Трубчатые ультрафильтрационные мембраны, являющиеся важной конфигурацией в мембранном разделении, благодаря своей уникальной конструкции и преимуществам каналов для жидкости, демонстрируют превосходную адаптируемость и стабильность при работе с сырьем с высоким-взвешенными твердыми частицами, высокой-вязкостью и легко загрязняемыми материалами. Их основной принцип заключается в использовании мембранного слоя с размерами пор от нанометров до микрометров под давлением для просеивания и удержания макромолекул, коллоидов, взвешенных частиц и микроорганизмов в растворе, тем самым достигая осветления, концентрации и фракционирования сырья.
Основная структура трубчатой ультрафильтрационной мембраны состоит из пористой опорной трубки и мембраны для разделения полимера, нанесенной на ее внутреннюю или внешнюю стенку. Обычные материалы включают полисульфон, полиэфирсульфон, полипропилен и керамику. Поток течет с высокой скоростью в поперечном-потоке внутри или снаружи трубы. Под давлением растворитель и мелкие-молекулярные растворенные вещества проникают через стенку мембраны в сторону пермеата, а оставшиеся твердые частицы и полимеры выводятся вместе с концентратом. Благодаря просторному каналу потока и высокой скорости подачи трубчатые ультрафильтрационные мембраны эффективно подавляют концентрационную поляризацию и засорение мембран, что делает их особенно подходящими для сложных систем, содержащих масло, флокулянты, высокое содержание твердых частиц или высокую вязкость.
По сравнению с традиционными ультрафильтрационными мембранами со спиральной-намоткой или полыми волокнами, трубчатые ультрафильтрационные мембраны обладают значительными преимуществами с точки зрения сильных противообрастающих свойств, а также простоты очистки и обслуживания. Широкий проточный канал снижает риск засорения твердыми частицами, и даже в случае загрязнения флюс можно быстро восстановить путем физической промывки или химической очистки, что продлевает срок службы мембраны. Кроме того, трубчатая конструкция предъявляет относительно меньшие требования к предварительной подготовке сырья и может стабильно работать в условиях больших колебаний концентрации взвешенных веществ.
Трубчатые ультрафильтрационные мембраны широко используются для осветления и концентрирования в пищевой промышленности и производстве напитков, например, при производстве соков, молочных продуктов и растительных экстрактов; при очистке сточных вод и повторном использовании оборотной воды, для глубокой очистки биохимических стоков или промышленных сточных вод; в биофармацевтической области для осветления ферментативных бульонов, концентрирования и разделения белков; а также в химической и горнодобывающей промышленности для регенерации пигментов, красителей, катализаторов и концентрирования шламов.
Благодаря достижениям в области технологий материалов и оптимизации модульной конструкции трубчатые ультрафильтрационные мембраны расширяются в сторону более высокой пропускной способности, более высокой коррозионной стойкости и более высокой термостойкости. Их положение в решении сложных задач разделения становится все более стабильным, что делает их одной из ключевых технологий, поддерживающих чистое промышленное производство и эффективное использование ресурсов.
