Мембрани, їх характеристика

Міністерство освіти та науки України

ДВНЗ Український державний хіміко-технологічний університет

Факультет технології органічних речовин та біотехнології

Кафедра Процесiв та апаратiв хiмiчної технологiї

РЕФЕРАТ

На тему: « Мембрани, їх характеристика »

Виконала:

студентка  групи 3-БТ-27

Буняєва К. В.

Перевiрив:

                                                                                     Скнар Ю. Є.

Днiпро - 2020р.

Змiст

1. Мембрани

1. Основні властивості мембран
2. Фактори, що впливають на мембранні процеси

1. Механізми мембранного масопереносу

1. Взаємодія системи, що розділяється з мембраною

1. Мембрани

Мембрани для баромембранних процесів повинні відповідати таким основним вимогам: мати високорозділюючу здатність (селективність); високу питому продуктивність (проникність); хімічну стійкість до дії середовища; механічну міцність при монтажі, транспортуванні і зберіганні. Крім того, властивості мембрани в процесі експлуатації не повинні змінюватися.

1.1 Основні властивості мембран

У кожному з мембранних процесів використовують мембрани, які характеризуються спеціальними властивостями. Важливою властивістю мембран є селективність.

Селективність – здатність мембрани мати різну проникність за відношенням до різних компонентів суміші, що розділяється.

Потік речовин, що пройшли через напівпроникну мембрану, називають фільтратом, або пермеатом; потік речовин, що не пройшли через напівпроникну мембрану в процесі розділення – концентратом.

Для мембран, що використовуються в баромембранних процесах, в якості основної характеристики поряд з селективністю розглядається питома продуктивність (проникність) – потік речовини (об'ємний, масовий або молярний), що проходить через одиницю поверхні мембрани в одиницю часу. Одиниці виміру: м3/(м2 · с); кг/(м2 · с); моль/(м2 · с); л/(м2 · год) і т. д. Так як проникність зростає за лінійним законом з перепадом тисків на мембрані, гідродинамічні властивості мембрани в більшій мірі характеризуються відношенням питомої продуктивності до цього перепаду тисків.

Коефіцієнт проникності – кількість розчину, перенесеного через одиницю поверхні мембрани в одиницю часу на одиницю рушійної сили. Одиниці виміру кг/(м2 · с · Па); м3/(м2 · с · Па); моль/(м2 · с · Па); л/(м2 · год · МПа). Так як питома продуктивність обернено пропорційна товщині ізотропної мембрани або товщині активного шару для анізотропної, коефіцієнт проникності часто відносять до одиниці товщини мембрани. Для анізотропної мембрани складність пов'язана з тим, що активний шар становить тільки частину (але значну) опору мембрани. З метою підвищення гідродинамічної проникності мембрани виготовляються у вигляді тонких плівок.

Пористість (об'ємна частка пор) також є важливою характеристикою мембрани, тому що гідродинамічна проникність тим вища, чим більша пористість. Важливість розмірів пор полягає в тому, що вони визначають селективність, і в значній мірі, проникність мембрани. Мембрани поділяються на пористі і дифузійні. Пористі мембрани знайшли широке застосування в процесах зворотного осмосу, мікро- та ультрафільтрації. Вони мають як анізотропну, так і ізотропну структуру.

Мембрани з анізотропною структурою характеризуються високою питомою продуктивністю, відсутністю закупорки пор у процесі експлуатації. Термін дії цих мембран визначається, головним чином, хімічною стійкістю матеріалу мембрани в робочих середовищах. Для мембран з ізотропною структурою характерне швидке зниження проникності внаслідок закупорки пор колоїдними або зваженими частинками, які містяться в розчинах.