Мембранные процессы - это методы, позволяющие осуществлять разделение веществ без использования тепла. Частицы разделяются в зависимости от размера и формы за счет использованием молекулярного давления, а также специально разработанных полупроницаемых мембран. Одним из мембранных процессов является ультрафильтрация. Ультрафильтрация - это процесс распределения, использующий мембрану, размеры пор которой находятся в диапазоне 0,1 – 0,001 мкм. Типично во время ультрафильтрации из раствора удаляются частицы с высокой молекулярной массой, коллоидные и органические вещества и неорганические полимеры. Органические молекулы с низкой молекулярной массой и ионы, такие, как: натрия, кальция, марганца проникают через мембрану. Мембрана готовится из различных материалов, напоминающих по консистенции гель.
Применение ультрафильтрации
Ультрафильтрация используется в частности для:
- отделения коллоидных частиц от остальной части суспензии
- отделения частиц в определенном размере от частиц других размеров
- распределения частиц различных размеров за счет использования фильтров с градиентом размеров пор.
Одним из более эффективных способов очистки воды является именно процесс ультрафильтрации. К сожалению, большинство источников воды не пригодны для прямого использования. Перед употреблением ее необходимо очистить, прежде всего, удалив с нее загрязнения, патогены, неприятный запах и вкус. Ультрафильтрация позволяет одновременно удалить болезнетворные микроорганизмы и мутность. Полупроницаемая мембрана обеспечивает достаточный барьер, который позволяет удалить бактерии и вирусы, потому что они имеют размер больше, чем поры в мембране. Кроме того, по сравнению с другими методами очистки воды, этот метод не оставляет болезнетворных микроорганизмов в воде. Этот процесс подготовки был практически полностью автоматизирован, он также является энергосберегающим. Более того, его можно осуществлять с использованием солнечной энергии, поэтому является очень экологичным. Другим преимуществом этого метода является то, что в воду не добавляются ни на одном этапе химические средства.
Этот процесс используется также для очистки других жидкостей, таких как: соки, вино и молоко. Ультрафильтрация в случае процесса молочной промышленности ведет к обогащению молока белками. Это особенно важно при производстве обезжиренного молока, что позволяет сохранить нужный аромат.