Հանքային ջրերի արտադրության ուլտրաֆիլտրացիոն համակարգ
Ուլտրաֆիլտրացիան թաղանթային ֆիլտրման մեթոդ է, որն առանձնացնում է նյութերը՝ ելնելով դրանց չափից և մոլեկուլային քաշից:Այն ներառում է կիսաթափանցիկ թաղանթի օգտագործումը, որը թույլ է տալիս ավելի փոքր մոլեկուլներին և լուծիչին անցնել միջով, մինչդեռ պահպանելով ավելի մեծ մոլեկուլներ և մասնիկներ:
Արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է մակրոմոլեկուլային լուծույթների, մասնավորապես սպիտակուցային լուծույթների մաքրման և կոնցենտրացիայի համար:Այն սովորաբար օգտագործվում է քիմիական և դեղագործական արտադրության, սննդի և խմիչքների վերամշակման և կեղտաջրերի մաքրման մեջ:Այս հավելվածները նպատակ ունեն վերամշակել ռեսուրսները, բարձրացնել արտադրանքի որակը և հեռացնել կեղտերը:
Բացի այդ, ուլտրաֆիլտրացիան շատ կարևոր է արյան դիալիզի համար, որը բժշկական պրոցեդուրա է, որն օգտագործվում է արյան շրջանառությունից թափոնների և ավելորդ հեղուկների հեռացման համար երիկամների դիսֆունկցիա ունեցող հիվանդների մոտ:Ընտրովի զտելով վնասակար նյութերը՝ պահպանելով հիմնական բաղադրիչները, ուլտրաֆիլտրացիան կենսական դեր է խաղում դիալիզի բուժում պահանջող անհատների բարեկեցության պահպանման գործում:
Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաֆիլտրացիան ապահովում է տարբեր ոլորտներում տարանջատման և մաքրման արդյունավետ միջոց՝ բարելավելով գործընթացները և նպաստելով ավելի լավ արդյունքների ինչպես արդյունաբերական, այնպես էլ բժշկական կիրառություններում:
Ուլտրաֆիլտրացիան վճռորոշ դեր է խաղում խմելու ջրի մաքրման գործընթացներում, մասնավորապես, Գերմանիայում ջրային տնտեսություններում:300 մ3/ժ հզորությամբ ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է հում ջրից մասնիկները և մակրոմոլեկուլները հեռացնելու համար՝ ապահովելով խմելու ջրի համար անհրաժեշտ չափանիշներին համապատասխանելը։
Ուլտրաֆիլտրացիան կարող է կիրառվել որպես ինքնուրույն համակարգ մեկուսացված շրջաններում, որտեղ բնակչության աճ է նկատվում կամ որպես ջրի մաքրման կայաններում առկա ֆիլտրման համակարգերի փոխարինում:Կախված պինդ նյութերի բարձր մակարդակ պարունակող ջրի հետ գործ ունենալիս, առաջնային և երկրորդային մշակումները, ինչպիսիք են զննում, ֆլոտացիա և ֆիլտրացիա, ինտեգրվում են ուլտրաֆիլտրացիային որպես նախնական մշակման փուլեր:
UF գործընթացները մի քանի առավելություններ են տալիս բուժման ավանդական մեթոդների համեմատ:Դրանք քիմիական նյութեր չեն պահանջում, բացառությամբ մաքրման նպատակների՝ ապահովելով առանց քիմիական նյութերի խմելու ջրի մատակարարում:Արտադրանքի որակը մնում է կայուն՝ անկախ կերային ջրի որակից, ինչը թույլ է տալիս խմելու ջրի հուսալի աղբյուր:Ավելին, UF բույսերի կոմպակտ չափը դրանք հարմարեցնում է տարբեր պարամետրերի համար:
Ուլտրաֆիլտրացիայի հիմնական ուժեղ կողմերից մեկը ջրի որակի կարգավորող ստանդարտները գերազանցելու կարողությունն է:Պաթոգեն միկրոօրգանիզմների համար 90-100% հեռացման արդյունավետությամբ UF-ն ապահովում է մաքրված ջրի անվտանգությունը սպառման համար:
Այնուամենայնիվ, հարկ է նշել, որ UF գործընթացները բախվում են մարտահրավերների հետ կապված մեմբրանի աղտոտման և փոխարինման հետ, ինչը կարող է ծախսատար լինել:Այս խնդիրը մեղմելու համար անհրաժեշտ է սնուցող ջրի լրացուցիչ նախնական մշակում` թաղանթային ագրեգատներին ավելորդ վնասից խուսափելու համար:
Շատ դեպքերում ուլտրաֆիլտրացիան օգտագործվում է որպես նախաֆիլտրման փուլ հակադարձ օսմոզով (RO) կայաններում:Պաշտպանելով RO մեմբրանները աղտոտումից և վնասից՝ UF-ն օգնում է օպտիմալացնել ջրի մաքրման ընդհանուր գործընթացի արդյունավետությունն ու երկարակեցությունը:
Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաֆիլտրացիան արդյունավետ և լայնորեն օգտագործվող մեթոդ է անվտանգ խմելու ջրի արտադրության համար, որն առաջարկում է այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են քիմիական նյութերի օգտագործումը, արտադրանքի անընդհատ բարձր որակը և կարգավորող ստանդարտները գերազանցելու ունակությունը:
Ուլտրաֆիլտրացիան (UF) լայնորեն կիրառվում է կաթնամթերքի արդյունաբերության մեջ, մասնավորապես՝ պանրի շիճուկի վերամշակման մեջ՝ շիճուկի սպիտակուցի խտանյութ (WPC) և կաթնաշաքարով հարուստ ներթափանցող նյութ ստանալու համար:Մեկ փուլում UF-ը կարող է խտացնել շիճուկը 10-30 անգամ՝ համեմատած սկզբնական սնուցման հետ:
Նախկինում շիճուկի համար թաղանթային ֆիլտրացման այլընտրանքը գոլորշու տաքացումն էր, որին հաջորդում էր թմբուկով չորացումը կամ չորացումը լակի:Այնուամենայնիվ, այս մեթոդները հանգեցրին արտադրանքի սահմանափակ կիրառություններին՝ շնորհիվ իրենց հատիկավոր հյուսվածքի և անլուծելիության:Ավելին, այս մեթոդներն ունեին ապրանքի անհամապատասխան բաղադրություն, մեծ կապիտալ և գործառնական ծախսեր, և հաճախ դեֆորմացնում էին որոշ սպիտակուցներ՝ չորացման ժամանակ օգտագործվող չափազանց ջերմության պատճառով:
Ի հակադրություն, UF գործընթացները պանրի շիճուկի համար առաջարկում են մի քանի առավելություններ ավանդական մեթոդների համեմատ.
Բարելավված էներգաարդյունավետություն. UF գործընթացները պահանջում են ավելի քիչ էներգիա՝ համեմատած գոլորշու տաքացման և չորացման մեթոդների հետ:
Արտադրանքի կայուն որակ. Կախված աշխատանքային պայմաններից, UF գործընթացները կարող են ստանալ շիճուկի սպիտակուցի խտանյութեր, որոնց կոնցենտրացիաները տատանվում են 35% -ից մինչև 80%:Սա ապահովում է արտադրանքի կայուն որակ:
Սպիտակուցի ամբողջականության պահպանում. UF պրոցեսները գործում են չափավոր պայմաններում, ինչը օգնում է կանխել սպիտակուցի դենատուրացումը:Արդյունքում, շիճուկի խտանյութի սպիտակուցները մնում են անձեռնմխելի և պահպանում են իրենց ֆունկցիոնալությունը:
Այնուամենայնիվ, պանրի շիճուկի UF գործընթացները բախվում են աղտոտման հետ կապված մարտահրավերների, ինչը կարող է զգալիորեն նվազեցնել արտադրողականությունը:Պանրի շիճուկը պարունակում է կալցիումի ֆոսֆատի բարձր մակարդակ, որը պոտենցիալ կարող է հանգեցնել մեմբրանի մակերեսի վրա թեփուկների կուտակման:Այս խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ են նախամշակման էական միջոցառումներ՝ կերերի pH-ն ու ջերմաստիճանը հավասարակշռելու համար՝ ապահովելով կալցիումի աղերի լուծելիությունը:
Ամփոփելով, UF գործընթացները հեղափոխել են սպիտակուցների կոնցենտրացիան կաթնամթերքի արդյունաբերության մեջ, մասնավորապես՝ շիճուկի սպիտակուցի խտանյութերի արտադրության մեջ:Նրանք առաջարկում են էներգիայի արդյունավետություն, արտադրանքի կայուն որակ և սպիտակուցի ամբողջականության պահպանում:Այնուամենայնիվ, պետք է միջոցներ ձեռնարկվեն կալցիումի ֆոսֆատի նստվածքներից առաջացած աղտոտումը կանխելու համար:
Ուլտրաֆիլտրացիան (UF) կաթնամթերքի արդյունաբերությունից դուրս բազմաթիվ այլ կիրառություններ ունի:Որոշ լրացուցիչ հավելվածներ ներառում են.
Կեղտաջրերի զտում թղթի ցելյուլոզային գործարանից. UF-ն կարող է արդյունավետորեն հեռացնել կասեցված պինդները, լիգնինը և այլ աղտոտիչները թղթի գործարանի աշխատանքի ընթացքում առաջացած կեղտաջրերից՝ օգնելով պահպանել բնապահպանական կանոնակարգերը և արտադրել մաքուր ջուր՝ կրկնակի օգտագործման կամ արտանետման համար:
Պանրի արտադրություն. UF-ն օգտագործվում է պանրի արտադրության մեջ՝ կաթի սպիտակուցները խտացնելու և ավելորդ ջուրը հեռացնելու համար, ինչը հանգեցնում է պանրի մեջ սպիտակուցի ավելի բարձր պարունակության:Այս գործընթացը հաճախ կոչվում է ուլտրաֆիլտրացված կաթ:
Որոշ բակտերիաների հեռացում կաթից. UF-ը կարող է օգտագործվել հում կաթից բակտերիաների, սպորների և սոմատիկ բջիջների հեռացման համար՝ հանգեցնելով կաթի որակի բարելավմանը և պահպանման ժամկետի ավելացմանը:
Գործընթաց և կեղտաջրերի մաքրում. UF-ն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերություններում՝ պինդ նյութերի, կոլոիդների և մակրոմոլեկուլների բաժանման և հեռացման համար գործընթացներից և կեղտաջրերի հոսքերից:Այն արդյունավետ մեթոդ է կասեցված պինդ նյութերը և օրգանական աղտոտիչները նվազեցնելու համար, ինչը հանգեցնում է ավելի մաքուր ջրի՝ վերաօգտագործման կամ արտանետման համար:
Ֆերմենտի վերականգնում. UF-ը կարող է օգտագործվել ֆերմենտները խմորման արգանակներից կամ այլ աղբյուրներից առանձնացնելու և վերականգնելու համար:Գործընթացը թույլ է տալիս մաքրել և կոնցենտրացնել ֆերմենտները՝ հնարավորություն տալով դրանք օգտագործել արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են սննդամթերքը, դեղագործությունը և կենսավառելիքը:
Մրգային հյութի կոնցենտրացիան և պարզաբանումը. UF-ն օգտագործվում է մրգահյութերը խտացնելու համար՝ հեռացնելով ջուրը և նվազեցնելով ծավալը, ինչը հանգեցնում է բնական մրգային պինդ նյութերի և համերի ավելի բարձր կոնցենտրացիայի:Բացի այդ, UF-ը կարող է մաքրել մրգային հյութերը՝ հեռացնելով կասեցված պինդ նյութերը և ամպամածությունը, ինչը հանգեցնում է ավելի պարզ և տեսողականորեն գրավիչ արտադրանքի:
Դիալիզ և արյան այլ բուժում. UF-ն լայնորեն օգտագործվում է դիալիզի և արյան բուժման գործընթացներում՝ արյան հոսքից թափոնների, ավելորդ հեղուկների և տոքսինների հեռացման համար:UF թաղանթների կարողությունը ընտրողաբար զտել մոլեկուլները՝ ելնելով չափից, թույլ է տալիս հեռացնել վնասակար նյութերը՝ միաժամանակ պահպանելով արյան մեջ էական բաղադրիչները:
Սպիտակուցների աղազերծում և լուծիչների փոխանակում (դիաֆիլտրացիայի միջոցով). UF-ը կարող է օգտագործվել սպիտակուցների աղազերծման և լուծիչների փոխանակման համար:Այս գործընթացը ներառում է սպիտակուցային լուծույթներից աղերի հեռացում և լուծիչի փոխանակում դեպի ցանկալի բուֆեր կամ լուծույթ:
Լաբորատոր կարգի արտադրություն. UF-ը սովորաբար օգտագործվում է լաբորատորիաներում կենսամոլեկուլների, ինչպիսիք են սպիտակուցները, ֆերմենտները և նուկլեինաթթուները, կոնցենտրացիայի, մաքրման և տարանջատման համար:Այն արժեքավոր գործիք է հետազոտական և լաբորատոր մասշտաբի արտադրության մեջ:
Ոսկրային կոլագենի ռադիոածխածնային թվագրում. UF-ը կարևոր դեր է խաղում հնագիտական ոսկրային նմուշներից կոլագենի արդյունահանման և մաքրման գործում՝ ռադիոածխածնային թվագրման համար:Գործընթացը թույլ է տալիս հեռացնել խանգարող նյութերը՝ ապահովելով ժամադրության ավելի ճշգրիտ և հուսալի արդյունքներ:
