ความรู้อุตสาหกรรม
ตัวกรองเมมเบรนทำงานอย่างไรเพื่อแยกอนุภาคและสิ่งปนเปื้อนออกจากของเหลวหรือก๊าซ
ตัวกรองเมมเบรนเป็นเครื่องมือสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับการแยกอนุภาคและสิ่งปนเปื้อนออกจากของเหลวหรือก๊าซ ตัวกรองเหล่านี้ทำงานบนหลักการแยกขนาด โดยปล่อยให้โมเลกุลหรืออนุภาคขนาดเล็กผ่านรูพรุนของเมมเบรน ในขณะที่ยังคงรักษาอนุภาคหรือสิ่งปนเปื้อนขนาดใหญ่ไว้
โครงสร้างของตัวกรองเมมเบรนประกอบด้วยชั้นบางและมีรูพรุนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกั้นระหว่างของเหลวกับเอาต์พุตที่ต้องการ รูพรุนในตัวกรองสามารถออกแบบให้มีขนาดเฉพาะได้ ช่วยให้สามารถแยกอนุภาคได้อย่างแม่นยำตามขนาด โดยทั่วไปตัวกรองเมมเบรนจะทำจากวัสดุ เช่น โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF), เซลลูโลสอะซิเตต และโพลีอีเทอร์ซัลโฟน (PES) ซึ่งมีความต้านทานต่อสารเคมีและความร้อนในระดับต่างๆ
ในระหว่างกระบวนการกรอง ของเหลวที่จะกรองจะถูกนำไปใช้กับด้านหนึ่งของตัวกรองเมมเบรน ในขณะที่ยังคงรักษาความแตกต่างของแรงดันไว้ ขณะที่ของเหลวไหลผ่านเมมเบรน อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดรูพรุนของเมมเบรนจะผ่านไปได้ ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่จะยังคงอยู่ กลไกนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์การแยกขนาด
ประสิทธิภาพของตัวกรองเมมเบรนขึ้นอยู่กับขนาดรูพรุนและความหนาของเมมเบรน ตัวกรองที่มีรูพรุนเล็กสามารถกักเก็บอนุภาคขนาดเล็กลงได้ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแยกสารสูงขึ้น นอกจากนี้ ตัวกรองที่มีเมมเบรนบางกว่าอาจมีความต้านทานต่อการไหลต่ำ แต่อาจมีแนวโน้มที่จะเกิดการอุดตันมากกว่า ด้วยเหตุนี้ การเลือกตัวกรองเมมเบรนที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญโดยพิจารณาจากข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ
ตัวกรองเมมเบรนมีจำหน่ายในรูปแบบต่างๆ รวมถึงแผ่นแบน แผลเป็นเกลียว เส้นใยกลวง และเมมเบรนเซรามิก การกำหนดค่าแต่ละอย่างมีข้อดีเฉพาะตัวและเหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน เมมเบรนแผ่นเรียบมักใช้ในการใช้งานในระดับห้องปฏิบัติการ และสามารถเปลี่ยนได้ง่ายเมื่อจำเป็น เยื่อเมมเบรนแบบเกลียวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการบำบัดน้ำ และเป็นที่รู้จักในด้านพื้นที่ผิวสูงและการออกแบบที่กะทัดรัด ในทางกลับกัน เมมเบรนเส้นใยกลวงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานการกรองขนาดใหญ่ เนื่องจากมีอัตราการไหลและความทนทานสูง
ไส้กรองเมมเบรนมีประเภทใดบ้าง และการใช้งานเฉพาะด้านมีอะไรบ้าง
มีตัวกรองเมมเบรนหลายประเภทให้เลือกใช้งาน แต่ละประเภทได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานเฉพาะโดยพิจารณาจากขนาดรูพรุน องค์ประกอบของวัสดุ และความสามารถในการกรอง ต่อไปนี้คือตัวกรองเมมเบรนประเภทต่างๆ ที่พบบ่อยที่สุดและการใช้งานเฉพาะ:
1. ตัวกรองเมมเบรนแบบไมโครฟิลเตรชัน (MF): ตัวกรองเหล่านี้มีขนาดรูพรุนตั้งแต่ 0.1 ถึง 10 ไมโครเมตร และมักใช้เพื่อกำจัดแบคทีเรีย อนุภาค และของแข็งแขวนลอยออกจากของเหลว พบการใช้งานในอุตสาหกรรมยา อาหารและเครื่องดื่ม และการบำบัดน้ำ
2. ตัวกรองเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF): ตัวกรอง UF มีขนาดรูพรุนที่เล็กกว่า โดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 0.001 ถึง 0.1 ไมโครเมตร มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดโมเลกุลขนาดใหญ่ คอลลอยด์ โปรตีน และโมเลกุลขนาดใหญ่ เมมเบรน UF ใช้ในการทำให้โปรตีนบริสุทธิ์ การบำบัดน้ำเสีย และในอุตสาหกรรมนมสำหรับความเข้มข้นและความกระจ่างของนม
3. ตัวกรองเมมเบรนนาโนฟิลเตรชัน (NF): ตัวกรอง NF มีขนาดรูพรุนที่เล็กลง โดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 0.0001 ถึง 0.001 ไมโครเมตร ตัวกรองเหล่านี้สามารถกำจัดไอออนไดวาเลนต์ สารประกอบอินทรีย์ และอนุภาคขนาดเล็กได้ โดยทั่วไปจะใช้ในอุตสาหกรรมยาเพื่อการทำให้ยาบริสุทธิ์และความเข้มข้น เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมบำบัดน้ำเพื่อแยกเกลือออกจากและกำจัดยาฆ่าแมลง
4. ไส้กรองเมมเบรนแบบ Reverse Osmosis (RO): เยื่อ RO มีขนาดรูพรุนที่แน่นมาก โดยปกติจะน้อยกว่า 0.0001 ไมโครเมตร พวกมันสามารถกำจัดอนุภาค ไอออน และสารประกอบอินทรีย์เกือบทั้งหมดออกจากสารละลายได้ ตัวกรอง RO ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในระบบทำน้ำให้บริสุทธิ์ โรงกลั่นน้ำทะเล และการผลิตน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ
5. ตัวกรองเมมเบรนแยกก๊าซ: ตัวกรองเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการแยกก๊าซตามอัตราการซึมผ่านเมมเบรน พบการใช้งานในการผลิตก๊าซ กระบวนการกลั่น และการแยกอากาศ
ติดต่อเรา
