Движущая сила процесса ультрафильтрации

Движущей силой ультрафильтрации является разность давлений (рабочего и атмосферного) по обе стороны мембраны. Так как осмотические давления ВМС малы по сравнению с рабочим давлением жидкости, то при вычислении движущей силы процесса ультрафильтрации обычно их не учитывают. Если используемая в ультрафильтрации мембрана не селективна по отношению к ВМС (при разделении ВМС и ВМС), то в этом случае осмотические давления ВМС при расчете движущей силы ультрафильтрации также не учитываются. При высоких концентрациях ВМС осмотические давления могут достигать значений, соизмеримых с рабочим давлением жидкости, и тогда движущая сила определяется по уравнению (0.1). Обычно ультрафильтрацию проводят при сравнительно невысоких давлениях 0,3—1 МПа (3—10 кгс/см ). [c.16]

Ультрафильтрация — процесс разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений в жидкой фазе с использованием селективных мембран, пропускающих преимущественно или только молекулы низкомолекулярных соединений. Движущей силой ультрафильтрации является разность давлений (рабочего и атмосферного) по обе стороны мембраны. Обычно ультрафильтрацию проводят при сравнительно невысоких давлениях 0,3—1 МН/м (3— 10 кгс/см2). Обратный осмос и ультрафильтрация имеют много общего. Для их осуществления, например, используются полупроницаемые мембраны, приготовленные из одного и того же материала, но имеющие различные размеры пор. Аппараты для этих процессов аналогичны. Однако необходимо отметить, что механизм процессов обратного осмоса и ультрафильтрации различен (см. стр. 83). [c.12]

Поскольку осмотические давления высокомолекулярных соединений малы (как правило, они не превышают десятых долей мегапаскаля), при расчете движущей силы процесса ультрафильтрации ими часто можно пренебречь. Поэтому ультрафильтрацию проводят при сравнительно невысоких давлениях (0,2-1,0 МПа). Если же ультрафильтрации подвергают раствор достаточно высокой концентрации или если происходит отложение на мембране задерживаемого вещества, то при расчете движущей силы процесса следует учитывать осмотическое давление раствора высокомолекулярного вещества у поверхности мембраны [см. уравнение (24.3) или (24.3а)]. [c.327]

Движущей силой процесса ультрафильтрации является разность давлений по обе стороны мембраны. Ультрафильтрация применима тогда, когда хотя бы одну из компонентов эмульсии имеет молекулярную массу более 500, Движущая сила обратного осмоса — разность [c.187]

Поскольку осмотические давления высокомолекулярных соединений малы (как правило, они не превышают десятых долей мегапаскаля), при расчете движущей силы процесса ультрафильтрации ими часто можно пренебречь. Поэтому ультрафильтрацию проводят при сравнительно невысоких давлениях (0,2—1,0 МПа). [c.8]

Для расчета движущей силы процесса обратного осмоса, а в ряде случаев и ультрафильтрации (например, при большой концентрации высокомолекулярных соединений) необходимо знание осмотического давления раствора. Вместе с тем, в литературе отсутствуют обобщенные данные по расчету осмотического давления, а имеющиеся справочные значения осмотического давления или осмотических коэффициентов не систематизированы и не собраны воедино. Все это затрудняет проведение расчетов мембранных аппаратов и систем для осуществления процессов обратного осмоса и ультрафильтрации. [c.19]

Ультрафильтрация — сепарационный процесс, в котором молекулы или коллоидные частицы фильтруются из раствора через мембраны. Особенностью процесса, отличающего его от обратного осмоса, является то, что разделяются системы, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя. Движущей силой процесса, как и в обратном осмосе и диализе, является градиент давления. [c.108]

Движущей силой является разность давлений по обе стороны мембраны, которая при ультрафильтрации сравнительно невелика и составляет 0,3—1 МПа, поэтому для некоторых водных растворов высокомолекулярных веществ движущая сила процесса разделения может быть рассчитана по формулам [c.429]

Процессы ультрафильтрации и обратного осмоса имеют ряд общих признаков и среди них такой существенный, как движущая сила процесса (перепад давлений). Поэтому установить границу между этими процессами оказывается весьма затруднительно. В некоторых работах [25, 35] эту границу принимают, исходя из различий в размерах задерживаемых частиц. В табл. 1.3 приведена классификация процессов мембранного разделения растворов и коллоидных систем, построенная на этом принципе. [c.34]

Осмотические давления растворов электролитов и концентрированных растворов высокомолекулярных веществ с молекулярной массой вплоть до нескольких десятков тысяч существенны и должны учитываться при расчете движущей силы процесса обратного осмоса и ультрафильтрации. Однако в литературе отсутствуют обобщенные рекомендации по расчету осмотического давления для растворов высокомолекулярных веществ. Ниже рассмотрены основные методы расчета осмотических коэффициентов и приведены формулы для определения осмотического давления, полученные на основе различных теорий растворов электролитов и неэлектролитов. [c.147]

Ультрафильтрация - мембранный процесс разделения растворов, осмотическое давление которых мало. Этот метод используется при отделении сравнительно высокомолекулярных веществ, взвешенных частиц и коллоидов. При ультрафильтрации происходит разделение, фракционирование и концентрирование растворов. Движущей силой процесса является гидростатическое давление от 0,3 до 1 МПа. Для ультрафильтрации используют мембраны с асимметричной микропористой структурой с размерами пор 1-10 мкм. [c.74]

Майкле [48], рассматривая процессы мембранного разделения, в которых движущей силой переноса является перепад давлений, основное внимание уделяет преодолению осмотического давления разделяемой системы. При этом под обратным осмосом он понимает такой процесс, при котором необходимо преодолеть значительное осмотическое давление, а под ультрафильтрацией— процесс, не связанный с преодолением больших осмотических давлений. [c.35]

Важнейшие методы разделения белков, основанные на различии молекул по размеру, — зто диализ, ультрафильтращи, центрифугирование и гель-хроматофафия. С помощью диализа и улыпрафипьтрации [32] отделяют преимущественно низкомолекулярные компоненты от белков. При проведении диализа полупроницаемая мембрана (размер пор 5 — 100 нм) беспрепятственно пропускает воду, небольщие иоиы и молекулы, в то время как крупные молекулы белков задерживаются. Движущей силой процесса разделения является перепад концентраций между раствором и растворителем на мембране. При ультрафильтрации процесс разделения ускоряется путем приложения повышенного давления (0,5 — 10 бар). В качестве мембран чаще всего применяются синтетические материалы на основе производных целлюлозы и полиамида, делающие возможным при различных размерах пор (1 — 10 нм) разделение пептидов, пептидных производных и белков. [c.349]

Наиболее распространены процессы разделения, в которых в качестве движущей силы применяют разность давлений (обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация и др.) [1, 2]. Эти процессы называют баромембранными. Энергия А в этих процессах разделения складывается из работы на сжатие Ас и работы на продавливание Апр. А = А + А р. Работа на сжатие жидкости очень мала и ею можно пренебречь. Адр можно найти по формуле А = АРК, где АР — перепад давления на мембране V — обьем продавливаемой жидкости. [c.374]

Если в режиме ультрафильтрации при движущей силе 98 кН/м (1 кгс/см2) скорость процесса равна 0,03 см /(см2.ч) (см. рис. П-44), [c.186]

Мембранные методы отличаются типами используемых мембран, движущими силами, поддерживающими процессы разделения, а также областями их применения (табл. 26). Существуют мембранные методы щести типов микрофильтрация процесс мембранного разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления ультрафильтрация — процесс мембранного разделения жидких смесей под действием давления, основанный на различии молекулярных масс или молекулярных размеров компонентов разделяемой смеси обратный осмос — процесс мембранного разделения жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление диализ — процесс мембранного разделения за счет различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящий при наличии градиента концентрации электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического поля в виде градиента электрического потенциала разделение газов — процесс мембранного разделения газовых смесей за счет гидростатического давления и градиента концентрации. [c.209]

При ультрафильтрации происходят разделение, фракционирование и концентрирование растворов. Один из растворов обогащается растворенным веществом, а другой обедняется. Мембраны пропускают растворитель и определенные фракции молекулярных соединений. Движущая сила ультрафильтрации — разность давлений по обе стороны мембраны. Эта сила затрачивается на преодоление сил трения и взаимодействия между молекулами жидкой фазы и полимерными молекулами мембраны. Обычно процесс ультрафильтрации проводят при сравнительно низких рабочих давлениях 0,3—1 МПа. Увеличение давления выше указанного приводит к уплотнению мембраны, уменьшению диаметра пор, изменению селективности разделения и, как правило, к уменьшению производительности. [c.212]

Также возможно разделить низкомолекулярные компоненты с приблизительно одинаковыми размерами. В этом случае используется очень плотная асимметричная мембрана, что приводит к очень высокому гидродинамическому сопротивлению этот процесс называется гиперфильтрацией или обратным осмосом. При переходе от микрофильтрации через ультрафильтрацию к обратному осмосу гидродинамическое сопротивление сильно возрастает и соответственно требуется все более высокая движущая сила, в то же время поток продукта через мембрану и размер молекул (частиц) сильно уменьшается. [c.33]

До сих пор рассматривались только нейтральные полимеры. Однако известен большой класс полимеров — полиэлектролитов, содержащих ионогенные группы. Благодаря присутствию постоянных зарядов в таких полимерах существуют сильные взаимодействия, и противо-ионы особенно сильно притягиваются к фиксированным зарядам. В воде или других полярных растворителях полиэлектролиты обычно ионизированы. Такие полимеры используются как мембранные материалы главным образом в процессах, в которых движущей силой является разность электрических потенциалов, например, в электродиализе. Они могут быть также использованы в других мембранных процессах, таких, как микрофильтрация, ультрафильтрация или первапорация. [c.65]

Обессоливание растворов макромолекул (удаление из раствора ионов и низкомолекулярных примесей), или изменение солевого состава диафильтрацией, т. е. ультрафильтрацией с непрерывной подачей в исходный раствор макромолекул растворителя (этот процесс отличается от диализа, описанного выше, тем, что движущей силой ультрафильтрации является разность давлений по обе стороны мембраны). [c.356]

Основными процессами разделения жидких смесей являются микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Движущей силой всех трех процессов, приводящей к потоку вещества через мембрану, является гидростатическое давление. [c.118]

При сопоставлении ультрафильтрации, обратного осмоса и фильтрования можно отметить, что они определяются общим законом, в соответствии с которым скорость процесса пропорциональная движущей силе и обратно пропор-цпональна сопротивлению. Для упомянутых процессов движущей силой является разность давлений по обеим сторонам мембраны (в первом приближении) или перегородки, а сопротивление зависит от свойств последних, а также от характеристик разделяемой системы и условий разделения. [c.83]

В этой главе показано практическое значение принципов обратного осмоса, описанных в гл. 7. Кроме того, приводятся типичные характеристики работы мембран для обратного осмоса, а также указываются некоторые их недостатки и отрицательные стороны процесса в целом. Рассмотрены ультрафильтрация и ультрафильтрацион-ные мембраны, однако менее детально. Эта глава является как бы введением в обсуждение инженерных и экономических аспектов и ряда областей практического применения обоих процессов (гп. 9-13). Рассмотрение ограничивается водными фазами и использованием гидростатического давления как движущей силы, хотя некоторые мембраны, пригодные для обратного осмоса, можно использовать также для разделения газов (гл. 13). [c.131]

Процесс диализа не нашел г-акою широкого промышленного применения, как процессы ультрафильтрации, обратного осмоса шш элек хродиализа. При осуществлении перечисленных процессов обычно могут быть получены большие потоки вещества, чем при диализе, благодаря тому, что они протекают под действием приложенной извне движущей силы (градиент давления или градиент электрического потенциала). Так как стоимость мембран дает сравнительно большой вклад в суммарные затраты на проведение процесса разделения, предпочтительно иметь сравнительно большие потоки вешества, хотя энергетические затраты при этом оказываются более высокими. Тем не менее, диализ оказывается конкурентоспособным процессом при разделении веществ, нестойких к действию внешнего давления или электрического поля. Эффективным процессом является процесс отделения ионов от других растворенных веществ с помощью диализа. [c.438]

В настоящее время к промышленным мембранным процессам относятся микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Другие мембранные процессы, включенные в этот класс, — это электродиализ и газоразделение. Электродиализ — это мембранный процесс, в котором движущая сила ионного транспорта поддерживается ргизностью электрических потенциалов. Этот процесс может быть использован только тогда, когда присутствуют заряженные молекулы. Типичной (и логически обоснованной) характерной чертой этого процесса является необходимость использования ионизированных или заряженных мембран. [c.34]

Мы определили диализ как процесс, при котором вещества в растворе разделяются благодаря диффузии через мембрану. Нашедший повсеместное применение в биохимических исследованиях диализ не отличается по существу от ультрафильтрации, но представляет собой более простой процесс, при котором единственной движущей силой является концентрационный прадиент и не требуется какого-либо перепада давлений. Задача диализа, как правило, состоит в том, чтобы очистить, например, раствор белка или нуклеиновой кислоты или же клеточный экстракт, позволив ему прийти в равновесие с буферным раствором с помощью мембраны. При тех размерах пор мембраны, которые обычно используются в диализе, все низкомолекулярные вещества пройдут через мембрану, а макромолекулы задержатся. Ионы буферного раствора, находящегося по другую сторону мембраны, пройдут в противоположном направлении и уравновесят раствор макромолекул. В конеч- [c.354]