Ультрафильтрационные мембраны

Основы и применение

Ультрафильтрационные мембраны – это полупроницаемые барьеры, используемые для разделения, очистки и концентрирования растворов и суспензий. Они работают под давлением, задерживая высокомолекулярные вещества (белки, коллоиды, бактерии, вирусы), пропуская воду и низкомолекулярные соединения.
Основные характеристики:

• Размер пор: 1–100 нм (отсекают частицы с молекулярной массой от 1 000 до 500 000 Да).
• Рабочее давление: 1–10 бар (ниже, чем у нанофильтрации и обратного осмоса).
• Материалы: полимеры (ПВДФ, полисульфон, полиэфирсульфон, полиакрилонитрил) или керамика.

Применение:

1. Очистка воды (питьевая, сточные воды, удаление бактерий и вирусов).
2. Пищевая промышленность (концентрирование молока, соков, выделение белков).
3. Фармацевтика (стерилизация растворов, разделение биопродуктов).
4. Химическая промышленность (регенерация красителей, очистка эмульсий).

Преимущества:

• Энергоэффективность (низкое давление).
• Отсутствие фазовых переходов (сохранение свойств веществ).
• Компактность установок.

Недостатки:

• Засорение пор (требует предварительной очистки и промывки).
• Ограниченная селективность для низкомолекулярных соединений.

Отличие от других мембранных процессов:

• Микрофильтрация (0,1–10 мкм) – задерживает взвеси, но не макромолекулы.
• Нанофильтрация (0,5–5 нм) – удаляет ионы и мелкие органические молекулы.
• Обратный осмос (<0,5 нм) – задерживает даже соли.

Ультрафильтрация – ключевая технология в современных системах водоочистки и переработки жидкостей, сочетающая высокую эффективность и экономичность.