46. Мембранная технология, ее сущность, область применения. Основные виды мембранных технологических процессов, их технико-экономическая оценка.

Методы мембранной технологии совмещают процессы разделения неоднородных систем фильтрованием с явлением осмоса. Благодаря этому разделению подвергаются не только эмульсии и суспензии, но и растворы.

Мембранная технология реализуется как один из методов фильтрования, где основной движущей силой является не геометрическое подобие размеров частиц и пор фильтрующего материала, а разность давлений до и после фильтра. При этом в качестве фильтра используется мелкопористая полунепроницаемая мембрана. Кинетика процесса объясняется разностью плотностей раствора и растворителя, что и определяет разность осмотических давлений, определяемых как гидростатический напор.

Мембранные технологии разделяют на два класса: ультрафильтрацию и обратный осмос.

Ультрафильтрация применяется для разделения, концентрирования и фракционирования растворов. При этом исходный раствор разделяется на два продукта – низкомолекулярный фильтрат и высокомолекулярный осадок. В результате ультрафильтрации подвергаются молочные продукты при разделении жира или белка, питательные смеси, кровь, сиропы, экстракты, сточные воды первой и второй категории.

Обратный осмос применяют для опреснения солевых растворов, очистки сточных вод второй категории, концентрирования сиропов.

Фильтрованием называют процесс разделения суспензий через пористую (фильтровальную) перегородку, которая задерживает твердую (дисперсную) фазу и пропускает жидкую (дисперсную) среду.

Мембрана— это твердая или жидкая перегородка, через которую могут проникать все или часть компонентов смеси. В первом случае мембрана называется проницаемой, во втором — полупроницаемой.

Мембраны классифицируют по природе мембраны на:

а) природные мембраны— мембраны живых организмов и

полученные на их основе;

б) синтетические мембраны— органические и неорганические;

По механизму мембранного действия различают диффузионные, адсорбционные и ионообменные мембраны.

В зависимости от агрегатного состояния разделяемой смеси, движущей силы процесса разделения, размеров частиц компонентов и механизма разделения различают следующие разновидности мембранных процессов:

• диффузионное разделение газов;

• разделение жидкостей методом испарения через мембрану;

• баромембранные процессы разделения жидких смесей;

• электродиализ.

Перспективность мембранных методов — прежде всего в их универсальности. Скоро нельзя будет представить ни одной технологической линии в пищевой, медицинской, фармацевтической и ряде других отраслей промышленности, в которой не было бы установок для мембранного синтеза, разделения, концентрирования и очистки продуктов.