Мембранные процессы. Лекция № 7

1.

ГОУ ВПО «Воронежская государственная
технологическая академия»
Кафедра процессы и аппараты
химических и пищевых производств
Курс лекций
по дисциплине
Процессы и аппараты
пищевых производств
Лекция № 7
Мембранные
процессы
ФГБОУ ВПО ВГТА
Остриков А.Н.
Профессор
Остриков А.Н.

2.

Обратный осмосМЕМБРАННЫХ
– это процесс фильтрования
растворов
КЛАССИФИКАЦИЯ
ПРОЦЕССОВ
под давлением,
превышающим
осмотическое,
черезрастворенного
Концентрационная
поляризация
– отношение
концентрации
мембраны,
ипод растворе.
Мембранные
процессы мембраны
в концентрации
фильтрации
Ультрафильтрация
это
процесс растворитель
разделения,
Первапорация
–заключаются
это процесс
испарения
через
вещества
у полупроницаемые
поверхности
к –егопропускающие
врастворов
разделяемом
задерживающие
молекулы
либо для
ионы
растворенных
веществ.
давлением
через
специальные
полупроницаемые
пропускающие
Влияние
концентрационной
поляризации
на мембраны,
рабочие
характеристики
мембран
фракционирования
и концентрирования
растворов
с
мембрану,
используемый
разделения
освобождение
коллоидных
растворов
и
растворов
В
основе
описываемого
метода
лежит
явление
осмоса
молекулы
растворителя
и
полностью
или
частично
задерживающие
молекулы
отрицательное,
т. к. при полупроницаемых
этом
вследствие
увеличения
осмотического
давления раствора
помощью
мембран
со средним
трудноразделимых
смесей.
Испарение
через
мембрану
самопроизвольного
перехода
растворителя
через
высокомолекулярных
веществ
от
растворённых
в
них
либо
ионы
растворенных
веществ.
снижается
движущая собой
сила
процесса
разделения.
Кроме
того, при
этом возможно
диаметром
пор
от
0,01
до
0,20
мкм
под
давлением
представляет
процесс
мембранного
разделения
полупроницаемую
перегородку
в раствор
(рис. 2, в а).
Мембранные
методы разделения
жидких
систем,
применяемые
пищевойсолей,
низкомолекулярных
помощи
выпадение
в осадок
и соединений
осаждение
на при
мембране
труднорастворимых
0,1...1,0
МПа.
В
процессах
ультрафильтрации
из
жидкостей,
при
котором
смесь
приводится
в
контакт
с
Давление,
при котором
наступает
равновесие
(рис. 1):
2,падает
б),
промышленности,
классифицируют
по При
среднему
размеру
на (рис.
полупроницаемой
мембраны.
диализе
молекулы
гелеобразование
высокомолекулярных
соединений.
Впор
результате
удельная
В
основе
всех
электромембранных
процессов
лежит
исходного
раствора
отделяют
мелкие
бактерии
и
одной
стороной
селективно
проницаемой
непористой
называется
осмотическим.
Если
со
стороны
раствора
производительность
Обратный осмос
(проницаемость)
и через
селективность
мембран,
срок их
растворенного
низкомолекулярного
вещества
проходят
электродиализ
перенос
ионов
мембраны
под(рис.снижается
приложить
давление,
превышающее
осмотическое
2,
в),
сферические
вирусы,
крупные
белковые
молекулы
и
т.
мембраны,
а
проникшие
через
мембрану
компоненты
через
мембрану,
а неспособные
диализировать
службы.
Ультрафильтрация
действием
электрической
силы.
При
использовании
то
перенос
растворителя
будет
происходить
в раствор
обратном диффузией
п.
При
ультрафильтрации
исходный
(пермеат)
удаляются
в
виде
пара
с ее слое
обратной
Растворенное
вещество
переносится
в
пограничном
молекулярной
(проходить
через
мембрану)
коллоидные
частицы
неселективных
мембран,
проницаемых
дляопределения
ионов
направлении,
нашло
отражение
названии
процесса
и Микрофильтрация
разделяется
начтодва
принципиально
продукта:
стороны.
конвекцией,
было получено
уравнение
для в новых
концентрационной
остаются
за
ней
«обратный
осмос»
(например,
целлофановых),
можно
отделить
КПчерез
низкомолекулярный
поляризации
Испарения
мембрану(фильтрат) и высокомолекулярный.
электролиты
от неэлектролитов.
Если
мембраны
более
exp[
G
Фильтрат
проходит сквозь
мембрану
1 jv ]и удаляется, а
(1)
КП катионов
Микрофильтрацией
называется
мембранный
Диализ
проницаемы
для
или,
наоборот,
для
анионов
2
3
высокомолекулярный
продукт
концентрируется.
В
и (из
1
)exp[(
G1 jv )Sc
]
и
процесс,
при
котором
раствора
выделяются
крупные
(например,
ионообменные
мембраны),
то
путем
Рис. 1. Классификация
мембранных процессов
Электродиализ
отличие
от
процессов
микрофильтрации
частицы
или
взвешенные
микрочастицы
гдеэлектродиализа