ЭлБиб

ðèòåëüíàÿ ïîäãîòîâêà æèäêîé ïîëèäèñïåðñíîé ñèñ-

òåìû ïåðåä åå ïîäà÷åé â àïïàðàò äëÿ ìåìáðàííîãî

ðàçäåëåíèÿ. Ïðè ïðàâèëüíîì ïîäáîðå ðåæèìîâ ïðî-

öåññà ìåìáðàíû ìîãóò ðàáîòàòü äîñòàòî÷íî äîëãî áåç

ñóùåñòâåííîãî óõóäøåíèÿ ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàê-

òåðèñòèê. Ïðåäâàðèòåëüíàÿ îáðàáîòêà ðàçäåëÿåìûõ

äèñïåðñíûõ ñèñòåì ïåðåä èõ ïîäà÷åé â ìåìáðàííûé

àïïàðàò — âàæíåéøàÿ ñòàäèÿ â òåõíîëîãè÷åñêèõ ëè-

íèÿõ, âêëþ÷àþùèõ ìåìáðàííûå àïïàðàòû. Îáû÷íî

åå ñòîèìîñòü ñîñòàâëÿåò îò 40 äî 60 % îáùèõ çàòðàò

íà îñóùåñòâëåíèå ïðîöåññà ðàçäåëåíèÿ. Êàê ïðàâè-

ëî, ñïîñîáû ïðåäâàðèòåëüíîé îáðàáîòêè ðàçäåëÿå-

ìûõ äèñïåðñíûõ ñèñòåì âêëþ÷àþò îñàæäåíèå, ôèëü-

òðàöèþ, êîàãóëÿöèþ è ò.ä. Âûáîð èõ ïðèìåíèòåëüíî

ê êîíêðåòíîé çàäà÷å ìåìáðàííîãî ðàçäåëåíèÿ ïðåä-

ñòàâëÿåò ñîáîé ñåðüåçíóþ ïðîáëåìó, ïîñêîëüêó îí

äîëæåí ó÷èòûâàòü òèï àïïàðàòà, âèä ìåìáðàíû, óñ-

ëîâèÿ ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà è ò.ï. Êðîìå òîãî, âñÿ öå-

ïî÷êà ïðåäî÷èñòêà—àïïàðàò è óñëîâèÿ åãî ðàáîòû—

î÷èñòêà ìåìáðàí îò çàãðÿçíåíèé äîëæíà âûáèðàòüñÿ

â òàêîé ñîâîêóïíîñòè, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ìèíèìàëü-

íûå ýíåðãåòè÷åñêèå çàòðàòû íà îñóùåñòâëåíèå ïðî-

öåññà ðàçäåëåíèÿ. ×àùå âñåãî òàêàÿ ïîäãîòîâêà ïðå-

äóñìàòðèâàåò ïðåäâàðèòåëüíóþ î÷èñòêó æèäêîé ïî-

ëèäèñïåðñíîé ñèñòåìû îò ìåõàíè÷åñêèõ ïðèìåñåé.

Åñëè, íàïðèìåð, ðàçäåëåíèå ïðåäïîëàãàåòñÿ ïðîâî-

äèòü â óñòàíîâêàõ ñ ìåìáðàíàìè èç ïîëûõ âîëîêîí,

êîòîðûå î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíû ê çàãðÿçíåíèÿì, ïðåä-

âàðèòåëüíàÿ îáðàáîòêà äîëæíà áûòü îñîáåííî òùà-

òåëüíîé è ïðåäóñìàòðèâàòü ïðàêòè÷åñêè ïîëíîå óäà-

ëåíèå âçâåøåííûõ ÷àñòèö. Äåéñòâèòåëüíî, ïðè ñîîò-

âåòñòâóþùèõ ãèäðîìåõàíè÷åñêèõ óñëîâèÿõ â ïðè-

ìåìáðàííîé çîíå àïïàðàòà ìîæåò ïðîèçîéòè êðèòè-

÷åñêîå ñíèæåíèå ïðîíèöàåìîñòè ìåìáðàí çà î÷åíü

êîðîòêèé ïðîìåæóòîê. Îäíàêî, ñ îäíîé ñòîðîíû,

ñòåïåíü ïðåäâàðèòåëüíîé î÷èñòêè â èçâåñòíîé ìåðå

îïðåäåëÿåòñÿ ýíåðãåòè÷åñêèìè çàòðàòàìè íà îñóùå-

ñòâëåíèå ýòîãî ïðîöåññà, à ñ äðóãîé — íàëè÷èå îòíî-

ñèòåëüíî òâåðäûõ ÷àñòèö äèñïåðñíîé ôàçû â ðàçäå-

ëÿåìîé ñèñòåìå ìîæåò è ñïîñîáñòâîâàòü ïîâûøåíèþ

ïðîíèöàåìîñòè ìåìáðàíû çà ñ÷åò èõ ìåõàíè÷åñêîãî

âîçäåéñòâèÿ íà ñëîé îòëîæåíèé, îáðàçóþùèéñÿ íà

åå ïîâåðõíîñòè. Ïåðâûå ïðîìûøëåííûå óñòàíîâêè

îáðàòíîãî îñìîñà î÷åíü ÷àñòî âûõîäèëè èç ñòðîÿ çà

ñ÷åò íåîáðàòèìîãî ìåõàíè÷åñêîãî çàãðÿçíåíèÿ ìåì-

áðàí, òàê êàê íå áûëè ñíàáæåíû óçëîì ïðåäâàðè-

òåëüíîé î÷èñòêè ðàñòâîðà. Ìèêðîôèëüòðàöèîííûå

óñòàíîâêè òðóá÷àòîãî òèïà â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ íå

íóæäàþòñÿ â òàêîì óçëå, âïîëíå äîñòàòî÷íî èñïîëü-

çîâàòü ïðîñòåéøèå îòñòîéíèêè.

Èññëåäîâàíèÿ ïî ïðîáëåìå ñíèæåíèÿ ïðîíèöàå-

ìîñòè ìåìáðàí ïðè ðàçäåëåíèè æèäêèõ ïîëèäèñ-

ïåðñíûõ ñèñòåì âåäóòñÿ â ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ íà-

ïðàâëåíèÿõ: èçó÷åíèå ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ

ðàçäåëÿåìîé ñèñòåìû ïî åå ñïîñîáíîñòè ôîðìèðî-

âàòü îòëîæåíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ìåìáðàíû è â ïîðî-

âûõ êàíàëàõ; îïðåäåëåíèå ãèäðîìåõàíè÷åñêèõ óñëî-

âèé ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà, ñïîñîáñòâóþùèõ ñíèæå-

íèþ èíòåíñèâíîñòè îáðàçîâàíèÿ ñëîÿ êîíöåíòðà-

öèîííîé ïîëÿðèçàöèè; ðàçðàáîòêà ñïîñîáîâ î÷èñò-

êè, ìîéêè è ðåãåíåðàöèè ìåìáðàí; ïîèñê ìåòîäîâ,

ïîçâîëÿþùèõ â òîé èëè èíîé ìåðå ðåøàòü ïðîáëåìó

ïîâûøåíèÿ ïðîíèöàåìîñòè ìåìáðàí ïóòåì ïðåäâà-

ðèòåëüíîé îáðàáîòêè ðàçäåëÿåìûõ ñèñòåì.

Çà ïîñëåäíèå ãîäû íàêîïëåí çíà÷èòåëüíûé ýêñ-

ïåðèìåíòàëüíûé è òåîðåòè÷åñêèé ìàòåðèàë ïî

ìåìáðàííûì ïðîöåññàì âîäîïîäãîòîâêè, î÷èñòêè

ïðîìûøëåííûõ ñòîêîâ, ðàçäåëåíèÿ ìîëî÷íîé ñû-

âîðîòêè, ðàçëè÷íûõ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ðàñòâî-

ðîâ è ò.ä. Ýòî ïîçâîëÿåò âûäâèíóòü ãèïîòåçó î âîç-

ìîæíîñòè ðàçðàáîòêè åäèíîãî ìåòîäîëîãè÷åñêîãî

ïîäõîäà ê ðåøåíèþ ïðîáëåìû íà îñíîâå èçó÷åíèÿ

êîìïëåêñíîãî âëèÿíèÿ îñíîâíûõ âíåøíèõ ôàêòî-

ðîâ íà ïðîíèöàåìîñòü ìåìáðàí ïðè ðàçäåëåíèè

æèäêèõ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñ-

òåì (ñì. ðèñóíîê).

Çàãðÿçíåíèÿ ìåìáðàí ìîãóò âûçûâàòü êîëëîèä-

íûå è âçâåøåííûå ÷àñòèöû, ìèêðîîðãàíèçìû, îðãà-

íè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, à òàêæå ìàëîðàñòâîðèìûå

êîìïîíåíòû ðàçäåëÿåìîé ñèñòåìû, êîòîðûå îñàæäà-

þòñÿ íà ìåìáðàíå â ïðîöåññå ðàçäåëåíèÿ. Ñðåäè

âçâåñåé íàèáîëüøåå çàãðÿçíåíèå âûçûâàþò ÷àñòèöû

ðàçìåðîì, ñîïîñòàâèìûì ñî ñðåäíèì äèàìåòðîì ïîð

è ìåíüøå; áîëåå êðóïíûå îáû÷íî âûíîñÿòñÿ èç àï-

ïàðàòà ñ ïîòîêîì êîíöåíòðàòà è äàæå â ñëó÷àå èõ íà-

êîïëåíèÿ â êàíàëå îíè íå îêàçûâàþò çíà÷èòåëüíî-

ãî âëèÿíèÿ íà ýêñïëóàòàöèîííûå ñâîéñòâà ìåìáðàí.

Â òî æå âðåìÿ ìåëêèå âçâåøåííûå è êîëëîèäíûå

÷àñòèöû îñàæäàþòñÿ íà ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòè ìåìá-

ðàíû è âíóòðè ïîð, ÷òî ñëóæèò îñíîâíîé ïðè÷è-

íîé ñíèæåíèÿ åå ïðîíèöàåìîñòè è âîçðàñòàíèÿ

ñåëåêòèâíîñòè.

Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññà óëüò-

ðàôèëüòðàöèè îòðàáîòàííîãî ìîòîðíîãî ìàñëà (èñ-

ïîëüçóåìîãî â êà÷åñòâå ìîäåëüíîãî ðàñòâîðà), î÷è-

ùåííîãî â ïîëå öåíòðîáåæíûõ ñèë (ôèëüòðàò 1) è

íåî÷èùåííîãî (ôèëüòðàò 2), ïîêàçàëè, ÷òî îñíîâ-

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 8, 2011

Жид ие высо омоле лярные полидисперсные системы

Физи о-химичес ое

взаимодействие

материала мембраны

с омпонентами

разделяемой

полидисперсной

системы

Предварительная

очист а жид ой

полидисперсной

системы в силовых

полях для даления

механичес их

примесей

Теоретичес ое и

э спериментальное

обоснование

оптимальных 6идро-

динамичес их

параметров

проведения процесса

мембранно6о

разделения жид их

полидисперсных

систем

Гидродинамичес ие

словия проведения

процесса,

определяющие

формирование

застойных зон

в аппарате

Механичес ая

бло иров а пор

инертными

частицами

дисперсной фазы

Изменение физи о-

механичес их

свойств разделяемой

системы для

снижения степени

ее взаимодействия

с мембраной

Основные фа торы,

влияющие на снижение проницаемости мембран

Разработ а новых средств и техноло6ий

для мой и и ре6енерации мембран

Основные направления решения проблемы снижения проницаемости

мембран при разделении жид их полидисперсных систем

Êîìïëåêñíîå âëèÿíèå âíåøíèõ ôàêòîðîâ íà ïðîíèöàåìîñòü

ìåìáðàí ïðè ðàçäåëåíèè æèäêèõ ïîëèäèñïåðñíûõ ñèñòåì

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека