Uso de la membrana sobre la capa de soporte

El énfasis reciente en la eliminación extremadamente alta de eficiencia de partículas muy finas durante la filtración ha llevado a la demanda de capas de superficie porosas muy finas, y esta demanda se ha cumplido por la laminación de una membrana en un sustrato adecuadamente robusto. Debido a que la membrana utilizada es extremadamente gruesa (12-75 m) es esencial que los adhesivos especiales o, cuando sea posible, la unión de llama se use para combinarla con un sustrato adecuado. Los materiales no tejidos han demostrado ser muy adecuados como sustratos, especialmente para el apoyo de las membranas de PTFE. Dependiendo de la aplicación prevista, los sustratos van desde el polipropileno o poliéster espantoso liviano, a tejidos sustanciales, como las gruesas de las agujas. Los medios de filtración basados ​​en la membrana ofrecen propiedades únicas que las hacen adecuadas para un gran número de aplicaciones. Esto incluye aplicaciones industriales limpiadas por pulsos (Bag House, Control de la contaminación aerotransportada y turbina de gas), aplicaciones en respiradores, consumidores y aspiradores industriales, productos químicos médicos, biofarmacéuticos y agresivos.

Es importante observar quefiltración de membranaLa tecnología fue muy limitada por la suciedad de la membrana.

La incrustación de la membrana conduce a los costos de operación y mantenimiento más altos al deteriorar las actuaciones de la membrana (disminución del flujo contra el tiempo, el cambio de potencial de Zeta durante el tiempo, etc.) y eventualmente acortando la vida de la membrana. Por lo tanto, es sensato usar un soporte poroso no tejido que generalmente tiene la capacidad de sujeción de suciedad superior y no tiene una distribución de tamaño de poro mucho más amplio. Tal cualidad, junto con el refuerzo de la mecánica.

La fuerza a las membranas, da un mejor rendimiento con la disminución de la suciedad. En un trabajo de investigación (Hegde et al., 2011) en una mezcla de polisulfona Membrana nanoporosa con soporte no tejido que consiste en fibras de poliéster fino, se observó que el apoyo no tejido minimiza la suciedad de la membrana aparte de proporcionar una resistencia mecánica a la membrana durante el proceso de filtración. Por lo tanto, ayuda a mejorar el rendimiento de la membrana en términos de rechazo de sal, un flujo mejorado, la estabilidad térmica y la conductividad de protones. La membrana es esencialmente un dispositivo de filtración de superficie, con poca o ninguna filtración de profundidad involucrada en su uso. En la práctica, muchas membranas son de estructura asimétrica y comprenden efectivamente dos capas. La capa activa, superficial es una piel muy delgada, cuya permeabilidad es de importancia crítica. La capa inferior y más gruesa es de una estructura más abierta, su función es servir como un soporte mecánico para la capa activa. Una de las membranas más populares es PTFE. Las ventajas de la membrana PTFE (naturalmente hidrófoba) son su resistencia a la química y la temperatura superiores y su naturaleza no pegajosa. Aparte de PTFE, otra membrana de copolímero acrílico más utilizada es intrínsecamente hidrófilos, y ofrece baja extracción. El producto laminado con tejido de poliéster no tejido se emplea en agua semiconductora, productos farmacéuticos, alimentos y bebidas.

Además de la membrana de EPTFE más popular, también se informa que las membranas UPE son inertes y compatibles con entornos industriales ásperos. Las propiedades estructurales inherentes de estas membranas permiten compuestos flexibles, procesamiento de pliegues mejorados y nuevos diseños de filtros de alto rendimiento. Mientras se usa en salas limpias, filtros HEPA y ULPA, proporcionan una protección absoluta. Están diseñados para ser instalados para la vida de la sala limpia. Los prefiltros se utilizan para capturar la mayoría de las partículas en la corriente de aire y reducir la carga en los filtros de membrana. Los filtros de membrana alfa altos disminuyen la caída de la presión, lo que lleva a ahorros significativos en el consumo de energía durante las operaciones de la sala de estar. Sobre la vida útil típica de cinco años de un filtro, los ahorros resultantes superan fácilmente el costo adicional para el filtro de membrana (Galka y Saxena, 2009).

La mayoría de las veces, el filtro de membrana funciona a las velocidades de la cara de 10 a 20 cm / s, mientras que se usa para aplicaciones de sala de cocina. El compuesto con las membranas EPTFE y UPE proporciona una alta eficiencia a estas mayores ventas aéreas y la caída de baja presión permite que las altas tasas de flujo de aire con un consumo de energía reducido. La caída de baja presión, la eficiencia ulpa y las propiedades de la membrana hidrófoba son esenciales en la gestión de la vía aérea quirúrgica y del hospital, protegiendo tanto el paciente como el equipo. Esas mismas propiedades son ideales para ventilar aplicaciones tales como bolsas de ostomía. La membrana también puede ser típicamente laminada a un carbono impregnado no tejido. El filtro combinado proporciona alivio de presión, una barrera absoluta para fluir líquido a través del filtro en ambas direcciones y reducción de olor. Dependiendo de los requisitos particulares, la membrana puede tratarse para mejorar sus propiedades oleophóbicas. En la fabricación biofarmacéutica, los filtros EPTFE y UPE se pueden usar para ventilar los gases producidos durante la fermentación y el cultivo celular. Estos filtros de ventilación requieren una barrera absoluta para los microorganismos, en aerosoles y en bacterias en caso de que el filtro esté agotado. Las propiedades estables gamma de las membranas UPE brindan un beneficio significativo en aplicaciones de un solo uso en los campos médicos y biofarmacéuticos (Galka y Saxena, 2009).

En la filtración de gas industrial, la mayor eficiencia es proporcionada por las membranas de filtro que por las telas convencionales. Una membrana de PTFE ampliada se muestra en la FIG. 8.7. El tamaño de los poros trampa cualquier partícula por debajo de 2.5 m de diámetro, mientras que aún permite que el aire pase, lo que demuestra más eficaz para el filtrado, especialmente para las partículas pequeñas, que los filtros convencionales (Fig. 8.8). Esta membrana está unida a Felts PeddlePunched, Spunbonded o Over Spunlace No Woveven. Se pueden usar diferentes polímeros de fibra, incluidos el homopolímero acrílico, Torcon, Nomex, poliéster, poliéster y polipropileno de la conducción estática, para hacer el sustrato, al igual que la tela tejida del hilo de PTFE / hilo de vidrio. La membrana de PTFE inerte químicamente puede soportar altas temperaturas de hasta 260 ° C. Al seleccionar el material base, se debe tener en cuenta la temperatura de funcionamiento de la filtración y el entorno químico. La alta eficiencia y la capacidad de flujo excepcional se proporcionan mediante microestructuras de ingeniería únicas en las membranas de PTFE (Martin, 1999; Griffin, 2003; Filtros de Menardi, 2013; Mueller Sales, 2013; Simatek A / S, 2013; W. L. Gore & Associates, 2013a). En comparación con los medios simples simples, una eficiencia de filtración ligeramente más alta del 99.999% (99.9975% de eficiencia sin laminación) se impartió mediante la laminación de una membrana de PTFE a los medios de poliéster spunbonded. Este resultado se obtuvo mientras se opera a una caída de presión ligeramente más alta. Tales medios hinchados han sido empleados en casas de bolsas, ventilando muchas aplicaciones (Martin, 1999).

En el proceso de filtración de gas industrial, los filtros de membrana también ayudan en la eliminación del pastel. En este sentido, la fuerza de adhesión de la torta determina la eficacia de la eliminación del pastel de los medios de filtro. Cuando la torta de filtración se forma durante el proceso de filtración, la resistencia al flujo de aire a través del filtro aumenta, como resultado, aumenta la caída de presión. El pastel debe eliminarse mediante procesos de limpieza, una vez que la caída de presión se considere relativamente alta, para minimizar la resistencia al flujo de gas y, en consecuencia, reducir los costos. Por lo tanto, las mejoras en el proceso de eliminación de pasteles pueden representar ganancias económicas sustanciales, así como contribuciones significativas a una mayor mejora del proceso de filtración.

Sin embargo, la eliminación completa del pastel no es deseable, ya que la torta primaria también participa en la filtración y protege la tela. Particularmente, los problemas ocurren en partículas de azúcar donde una formación de pasteles primarias estable es difícil debido a su naturaleza particulada.

Los filtros de membrana pueden ofrecer numerosas ventajas, incluyendo:

• Costos de mantenimiento reducidos;

• Aumento de la utilización de la planta;

• aumento de la vida útil del filtro;

• cumplir y superar el cumplimiento ambiental;

• Materia particulada reducida y tiempo de inactividad;

• Costos de energía reducidos;

• Ciclos de limpieza reducidos;

• Aumento del rendimiento.