐density lipoprotein analysis in microchip capillary electrophoresis systems | |
| EP3418373A1 (en) | Separation device | |
| JPH08108020A (en) | Ultrafiltration system and ultrafiltration method using same | |
| KR0167784B1 (en) | Filter for filtering fluid | |
| EP3463673A1 (en) | Device and method for controlling electrical field | |
| JP5047034B2 (en) | Particle separation method and separation apparatus | |
| JP2001296274A (en) | Dielectric migration device, its manufacturing method and separation method of material using the device | |
| US20180149644A1 (en) | Biosensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: FLUXXION B.V. Owner name: BIONCHIP B.V. |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20121001 |