Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мембраны из полимерных материалов. Получение и применение. Учебное пособие
.pdf
81
22. Целлюлозная мембрана с толщиной 20 мкм применяется при
гемодиализе для удаления мочевины из крови при 37°С. Концентрация
мочевины (мол.масса 60) в крови составляет 0,2 г/л, тогда как в
диализате, как можно предполагать, ее не содержится. Коэффициент
диффузии мочевины в мембране равен 4,5∙10
распределения равен 1,5. Коэффициент массопереноса со стороны
крови равен 10-5м
2
/с, а в диализате 4∙10
-
11м2/с, а коэффициент
-5м2
/с. Рассчитайте поток
мочевины и оцените влияние сопротивления в пограничном слое.
23. В процессе мембранной дистилляции используется пористая
полипропиленовая мембрана с коэффициентом проницаемости по воде
4,2 ∙10
-7м2
/с- бар. Рассчитайте поток чистой воды для сырья с
температурой 50 и 90°С соответственно. Примите температуру в
пермеате равной 20°С. (Температурную поляризацию не принимайте в
расчет.)
24. Гомогенная мембрана из ацетата целлюлозы толщиной 500 мкм,
помещена в первапорационную ячейку с диаметром 10 см. Со стороны
пермеата поддерживается вакуум (1 мбар). В стационарном
эксперименте по первапорации при 20°С было собрано за 2 ч 0,17 г
воды. Рас с с читай те коэффициент проницаемости по воде,
выраженный в моль-м/м2 с- Па или в см3(н. у.) см/см2 с- см рт.ст.
Давление паров воды при 20° С равно 23 мбар.
25. Для очистки сточных вод часто используется
микрофильтрация. Вода содержит суспензию частиц размером 1
мкм. Для применения в небольшом масштабе используется
капиллярный модуль длиной 50 см, содержащий 400 капилляров с
внутренним диаметром мм. Очищаемая жидкость подается внутрь
капилляров со скоростью 5 м/с. Рассчитайте поток пермеата
такого модуля при условии, что входное давление равно 1 бар;
вычислите перепад давления в капиллярах. При расчете можно
использовать модель гелевого слоя с отношением cт/сь = 10 (см.
разд. VII.4). Вязкость суспензии принять равной вязкости воды, т.
е. 0,001 Па∙с.
26. Микрофильтрационный модуль с 200 капиллярами с внутренним
диаметром 1,5 мм и длиной 50 см используется для концентрирования
82
клеточной суспензии. Скорость потока 2 м3/ч. Рассчитайте
поверхность мембран, число Рейнольдса и коэффициент
массопередачи.
27. Рассчитайте перепад давления и число Рейнольдса для разделения
в трубчатом мембранном модуле (диаметр 10 мм), в капиллярном
модуле (диаметр 2 мм) и в половолоконном модуле (диаметр 100 мкм);
длина всюду 1 м, пропускается чистая вода, скорость потока вдоль
поверхности мембран соответственно 0,5, 1,0 и 5,0 м/с.
28. Необходимо снизить с 1100 до 100 л объем ферментационной
жидкости при помощи микрофильтрации. Используют модуль длиной
50 см, содержащий 320 волокон диметром 2 мм, толщина мембраны —
0,5 мм; сырье находится в «межтрубном пространстве». Поток
описывается уравнением где J
= 100 л/м2- ч. Какова будет
0
продолжительность процесса? [1]
83
ЛИТЕРАТУРА
1. Baker, R.W. Membrane technology and applications / R.W. Baker.-
John Willey & Sons, 2004. – 538 p.
2. Singh R. Membrane technology and engineering for water
purification. Application, Systems Design and Operation / R. Singh. –
Second Edition. – Elsevier, 2015. – 435 p.
3. Валуев, Л.И. Полимерные системы для контролируемого
выделения биологически-активных соединений / Л.И. Валуев, Т.А.
Валуева, Т.Л. Валуев, Н.А. Платэ // Успехи биологической химии.
– 2003. – Т.43. – С. 307-328.
4. Иванчев, C.C. Полимерные мембраны для топливных элементов:
получение, структура, модифицирование, свойства / С.С. Иванчев,
С.В. Мякин // Успехи химии. – 2010. - №2. – С. 119-134.
7. 5. Дубяга, В.П. Нанотехнологии и мембраны / В.П. Дубяга, И.Б.
Бесфамильный // Нанотехнологии и мембраны. Серия:
Критические технологии. Мембраны. – 2005. - №3. – С. 11-16.
6. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию / М. Мулдер:
пер с.англ. – М.:Мир, 1999. – 513 с.
7. Дубяга, В.П. Полимерные материалы / В.П. Дубяга, Л.П.
Перепечкин, Е.Е. Каталевский. – М.:Химия, 1981. – 232 с.
8. Свитцов, А.А. Введение в мембранные технологии: Учебное
пособие / А.А. Свитцов. - М.: ДеЛи принт, 2007. - 280 с.
9. Тверской, В.А. Мембранные процессы разделения. Полимерные
мембраны: Учебное пособие / В.А. Тверской. - М.: МИТХТ им.
М.В.Ломоносова, 2008. – 59 с.
10. Паращук, В.В. Полимерные материалы и мембраны для
нанофильтрации органических сред / В.В. Паращук, А.В. Волков //
Мембраны. - 2008 .- №1. - С. 25-35.
11. Шапошник, В.А. Мембранные методы разделения смесей
веществ / В.А. Шапошник. – Соросовский образовательный
журнал . -1999. - №9. – С.27-32.
12. Кестинг, Р.Е. Синтетические полимерные материалы / Р.Е.
Кестинг.- М.: Химия, 1987. – 312 с.
13. Головков, В.М. Ионно-трековые процессы формирования
химически стойких мембран на основе поливинилиденфторида /
В.М. Головков, В.В. Сохарева // Известия Вузов.Физика. - 2010. -
№10-2. - С. 251-261.
14. Тимофеев, С.В. Композиционные ионообменные мембраны на
84
основе пористых пленок политетрафторэтилена и их
использование в топливных элементах / С.В. Тимофеев, Л.П.
Боброва, Е.И. Теруков, В.Н. Фатеев, А.К. Пугачев //
Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и
экология". - 2007. - №2. - С.128-131.
15. Matsuyama, H. Structure control of anisotropic and asymmetric
polypropylene membrane prepared by thermally induced phase
separation / H. Matsuyama, M. Yuasa, Y. Kitamura // Journal of
membrane science . - 2000. - №1-2. p. 91-100.
16. Жданов, Г.С. Основные подходы к модифицированию
трековых мембран из полиэтилентерефталата / Жданов, Н.К.
Китаева, Е.А. Баннова, Л.В. Миняйло // Нанотехнологии и
мембраны. Серия: Критические технологии. Мембраны. – 2004. № 2. – С.3-8.
17. Кульвелис, Ю.В. Структура фазоинверсионных мембран по
данным малоуглового рассеяния нейтронов / Ю.В. Кульвелис, С.В.
Конова, К.А. Ромашкова, В.Т. Лебедев // Физика твердого тела. -
2014. - №1. - С. 90-93.
18. Митрофанов, А.В. Кинетика травления трековых мембран с
высокой пористостью / А.В. Митрофанов. - М.:ФИАМ, 2003. -48 c.
19. Pabby, A. Handbook of Membrane Separations. Chemical,
Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications / A. Pabby, S.
Rizvi, A. Sastre. - CRC Press, 2009. – 1184 p.
20. Дытнерский, Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю.И.
Дытнерский. - М.:Химия, 1978. - 352с.
21. Иванец, В.Н. Методы интенсификации гидромеханических
процессов / В.Н. Иванец, Б.А. Лобасенко. – Учебное пособие. –
Кемеровский технологический институт пищевой
промышленности, 2003. – 84 с.
85
Полимер
Температура стеклования,
о
С
Полидиметилсилоксан
-123
Полиэтилен
-120
Поли( цис-1,4-бутадиен)
-90
Поли( цис-1,4-метилбутадиен)
-73
Натуральный каучук
-72
Бутилкаучук
-65
Полихлоропрен
-50
Поли(винилиденфторид)
-40
Поливинилацетат
29
Полиметилпентен
30
Найлон-6 (алиф. полиамид)
50
Нитрат целлюлозы
53
Полиэтилентерефталат
69
Диацетат целлюлозы
80
Поливиниловый спирт
85
Поливинилхлорид
87
Полиметил метакрилат
110
Полиакрилонитрил
120
Политетрафторэтилен
126
Поликарбонат
150
Поливинилтриметилсилан
170
Полисульфон
190
Политриметилсилилпропин
200
Полиэфиримид
210
Поли( 2,6-диметилфениленоксид)
210
Полиэфирсульфон
230
Приложение
Температуры стеклования различных полимеров
86
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Н. В. Саутина, Ю. Г. Галяметдинов
МЕМБРАНЫ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРИАЛОВ: ПОЛУЧЕНИЕ
И ПРИМЕНЕНИЕ
Ответственный за выпуск доц. А.А. Коноплева
87
Подписано в печать 30.06.2015
Формат 6084 1/16
Бумага офсетная
Печать Riso
5,11 усл. печ. л.
5,5 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ «С» 77
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
Офсетная лаборатория Казанского национального
исследовательского технологического университета
420015, Казань, К. Маркса, 68
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]