نام فایل : فیلتراسیون غشایی

فرمت : .pptx

تعداد صفحه/اسلاید : 23

حجم : 3 مگابایت

بنام خدا
فیلتراسیون غشایی
معرفی غشا، فرایندهای غشایی
و کاربرد آنها در فیلتراسیون

1
نگاه کلی
تعريف غشا
جنس غشا
خواص غشا
ساختمان غشا
فرايندهاي غشايي

تعریف
بنا به تعريف غشا لايه اي نازک است که مي تواند اجزاي يک سيال را به طور انتخابي از آن جدا نمايد. به عبارت ديگر غشا وسيله اي است که جداسازي مواد را عموماً براساس اندازه‌هاي مولکولي آنها ممکن مي سازد. در اين فرآيند علاوه بر اندازه، عوامل ديگري نيز دخالت دارند.
به طور خلاصه دو عمل اصلي که توسط غشاء انجام مي شود عبارتند از:
نفوذپذيري يا تراوشpermeability) )
انتخابگري يا گزينش پذيري (selectivity)
انتقال جرم در طول يک غشاء ممکن است بوسيله نفوذ و يا جابجايي حاصل شود. جابجايي مي تواند در اثر اختلاف پتانسيل الکتريکي، غلظت، فشار يا درجه حرارت انجام شود.
جنس غشا
غشاهاي پليمري
غشاهاي سراميكي
غشاهاي فلزي
غشاهاي مايع
غشاهای تعویض یونی

غشاهاي پليمري
از جمله غشاهای پلیمری میتوان به غشاهای ساخته شده از جنس پلی‌پروپیلن، تفلون، پلی‌آمید، پلی‌ایمید و پلی سولفون اشاره کرد. هر کدام از این مواد بر اساس ساختار شیمیایی خود، دما و pH محیط، حلالیت مواد و مقاومت آنها مورد استفاده قرار میگیرند. تخلخل بالا یکی از ویژگیهای مهم در غشاهای پلیمری است.
نياز به غشاهايي با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوري بالا، انتخاب پذيري بالا و پايداري شيميايي، مكانيكي و حرارتي مناسب، محققين را به سمت توسعه غشاهاي هيبريدي نانوكامپوزيتي (شامل مواد معدني پخش شده در ماتريس پليمري) سوق داده است
غشاهاي سراميكي
اين غشاها كه شامل اكسيدهاي آلومينيوم، زيركونيوم، تيتانيوم و سيلسيوم ميباشند، داراي مزايايي مانند مقاومت حرارتي، مكانيكي و شيميايي بالا، طول عمر زياد، مقاومت خوردگي و باكتريايي بالا، امكان احيا، امكان تميزكردن و كنترل مطلوب اندازه حفرات هستند. در اين غشاها، هيچ افزودني موردنياز نبوده و محدوديتي در دماي فرآيند وجود ندارد. فيلتراسيون به كمك سراميك، يك فرايند با انتخاب پذيري بالاست كه بدون تبديلات فازي است. ولي در كنار اين مزايا، معايبي مانند هزينه ساخت بالا و مشكل بودن انجام اصلاحات بعدي بر روي غشا نيز وجود دارد.
غشاهاي فلزي
اين غشاها كه در حال حاضر بيشتر در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي مورد استفاده قرار مي گيرند، معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ، سيليس، آلومينيوم، نقره ، نيكل و برخي از آلياژها هستند. خصوصيت برجسته اي كه در رابطه با اين غشاها مطرح است، مقاومت آنها در برابر خوردگي است.
ثابت شده است كه غشاي فلزي براي كاهش ميكروبها و ذرات آلوده كننده از آب باران كافي است.
غشاهاي مايع
غشا فازي است بين دو فاز ديگر كه انتقال جرم بين آنها را كنترل م يكند. اگر اين فاز مياني يك مايع امتزاج ن اپذير با دو فاز ديگر باشد، نقش يك غشا مايع را خواهد داشت.
غشاهاي مايع به سه صورت غشاهاي امولسيوني، پايه اي و جرياني هستند. در غشاهاي امولسيوني از عوامل فعال كننده سطحي براي توليد امولسيون استفاده مي كنند. در غشاء نوع دوم از مايعي در داخل يك جامد متخلخل با حفراتي در حد ميكرون استفاده م يكنند. در غشا جرياني هم، جريان مايع- مايع به صورت پيوسته برقرار بوده و حفرات را همواره پر نگه مي دارد.
غشاهای تعویض یونی
این نوع غشاها در فرایند الکترودیالیز استفاده شده که متشکل از يک سري غشاء کاتيوني و آنيوني است که به صورت متفاوت قرار گرفته اند. و يک پتانسيل الکتريکي به انتهاي آنها متصل گشته است. هنگامي که سیال تصفیه نشده شامل کاتیون و آنیون باشد و به داخل يک سلول معين وارد شود، کاتيون هاي با بار مثبت بوسيله ي کاتد حرکت داده مي شوند. کاتیونها مي توانند از ميان غشاء کاتيوني با بار منفي نفوذ کرده اما بوسيله ي غشاء آنيوني با بار مثبت دفع مي گردند. به همین صورت آنیونها به صورت عکس عمل میکنند.
خواص غشا
خواص شیمیایی
بار سطحی
هدایت الکتریکی
جذب کنندگی
آبدوست یا آبگریز بودن غشا 

خواص فیزیکی
اندازه حفره های غشا
توزیع اندازه حفره ‌ها
تعداد حفره ها
شکل حفره ها
ضخامت غشا
تخلخل
چروک خوردگی

ساختمان غشا
غشاها در داخل محفظ هایی قرار می گیرند كه تحت عنوان مدول اطلاق میشود. نوع جریان در سطح غشا و نیز نحوه حركت سیال بستگی به نوع مدول انتخابی دارد. درواقع مدول به منظور نگهداری غشا، كنترل حركت سیال و افزایش نسبت سطح به حجم به كار می رود در هر مدول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پایه های خود در یك شكل هندسی خاص قرار میگیرند كه دارای مجراهایی برای ورود خوراك توزیع خوراك و همچنین جمع آوری مواد می باشد.
مدولهاي صفحه اي
Flat and plate
spiral
....