Membrane filtrante microporeuseLe principe de filtration de base est * * Le tamisage physique * *, à travers la distribution uniforme de pores minuscules sur le corps de la membrane, pour atteindre l'effet de séparation de "piéger les impuretés plus grandes que la taille des pores, permettant aux fluides plus petits que la taille des pores de passer à travers la substance de petites molécules", tout en étant complété par l'adsorption, la construction de ponts et d'autres effets auxiliaires pour améliorer la précision de filtration.
1. Mécanisme de base: tamisage physique, piégeage précis par "taille"
C'est le principe d'action le plus fondamental et le plus important des membranes filtrantes microporeuses, un processus de criblage similaire à celui du "tamis".
- la structure du corps membranaire détermine la capacité de piégeage: les membranes de filtration microporeuses ont généralement une taille de pores comprise entre 0,02 µm et 10 µm et une distribution homogène des pores. Lorsque le liquide ou le gaz à filtrer circule à travers la surface de la membrane, les particules supérieures à la taille des pores de la membrane, telles que les bactéries, les boues, les impuretés en suspension, sont bloquées à la surface de la membrane ou à l'entrée des pores et ne peuvent pas passer; Alors que les molécules d'eau, les solvants, les solutés de petites molécules, etc., plus petites que les pores de la membrane, peuvent passer en douceur à travers les pores de la membrane pour réaliser une séparation solide - liquide ou gaz - solide.
- la taille des pores correspond directement à la cible de piégeage: par exemple, une membrane filtrante microporeuse de 0,22 µm qui emprisonne la grande majorité des bactéries (taille bactérienne commune de 0,5 µm à 5 µm), couramment utilisée dans l'industrie pharmaceutique pour la désinfection des liquides pharmaceutiques; La membrane de 0,45 μm est plus utilisée pour éliminer les particules en suspension dans l'eau avec une partie des micro - organismes, adapté aux scénarios de purification de l'eau conventionnels.
2. Mécanisme auxiliaire: Adsorption et pont, effet de filtration renforcé
Sur la base du tamisage physique, certaines scènes seront accompagnées d'une adsorption, d'une action de pontage, améliorant encore l'efficacité de la filtration, en particulier pour les particules microscopiques proches de la taille des pores de la membrane.
- effet adsorbant: les matériaux membranaires (p. ex. PVDF, nitrate de cellulose NC) avec une faible charge ou des groupes polaires à la surface Adsorbent les particules fines (p. ex. colloïdes, minuscules matières en suspension) du système à filtrer par vanderwards, forces électrostatiques, etc., même si ces particules ont une taille légèrement inférieure à La taille des pores de la membrane, elles peuvent être piégées par adsorption, réduisant ainsi le risque de « filtration par fuite».
- pontage: lorsque plusieurs particules fines s'écoulent simultanément vers les pores de la membrane, elles "pontage" les unes avec les autres à l'entrée des pores de la membrane pour former de minuscules "couches de gâteau de filtre", et les particules qui circulent ensuite sont encore piégées par cette couche de gâteau de filtre, ce qui équivaut à la formation d'un "écran secondaire plus fin" sur la base des pores de la membrane d'origine, améliorant indirectement la précision de la filtration.
3. Prémisse clé: perméabilité du trou de la membrane et force motrice du filtre
Pour que les principes ci - dessus fonctionnent efficacement, deux conditions préalables clés doivent être remplies, qui sont également au cœur de l'application pratique pour garantir l'effet de filtrage.
- les pores de la membrane doivent rester perméables: si la concentration d'impuretés dans le système à filtrer est trop élevée, un grand nombre de particules peuvent rapidement obstruer les pores de la membrane, ce qui entraîne une baisse ou même une défaillance du flux de filtration. Par conséquent, dans la pratique, il est souvent nécessaire de combiner un prétraitement (par exemple, l'élimination des grosses particules d'abord par filtration grossière) ou de choisir une membrane filtrante microporeuse avec un matériau "hydrophile" (qui réduit l'adsorption des impuretés), "résistant à la pollution".
- besoin de fournir une force d'entraînement raisonnable: en raison de la petite taille des pores de la membrane de filtration microporeuse, le fluide sera soumis à une certaine résistance lors de son passage, à l'aide de la force d'entraînement externe pour pousser le fluide à travers la membrane. Les forces motrices courantes comprennent la différence de pression (par exemple, la filtration à pression positive, la filtration à pression négative), la gravité (pour la filtration à faible vitesse des membranes à faible viscosité et à grande ouverture), où la pression motrice est un moyen couramment utilisé dans l'industrie et le laboratoire pour améliorer la vitesse et l'efficacité de la filtration.
Variété,Membrane filtrante microporeuseLe processus de filtration est basé sur le « tamisage physique» comme noyau, par la conception précise des pores pour réaliser la séparation par taille, puis en s'appuyant sur l'adsorption, l'effet d'optimisation de l'action du pont, et finalement sous la force motrice raisonnable pour accomplir la tâche de séparation efficace et précise, qui est également la raison principale pour laquelle il peut être largement utilisé dans la médecine, la nourriture, la protection de l'environnement et d'autres domaines.