Мембранные процессы

 

Мембранные технологии – технологии, относящиеся к процессу разделения жидких смесей на полупроницаемых перегородках (их называют баромембранными технологиями). Внешне они похожи на обычную фильтрацию, так как движущей силой процесса является разность давлений. В действительности с помощью полунепроницаемых мембран разделяются истинные растворы (гомогенные системы), в то время как фильтрованием можно лишь разделить суспензию, т.е. отделить твердую фазу от жидкой.

Считая мембранные методы фильтрованием на молекулярном уровне, можно условно разместить мембранные методы следующим образом: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация и микрофильтрация по порядку увеличения размера и молекулярной массы задерживаемых частиц.

В настоящее время мембранные методы широко распространены в биотехнологической, пищевой, фармацевтической, химической промышленности. Ни одно современное производство ферментов не обходится без ультрафильтрационной очистки и концентрирования продукта.

Физико-механический процесс мембранных методов заключается в следующем. Растворение вещества в растворителе происходит при их сродстве друг к другу. При этом на уровне межмолекулярного взаимодействия происходит сольватация молекулами растворителя молекул или ионов растворяемого вещества. Если речь идет о водных растворах, то процесс называется гидратацией. Молекулы воды представляют собой крохотный диполь.

Ее энергия связи с частицей растворимого вещества тем больше, чем больший заряд несет эта частица на себе. С возрастанием заряда иона увеличивается количество молекул воды, связанной с ионом в виде многослойной гидратной оболочки. Образованием гидратных оболочек объясняется явление, называемое прямым осмосом.

Читайте далее>>>