Мембраналық процестер

Презентация қосу

Қазақстан Республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
Жәңгір-хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық-техникалық
университеті

«Агротехнологиялық» институты
«Тағам және қайта өңдеу өндірістерінің технологиялар» жоғары мектебі

5В072700- «Азық – түлік өнімдерінің технологиясы» мамандығының 2 курс білім
алушыларына арналған «Тағам өндірісінің үрдістері мен аппараттары» пәнінен

Презентация
Тақырыбы: Әртекті жүйелердің пайда болу жолдары, жіктелуі, бөлу әдістері

Орындаған: ТПП-23 студенттері Құтжан Т. Қ.,

Тажиева Н. Н.

Тексерген: РһD доктор , аға оқытушы
Умирзакова Г. А.
Орал 2020 жыл
Мембраналық технология-бөлінетін компоненттерді жұтудың
болмауымен және бөліну процесіне төмен энергетикалық шығындармен
ерекшеленетін жартылай өткізбейтін қалқа арқылы заттарды бөлу
процесін ұйымдастыру мен жүзеге асырудың жаңа принципі.
Мембраналық технологиялар көптеген салаларда қарқынды
қолданылады. Химиялық өнеркәсіпте-эмульсияларды бөлу және
ерітінділерді шоғырландыру, жоғары молекулалық өнімдерді төмен
молекулярлардан бөлу, газ және т.б. қоспаларын бөлу үшін. Тамақ
өнеркәсібінде мембраналық технологиялар шырындарды
шоғырландыру, жоғары сапалы қант дайындау, сүт өндірісінің
қалдықтарынан жоғары сапалы ақуыз алу және т. б. үшін қолданылады.
Бір текті емес жүйелерді бөлудің дәстүрлі үдерістерімен салыстырғанда
мембраналық технология жоғары энергия және ресурс -
экономиялығымен, аппаратуралық безендіру қарапайымдылығымен,
экологиялық тазалығымен ерекшеленеді.
Жалпы түрде мембрананы Екі фазаны шектейтін аймақ ретінде
анықтайды. "Мембрана" сөзі латын тілінен шыққан (membrana)және
қабықты, жарғақты білдіреді. Технологияда " мембрана "сөзі деп біз
сұйық және газды біртекті емес қоспалардың жеке компоненттеріне
қатысты әртүрлі өткізгіштікке ие қалқаларды түсінеміз.
Сүзу және мембраналық бөлу процестерінің сыртқы
ұқсастығы кезінде осы процестер арасында принципті
айырмашылық бар. Сүзу барысында газ немесе сұйық
қоспаның ең болмағанда бір компоненті кідіріп, Сүзгіш
қалқаның ішінде бекітіледі. Бұл аралық бірте-бірте бітеді және
тазарту жоқ сүзу процесін жүзеге асыру іс жүзінде мүмкін
емес. Мембранның фильтріне қарағанда бөлінетін сұйық
немесе газ қоспасының бірде-бір компонентін бекітпейді, ал
тек бастапқы ағындарды екіге бөледі, олардың біреуі бастапқы
қандай да бір компонентпен салыстырғанда бай. Мембрананың
мұндай әрекет принципі оны қоспаларды бөлу тиімділігіне
елеулі өзгертусіз іс жүзінде шектелмеген қызмет мерзіміне
қабілетті етеді.
Мембраналарды жіктеудің негізгі белгілері ретінде мыналар
қарастырылады: олар дайындалған материал; құрылымы;
мембраналық әсер ету механизмі және мембраналарды қолдану
саласы.
Жалпы түсінік бойынша мембраналар
дегеніміз – екі фаза арасын бөлетін шекара.
Мембраналар газ, сұйық, қатты немесе осы
үш күйдің араласқан күйінде болуы мүмкін.
Олар осмос құбылысына негізделген –
судың жартылай өткізгіш септум арқылы
ерітіндіге ауысуы. Ерітінділеді бөлу
фазалық өзгеріссіз жүзеге асырылады, ал
процестегі энергия негізінен бастапқы
сұйықтықтың қысымын жасауға және оны
мембрана арқылы өткізуге жұмсалады.
Мембраналық процестер сүзгілеу
процесінен өзгеше болып таблады.
Гетерогенді (екі фазалы) жүйе болып
табылатын сұйықтық әртүрлі мөлшерде
бөлшектелген бөлшектердің
дисперсиялануымен сүзу арқылы тазартуға
жіберіледі.
Мембраналар келесі талаптарға сәйкес келуі қажет:
• жоғары бөлу қасиетіне;
• жоғары меншікті өнімдікке;
• бөлінетін жүйе ортасының әрекетіне химиялық
тұрақты болуы тиіс;
• тасымалдау, сақтау және жөндеу кезінде
шыдайтындай механикалық беріктікке ие болуы тиіс.
Сондай-ақ, мембраналар қасиеті эксплуатация
жағдайында өзгермеуі тиіс.

Мембраналарды жасауда әртүрлі полимерлер, керамика, шыны, метал фольгалар
қолданады. Қолданылатын материалдардың механикалық беріктігіне байланысты
мембраналар тығыздағыш (полимерлік) және қатаң құрылымды, сондай-ақ, кеуекті
және кеуекті емес (диффузиялық) деп бөлінеді.
Мембраналық әсер ету механизмі бойынша диффузиялық,
адсорбциялық және ион алмасу мембраналары бар.

Бөлінетін қоспаның агрегаттық жағдайына, бөлу процесінің
қозғаушы күшіне, компоненттер бөлшектерінің мөлшеріне
және бөлу механизміне байланысты мембраналық
процестердің бірнеше түрі ажыратылады:
- газдардың диффузиялық бөлінуі;
- сұйықтықтарды мембрана арқылы булану әдісімен бөлу;
- сұйық қоспаларды бөлудің баромембраналық
процестері;

Қолдану саласына байланысты суды тұзсыздандыру - электродиализ.
үшін, ауыз суды және жоғары дәрежедегі таза суды
алу үшін, сарқынды суларды тазарту үшін,
фармацевтикалық және микробиологиялық
өнеркәсіп үшін, медицина, тамақ өнеркәсібі үшін,
тіршілікті қамтамасыз етудің тұйық жүйелері үшін,
органикалық қоспалар мен т. б. бөлу үшін
мембраналар бөлінеді.
Мембраналық
процестер

Микрофильтрация Ультрафильтрация Кері осмос
Егер мембраналық процесс өлшемі 0,1...10
мкм ірі коллоидты немесе өлшенген
микрочастиктерді идеалды ерітіндіден бөлу
үшін қолданылса, онда оны
Ультрафильтрация кезінде бастапқы ерітінді
микрофильтрация немесе мембраналық
түбегейлі жаңа екі өнімге бөлінеді: төмен
сүзу деп атайды.
молекулалық салмақ(фильтрат) және жоғары
Микрофильтрация микробиологиялық
молекулалық салмақ. Фильтрат мембранадан өтіп
өнеркәсіпте ферменттердің, ақуыздардың,
шығарылады, ал жоғары молекулалық салмақтағы
нуклеин қышқылдарының,
өнім шоғырланған. Микрофильтрация
полисахаридтердің және басқа заттардың
процесітерінен айырмашылығы,
химиялық, тамақ және целлюлоза-қағаз
ультрафильтрация еріген заттардың мембрананың
өнеркәсібінде сарқынды суларды тазарту
бетіндегі адсорбциясымен және тіпті
үшін концентрациясы кезінде кеңінен
молекулааралық өзара әрекеттесуімен бірге жүруі
қолданылады.
мүмкін.
Микрофильтрация жұқа суспензияларды
шоғырландыру, ерітінділерді ағарту, теңіз
суын тұзсыздандыру кезінде сарқынды және
табиғи суларды тазарту үшін
пайдаланылады.
Кері осмос дегеніміз – ертіндінің
молекулаларын немесе иондарын ерітіп,
ұстап тұратын жартылай өткізгіш
мембраналар арқылы осмотикалық
қысыммен ерітінділерді сүзу процесі.
Сипатталған әдіс осмос құбылысына
негізделген – еріткіштің жартылай өткізгіш
септум арқылы ерітіндіге өздігінен
ауысыуы. Тепе-теңдік орнатылатын қысым
осмотикалық деп аталады. Егер ерітіндінің
жағынан осмотикалық қысымнан асатын
қысым қолданылса онда еріткіш кері
бағытта өтеді, бұл процесс «кері осмос»
деп аталады.
Концертациялық поляризация – бұл мембрананың бетіндегі
ерітінді концентрациясының оның ертіндідегі концентрациясына
қатысты. Шоғырлану поляризациясының мембраналық өнімділігіне
әсер теріс болады өйткені бөліну процесінің қозғаушы күші
ерітіндінің осмотикалық қысымының жоғарылауына байланысты
төмендейді. Сонымен қатар, ерімейтін тұздардың мембранасында
жауын – шашын мен тұндыру, жоғары молекулалық салмақы
қозғалыстардың желімі болуы мүмкін. Нәтижесінде
мембраналардың нақты өнімділігі (өткізгіштігі) және селективтілігі
төмендейді,ал олардың қызмет ету мерзімі төмендейді.
Мембраналық процестерге арналған қондырғылар мембраналардың орналасуына байланысты
төрт типке бөлінеді:
• Жазық мембраналы элементті қондырғылар;
• Құбырлы мембраналы элементті қондырғылар;
• Орама түріндегі мембраналы элементті қондырғылар;
• Іші қуыс талшық тәрізді мембраналар.

Жазық мембраналы элементті қондырғылардың негізі
болып жазық кеуекті материал – дренаждің екі жағынан
орналастырылған жазық мембраналардан тұратын элемент.
Кемшілігі : мембрана меншікті бетінің аз болуы, сондай-ақ,
қондырғыны құрастыру мен мембраналарды ауыстыру
автоматтандырылмаған.
Құбырлы мембраналы элементті қондырғылардың
құрылысын оларды құрайтын мембраналық элементтердің
конструкциясымен анықтайды.
Олардың артықшылықтары: корпустың жоқтығынан
метериа жұмсалуының жақсы гидродинамикалық
шарттары, қондырғыларға құбырлы мембраналы
элементтерді орналастыру ыңғайлылығы, қондырғы
герметизациясының сенімділігі.

Орама түріндегі мембраналы элементті
қондырғылар жоғары меншікті бетке, аз металл
қажеттілікке ие, мембраналық элементтерді
жинауда көптеген операциялар механизацияланған.
Бұл қондырғылардың кемшілігіне кейбір
конструкцияларының монтажыныі қиындығы,
мембрана бір бөлшегі бұзылғанда барлық пакетті
ауыстыру қажеттілігі туындайды.
Пайдаланылған әдебиеттер:
1. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Часть 2. Массообменные
процессы и аппарты. М.:Химия, 1995.-369с.
2. Дытнерский Ю. И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, 1978.-352с.
3. Мембранные процессы разделения: Пер. С англ. Под. Ред. Проф. Дытнерского Ю. И. –М.:
Химия, 1981. -464с.
4. http://portal.kazntu.kz/files/publicate/2014-07-08-elbib_8.pdf

Ұқсас жұмыстар

Мембраналық тасымал

Мембраналық процестердің жіктелуі

Биологиялық мембраналардың қызметтері

Иондық каналдар мен тасымалдаушылар құрылысы мен қызметі. Электрогенез механизмі

УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ

Қараңғы және жарық фазалар

Мембраналы манометрлер

Интегралдық белоктар

Биоэлектрлік потенциалдар

Жасушалық мембрана қызметтері

Пәндер