ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 3, 2011

Îäèí èç ïóòåé ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ðàöèîíàëüíîãî

ïðèðîäîïîëüçîâàíèÿ — ðàçðàáîòêà íîâûõ è ñîâåð-

øåíñòâîâàíèå ñóùåñòâóþùèõ òåõíîëîãèé ïåðåðà-

áîòêè ñûðüåâûõ ðåñóðñîâ, â ÷àñòíîñòè æèäêèõ ïîëè-

äèñïåðñíûõ ñèñòåì â ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè,

ñåëüñêîì õîçÿéñòâå è äð. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè-

ìåíåíèå äëÿ ýòîé öåëè ïðîöåññà áàðîìåìáðàííîãî

ðàçäåëåíèÿ âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ äàåò âîçìîæíîñòü íå

òîëüêî ñíèçèòü ýíåðãîåìêîñòü ïåðåðàáàòûâàþùåãî

ïðîèçâîäñòâà, íî è çíà÷èòåëüíî îñëàáèòü åãî íåãà-

òèâíîå âëèÿíèå íà îêðóæàþùóþ ñðåäó. Îäíàêî øè-

ðîêîå ïðèìåíåíèå ìåìáðàííîé òåõíèêè ñäåðæèâà-

åòñÿ íåäîñòàòî÷íîé ïðîðàáîòêîé åäèíîé êîíöåïöèè

ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè áàðîìåìáðàííîãî ïðî-

öåññà ïåðåðàáîòêè æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì.

Ñ äàííîé òî÷êè çðåíèÿ ñòàíîâèòñÿ î÷åâèäíîé ïî-

ñòàíîâêà ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ çàäà÷, ðåøåíèå êîòî-

ðûõ áóäåò åùå îäíèì øàãîì íà ïóòè ñîçäàíèÿ ìàëî-

îòõîäíûõ òåõíîëîãèé â ïåðåðàáàòûâàþùèõ îòðàñëÿõ

ïðîìûøëåííîñòè: ïðîãíîçèðîâàíèå âîçìîæíîñòè

ïðèìåíåíèÿ ìåìáðàííîé òåõíîëîãèè äëÿ ïåðåðàáîò-

êè æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì (íà îñíîâå èñ-

ñëåäîâàíèÿ èõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ); ïîâû-

øåíèå ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññà áàðîìåìáðàííîãî

ðàçäåëåíèÿ æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì (íà îñ-

íîâå äàëüíåéøåãî èçó÷åíèÿ åãî çàêîíîìåðíîñòåé).

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàèáîëåå îáîñíîâàííûìè è

ñîîòâåòñòâåííî ðàñïðîñòðàíåííûìè ÿâëÿþòñÿ ñèòî-

âàÿ è äèôôóçèîííàÿ ìîäåëè [1, 2]. Îäíàêî â ðÿäå

ñëó÷àåâ òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû íà îñíîâå îäíîé èç

ìîäåëåé õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíû-

ìè äàííûìè, à â äðóãèõ ñèòóàöèÿõ ïðåäïî÷òèòåëüíåå

îêàçûâàåòñÿ èíàÿ ìîäåëü. Î÷åâèäíî, ÷òî ýëåìåíòû

îáîèõ ìîäåëåé â òîé èëè èíîé ñòåïåíè ïðèñóòñòâóþò

â ðåàëüíîì ìåõàíèçìå ïðîöåññà ìåìáðàííîãî ðàçäå-

ëåíèÿ æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì. À âîò ñòå-

ïåíü ïðîÿâëåíèÿ êàæäîé èç íèõ áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ â

çàâèñèìîñòè îò öåëîãî ðÿäà âíåøíèõ ôàêòîðîâ. Ïî-

ýòîìó â êà÷åñòâå ìîäåëè ïðîöåññà áàðîìåìáðàííîãî

ðàçäåëåíèÿ æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì óäîáíåå

âñåãî ïðèíÿòü «÷åðíûé ÿùèê». ×èñëî âõîäíûõ ïàðà-

ìåòðîâ òàêîé ìîäåëè (âÿçêîñòü ðàñòâîðà, ãðàíóëîìå-

òðè÷åñêèé ñîñòàâ ÷àñòèö äèñïåðñíîé ôàçû, ïàðàìåò-

ðû ïðîöåññà ðàçäåëåíèÿ è ò.ä.) ìîæåò îêàçàòüñÿ

ñëèøêîì áîëüøèì ïðè îïðåäåëåíèè ñòåïåíè èõ âëè-

ÿíèÿ íà âûõîäíûå ïàðàìåòðû. Ïîñêîëüêó îñíîâíû-

ìè îáúåêòàìè âçàèìîäåéñòâèÿ âíóòðè òàêîé ìîäåëè

ÿâëÿþòñÿ ïîëèäèñïåðñèîííàÿ ñðåäà, ïîëèäèñïåðñ-

íàÿ ôàçà è ìåìáðàíà, òî èõ îñíîâíûå ñâîéñòâà è ñëå-

äóåò â ïåðâóþ î÷åðåäü èçó÷èòü ñ òî÷êè çðåíèÿ ýôôåê-

òèâíîñòè ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà (ðèñ. 1).

Ïðåæäå âñåãî ñëåäóåò îïðåäåëèòü îñíîâíûå ôèçè-

êî-õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà æèäêîé ïîëèäèñïåðñíîé

ñèñòåìû è ïîäîáðàòü ñîîòâåòñòâóþùèé ìàòåðèàë

äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ìåìáðàíû. Ýòî ïîçâîëèò â äàëü-

íåéøåì íå òîëüêî èñêëþ÷èòü âîçìîæíîñòü õèìè÷å-

ñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ â êîìïëåêñå «ìåìáðàíà —

ðàçäåëÿåìàÿ ñèñòåìà», íî è ðàçðàáîòàòü ìåðîïðèÿ-

òèÿ ïî ìîéêå ìåìáðàíû. Çàòåì íåîáõîäèìî óñòàíî-

âèòü, ÷òî òðåáóåòñÿ ïðîâåñòè — ìåìáðàííîå ðàçäåëå-

íèå èëè ôðàêöèîíèðîâàíèå. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî

áîëüøèíñòâî ìåìáðàí èìåþò ïîðû, çíà÷èòåëüíî

ðàçëè÷àþùèåñÿ ïî ðàçìåðàì. Ïîýòîìó â èõ ïàñïîðò-

íûõ õàðàêòåðèñòèêàõ óêàçûâàåòñÿ òàê íàçûâàåìûé

ñðåäíèé óñëîâíûé äèàìåòð ïîð èëè ñåëåêòèâíîñòü

ìåìáðàíû ïî àëüáóìèíó, íàïðèìåð, ïðè óëüòðà-

ôèëüòðàöèè åãî 1%-íîãî ðàñòâîðà. Ïðè ýòîì, êàê

ïðàâèëî, óêàçûâàþòñÿ òèï èñïûòàòåëüíîãî ìåìáðàí-

íîãî àïïàðàòà è îñíîâíûå ðàáî÷èå ðåæèìû ïðîöåñ-

ñà. Ñóùåñòâóåò ìíåíèå, ÷òî ìåìáðàííîå ôðàêöèî-

СИСТЕМА ПРОЦЕССОВ, МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

УДК 664:001.89

Методоло ия повышения проницаемости

и сохранения селе'тивности мембран

при разделении жид'их полидисперсных систем

Êàíä.òåõí.íàóê Ñ.Ï.ÁÀÁÅÍÛØÅÂ

Ñåâåðî-Êàâêàçñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, ã. Ñòàâðîïîëü

Êëþ÷åâûå ñëîâà:

æèäêèå ïîëèäèñïåðñíûå ñèñòåìû;

ìåìáðàíû; ïðîíèöàåìîñòü; ôðàêöèîíèðîâàíèå.

Оптимальные значения проницаемости и селе(тивности мембран

Выбор модели процесса мембранно/о

разделения жид(их полидисперсных систем

Основные способы повышения проницаемости

и сохранения исходной селе(тивности мембран

Констр?(ция

мембранно/о аппарата,

режим процесса

Неор/аничес(ий

материал

Жид(ая поли-

дисперсная высо(о-

моле(?лярная система

Механичес(ое воздействие

на слой отложений на

мембранной поверхности

Возможность обеспечения

оптимальных /идродинами-

чес(их ?словий в рабочем

(анале мембранно/о аппарата

Модифицир?ющее дей-

ствие на мембранн?ю

поверхность

Пол?-

проницае-

мая

мембрана

Поли-

мерный

материал

Жид(ая

полидис

персная

среда

Поли-

дисперс-

ная фаза,

неор/ани-

чес(ие

примеси

Стоимость

разработ(и

из/отовле-

ния

мембран

Возможность

химичес(о/о

взаимодей-

ствия с (ом-

понентами

разделяемой

системы

и моюще/о

раствора

Ðèñ. 1. Îáùàÿ ìåòîäîëîãèÿ ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ïîâûøåíèÿ

ïðîíèöàåìîñòè è ñîõðàíåíèÿ ñåëåêòèâíîñòè ìåìáðàí

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека