Ciśnieniowe procesy membranowe

Prezentacja na temat: "Ciśnieniowe procesy membranowe"— Zapis prezentacji:

1 Ciśnieniowe procesy membranowe
Mikrofiltracja i ultrafiltracja

2 Procesy membranowe Procesy separacji przebiegające dzięki obecności membrany

3 Zasada krzyżowej filtracji membranowej

4 Główne typy procesów membranowych
Różnica ciśnień Δp Różnica stężeń (aktywności) Δc Mikrofiltracja Separacja gazów Ultrafiltracja Perwaporacja Nanofiltracja Destylacja membranowa Odwrócona osmoza Membrany ciekłe i katalityczne Dializa

5 Typy struktur membran

6 Typy membran ciekłych

7 Otrzymywanie emulsyjnych membran ciekłych

8 Typy struktur membran stałych

9 Struktury membran symetrycznych

10 Porównanie membran ceramicznych i organicznych
Odporność na: Membrany ceramiczne Membrany organiczne Ścieranie wysoka niska Temperaturę pH Ciśnienie

11 Porównanie membran ceramicznych i organicznych
Cecha Membrany ceramiczne Membrany organiczne Możliwość sterylizacji parą tak Żywotność długa średnia Dystrybucja wielkości porów mała - Zwartość wysoka Koszty wytwarzania wysokie niskie

12 Współczynnik retencji

13 Ciśnieniowe procesy membranowe

14 Membrany do mikrofiltracji

15 Membrany do mikrofiltracji
Konstrukcja porowata, symetryczna Grubość μm Wielkość porów 0,05-10 μm Wielkość separowanych cząstek > 0,1 μm Mechanizm separacji sitowy Materiał membrany polimerowy, ceramiczny

16 Oddzielanie E. coli różnymi metodami
Czystość cieczy Stopień zatężania Wydajność procesu [m3/m2h Zużycie energii [W*h/dm3] filtr tarczowy 99,5 12,5 9,60 8 osadnik- flokulacja >99,5 12,0 13,20 1,8 prasa filtracyjna – flokulacja 21,6 6,38 mikrofiltracja- kapilarna 100 14,0 1,08 11 mikrofiltracja – membrany płaskie 11,0 0,384 31

17 Ogólna liczba drobnoustrojów w badanym mleku (jtk/cm3)
Rodzaj próby Serie produkcyjne Xśr. I n=4 II n=4 III n=4 Mleko surowe 6,0x106 1,3x106 3,5x105 2,6x106 Mleko po mikrofiltracji 4,2x103 7,0x102 1,9x103 2,3x103 Mleko po mikrofiltracji i pasteryzacji 1,2x102 9,0x101 3,0x102 1,4x102 Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji 99,93% 99,95% 99,46% 99,91% Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji i pasteryzacji 99,998% 99,993% 99,995%

18 Obecność bakterii z grupy coli w badanym mleku (jtk/cm3)
Rodzaj próby Serie produkcyjne Xśr. I n=4 II n=4 III n=4 Mleko surowe nb w 10-6 nb w 10-5 Mleko po mikrofiltracji nb w 10-2 Mleko po mikrofiltracji i pasteryzacji nb w 100 Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji 4 log Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji i pasteryzacji 6 log

19 Obecność enterokoków w badanym mleku (jtk/cm3)
Rodzaj próby Serie produkcyjne Xśr. I n=4 II n=4 III n=4 Mleko surowe nb w 10-4 nb w 10-3 Mleko po mikrofiltracji nb w 10-1 nb w 100 Mleko po mikrofiltracji i pasteryzacji Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji 3 log 4 log Średni stopień redukcji bakterii po mikrofiltracji i pasteryzacji

20 Ultrafiltracja Sitowy mechanizm separacji
podobny jak w tradycyjnej filtracji stosują się wszystkie prawa teorii filtracji (Darcy’ego, Poiseull’a)

21 Membrany do ultrafiltracji

22 Strumień permeatu

23 Zestawienie parametrów membran ultrafiltracyjnych
Konstrukcja porowata, asymetryczna Grubość ok. 150 μm (warstwa separująca – 0,1-1,0 μm) Wielkość porów 0,001 – 0,05 μm Wielkość separowanych cząstek 2 - 20nm > 500 D Mechanizm separacji sitowy Materiał membrany polimerowy, ceramiczny

24 Polaryzacja stężeniowa

25 Współczynnik polaryzacji stężeniowej
cm/cb – współczynnik polaryzacji stężeniowej R – współczynnik retencji D - współczynnik dyfuzji substancji ulegającej retencji δ – grubość warstwy polaryzacyjnej k – współczynnik wnikania masy

26 Graniczny strumień permeatu

27 Hydrauliczne metody czyszczenia membran
Przemywanie wsteczne

28 Przemywanie wsteczne

29 Ceramiczne membrany rurowe

30 Membrany kapilarne

31 Membrany ramowe

32 Membrany spiralne

33 Charakterystyka membran spiralnych c.d.

34 Porównanie modułów membranowych

35 Porównanie modułów membranowych