RU2094100C1 - Способ мембранного разделения жидких сред - Google Patents
Способ мембранного разделения жидких сред Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094100C1 RU2094100C1 RU95108093A RU95108093A RU2094100C1 RU 2094100 C1 RU2094100 C1 RU 2094100C1 RU 95108093 A RU95108093 A RU 95108093A RU 95108093 A RU95108093 A RU 95108093A RU 2094100 C1 RU2094100 C1 RU 2094100C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- gel layer
- membrane separation
- liquid media
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Использование: интенсификация процесса мембранного разделения и концентрирования жидких сред. Сущность изобретения: над мембраной создают ламинарный поток разделяемой среды, образующийся на поверхности мембраны, слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ отводят в виде сконцентрированного раствора, причем для создания устойчивого ламинарного пограничного слоя, а следовательно, и слоя геля величина отношения скорости отсасывания к скорости потока над мембраной должна быть не менее 5•10-4.
Description
Изобретение относится к области разделения и концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известно мембранное разделение жидких сред, в частности ультрафильтрация с помощью полупроницаемой перегородки [1] В результате создания движущей силы процесса разности давлений до и после мембраны происходит разделение жидких сред на низко- и высокомолекулярные соединения. Низкомолекулярные соединения проходят через поры мембраны и удаляются в виде фильтрата, а высокомолекулярные задерживаются мембраной. За счет того, что подвод растворенных веществ к мембране осуществляется конвективным переносом, а обратный отвод производится молекулярной диффузией, происходит накопление растворенных веществ у поверхности мембраны (явление концентрационной поляризации) [1] Вследствие этого формируется слой геля, который движется по поверхности мембраны. Формирование этого слоя осуществляется практически мгновенно в течение небольшого интервала времени, который меньше одной секунды [2]
В настоящее время с ним ведут активную борьбу, так как за счет него увеличивается сопротивление процессу переноса растворенных веществ через мембрану и тем самым уменьшается движущая сила и производительность процесса. По имеющимся данным толщина этого слоя составляет от 3,37 до 6,92 мкм [3]
Негативное влияние этого слоя стараются уменьшить различными способами. Наиболее распространенным является повышение скорости течения в канале мембранного аппарата до появления развитой турбулентности потока над поверхностью мембраны. Кроме того, могут устанавливаться различные турбулизирующие устройства, производиться пульсация потока и т.д. Все это требует дополнительных затрат энергии и усложняет конструкцию аппарата. К тому же эти меры носят временный характер и не могут предотвратить образования слоя геля, а лишь частично уменьшают его.
В настоящее время с ним ведут активную борьбу, так как за счет него увеличивается сопротивление процессу переноса растворенных веществ через мембрану и тем самым уменьшается движущая сила и производительность процесса. По имеющимся данным толщина этого слоя составляет от 3,37 до 6,92 мкм [3]
Негативное влияние этого слоя стараются уменьшить различными способами. Наиболее распространенным является повышение скорости течения в канале мембранного аппарата до появления развитой турбулентности потока над поверхностью мембраны. Кроме того, могут устанавливаться различные турбулизирующие устройства, производиться пульсация потока и т.д. Все это требует дополнительных затрат энергии и усложняет конструкцию аппарата. К тому же эти меры носят временный характер и не могут предотвратить образования слоя геля, а лишь частично уменьшают его.
Для уменьшения энергоемкости процесса авторы [1] предлагают использовать мембранные аппараты с узкими мембранными каналами. В них создается ламинарный режим движения. Это требует меньших затрат энергии. Однако это не исключает образования концентрационной поляризации и, следовательно, уменьшения производительности процесса.
Целью изобретения является интенсификация процесса мембранного разделения.
Цель достигается за счет того, что образующийся на поверхности мембраны слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ отводится в виде сконцентрированного раствора, причем для создания устойчивого ламинарного пограничного слоя, а следовательно, и слоя геля величина отношения скорости отсасывания к скорости потока над мембраной должна быть не менее 5•10-4 [4]
Способ заключается в создании ламинарного режима движения в канале мембранного аппарата. При этом в процессе мембранного разделения образуется ламинарный пограничный слой, внутри которого на поверхности мембраны находится слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ. Величина концентрации растворенных веществ в геле для большинства гидрофильных соединений находится в пределах 35% [5,6] Образующийся в процессе мембранного разделения слой геля будет отводиться в виде сконцентрированного раствора. При этом будет производиться и обычное мембранное фильтрование с отводом фильтрата через мембрану, Эти процессы будут происходить одновременно. Продолжительность их проведения будет определяться необходимой степенью концентрирования согласно техническому заданию.
Способ заключается в создании ламинарного режима движения в канале мембранного аппарата. При этом в процессе мембранного разделения образуется ламинарный пограничный слой, внутри которого на поверхности мембраны находится слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ. Величина концентрации растворенных веществ в геле для большинства гидрофильных соединений находится в пределах 35% [5,6] Образующийся в процессе мембранного разделения слой геля будет отводиться в виде сконцентрированного раствора. При этом будет производиться и обычное мембранное фильтрование с отводом фильтрата через мембрану, Эти процессы будут происходить одновременно. Продолжительность их проведения будет определяться необходимой степенью концентрирования согласно техническому заданию.
Ламинарный режим движения в канале мембранного аппарата предопределяет и ламинарный пограничный слой, а следовательно, и слой геля. Для его устойчивого существования минимальное отношение скорости отсасывания к скорости потока принимается равным 5•10-4. Переход ламинарного движения в турбулентный может вызвать отрыв ламинарного пограничного слоя от поверхности мембраны или преобразования его в турбулентный. Это повлечет за собой большие потери энергии либо снизит концентрацию растворенных веществ в слое геля, что уменьшит производительность процесса.
Положительной стороной предложенного способа является сочетание традиционного метода мембранного разделения с одновременным отводом геля с повышенным содержанием растворенных веществ с поверхности мембраны. Это позволит значительно интенсифицировать процесс мембранного разделения. Вместо борьбы с явлением гелеобразования растворенных веществ на поверхности мембраны оно перейдет в разряд наиболее благоприятных, применение которого позволит снизить энергоемкость и интенсифицировать процесс.
Литература
1. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчеты. М. Химия, 1986, 272 с.
1. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчеты. М. Химия, 1986, 272 с.
2. Старов В.М. Элленгорн С.М. Лялин В.А. Образование гелеобразного слоя молекул биополимера в примембранной области, Химия и технология воды, 1989, N 1.с. 3-6.
3. Цапюк Е.А. Смещение кривых молекулярно-массового задержания ультрафильтрационных мембран в режиме гелеобразования. Химия и технология воды, 1992, N 7, с. 532-537.
4.Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М. Наука, 1974. 711 с.
5.Lonsdall H.K. The growth of membrane technology- J.Membrane Sci, 1982, 10, N 2/3 p.81-181.
6. Michaels A.S. Ultrafiltration: an adolescent technology - Chem.Technol, 1981, N 1, p.34-43м
Claims (1)
- Способ разделения жидких сред с использованием полупроницаемых мембран, включающий создание ламинарного потока разделяемой среды над мембраной в канале мембранного аппарата, отвод концентрата и фильтрата, отличающийся тем, что образующийся на поверхности мембраны слой геля с повышенным содержанием растворенных веществ отводят в виде сконцентрированного раствора, причем для создания устойчивого ламинарного пограничного слоя, а следовательно и слоя геля величина отношения скорости отсасывания к скорости потока над мембраной должна быть не менее 5 • 10- 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108093A RU2094100C1 (ru) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Способ мембранного разделения жидких сред |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108093A RU2094100C1 (ru) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Способ мембранного разделения жидких сред |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95108093A RU95108093A (ru) | 1997-05-10 |
RU2094100C1 true RU2094100C1 (ru) | 1997-10-27 |
Family
ID=20167905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95108093A RU2094100C1 (ru) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Способ мембранного разделения жидких сред |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094100C1 (ru) |
-
1995
- 1995-05-18 RU RU95108093A patent/RU2094100C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дытнерский Ю.И. Барометрические процессы. - М.: Химия, 1986, с.72. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95108093A (ru) | 1997-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Strathmann | Membrane separation processes | |
Wibisono et al. | Two-phase flow in membrane processes: A technology with a future | |
US5006253A (en) | Method of operating membrane separation systems | |
KR910009327A (ko) | 막분리 시스템 및 그 용법 | |
GB2106829A (en) | Asymmetrical hollow filament membranes of polyamide | |
US5263409A (en) | Membrane extraction of citrus bittering agents | |
US4886602A (en) | Process for the separation of biotechnologically produced valuable materials from a fermenter broth by crossflow micro- and/or ultrafiltration | |
Ku et al. | Removal of acidic dyestuffs in aqueous solution by nanofiltration | |
Rastogi et al. | Membranes for forward osmosis in industrial applications | |
US5017293A (en) | Multi-pass blood washing and plasma removal device and method | |
JPS6362504A (ja) | 有機成分含有水溶液中の有機成分の濃縮方法 | |
RU2094100C1 (ru) | Способ мембранного разделения жидких сред | |
WO2011154946A1 (en) | Forward osmosis purification unit | |
WO2020241795A1 (ja) | 原料液濃縮システム | |
EP0217874B1 (en) | Rapid vapour transport through unwetted porous barriers | |
WO2021187438A1 (ja) | 原料液の濃縮方法 | |
DasGupta et al. | Membrane applications in fruit processing technologies | |
RU2119378C1 (ru) | Аппарат для мембранного разделения | |
JP2020196007A (ja) | 原料液の濃縮方法 | |
JP2000237502A (ja) | 油水分離方法および油水分離装置 | |
JPS6365908A (ja) | 管型膜分離装置 | |
Yeh et al. | Concentration polarization model for hollow-fiber membrane ultrafiltration | |
Abulnour et al. | Parametric evaluation of flux decline during ultrafiltration of protein solutions | |
KR840006769A (ko) | 한 유체내에서 특정물질들의 농축도를 조정하는 방법과 그 장치 | |
JP2006055780A (ja) | 平膜孔拡散分離機 |