Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

AstronomieBiofizicaBiologieBotanicaCartiChimieCopii
Educatie civicaFabule ghicitoriFizicaGramaticaJocLiteratura romanaLogica
MatematicaPoeziiPsihologie psihiatrieSociologie


Membrane si procese de membrana

Chimie

+ Font mai mare | - Font mai mic




DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
Gazele rare: Argonul, Heliul, Kriptonul si Neonul, Xenonul
DETERGENTI
Reactii de eterificare
Biocompatibilitate
Glicoliza - Metabolismul lactozei sub actiunea bacteriilor lactice
Chimie Organica - Alcooli
Acidul Azotic - Stare naturala, Preparare
Mecanismul de actiune al enzimelor. Centri activi - Clasificarea enzimelor
Retele cristaline
Reactii de acilare



Membrane si procese de membrana

In cadrul proceselor de separare, pe langa procesele clasice de separare (distilarea, rectificarea, extractia, schimbul ionic, filtrarea, centrifugarea, sedimentarea), au aparut o serie de alte procese, cunoscute ca procese de membrana.





Procesele de membrana au cunoscut, incepand cu anii '70, o dezvoltare spectaculoasa, utilizandu-se la nivel industrial in domenii cum ar fi: tratarea apelor reziduale, tehnologiile medicale, industria chimica. Evolutia rapida si diversa a acestor tehnologii a fost posibila datorita punerii la punct a tehnicilor experimentale de preparare si caracterizare a membranelor.

Un sistem complex format dintr-un solvent in care se gasesc dizolvate specii chimice ionice, molecule si macromolecule si dispersate macromolecule, agregate moleculare si particule, poate fi separat in componente prin procese membranare. Datorita gamei largi de utilizari a acestora se evidentiaza cinci importante procese membranare (microfiltrarea, ultrafiltrarea, osmoza inversa, dializa si electrodializa) care acopera intregul domeniu de marimi de particule de separat, egaland in versatilitate sedimentarea in camp centrifugal. Procesele membranare permit si separarea unor specii chimice dizolvate, deci fractionarea unor sisteme omogene, asemanandu-se din acest punct de vedere cu extractia, distilarea sau schimbul ionic.

Dupa cum se observa din tabelul 1, microfiltrarea, ultrafiltrarea, nanofiltrarea si osmoza inversa au ca forta motrice diferenta de presiune, acestea numindu-se procese de baromembrana. Procesele de baromembrana ocupa primul loc in gama aplicatiilor industriale. Aceste procese sunt de obicei incadrate in categoria tehnicilor de filtrare inaintata. Astfel, osmoza inversa este similara unei deshidratari prin hiperfiltrare, ultrafiltrarea seamana cu tehnicile de concentrare, purificare si fractionare a macromoleculelor sau dispersiilor coloidale, iar microfiltrarea este consacrata in separarea suspensiilor. Practic fiecare proces membranar se poate constitui intr-o alternativa viabila pentru alte procese de separare.

Tabel nr. 1 Procesele membranare si caracteristicile lor.

Procesul de membrana

Tipul membranei

Forta motrice

Mecanism de separare

Aplicatii

Microfiltrare (MF)

Simetrica microporoasa

(0,1 - 10 mm)

Presiune hidrostatica

(0,1 - 1 bar)

Curgere capilara si adsorbtie

Filtrare sterila, clarificare

Ultrafiltrare (UF)

Asimetrica microporoasa

(0,01 - 0,1 mm)

Presiune hidrostatica

(0,5 - 5 bar)

Curgere capilara

Separarea solutiilor de macromolecule

Nanofiltrare (NF)

Asimetrica cu strat activ

Presiune

10 - 30 bar

Curgere capilara si solubilizare - difuzie

Separarea anionilor de valente diferite. Fractionarea de amestecuri organice

Osmoza inversa

Hiperfiltrare (HF)

Asimetrica cu strat activ

Presiune

20 - 200 bar

Solubilizare - difuzie

Separarea sarurilor si microsolvitilor din solutii

Dializa (D)

Simetrica microporoasa

Gradient de concentratie

Difuzie

Separarea diversilor solviti din solutii macromoleculare

Separarea gazelor

Compozite si poroase

Presiune si gradient de concentratie

Solubilizare - difuzie

Separarea gazelor din amestecuri

Electrodializa (ED)

Cationice si anionice

Potential electric

Schimbul de sarcini

Indepartarea ionilor din solutii

Membrane lichide

Lichida

Potential chimic

Solubilizare - difuzie cu purtator

Separarea ionilor si speciilor biologice

Distilare prin membrane

Microporoasa

Presiune de vapori

Transportul vaporilor prin membrane

Apa ultrapura, concentrarea solutiilor

Pervaporatia

Asimetrica

Presiune partiala de vapori

Solubilizare - difuzie

Separarea lichidelor organice

Electrodializa cu membrana

Cationice, anionice, microporoase

Gradientul de concentratie

Transportul si schimbul de sarcina

Obtinerea NaOH de inalta puritate, a clorului, a hidrogenului

Electroosmoza

Microporoasa

Gradient de potential si concentratie

Difuzia ionilor si moleculelor

Uscarea unor substante solide umede

Reactoare membranare

Asimetrice, cationice, anionice

Functie de reactia chimica

Difuzia, schimbul de sarcina, curgerea capilara

Obtinerea produselor de fermentatie, indepartarea gazelor din reactoare

II.1.Clasificarea Membranelor

Criterii:

dupa natura lor:

• membrane naturale

• membrane sintetice

dupa tipul materialului:

• membrane polimerice

• membrane anorganice (sticla, metal, ceramica)

• membrane hibride organic-anorganice

• membrane lichide

dupa structura:



• simetrice

• asimetrice

• compozite

II.2.Aplicatii ale membranelor (ultimii 30 ani)

Numeroase sectoare de activitate:

- industria chimica si petrochimica

- industria farmaceutica

- industria agro-alimentara

- tratarea efluentilor

- apa potabila

- sanatate (dializa renala)

- microelectronica

- energie

- purificarea, separarea gazelor

ingineria biologica

biotehnologie etc.

Ii.3.Avantajele Procedeelor Membranare

• consum energetic mai redus;

• tratare la temperatura ambianta (fara degradare termica)

• conditii de operare simple;

• posibilitatea operarii continue;

• posibilitatea de cuplare cu alte procedee clasice de separare;

• caracteristici diverse ale membranelor, adaptate scopului urmarit;

• cost de investitii si de operare redus.

Elementul important este membrana : “bariera selectiva care separa doua compartimente si permite trecerea preferentiala a unei specii in raport cu altele, sub influenta unei forte de transfer” . Puterea de separare este rezultatul diferentei in viteza de transfer a componentilor, determinata de forta de transfer si de interactiile cu membrana.

Caracteristicile de separare sunt determinate de:

natura stratului polimeric;

marimea porilor;

viteza transportului de masa (invers proportionala cu grosimea membranei).

Caracteristicile procedeelor de separare cu membrane poroase

Procedeul

Natura fazelor

de separat

Porazitate

Originea selectivitatii

Gradientul de

presiune

Operatii unitare

Microfiltrarea

Lichid/lichid

1,1-10μm

Dimensiunea inegala a particulelor sau moleculelor de separat

1-3 bar

Clasificarea,

Debacterizarea,

Depoluarea,

Separarea.

Ultrafiltrarea

1nm-1 μm

9-10 bar

Clasificarea,

Depoluarea,

Purificarea,

Concentrarea.

Nanofiltrarea

<2nm

Diferenta difuzie a moleculelor de separare

10-40 bar

Purificarea,

Separarea,

Depoluarea,

Concentrarea,

Demineralizarea.

Filtrarea de gaze

Gaz/gaz

0,01-100 μm

Dimensiunea inegala a particulelor

de separat

0,1-5 bar

Separare,

Desprafuire.

Separarea de gaze

50nm -

<2nm

Diferenta difuzie a moleculelor de separare

0,1-50 bar

Separare,

Extractie,

Depoluare.







Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1096
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2020 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site