Баромембранные методы. С помощью полупроницаемых мембран разделяются истинные растворы, т.е. гомогенные системы, в то время как фильтрованием можно разделить лишь суспензии, т. е. твердую фазу отделить от жидкой. Баромембранные методы получили широкое распространение в биотехнологической, пищевой, фармацевтической, химической промышленности.
Физико-химический механизм. Растворение вещества в растворителе возможно только тогда, когда они имеют сродство друг к другу, т. е. когда на уровне межмолекулярного взаимодействия происходит сольватация молекулами растворителя молекул или ионов растворяемого вещества. Когда речь идет о водных растворах, процесс называется гидратация. Поскольку молекула воды представляет собой диполь, ее энергия связи с частицей растворимого вещества тем больше, чем больший заряд несет эта частица на себе. Понятно, что чем больше заряд иона, тем больше количество молекул воды окажется связанным с ионом в виде многослойной гидратной оболочки. Именно образованием гидратных оболочек объясняется явление, которое называется прямой осмос.
Если осмотическое давление (Ро) больше гидравлического (Рr), то происходит прямой осмос, если Ро = Рr, то диффузия через мембрану прекращается.
Если к раствору приложить рабочее давление, превышающее осмотическое, т. е. Рr>РО то начнется перенос молекул воды слева направо, т. е. будет происходить дегидратация раствора, концентрирование растворенного вещества и получение чистой воды в правой половине сосуда. Это механизм называется обратным осмосом.
При ультрафильтрации происходит разделение высоко – и низкомолекулярных соединений с целью получения концентрата высокомолекулярных соединений.
Ультрафильтрация обладает способностью не инактивировать ферменты и требует минимальные энергозатраты.
|
