МЕМБРАННАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ В БИОТЕХНОЛОГИИ

Мембранные фильтры получили широкое распространение в науке и технике, биохимии, медицине, в фармацевтической, химической, электронной и пищевой промышленности.

Мембранная фильтрация представляет собой разделение веществ  в растворах на полупроницаемых мембранах. Разделение производят при помощи приложенной извне движущей силы(электрическое поле). Благодаря этому отделяются крупные и мелкие частицы.

К наиболее распространенным промышленным мембранным процессам относятся обратный осмос, ультра- , микро- и нанофильтрация, диализ, электродиализ, мембранная дистилляция, испарение через мембрану (первапорация) и мембранное разделение газов. Кроме того необходимо упомянуть разделение на жидких мембранах (транспорт с переносчиком) и многочисленные процессы, протекающие на биологических мембранах[1,3].

Классификация промышленных мембранных процессов по характеру движущей силы представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Классификация промышленных мембранных процессов по характеру движущей силы

Баромембранный процесс представляет собой процесс, где градиент давления является движущей силой. Различают тангенциальную и тупиковую фильтрации. При тангенциальной фильтрации продукт движется вдоль мембраны, а при тупиковой – характерна для механической фильтрации. Схемы приведены на рисунке ниже[2].

Рисунок 1. Схема тупиковой и тангенциальной фильтрации.

Тупиковая и тангенциальная фильтрация различаются по направлению потока жидкости, свойства фильтрационного материала, конструктивному оформлению, степени разделения[1].

Мембранную фильтрацию классифицируют по размерам выделяемых частиц.  Наиболее распространенная классификация представлена в таблице 2.

Таблица 2.

Классификация мембранной фильтрации

Необходимое давление при проведении микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации составляет менее 12 кгс/см^2, а при обратном осмосе – более 20 кгс/см^2.

Материал  мембран для фильтрации бывает различный. Виды материалов представлены в таблице 3[1].

Таблица 3.

Классификация видов мембран

Поскольку типов мембран достаточно большое количество, то это необходимо учитывать при принятии решения для конкретной задачи. Удовлетворить все требования в одной установке очень сложно, поэтому следует подбирать оптимальное решение в вопросе подбора типа мембран, выбора конструкции системы фильтрации. Конструкция фильтрационной системы состоит из арматуры для автоматизации, насосного оборудования, фильтродержателя,  фильтроэлементов.

Комплексное использование различных методов мембранной фильтрации на предприятиях открывает широкие возможности в производстве. Использование современных мембранных технологий позволяет значительно снизить производственные затраты на разработку и внедрение новых технологий производства[3].

Список литературы:

1. Лепешин Н.А. Микрофильтрационные полиамидные мембраны, обладающие стерилизующими и бактериостатическими свойствами: дис. канд. техн. наук: 05.17.06 / Н.А. Лепешин. -  Владимир, 2016. – 132 с.
2. Орлов Н.С. Ультра- и микрофильтрация: учебное пособие./ Н.С. Орлов. – М. РХТУ им. Менделеева, 2014. – 117с.
3. Сазыкин Ю.О. С 148 Биотехнология : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю. О. Сазыкин, С. Н. Орехов, И.И.Чакалева ; под ред. А. В. Катлинского. — 3-е изд., стер. — М .: Издательский центр «Академия», 2008. — 256 с.