Забивание пор мембран

Рис. 14.6. Забивание мембраны при фильтрации воздуха. Забивание количественно характеризуется изменением перепада давления через мембрану. При сохранении постоянной скорости воздушного потока разница в величинах давления по обе стороны мембраны служит мерой ее забивания. При забивании пор мембраны, для того чтобы скорость потока воздуха сохранить постоянной, требуется

Рис. VII-2. Различные типы сопротивления массопереносу через мембраны забивание пор (Лр), адсорбция (Ra), мембрана (Rm), образование гелевого слоя (Лд), концентрационная поляризация (Rep)-

Рис. 7.5. Влияние предфильтра на скорость забивания мембран при крупномасштабной фильтрации. Постоянство расхода жидкости поддерживается подъемом давления по мере забивания мембраны. На забивание указываем рост перепада давления на мембране.

Обратный осмос. Обратный осмос принципиально отличается от описанных выше технологий. Пиво под высоким давлением (от 30 до 50 бар) прогоняется через аппарат с полупроницаемой мембраной. Вода и соединения с низкой молекулярной массой (в частности, этиловый спирт) проходят сквозь мембрану, а другие соединения ею задерживаются. Данная технология имеет то преимущество, что работа осушествляется при низкой температуре и не происходит теплового разрушения пива. Из ароматических соединений теряются лишь соединения с низкой молекулярной массой, и для компенсации потерь воды следует разбавлять начальное пиво водой. Разбавление водой также препятствует забиванию мембраны. Подробнее о методе обратного осмоса см. [119]. В приготовленном по такой технологии пиве содержится гораздо больше сложных эфиров и высших спиртов, чем в пиве, приготовленном выпариванием [47]. При этом производить пиво с содержанием спирта менее 0,5% методом обратного осмоса экономически нецелесообразно. [c.77]

Для осуществления мембранного разделения смесей вначале, разумеется, необходимо создать подходящую мембрану. Однако в реальном процессе разделения производительность мембраны, или, правильнее сказать, производительность всей системы, со временем может очень сильно измениться обычно наблюдается падение потока во времени, что отражено на рис. УП-1. Основная причина такого явления связана с концентрационной поляризацией и забиванием мембраны (отложением осадков на ее поверхности). [c.391]

Чем выше склонность данного раствора к образованию осадков и забиванию мембраны, тем больше значение МП. На рис. УП-20 показано, как выглядит график зависимости МП от концентрации сь в разных растворах. [c.422]

Для продления срока службы мембранного фильтра и в целях экономии финансовых затрат его нельзя подвергать обратной промывке. Мембрана может оказаться поврежденной, и, кроме того, могут высвободиться накопившиеся на ее поверхности бактерии, являющиеся источником пирогенных агентов. В случае забивания мембраны ее необходимо заменить новой. Если забивания мембран не происходит, их тем не менее нужно-менять через каждые 8 ч работы во избежание образования пирогенных агентов — компонентов тех бактерий, которые оказались задержанными на мембране. Полезные сведения по санитарии фильтрационных установок в фармацевтической промышленности приведены в работе [142]. [c.185]

Скорость забивания, выражающаяся в уменьшении скорости потока жидкости через мембрану со временем при том же давлении, является с практической точки зрения одной из наиболее важных характеристик мембраны. Чем меньше скорость забивания мембраны, тем больший объем жидкости можно профильтровать, прежде чем мембрана будет заменена. Скорость забивания лучше всего измерять методом затухания потока. В этом методе через отдельную мембрану при постоянном давлении пропускают жидкость возрастающего объема и измеряют скорость потока жидкости. Типичные результаты такого измерения приведены на рис. 4.10, откуда видно, что скорость забивания [c.89]

В ОДИН общий фильтрат. Общая производительность такой системы равна сумме производительностей через каждую отдельную мембрану. При параллельной фильтрации перепад давления на мембранах меньше, при этом на каждой мембране всей установки перепад давления будет тем же. Поэтому увеличение перепада давления при забивании мембраны можно избежать, если. установить достаточное число фильтрующих устройств, так чтобы к концу процесса фильтрации перепад давления был небольшим (0,15—0,2 атм). Пропускание через мембрану жидкостей с небольшими скоростями потока способствует продлению ее срока службы, в противном случае различные примеси, проникая глубоко в поры мембраны, забивают ее. Параллельная фильтрация нашла широкое применение также и для мембран в патронном исполнении, когда отфильтрованные каждой мембраной жидкости также объединяются в конечный фильтрат. [c.146]

Предотвращение забивания. Идеальная схема стерилизующей фильтрации включает в себя предварительную фильтрацию через глубинный фильтр для извлечения крупных частиц и собственно стерилизацию с применением мембранного фильтра. Забивание мембраны можно выразить количественно отношением [c.178]

Более общие способы контроля за содержанием частиц в водах, используемых для промышленных целей, состоят в количественном измерении скорости забивания- мембраны при пропускании- через нее воды. В одном способе воду пропускают через мембрану при постоянном давлении й измеряют скорость потока во времени уменьшение скорости потока пропорционально концентрации частнц. В другом способе воду фильтруют при постоянной скорости потока и следят за тем, как возрастает давление, необходимое для поддержания этой скорости. Полученное значение называют коэффициентом забивания. [c.328]

Хотя все вышеперечисленные методы направлены на подавление забивания мембран, на практике всегда приходится использовать методы очистки. Частота операции очистки мембраны определяется при оценке оптимизации процесса. Следует различать три типа процессов очистки гидравлическая, механическая и химическая очистка. Выбор метода очистки зависит главным образом от конфигурации модуля, химической стабильности мембраны и типа загрязнений. [c.425]

Скорость газового потока должна быть точно известна. Для измерения скорости течения можно использовать реометры, но в период отбора проб их необходимо регулярно проверять, чтобы быть уверенным в том, что скорость потока остается неизменной. При забивании мембраны происходит рост перепада давления (см. рис. 14.6), приводящий к изменению скорости потока. Очевидно, реометр нужно располагать за мембраной, чтобы он не задержал ни единой частицы из воздуха, прежде [c.393]

Недостатков у мембранных фильтров несколько. Тот факт, что все частицы собираются на ровной поверхности, означает, что, до того как произойдет забивание мембраны, может быть собрано лишь ограниченное количество этих частиц. Традиционные мембранные фильтры, как правило, не ведут себя как сита они задерживают частицы, много меньшие чем средний размер их пор, и поэтому их нельзя применять для определения размера частиц. Это было обнаружено еще на раннем этапе использования мембранной фильтрации этот вопрос мы уже рассматривали в разд. 14.3 с точки зрения механизмов фильтрации воздуха. Другой крупный недостаток мембранных фильтров состоит в том, что они намного чувствительнее к экстремальным условиям, таким, как высокие температуры и коррозионная среда, чем большинство волоконных фильтров. Поэтому их нельзя использовать во многих отраслях промышленности, где могут с успехом применяться стекловолоконные и асбестовые фильтры. [c.398]

Чтобы решить эту проблему, клеточную суспензию пропускают с высокой скоростью параллельно поверхности мембраны (рис. 16.7, Б), так что через мембрану за один раунд проходит только небольшая часть циркулируюшей жидкости. Остальная ее часть очишает мембрану от накопившихся клеток (см. рисунок), и в результате скорость фильтрации падает не так быстро, как при необратимом забивании фильтра. После многочисленных раундов фильтрации через мембрану проходит почти вся культуральная среда. Этот метод используется пока только в лаборатории в промышленных процессах для сбора к-теток применяют центрифугирование. [c.365]

Достоинством наиболее распространенных ацетатцеллюлозных мембран (АЦМ) является высокая проницаемость, удовлетворительная устойчивость во многих средах и достаточный срок службы, который колеблется от нескольких месяцев до трех лет. Важная особенность ацетатцеллюлозных мембран — наличие на их поверхности слоя связанной воды, который препятствует забиванию пор мембраны частицами латекса. Такого явления не наблюдается, например, при использовании ватмана и других бумажных материалов. Проницаемость бумаги быстро и непрерывно падает вследствие забивки пор латексными частицами. [c.202]

Преимущественно используются трубчатые элементы и аппараты с подачей жидких сред внутрь трубки, так как они имеют меньшую металлоемкость мембраны в них работают в лучших гидродинамических условиях кроме того, имеется возможность их механической очистки без разбора всего аппарата. Аппараты рулонного типа и на основе полого волокна не применяют для ультрафильтрации лакокрасочного материала из-за наличия застойных зон, высоких гидравлических сопротивлений, легкой возможности забивания напорных каналов частицами пигментов и других недостатков [25, с. 17 55]. [c.227]

Особенно сильно торможение проявляется в процессах микрофильтрации и ультрафильтрации, поскольку пористые мембраны, использующиеся в этих процессах, по своей природе особенно склонны к забиванию. При первапорации и газоразделении забивания использующихся в этих процессах плотных мембран практически не происходит. Таким образом, степень торможения определяется типом задачи разделения и типом применяемых при этом мембран. Поэтому процессы отложения осадков (или забивания) целесообразно рассмотреть в связи с процессами обратного осмоса, ультрафильтрации и микрофильтрации. Все случаи отложения загрязнений грубо можно разделить на три типа [c.420]

При снижении концентрационной поляризации степень забивания мембран также снижается. Концентрационную поляризацию можно снизить, увеличивая коэффициенты массопереноса, т. е. при росте скорости потока, или используя мембраны меньшей производитель- [c.424]

Для промышленных применений предпочтение следует отдать фильтрации из потока, перпендикулярно направлению транспорта через мембрану (рис. УП1-9,5), так как для такого типа процесса характерна меньшая тенденция к забиванию мембран. При этом сырье течет параллельно поверхности мембраны. На входе в модуль сырье имеет определенный состав, внутри модуля состав меняется в зависимости от координаты при этом поток делится на пермеат и ретентат. [c.440]

Для ультрафильтрации белков применяют аппарат, размеры которого могут варьировать в зависимости от объема концентрируемого раствора. Конструкция аппарата позволяет плотно закреплять мембрану и создавать необходимый для ультрафильтрации перепад давлений (рис. 24). Диск мембраны, вырезанный по размерам установки, помещают на подложку из пористой пластмассы или пористого металла (размер пор 1—10 мкм). Так как полученные пленки анизотропны, ваЖно, чтобы верхняя сторона пленки была обращена вверх к концентрируемому раствору белка. Мембрану накрывают стаканом из оргстекла, равномерно и плотно зажимают тремя прижимными гайками. Необходимая герметичность обеспечивается резиновыми прокладками. Чтобы предотвратить забивание пор мембраны биополимером, значительно уменьшающее скорость ультрафильтрации, раствор перемешивают с помощью подвесной магнитной мешалки. [c.233]

Кратковременный выигрыш в скорости ультрафильтрации раствора гемоглобина при повышении давления, очень скоро сменяется постепенным замедлением скорости, связанным с забиванием пор мембраны, так что повышение давления свыше 2—2,5 атм практически не дает выигрыша в скорости. процесса. Скорость ультрафильтрации растворов гемоглобина при давлении 2 атм равна 0,07 мл см- мин-Ч [c.235]

Различие в структуре глубинного фильтра, сделанного из стекловолокна, асбеста или бумаги, и полимерной мембраны показано на рис. 2.4. Большинство частиц при фильтрации глубинным фильтром выделяется не на его поверхности, а оказывается прилипшими к волокнам внутри каналов, образующих целый лабиринт (см. рис. 2.10). В случае же мембранной фильтрации большинство частиц остается на поверхности мембраны, и их проникновение в глубь матрицы либо очень мало, либо вовсе отсутствует. Глубинные фильтры характеризуются высокими скоростями пропускаемых через них потоков жидкости, устойчивы против забивания и используются главным образом для осветления жидкостей и извлечения крупных частиц. Мембранные же фильтры обеспечивают (относительно) низкие скорости потока, легко забиваются и применяются в основном для выделения мелких частиц. Частицы, задержанные глубинным фильтром, остаются внутри него, поэтому их трудно наблюдать или подвергнуть анализу, в то время как частицы [c.26]

Глубинные фильтры задерживают частицы в порах по всей своей толщине, в то время как мембраны — на своей поверхности. Первые из них обладают очень высокой удельной производительностью и достаточной устойчивостью к забиванию, вторые же имеют относительно низкую производительность и быстро забиваются. Если глубинные фильтры используют главным образом для осветления жидкостей, т. е. извлечения сравнительно больших частиц из суспензий, то мембраны применяют для извлечения мелких частиц. Хотя разброс размеров пор у мембранных фильтров значительно меньше, чем у глубинных, они не могут работать эффективно в качестве идеальных сит, поскольку нередко задерживают частицы гораздо меньших размеров, чем номинальные размеры пор. [c.45]

Скорость, с которой вода проходит через мембрану при фильтрации, является функцией как размеров пор, так и их плотности, т. е. их количества на единице поверхности мембраны. По мере блокирования пор частицами (рис. 4.7) эффективная пористость мембраны и скорость фильтрации падают. Таким образом, для практических целей очень важно знать, как работает мембрана, т. е. скорость фильтрации и скорость забивания. [c.88]

Однако по мере развития фазы геля наблюдается увеличение вязкости. Такое повыщение вначале невелико, но все-таки заметно. К тому же присутствие даже доли процента фазы геля может быть обнаружено по быстрому закупориванию фильтра, через который свободно проходил исходный золь, не содержащий микрогеля. Далее, когда золь промывается или концентрируется в процессе его циркуляции через ультрафильтр, то, даже если только 1 % коллоидных- частпц превратился в микрогель, этого достаточно для быстрого забивания мембраны. [c.314]

Области применения мембранных процессов для очистки воды различны. Так, если обратный осмос во избежание применения очень высоких давлений наиболее экономичен в основном для растворов с концентрацией растворенных веществ до 1 г/кг, то электродиалпз используется, как правило, для более концентрированных растворов. По сравнению с другими методами мембранные методы имеют следующие преимущества 1) отсутствуют фазовые переходы при отделении примесей, что позволяет сводить к минимуму расход энергии на проведение процессов 2) разделение можно проводить при низких температурах воды, которые определяются свойствами мембраны 3) если исключить забивание мембраны, процессы имеют непрерывный характер 4) их можно осуществлять без добавок химических реа-98 [c.98]

Рис. 2.9. Забивание мембраны и глубинного фильтра, иллюстрируемое падением производительности с увеличением объема фильтруе мой жидкости. Глубинные фильтры забиваются медленнее мембран, поэтому через них можно пропускать значительно большие объемы жидкости.

Фактическая производительность мембраны с данной площадью поверхности и объем профильтрованной жидкости будут определяться до некоторой степени характером процесса забивания. Можно предположить, что забивание мембраны протекает по двум механизмам. 1) Эффект ситования, когда частицы, большие по размерам, чем поры, перекрывают собой устья пор. Худший случай здесь имеет место, когда размеры частицы и поры почти совпадают, поскольку такая частица может подойти к поре и полностью ее заблокировать. Блокирование поры частицей значительно большего размера менее опасно, поскольку какой-то поток жидкости еще возможен в обход частицы. 2) Образование перемычек, когда частицы существенно меньших размеров, чем поры, прилипают друг к другу, а также к краям поры. В ходе фильтрации такие перемычки перекрывают отверстие поры. Вначале эти перемычки могут играть даже положительную роль, поскольку эти соединения частиц могут выполнять функцию фильтра, но в конечном счете они блокируют столь много пор, что поток через мембрану прекращается. [c.142]

Объем жидкости, которую можно пропустить через шприц-насадку, будет зависеть от количества частиц в этой жидкости. Через шприц-насадку с мембраной диаметром 47 мм обычно фильтруют 500—600 мл чистой воды, 300—400 мл водопроводной или 4—8 мл сыворотки. Если через одну и ту же шприц-насадку нужно пропустить жидкость из нескольких шприцев, то необходимо следить за тем, чтобы при их замене не образовывалось воздушных пробок. Для этого шприц-иасадку при замене шприца оставляют заполненной жидкостью и перед соединением с новым шприцем из последнего удаляют воздух. Чтобы уменьшить опасность забивания мембраны, давление, создаваемое шприцевыми плунжерами, должно быть небольшим. При фильтрации дорогостояш,их жидкостей всегда желательно, чтобы в фильтродержателе задерживался как можно меньший ее объем шприц-иасадку нужно для этого наклонить вниз и ввести плунжером в шприц вместе с жидкостью несколько миллилитров воздуха. Повторяя эту процедуру, можно добиться того, чтобы в шприц-насадке оставалось не более 0,1—0,2 мкл дорогостоящей жидкости. [c.194]

Мембранная фильтрация представляет собой один из способов концентрирования Salmonella и Shigella из воды или сточных вод. Водная проба, обычно 1—2 л, пропускается под давлением через мембранный фильтр диаметром 142 мм с размером пор 0,45 мкм. Затем мембрану в стерильных условиях разрезают на части, которые добавляют в порции селективного бульона для обогащения и селекции требуемой бактерии. Мембранную фильтрацию имеет смысл проводить для воды с малой мутностью и с низким содержанием органических веществ, когда не происходит забивания мембраны. Если же оно происходит, то следует предварительно отфильтровать пробу через фильтр из стекловолокна с номинальным размером пор 1— 2 мкм. Если же и это не помогает, то от мембранной фильтрации следует отказаться и вместо нее использовать фильтрацию через диатомовую землю [3]. Применение мембранной фильтрации более предпочтительно потому, что при этом задерживаются любые клетки, содержащиеся в водной пробе, но метод с использованием диатомовой земли, хотя он и не является количественным, менее чувствителен к забиванию. [c.288]

Забивание пор мембраны происходит в результате обрастания поверхности пор частицами. Оно может быть вызвано-либо полным блокированием порового отверстия одной крупной частицей, либо постепенным накоплением мелких частиц по краям отверстия, что существенно уменьшает его размер. Спурни и др. [210], а также Фэн и Джентри [71] подробно описали забивание мембран Нуклепор. Количественно забивание выражется в изменении перепада давления по обе стороны мембраны. Для мембран Нуклепор благодаря их малой толщине и, следовательно, коротким поровым каналам перепад давления по обе стороны мембраны очень мал. На первых стадиях забивания мембраны постепенное уменьшение эффективного размера пор приводит к незначительному росту перепада давления, а затем в результате внезапного заполнения пор перепад давлений резко возрастает (рис. 14.6). На конечных стадиях воздух фильтруется через скопления частиц, а не через мем брану, и, поскольку масса этих частиц растет медленно, даль нейший рост перепада давления происходит также медленно При использовании мембран и фильтров в аналитической ра боте их забивание не представляет особенно большой про блемы, но с точки зрения эффективного функционирования воз душных фильтров в практической деятельности по очистке воздуха оно, несомненно, играет основную роль. [c.389]

Для предотвращения снижения производительности установки, вследствие частичного забивания взвешенными частицами пор мембран, можно использовать два метода 1) периодическая очистка мембраны химическим способом и 2) введение в схему обессоливания воды стадии предварительной обработки. Поскольку первый способ связан с необходимостью временной остановрси обратноосмотической системы на чистку мембран, дополнительными затратами труда и образованием загрязненных сточных вод, то обычно применяют специальную предобработку обессоливаемой воды. [c.295]

При создании в резервуаре давления в межмембраниой камере тоже создается такое же давление. С возрастанием давления сила, прижимающая тарелку к седлу, увелич ивается, улучшая герметичность затвора. Одновременно давление в межмембраниой камере стремится поднять верхнюю мембрану с грузовыми дисками. При расчетном давлении мембрана с дисками перемещается вверх, натягивает цепочки и приподнимает тарелку клапана. С увеличением расхода через клапан сопротивление огнепреградителя возрастает и давление в подмембранной камере (над огне-преградителем) создает дополнительную силу, способствующую подъему тарелки. В осенн,е-зимний период ввиду опасности промерзания (забивания инеем и льдом) кассету огнепреградителя снимают. Она должна быть заменена специальными вкладышами, поставляемыми вместе с клапанами, для сохранения расчетного подпора в подмембранной камере при работе клапана на давление. [c.85]

Резкое повышение давления в печи, ведущее к взрыву, может также произойти в результате внезапного забивания хлоридами выходного отверстия из печи или в системе конденсаторов. Для контроля за давлением хлора иа входных коммуникациях устанавливают диафрагменные датчики давления. Для пред-дтвращения взрывов печи оборудуют специальными взрывными клапанами, обычно представляющими собой разрывные мембраны. [c.75]

В зависимости от условий процесса в газовой фазе имеется большее или меньшее количество окиси уперода Отношение СО/СО2 в газовой смеси на выходе из шахтной печи ко-яеблется в зависимости от температуры и высоты слоя шихты от 5 1 до 10 1 Такие смеси взрывоопасны Эффективным способом не допустить попадания воздуха в печь является постоянное поддержание на выходе из нее избыточного давления 3—5 мм рт сг Резкое повышение давления в печи, ведущее к взрыву, может также произойти в результате внезапного забивания хлоридами выходного отверстия из печи или в системе конденсаторов Для контроля за давлением хлора на входных коммуникациях устанавливают диафрагменные датчики давления Для предотвращения взрывов печи оборудуют специальными взрывными клапанами, обычно представляющими собой разрывные мембраны [c.75]

По порядку величины О равно см -сек1г. Величина С характеризует мембраны разных марок. Однако, как показывает опыт, мембраны одной и той же марки, даже из одной партии, иногда довольно значительно различаются по своей проницаемости. В ходе работы с растворами нефракционированных полимеров проницаемость мембран часто уменьшается вследствие забивания пор низкомолекулярными составляющими полимера. [c.58]

Для предотвращения забивания напорных каналов разделительных ячеек, образования осадка на мембранах, снижения уровня концентрационной поляризации, абразивного износа и других механических повреждений мембраны лакокрасочный материал перед подачей его в ультрафильтрациопный аппарат фильтруется от случайных примесей, попадавших в лак при перекачивании его по сис геме, от коррозионных включений, продуктов износа сальников и деталей насосов и т. д. [c.230]

Для защиты предохранительных клапанов без подрыва от Коррозии, примерзания, прикипания, забивания запорной пары (седло — золотник) перед ними необходимо устанавливать предохранительную мембрану, разрывающуюся при повыщении давления в сосуде не более чем на 25% рабочего давления (если это подтверждено расчетом и отражено в паспорте сосуда). При этом должны быть обеспечены условия, исключающие попадание в проходное сечение предо- хранительного клапана частей предохранительной мембраны при ее разрыве, а также указаны сроки проверки и очистки предохранительных мембран. [c.162]

Забиванию мембран могут способствовать адсорбционные явления, в связи с чем важно подбирать подходящий мембранный материал. Вышеупомянутые гидрофобные материалы, как правило, обнаруживают большую тенденцию к забиванинию, особенно, при фильтрации растворов белков. Более того, такие гидрофобные материалы (например, политетрафторэтилен) не смачиваются водой, и поэтому при обычно использующихся давлениях вода не протекает через мембрану. Несмачиваемость — дополнительный недостаток таких мембран, и перед использованием для фильтрации водных растворов мембраны необходимо предварительно обрабатывать, например, спиртом. [c.290]

Склонность к образованию осадков зависит от свойств мембраны. Так, забивание пористых мембран (микрофильтрационных, ультрафильтрационных) выражено значительно сильнее, чем для плотных или непористых мембран (первапорационных, обратноосмотических). Далее, узкое распределение по размерам пор может снизить тенденцию к забиванию, хотя этот фактор не следует переоценивать. Гидрофильные мембраны менее склонны забиваться, чем гидрофобные. В частности белки, как правило, сильнее адсорбируются на гидрофобных поверхностях, с которых их труднее удалить, чем с гидрофильных. Заряженные (особенно отрицательно) мембраны также менее склонны к забиванию, особенно в присутствии отрицательно заряженных коллоидных частиц в сырьевом растворе. [c.424]

Поскольку фильтрация суспензий осуществляется при постоянном давлении, удельная производительность мембраны постепенно надает, как показано на рис. 2.9. Это происрсодит вследствие ее забивания большие частицы, задерживаемые мембраной, постепенно заполняют поры и блокируют их, в результате чего поток жидкости может вообще прекратиться. Скорость фильтрации определяется следующими факторами 1) перепадом давления на мембране фильтрация под давлением в общем случае протекает быстрее, чем под вакуумом, поскольку при этом возможно создать более высокий перепад давления 2) типом мембраны и особенно размерами ее пор и пористостью мелкие поры забиваются быстрее крупных даже в случае отсутствия частиц в жидкости скорость ее потока [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология