Забивание пор мембран скорость

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. 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.

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]

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]

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]

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]

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 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]

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]

Результаты тщательных исследований скоростей забивания различных мембранных фильтров при пропускании через них питательных сред для микробиологических анализов приводятся в работе [193]. Фильтрация таких суспензий с высокой концентрацией частиц ведет к быстрому забиванию мембран, при этом на процесс оказывают влияние различные факторы. Одним из наиболее важных факторов является степень анизотропности мембран даже у не сильно анизотропных мембранных фильтров верхняя и нижняя стороны имеют разные скорости забивания. Некоторые из фирм-изготовителей рекомендуют ориентировать выпускаемые ими мембраны определенным образом, другие же считают, что. для их мембран не имеет значения, какой стороной они будут обращены к фильтруемой жидкости. Как правило, каждая мембрана помещается в упаковке таким образом, что ее верхняя сторона соответствует той, которая при изготовлении мембраны соприкасалась с воздухом и должна иметь меньшие размеры пор. Однако следует подчеркнуть, что для многих областей применения процесса фильтрации ориентация мембраны в фильтродержателе не имеет значения [c.92]

Наличие широкого ассортимента освоенных промышленностью мембранных модулей в виде патронов (фильтр-патроны) делает возможным применение при фильтрации более высоких давлений и обеспечение существенно больших поверхностей фильтрации по сравнению с дисковыми мембранами. Вообще, говоря, скорость забивания мембранного модуля является функцией площади поверхности мембраны, через которую протекает жидкость, и поэтому скорость забивания патронных мембранных модулей значительно ниже из-за относительно большой площади их поверхности. [c.132]

При изготовлении фильтр-патрона большой лист мембраны выдерживают в специальной среде, например в глицерине для того, чтобы сделать его более эластичным, затем делают в нем складки и сворачивают, как показано на рис. 6.1, с. Полученную таким образом складчатую мембрану прикрепляют к центральному сердечнику из пластмассы, который имеет щелевидные отверстия. Наконец, на эту систему надевается наружный защитный каркас, после чего патрон при помощи клеющей композиции, например эпоксидной смолой, соединяется по обоим концам герметизирующими его концевыми колпачками. В некоторых фильтр-патронах мембраны изнутри и снаружи прокладываются сложенными таким же образом листами-каркасами или фильтрами предварительной очистки для сообщения конструкции большей прочности и уменьшения скорости забивания (рис. 6.2). [c.132]

Площадь поверхности мембран можно рассчитать, исходя из заданной производительности процесса. Один из способов решения этого вопроса заключается в делении объема фильтруемой жидкости на время процесса фильтрации. Для вычисления площади поверхности используется график, такой, как на рис. 6.6. Он отражает зависимость между скоростью потока жидкости через мембраны с различными размерами пор и величиной перепада давления в системе. Большинство фирм-изготовителей приводят для своих мембран в виде дисков и патронов зависимости такого типа. Поскольку приведенные на графиках значения скоростей потока являются исходными, т. е. не отражают эффект забивания пор мембран, необходимо каким-то образом учитывать забивание пор. Один из возможных простых способов состоит в умножении найденной из графиков площади поверхности на множитель, равный примерно 5, чтобы быть уверенным, что этого достаточно для завершения процесса. Вводить поправку следует также, если вязкость фильтруемой жидкости отлична от вязкости воды (например, вязкий [c.139]

Более точный способ определения необходимых для работы размеров мембраны особенно для крупномасштабных процессов, когда существенной становится ее стоимость, заключается в получении падающей кривой скорости потока для фильтруемой жидкости. Для этого используют мембрану небольшого диаметра и пропускают через нее раствор под тем же давлением, что и в реальном процессе фильтрации. Измеряют скорость потока в начале процесса (мл/мин), а затем через последовательные промежутки времени. Как правило, скорость потока уменьшается со временем по линейному закону, до тех пор пока не наступит момент резкого изменения этой зависимости. Начальный линейный участок этой зависимости опреде-ияется забиванием отдельных пор когда же забиваются все поры, скорость потока резко уменьшается. Момент времени, когда происходит резкое изменение скорости потока, определяется природой фильтруемого материала. Таким образом, необходимо зарегистрировать полный объем жидкости, который прошел через мембрану к моменту времени, при котором произошло резкое изменение потока жидкости, и выполнить соответствующие расчеты по формуле, приведенной ниже. Необходимая для процесса фильтрации площадь 5 поверхности мембраны определяется формулой [c.141]

Рис. 13.8. Схема установки для обратного осмоса в одностадийном процессе. Клапаны контроля давления необходимы для успешной работы системы. Степень очистки определяется скоростью потока и перепадом давления через обратноосмотическую мембрану. При забивании обратноосмотической мембраны давление с ее рабочей стороны возрастает до чрезмерных значений, и мембранный модуль (фильтр-патрон) должен быть заменен. ..

Чтобы установить размеры системы для подачи стерильного воздуха, необходимо выяснить, какая ожидается скорость потока воздуха. Если воздушный клапан используется для того, чтобы слить жидкость из стерильной емкости, требуемая скорость потока воздуха должна быть такой же, как я скорость истечения жидкости. В большинстве случаев изготовитель в технической документации прилагает график зависимости скорости потока от перепада давления (рис. 14.13). Перепад давления будет функцией высоты столба жидкости и любых потерь на трение в коммуникациях. Вначале этот перепад следует держать минимальным, чтобы компенсировать забивание пор мембраны (его можно увеличить, когда начнется забивание пор). Из графика, представленного соответствующей фирмой, можно определить то необходимое число фильтр-патронов, которое следует использовать. Если необходим более чем один фильтр-патрон, то можно применить корпус, предназначенный для установки в нем нескольких фильтр-патронов. [c.408]

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]

Рис. 4.10. Скорость забивания некоторых типов мембран, определяемая по уменьшению скорости потока фильтруемой жидкости с увеличением ее объема. В данном случае фильтруемая жидкость представляла собой 0,01 %-ный раствор детергента Тритон Х-400. А — анизотропная мембрана Б — мембрана из смеси эфиров В — полиамидная (найлоновая) мембрана Г — мембрана из поливинилиденфторида (по-видимому, мембрана Дюрапор из гидрофильного материала). (Из работы [124].)

В связи с тем что на скорость забивания оказывают сильное влияние плотность распределения пор, мембраны с низкой пористостью, такие, как Нуклепор, забиваются быстро. Одним из способов, который позволяет продлить работу забитой мембраны, является обратная промывка, при которой часть потока пропускают через мембрану обратным ходом при этом задержанные частицы освобождают устья пор и поток жидкости в прямом направлении восстанавливается. Обратная промывка имеет важное значение лишь для больших фильтровальных установок, где существенна стоимость фильтрующего материала. [c.91]

С целью уменьшения забивания пор мембран, так чтобы сохранялась приемлемая скорость пропускания, были использованы кассеты Пелликон фирмы Миллипор (см. разд. 11.6). Наилучшие результаты по выделению вирусов получены с мембранами, имеющими НОММ 10000, а именно достигнуто 70 %-ное выделение вирусов при 2000-кратном их концентрировании. Чтобы свести забивание к минимальному, мембраны были предварительно обработаны 3 %-ным мясным экстрактом, флокку-лированным кислотой. [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология