Membranalar haqida

Membranalarning asosiy turlari

Yarim o׳tkazuvchan to׳siqlar (membranalar) suyuq yoki gaz aralashmalari tarkibidagi tegishli komponentlarni o׳tkazish qobiliyatiga ega bo׳ladi. Membranalar quyidagi asosiy talablarga javob berishlari kerak: yuqori darajadagi ajratuvchanlik (tanlovchanlik); yuqori solishtirma ish unumi (o׳tkazuvchanlik); ajralayotgan muhit ta’siriga kimyoviy bardoshlik ko׳rsatish; mexanik jihatdan mustahkamlik; ishlatish paytida asosiy xossalarini o׳zgartirmaslik.
Membranalarni tayyorlash uchun turli polimerlar (sellyulozaning asetatlari, poliamidlar, polisulfon va boshqalar), sopol, shisha, metalldan tayyorlangan falga va boshqa materiallar ishlatiladi. Mexanik jihatdan mustahkamligi bo׳yicha membranalar quyidagi turlarga bo׳linadi:

1. 
   zichlanuvchi (polimerdan tayyorlangan) membranalar;
   
2. 
   qattiq strukturali membranalar;
   
3. 
   g`ovakli membranalar;
   
4. 
   g`ovaksiz (diffuzion) membranalar.
   

G`ovakli membranalar, ayniqsa teskari osmos, mikrofilmtrlash va ultrafilmtrlash jarayonlarida keng qo׳llanilmoqda. Diffuzion membranalar odatda gazlar va suyuq aralashmalarni membrana orqali bug`latish va dializ usullari bilan ajratish uchun ishlatiladi. Diffuzion membranalarning amaliy jihatdan g`ovaklari bo׳lmaydi. Bunday membranalardan erituvchi va erigan moddalar konsentratsiya gradienti (molekulyar diffuziya) ta’sirida o׳tadi.
Membranali qurilmaning turiga ko׳ra, g`ovakli va diffuzion membranalar plastinaga o׳xshash, quvursimon yoki ichi bo׳sh tolalar (diametri 20-100 mkm, devorining qalinligi 10-50 mkm) ko׳rinishida tayyorlanadi. Membranalarni turli shaklga ega bo׳lgan g`ovakli tashuvchilarning ustiga joylashtirgan holatda (kompozitli membranalar) ham tayyorlash mumkin.

Membranali jarayonlarning fizik-kimyoviy asoslari

Eng muhim membranali jarayonlarning fizik-kimyoviy mohiyatlarini tushuntirib beramiz. Teskari osmos. Ushbu jarayonda eritmalarni osmotik bosimdan katta bo׳lgan bosim (P >π) bilan membrana orqali filtrlashdan iborat; bunda membrana erituvchini o׳tkazib, o׳zida erigan moddalarning molekulalari yoki ionlarini ushlab qoladi. Ushbu jarayonning asosini osmos hodisasi ya’ni
erituvchining yarim o׳tkazuvchi membrana orqali o׳z-o׳zidan muvozanat yuz berguncha eritmaga o׳tishi

34.1-rasm. Membrana orqali modda o׳tkazish sxemasi:
a — osmos; b — muvozanat; d — teskari osmos.
(34.1-rasmda, a) tashkil etadi. Muvozanat holatiga (34.1-rasm, b) to׳g`ri kelgan bosim osmotik bosim
(π = rgR) deb ataladi. Eritmalarning osmotik bosimi bir necha o׳n megapaskalga teng bo׳lishi mumkin. Agar eritmaga osmotik bosimdan yuqori bo׳lgan bosim (R>π ) ta’sir etilsa (34.1-rasm, d), erituvchining teskari yo׳nalishdagi harakati, ya’ni erituvchining membrana orqali suv tomonga o׳tishi (teskari osmos hodisasi) yuz beradi.
Teskari osmos jarayonining harakatlantiruvchi kuchi ish bosimi va osmotik bosim qiymatlarining farqiga teng:
∆P = P − (^π₃ −^π₂ ) = P − ∆π (34.1)
bu yerda, R — ish bosimi; ^π₃ — membrana yonidagi ajralayotgan eritmaning osmotik bosimi; ^π₂ — permeatning osmotik bosimi.